Ermittlung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung im Bereich

ENTWURF
Ermittlung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung im Bereich
der Stadt Garching
Bearbeiter: Dipl. Met. Igor Dormuth
Bericht-Nr.: ACB-607-4017/12
01.06.2007
ACCON GmbH Ingenieurbüro für Schall- und Schwingungstechnik • Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001
Gewerbering 5 • 86926 Greifenberg • Telefon 0 8192 / 99 60-0 • Fax 0 8192 / 99 60-29 • Email [email protected] • http://www.accon.de
Bericht Nr.: ACB-0607-4017/12
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Datum:
Bearbeiter:
Zusammenfassung:
ENTWURF
Ermittlung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung im Bereich der Stadt Garching
Stadt Garching
Rathausplatz 3
85748 Garching
März 2007
ACB-0607-4017/12
18 Seiten
01.06.2007
Dipl. Met. Igor Dormuth
Für das Hauptstraßennetz innerhalb der Gemarkung Garching
wurden die Schadstoffimmissionen von NO2 und PM10 für den
Istzustand berechnet. Die Luftbelastung kann überwiegend als
unkritisch bewertet werden. Innerhalb der Ortsgebiete werden
stets die Grenzwerte für NO2 und PM10 eingehalten. Nur entlang eines ca. 60 m breiten Streifens entlang jener Abschnitte
der Autobahnen, an denen keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, werden NO2 Konzentrationen errechnet, die über
dem ab 2010 gültigen Grenzwert liegen. Aber auch hier liegt
keine Grenzwertüberschreitung vor, da die Grenzwerte nach
der 22. BImSchV nur auf Gebiete anzuwenden sind, in denen
sich Personen nicht nur vorübergehend aufhalten.
Diese Unterlage darf nur insgesamt kopiert und weiterverwendet werden.
4017_13_B.doc
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Bericht Nr.: ACB-0607-4017/12
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Inhalt
Inhalt
................................................................................................................................... 3
1
Anlass und Aufgabenstellung ................................................................................ 4
2
Örtliche Situation und Immissionsorte .................................................................. 4
3
Grundlagen ............................................................................................................... 5
4
Immissionsgrenzwerte ............................................................................................ 5
5
Vorbelastung ............................................................................................................ 6
6
Meteorologie............................................................................................................. 7
7
Ermittlung der Emissionen ................................................................................... 10
8
Modellierung........................................................................................................... 11
9
Abschätzung der Überschreitungshäufigkeit des PM10 Tagesmittelwertes.... 12
10
Überschreitungshäufigkeit des NO2 Stundenmittelwertes................................ 13
11
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung............................................................... 13
12
Zusammenfassung ................................................................................................ 17
13
Anlagen ................................................................................................................... 18
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Anlass und Aufgabenstellung
Im Rahmen der anstehenden Flächennutzungsplanung hat die Stadt Garching
die ACCON GmbH beauftragt, die Immissionsbelastung von Stickstoffdioxid
(NO2) und Feinstaub (PM10) entlang des übergeordneten Straßennetzes in der
Stadt Garching zu ermitteln und darzustellen.
Die Berechnungen der Schadstoffimmissionen erfolgen mit einem Lagrange´schen Partikelmodell nach VDI Richtlinie 3945, Blatt 3.
Die berechneten Immissionen werden unter Abschätzung der Vorbelastung anhand der Immissionsgrenzwerte der 22. BImSchV bewertet. Stark belastete Flächen, in denen Grenzwerte überschritten werden bzw. eine Überschreitung nicht
ausgeschlossen werden kann, werden gesondert ausgewiesen.
2
Örtliche Situation und Immissionsorte
In Bild 1 ist das Untersuchungsgebiet dargestellt. Dabei ist die Gemarkungsgrenze als rote Linie dargestellt.
Bild 1:
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Untersuchungsgebiet; die Stadtgrenze ist rot gekennzeichnet.
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Grundlagen
Der Untersuchung liegen folgende Richtlinien und Unterlagen zugrunde:
[1]
BImSchG, Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch
Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen, und ähnlicher Vorgänge, Ausgabe: 2002-09-26 veröffentlicht in: BGBl I (2002); zuletzt geändert
durch Gesetz vom 18.12.2006 S. 3180)
[2]
22. BImSchV, 22. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der
Luft), 11.09.2002
[3]
Digitale Pläne des Vorhabens und vom Untersuchungsgebiet als Digitalisierungsgrundlage
[4]
Auswertungen der an den LÜB Stationen gemessenen Konzentrationen
nach der 22. und 33. BImSchV der Jahre 2002 - 2006, veröffentlicht durch
das Bayerische Landesamt für Umwelt
[5]
AUSTAL2000, Lagrange´sches Partikelmodell nach VDI-Richtlinie 3945
Blatt 3
[6]
LOHMEYER (2004): Berechnung der Kfz-bedingten Feinstaubemission infolge Aufwirbelung und Abrieb für das Emissionskataster Sachsen
[7]
Handbuch der Emissionsfaktoren HBEFA (2004): UBA Berlin, BUWAL
Bern, UBA Wien
[8]
VDI-RICHTLINIE 3945 BLATT 3 (2000): Umweltmeteorologie - Atmosphärische Ausbreitungsmodelle - Partikelmodell
[9]
Bächlin, W.; Bösinger, R.; Brand, A.; Schulz, T. (2006): Überprüfung des
NO-NO2 Umwandlungsmodells für die Anwendung bei Immissionsprognosen für bodennahe Stickoxidfreisetzung, Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft
04-2006
[10] LOHMEYER (2004): FE 02.222/2002/LRB - PM10-Emissionen an Außerortsstraßen, im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen
[11] LOHMEYER (2002): FE 02.207/2000/LRB – Prognose der Vorbelastung
und Berücksichtigung der RL 96/62/EG imMLuS-2002, im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen
4
Immissionsgrenzwerte
Die Luftqualitäts-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 96/62/EG von 1996) und deren
Tochterrichtlinien bilden die Grundlage der neuen europäischen Luftreinhaltestrategie. Dieses Regelwerk wurde durch die Novellierung der Verordnung über Im-
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missionsgrenzwerte (22. BImSchV) im Jahr 2002 in nationales Recht umgesetzt.
In der 22. BImSchV sind für Stickstoffdioxid, Feinstaub und Benzol folgende Immissionsgrenzwerte festgesetzt:
PM10
Jahresmittelwert:
40 µg/m³
Maximal zulässige Anzahl der Tage mit
Überschreitungen des
Tagesmittelwertes von 50 µg/m³
35
NO2
Jahresmittelwert:
2007:
46 µg/m³
2008:
44 µg/m³
Ab 2010:
40 µg/m³
Maximal zulässige Anzahl Stunden mit
Überschreitungen des
Stundenmittelwertes von 200 µg/m³
5
18
Vorbelastung
Die Gesamtimmissionsbelastung der Schadstoffe NO2 und PM10 im Untersuchungsgebiet setzt sich zusammen aus der regionalen Hintergrundbelastung und
der Zusatzbelastung durch die naheliegenden Emissionsquellen. In der Ausbreitungsrechnung wird nur die Immissionszusatzbelastung durch die Emissionsquellen (Hauptverkehrsstraßen) innerhalb des Untersuchungsgebiets ermittelt. Die
Vorbelastung ergibt sich aus der regionalen Hintergrundbelastung. Da im Untersuchungsraum keine Werte der Hintergrundbelastung vorliegen, werden diese
anhand der Immissionskonzentrationen der drei LÜB-Messstationen
•
München Johanneskirchen (ca. 8 km südlich des Untersuchungsgebiet
gelegen)
•
Bayerisches Landesamt für Umwelt in Augsburg Haunstetten
•
Andechs-Rothenfeld
abgeschätzt. In Tabelle 1 sind die Immissionskonzentrationen dieser LÜB Stationen für die Jahre 2003-2006 zusammengefasst.
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Tabelle 1
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Immissionskonzentrationen von NO, NO2 und PM10 der LÜB Stationen
München Johanneskirchen, Bayerisches Landesamt für Umwelt in Augsburg
Haunstetten und Andechs-Rothenfeld in den Jahren 2003 - 2006
LÜB-Station
M-Johanneskirchen
LÜB-Station AugsburgHaunstetten (LFU)
LÜB-Station
Andechs Rothenfeld
NO
NO2
PM10
NO
NO2
PM10
NO
NO2
PM10
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
2003
11
26
-
11
30
30
3
14
24
2004
8
24
22
7
26
24
2
18
18
2005
11
30
24
8
24
24
2
11
17
2006
14
33
25
10
23
25
2
10
18
Mittelwert
11
28
24
9
26
26
2
13
19
Die nächst gelegene Messstation M-Johanneskirchen befindet sich nur etwa
8 km südlich des Untersuchungsgebietes und kennzeichnet nach Einstufung des
Bayerischen Landesamtes für Umwelt die Hintergrundbelastung von München.
Diese Werte sind aber als Hintergrundbelastung für das Untersuchungsgebiet
aufgrund der unmittelbaren Stadtrandlage der Messstation zu hoch. Zum Vergleich sind auch die Immissionswerte der LÜB Station des bayerischen Landesamtes für Umwelt (LFU) dargestellt, die sich am südlichen Stadtrand von
Augsburg befindet. Hier ist das Immissionsniveau ähnlich dem der Messstation
M-Johanneskirchen. Deutlich zu niedrige Werte, insbesondere bei NO und NO2,
würden sich ergeben, wenn man die Immissionswerte der nächstgelegen "Reinluftstation" Andechs-Rothenfeld als Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet heranziehen würde. Daher werden folgende Werte für die durchschnittliche
Hintergrundbelastung in Garching herangezogen:
6
NO:
9 µg/m³
NO2:
25 µg/m³
PM10:
22 µg/m³
Meteorologie
Für die Berechnung der Schadstoffausbreitung mit AUSTAL2000 sind für das
Untersuchungsgebiet räumlich und zeitlich repräsentative meteorologische Daten
zu verwenden, da das Ausbreitungsverhalten freigesetzter Luftschadstoffe maßgeblich durch die Windrichtungs- und Windgeschwindigkeitsverteilung sowie
durch die thermische Stabilität bestimmt wird. Dabei kennzeichnet die Windver-
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teilung die horizontalen Austauschbedingungen, während die thermische Stabilität, d. h. die vertikale Temperaturschichtung, den vertikalen Austausch bestimmt.
Für die Ausbreitungsrechnung werden die meteorologischen Daten der DWDMessstation Erdinger Moos in Form einer Zeitreihe über ein Jahr verwendet. Die
Messstation Erdinger Moos befindet sich nur wenige Kilometer nordöstlich des
Untersuchungsgebietes und ist daher für das Untersuchungsgebiet als räumlich
repräsentativ anzusehen. Für die Ausbreitungsrechnung wurde die nach Einschätzung des Deutschen Wetterdienstes, Wetteramt München, zeitlich repräsentative Jahreszeitreihe vom Jahr 1995 verwendet. In Abbildung 2 ist die Windrichtungsverteilung in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit dargestellt.
Bild 2
Windrichtungsverteilung der meteorologischen Zeitreihe der DWD-Messstation
Erdinger Moos im Jahr 1995
Wie Bild 2 zu entnehmen ist, dominieren bei der AKTerm Erdinger Moos signifikant südwestliche Winde und ostnordöstliche Winde, die im Wesentlichen durch
die großräumigen Strömungen der Großwetterlagen bedingt sind. Das Häufigkeitsminimum liegt bei südlichen bzw. bei nördlichen Winden. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt 3,13 m/s, der Anteil an Windstillen beträgt 4,3 %.
Für die Ausbreitung von Luftschadstoffen ist neben der Windrichtungs- und
Windgeschwindigkeitsverteilung auch der vertikale Austausch von großer Bedeutung. Dieser vertikale Austausch wird durch Ausbreitungsklassen nach KlugManier parametrisiert:
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Klasse I
sehr stabil
Klasse II
stabil
Klasse III/1
neutral –leicht stabil
Klasse III/2
neutral – leicht labil
Klasse IV
labil
Klasse V
sehr labil
Dabei kennzeichnen die Klassen I und II mit stabiler Schichtung ungünstige Ausbreitungsbedingungen.
Folgende Häufigkeiten der einzelnen Ausbreitungsklassen nach Klug-Manier
wurden an der Messstation Erdinger Moos im Jahr 1995 festgestellt:
Bild 3
Häufigkeitsverteilung der Ausbreitungsklassen an der DWD-Messstation Erdinger Moos im Jahr 1995
Bild 3 zeigt für die Zeitreihe Erdinger Moos folgende Häufigkeiten der einzelnen
Ausbreitungsklassen nach Klug-Manier. Der Anteil an stabilen Schichtungen
(Klasse I/II) beträgt im Jahr 1995 ca. 37,4 %. Dominant treten neutrale Schichtungen der Klassen III1 und III2 mit 47,9 % auf. Labile Schichtungen (Klasse IV
und Klasse V) treten in ca. 11,6 % der Stunden auf.
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Ermittlung der Emissionen
Durch den Kfz-Verkehr werden Verbrennungsemissionen freigesetzt. Diese Verbrennungsemissionen werden auf Basis des „Handbuches für Emissionsfaktoren
des Straßenverkehrs (HBEFA, Version 2.1)“ [7] quantifiziert. In diesem Handbuch
sind Deutschland-spezifische Emissionsfaktoren für unterschiedliche Verbrennungsschadstoffe in Abhängigkeit der Verkehrssituation, der Flottenzusammensetzung, Bezugsjahr und anderen Parametern definiert. In diesem Handbuch
sind auch Emissionsfaktoren für Stickstoffoxide enthalten. Anstelle von Feinstaubemissionen werden Partikelemissionen angegeben, die durch die Kraftstoffverbrennung im Motorraum entstehen. Durch Kraftfahrzeuge werden aber
Partikel (Feinstaubemissionen) nicht nur aus den Verbrennungsprozessen freigesetzt, sondern diese entstehen auch durch Reifen-, Bremsen- und Kupplungsabrieb sowie durch Wiederaufwirbelung. Zur Quantifizierung dieser Emissionsanteile werden Emissionsfaktoren entsprechend [6] verwendet. Die Gesamtemission von Feinstaub ergibt sich somit aus der Summe der Partikelemissionen (aus
der Kraftstoffverbrennung) und der Emission aus Abrieb und Wiederaufwirbelung.
Für die Straßen innerhalb des Untersuchungsgebietes werden folgende Verkehrssituationen verwendet:
Tabelle 2
Verwendete Verkehrssituationen für die Ausbreitungsrechnungen
Strasse
Verkehrsregelsituation
Autobahnen
Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 100 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 80 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 70 km/h
Auf- und Abfahrten zu Autobahnen
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 60km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 50km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 30km/h
AB_80
AO_1
AO_2
AO_3
IO_HVS>50_1
IO_HVS3
IO_LSA3
Es werden folgende Emissionsfaktoren für das Jahr 2005 verwendet:
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Tabelle 3
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Emissionsfaktoren in [g/km/Fhzg] für das Jahr 2005
Strasse
1)
2)
NOx
PM10
Pkw
Lkw
Pkw
Lkw
Autobahnen
0,226
6,350
Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 100 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 80 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 70 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 60km/h
Auf- und Abfahrten zu Autobahnen
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 50km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 30km/h
0,222
5,858
0,214
6,071
0,233
6,468
0,218
5,622
0,009 1) +
0,022 2)
0,007 1) +
0,022 2)
0,007 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,022 2)
0,135 +
0,200 2)
1)
0,132 +
0,200 2)
1)
0,134 +
0,200 2)
1)
0,147 +
0,200 2)
1)
0,136 +
0,200 2)
0,228
7,342
0,248
8,974
0,008 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,090 2)
0,209 +
0,200 2)
1)
0,319 +
0,900 2)
1)
1)
Emissionsfaktoren nach HBEFA [7]
Emissionsfaktoren aus Abrieb + Wiederaufwirbelung nach [6]
Die Gesamtemissionen pro Straßenabschnitt ergeben aus dem Produkt der Verkehrsbelastung und den Emissionsfaktoren.
8
Modellierung
Basierend auf den Gelände- und Gebäudedaten der Schallimmissionspläne wurden die Immissionsberechnungen mit dem Programm CadnaA-APL durchgeführt,
in dem das Ausbreitungsmodell AUSTAL2000 integriert ist. AUSTAL2000 berechnet in einem ersten Schritt mit einem diagnostischen Windfeldmodell die
Windfelder, die in einer Windfeldbibliothek abgespeichert werden. In einem zweiten Schritt erfolgt die Ausbreitungsrechnung mit einem Lagrange´schen Partikelmodell nach VDI 3945 Blatt 3.
In AUSTAL2000 ist die Anzahl der Gitterzellen limitiert. Damit ist auch die Rechengebietgröße beschränkt. Da bei Ausbreitungsrechnungen unter Berücksichtigung der Bebauung eine hohe Gitterauflösung von maximal 3 m notwendig ist,
kann in der Regel die Schadstoffverteilung für ein Straßennetz nicht mit einem
AUSTAL2000 Rechengebiet mit der erforderlichen Gitterauflösung berechnet
werden. Somit ist es notwendig, das gesamte Rechengebiet in einzelne Teilrechengebiete (Kacheln) aufzuteilen. In dem Programm CadnaA-APL wird die in
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der Schallausbreitung verwendete Kachelungstechnik auch für die Schadstoffberechnung eingesetzt, so dass die Verteilung der Schadstoffbelastung entlang von
Straßenzügen auch für größere Beurteilungsgebiete unter Berücksichtigung der
Bebauung berechnet werden kann. In den Kacheln werden die jeweiligen Schadstoffverteilungen berechnet und anschließend werden die einzelnen Immissionsverteilungen zu einer gesamten Immissionsverteilung entlang dem gesamten betrachteten Straßennetz zusammengefügt. Dabei stellt jede Kachel ein eigenes
AUSTAL2000 Rechengebiet dar.
Für die gesamte Immissionsverteilung ist es wichtig, an den Kachelgrenzen eine
weitestgehend kontinuierliche Immissionsstruktur zu erzielen. Dies wird durch eine Überlappung der Austalrechengebiete erreicht. Durch die Überlappung werden auch die Emissionsquellen außerhalb der jeweiligen Kachel berücksichtigt,
die sich aber noch innerhalb der Überlappung der Austalrechengebiete befinden.
Dadurch wird deren Immissionsanteil innerhalb der jeweiligen Kachel berücksichtigt.
Insgesamt wurde das Untersuchungsgebiet entlang des übergeordneten Straßennetzes in 181 Rechengebiete (Kacheln) unterteilt, damit bei feiner Rechengitterauflösung (3 m) die Immissionszusatzbelastung entlang des ca. 48 km
langen Hauptstraßennetzes ermittelt werden konnte.
Der Wert für die Rauhigkeitslänge wurde entsprechend dem CORINE Kataster
auf 0,4 m gesetzt.
Die Berechnung des Jahresmittelwertes von Stickstoffdioxid erfolgt nach einem
Regressionsansatz nach BÖSINGER et AL. aus [9]. In dieser Untersuchung werden die Ergebnisse der NOx und NO2 Messergebnisse aller Luftmessstationen
aus den Jahren 2000 – 2003 gegenüber gestellt. Darauf basierend wird in [9] eine Regressionsbeziehung für die Umwandlungsrate von NOx zu NO2 abgeleitet.
Der in AUSTAL2000 verwendete Ansatz zur Berechnung der NO2 Konzentrationen über eine Abbaurate von NO (nach VDI 3782 Blatt exponentieller Ansatz)
nicht verwendet, da dieser insbesondere bei bodennahen Emissionsquellen und
zu Unterschätzungen der NO2 Immissionsbelastungen führt.
9
Abschätzung der Überschreitungshäufigkeit des PM10
Tagesmittelwertes
Neben dem Grenzwert für den Jahresmittelwert ist in der 22. BImSchV auch ein
24-Stunden-Grenzwert für Partikel (PM10) definiert, der nicht öfter als 35-mal im
Jahr überschritten werden darf. Die Berechnung dieser Überschreitungshäufigkeit ist nicht möglich, da keine Daten für die tägliche PM10 Vorbelastung vorlie-
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gen, die mit den bei den Ausbreitungsrechnungen verwendeten meteorologischen Randbedingungen korrelieren.
Daher wird die Überschreitungshäufigkeit des Tagesmittelwertes von PM 10 auf
Basis der errechneten Jahresmittelkonzentrationen auf Basis der bundesweiten
Messdaten der Luftüberwachungsstellen abgeleitet [4]. Das Datenkollektiv dieser
Studie umfasst 914 Werte. Die Auswertung dieser Daten ergibt für folgende
Klassen der Jahresmittelwertkonzentrationen folgende Wahrscheinlichkeiten der
Überschreitung:
10
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen unter 28 µg/m³ ist mit 97,5 %-iger
Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass der Grenzwert für die Überschreitungshäufigkeit nicht überschritten wird.
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen zwischen 28 µg/m³ und 32 µg/m³
können Grenzwertüberschreitungen mit einer Wahrscheinlichkeit von bis
zu 56 % auftreten.
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen über 32 µg/m³ ist mindestens 86 %iger Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass der Grenzwert für die
Überschreitungshäufigkeit überschritten wird.
Überschreitungshäufigkeit des NO2 Stundenmittelwertes
In [11] wird nicht die Überschreitungshäufigkeit des Stundenmittelwertes von
200 µg/m³ für NO2 in Abhängigkeit des Jahresmittelwertes abgeleitet, sondern
der 99,8 Perzentilwert aller Stundenmittelwerte in Abhängigkeit des Jahresmittelwertes von NO2 berechnet. Damit kann zwar die Überschreitungshäufigkeit
des maximalen Stundenmittelwertes von 200 nicht quantitativ, jedoch aber qualitativ abgeleitet werden. Nach [11] ergibt sich der 99,8 Perzentilwert als der 3,2fache Wert des Jahresmittelwertes. Dies bedeutet, dass erst ab einer Jahresmittelkonzentration von 62 µg/m³ mit einer Überschreitung des Kurzeitimmissionsgrenzwertes zu rechnen ist. Da aber der Immissionsgrenzwert für den Jahresmittelwert von NO2 40 µg/m³ beträgt, wird für die Bewertung der NO2-Belastung der
Immissionsgrenzwert für den Jahresmittelwert herangezogen.
11
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung
In den Anlagen 1 bis 4 sind die Ergebnisse der Ausbreitungsrechnungen für das
gesamte Untersuchungsgebiet im Maßstab 1:7500 dargestellt. In Anlage 1 ist die
räumliche Verteilung des Jahresmittelwertes von NO2 dargestellt. In Anlage 2 ist
ebenfalls die Verteilung des Jahresmittelwertes von NO2 dargestellt, allerdings
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mit einer Skalierung in Abhängigkeit von den in 2007 bzw. ab 2010 gültigen
Grenzwerten von 46 µg/m bzw. 40 µg/m³. In Anlage 3 ist die räumliche Verteilung
des Jahresmittelwertes von PM10 und in Anlage 4 sind Wahrscheinlichkeitsklassen der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10 dargestellt.
Die Luftbelastung im Untersuchungsgebiet kann als unkritisch bewertet werden.
Die Berechnungen zeigen, dass innerhalb der Ortsbereiche die Immissionsgrenzwerte für den Jahresmittelwert von PM10 und NO2 sicher eingehalten werden. Da der Jahresmittelwert von NO2 eingehalten wird, ist entsprechend Abschnitt 9 davon auszugehen, dass auch der Kurzzeitgrenzwert für NO2 sicher unterschritten wird. Die Berechnungen zeigen auch, dass der Grenzwert für die Überschreitungshäufigkeit des maximalen Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ innerhalb der Ortschaften eingehalten ist.
Bild 4
Jahresmittelwertkonzentration von NO2 in einem Ausschnitt der Stadt Garching
Bemerkenswert ist vor allem, dass die lufthygienischen Auswirkungen der stark
befahrenen Autobahn A9 auch auf die nächst gelegenen Wohnbereiche äußerst
gering sind. Ursache hierfür sind im Wesentlichen die hohen Lärmschutzwände
und Wälle. Diese dienen auch als eine effiziente Abschirmung für die dahinter
liegenden Bereiche gegen die freigesetzten Emissionen, so dass hier die Luftqualität durch die Autobahn nur in geringem Maße beeinflusst wird. Beispielhaft
ist dieser Effekt in Bild 4 für den Jahresmittelwert von NO2 dargestellt. Besonders deutlich ist die Abschirmung durch Lärmschutzwälle – und -wände auch auf
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der Westseite der A9 zu erkennen. Noch deutlicher zeigt sich die Wirkung der
Abschirmung bei dem Jahresmittelwert von PM10 (Bild 5).
Bild 5
Jahresmittelwertkonzentration von PM10 in einem Ausschnitt der Stadt
Garching
Die Bilder 4 und 5 enthalten auch einen Teil der B11 im Ortszentrum von Garching. Auch entlang der B11 sind innerorts alle Grenzwerte eingehalten. Zwar
werden z. B. einzelne Gitterzellen mit einer Fläche von 9 m³ errechnet, deren
NO2 Konzentration bis zu 40 µg/m³ erreicht, eine Grenzwertüberschreitung würde entsprechend der 22. BImSchV jedoch erst dann vorliegen, wenn der Grenzwert auf einer zusammenhängenden Fläche von wenigstens 200 m² (das entspricht der Fläche von ca. 22 Gitterzellen) überschritten wäre. Dies ist aber nicht
gegeben. Kreuzungsbereiche sind in der 22. BImSchV hinsichtlich der Grenzwertbetrachtung explizit ausgenommen.
In Bild 6 sind die Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10 entlang der B11 in Garching dargestellt.
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Grenzwertüberschreitung unwahrscheinlich
Grenzwertüberschreitung unwahrscheinlich
Grenzwertüberschreitung wahrscheinlich
Bild 6
Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10
entlang der B11 in Garching
In dem Detailausschnitt ist deutlich zu erkennen, dass entlang der B11 an den
Gebäuden stets die errechneten Jahresmittelwertkonzentrationen so gering sind,
dass eine Überschreitung der zulässigen Anzahl an Tagesmittelwerten über
50 µg/m³ unwahrscheinlich ist (grüne Linie).
Wie die Ausbreitungsrechnungen zeigen, werden die bezogen auf Grenzwerte
relativ höchsten Belastungen für den Jahresmittelwert von NO2 errechnet. Daher
wird NO2 als Leitkomponente für die Einstufung zukünftiger Nutzungen herangezogen. In Anlage 2 ist nochmals eine Darstellung der errechneten Jahresmittelwerte von NO2 dargestellt, die neben den Isolinien für die Grenzwerte zusätzlich
noch eine Isolinie von 35 µg/m³ enthält. Die 35 µg/m³ Isolinie stellt eine wichtige
Beurteilungsgrundlage für die Flächennutzungsplanung dar. Die NO2-Belastung
auf den Flächen, die sich außerhalb der dargestellten grünen 35 µg/m³ Isolinie
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befinden, ist so beschaffen, dass unter Berücksichtigung von Unsicherheiten in
der Ausbreitungsrechnung (z.B. jährliche Variabilität der meteorologischen Daten) auch der Grenzwert ab 2010 von 40 µg/m³ sicher eingehalten wird.
Anlage 2 zeigt deutlich, dass abgesehen von Bereichen entlang der A9, an denen derzeit noch keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, keinerlei Einschränkungen der Flächennutzung aufgrund der bestehenden Luftqualität gegeben sind. Sind an der Autobahn keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden, dann
ist ab einer Entfernung von ca 60 m zum Fahrbahnrand davon auszugehen, dass
auch die NO2- Konzentrationen unter 35 µg/m³ liegen und damit den ab 2010
gültigen Grenzwert sicher einhalten. Wenn aus Lärmschutzgründen die Errichtung von Lärmschutzeinrichtungen erforderlich ist, werden aber auch Nutzungen
möglich sein, die näher an der Autobahn liegen. Dann kann aufgrund der effizienten Abschirmung bereits in ca. 10 m Abstand dazu eine entsprechende Nutzung
wahrgenommen werden.
Nicht berücksichtigt sind in dieser Untersuchung Auswirkungen von Nutzungsänderungen auf die Schadstoffbelastung. Insbesondere bei Flächennutzungsänderungen innerorts, die mit einer erheblichen Verkehrszunahme verbunden
sind, können relevante Änderungen der Luftqualität hervorgerufen werden. Bei
Änderungen dieser Art müssten die lufthygienischen Auswirkungen in einem eigenen Gutachten untersucht werden.
12
Zusammenfassung
Für das Hauptstraßennetz innerhalb der Gemarkung Garching wurden die
Schadstoffimmissionen von NO2 und PM10 für den Istzustand berechnet. Die
Luftbelastung kann überwiegend als unkritisch bewertet werden. Innerhalb der
Ortsgebiete werden stets die Grenzwerte für NO2 und PM10 eingehalten. Nur
entlang eines ca. 60 m breiten Streifens entlang jener Abschnitte der Autobahnen, an denen keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, werden NO2
Konzentrationen errechnet, die über dem ab 2010 gültigen Grenzwert liegen. Aber auch hier liegt keine Grenzwertüberschreitung vor, da die Grenzwerte nach
der 22. BImSchV nur auf Gebiete anzuwenden sind, in den sich Personen nicht
nur vorübergehend aufhalten.
ACCON GmbH
Igor Dormuth
4017_13_B.doc
ENTWURF
17
Bericht Nr.: ACB-0607-4017/12
13
4017_13_B.doc
ENTWURF
Anlagen
ENTWURF
18
Ermittlung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung im Bereich
der Stadt Garching
Bearbeiter: Dipl. Met. Igor Dormuth
Bericht-Nr.: ACB-0707-4017/15
10.07.2007
ACCON GmbH Ingenieurbüro für Schall- und Schwingungstechnik • Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001
Gewerbering 5 • 86926 Greifenberg • Telefon 0 8192 / 99 60-0 • Fax 0 8192 / 99 60-29 • Email [email protected] • http://www.accon.de
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Titel:
Auftraggeber:
Auftrag vom:
Bericht-Nr.:
Umfang:
Datum:
Bearbeiter:
Zusammenfassung:
Ermittlung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung im Bereich der Stadt Garching
Stadt Garching
Rathausplatz 3
85748 Garching
März 2007
ACB-0707-4017/15
18 Seiten
10.07.2007
Dipl. Met. Igor Dormuth
Im Rahmen der anstehenden Flächennutzungsplanung wurden
für das Hauptstraßennetz innerhalb der Gemarkung Garching
die Schadstoffimmissionen von NO2 und PM10 für den
Istzustand berechnet. Die Luftbelastung kann überwiegend als
unkritisch bewertet werden. Innerhalb der Ortsgebiete werden
stets die Grenzwerte für NO2 und PM10 eingehalten. Nur entlang eines ca. 60 m breiten Streifens entlang jener Abschnitte
der Autobahnen, an denen keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, werden NO2 Konzentrationen errechnet, die über
dem ab 2010 gültigen Grenzwert liegen. Aber auch hier liegt
keine Grenzwertüberschreitung vor, da die Grenzwerte nach
der 22. BImSchV nur auf Gebiete anzuwenden sind, in denen
sich Personen nicht nur vorübergehend aufhalten.
Diese Unterlage darf nur insgesamt kopiert und weiterverwendet werden.
4017_15_B.doc
2
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Inhalt
Inhalt
................................................................................................................................... 3
1
Anlass und Aufgabenstellung ................................................................................ 4
2
Örtliche Situation und Immissionsorte .................................................................. 4
3
Grundlagen ............................................................................................................... 5
4
Immissionsgrenzwerte ............................................................................................ 6
5
Vorbelastung ............................................................................................................ 6
6
Meteorologie............................................................................................................. 8
7
Ermittlung der Emissionen ................................................................................... 10
8
Modellierung........................................................................................................... 11
9
Abschätzung der Überschreitungshäufigkeit des PM10 Tagesmittelwertes.... 12
10
Überschreitungshäufigkeit des NO2 Stundenmittelwertes................................ 13
11
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung............................................................... 13
12
Zusammenfassung ................................................................................................ 17
13
Anlagen ................................................................................................................... 18
4017_15_B.doc
3
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
1
Anlass und Aufgabenstellung
Im Rahmen der anstehenden Flächennutzungsplanung hat die Stadt Garching
die ACCON GmbH beauftragt, die Immissionsbelastung von Stickstoffdioxid
(NO2) und Feinstaub (PM10) entlang des übergeordneten Straßennetzes in der
Stadt Garching zu ermitteln und darzustellen.
Die Berechnungen der Schadstoffimmissionen erfolgen mit einem Lagrange´schen Partikelmodell nach VDI Richtlinie 3945, Blatt 3.
Die berechneten Immissionen werden unter Abschätzung der Vorbelastung mit
den Immissionsgrenzwerten bewertet. Stark belastete Flächen, in denen Grenzwerte überschritten werden bzw. eine Überschreitung nicht ausgeschlossen werden kann, werden gesondert ausgewiesen.
2
Örtliche Situation und Immissionsorte
In Bild 1 ist das Untersuchungsgebiet dargestellt. Dabei ist die Gemarkungsgrenze als rote Linie dargestellt.
Bild 1
4017_15_B.doc
Untersuchungsgebiet; die Stadtgrenze ist rot, Lärmschutzwände sind blau
gekennzeichnet.
4
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Die Daten des Untersuchungsgebietes sind dem Gutachten Lärmminderungsplanung der Stadt Garching b. München entnommen [3].
3
Grundlagen
Der Untersuchung liegen folgende Richtlinien und Unterlagen zugrunde:
[1]
BImSchG, Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch
Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen, und ähnlicher Vorgänge, Ausgabe: 2002-09-26 veröffentlicht in: BGBl I (2002); zuletzt geändert
durch Gesetz vom 18.12.2006 S. 3180)
[2]
22. BImSchV, 22. Verordnung zur Durchführung des BundesImmissionsschutzgesetzes (Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft), 11.09.2002
[3]
Lärmminderungsplanung der Stadt Garching b. München, ACCON 2007
[4]
Auswertungen der an den LÜB Stationen gemessenen Konzentrationen
nach der 22. und 33. BImSchV der Jahre 2002 - 2006, veröffentlicht durch
das Bayerische Landesamt für Umwelt
[5]
LOHMEYER (2004): Berechnung der Kfz-bedingten Feinstaubemission infolge Aufwirbelung und Abrieb für das Emissionskataster Sachsen
[6]
Handbuch der Emissionsfaktoren HBEFA (2004): UBA Berlin, BUWAL
Bern, UBA Wien
[7]
AUSTAL2000, Lagrange´sches Partikelmodell nach VDI-Richtlinie 3945
Blatt 3
[8]
VDI-RICHTLINIE 3945 BLATT 3 (2000): Umweltmeteorologie - Atmosphärische Ausbreitungsmodelle - Partikelmodell
[9]
Bächlin, W.; Bösinger, R.; Brand, A.; Schulz, T. (2006): Überprüfung des
NO-NO2 Umwandlungsmodells für die Anwendung bei Immissionsprognosen für bodennahe Stickoxidfreisetzung, Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft
04-2006
[10] LOHMEYER (2004): FE 02.222/2002/LRB - PM10-Emissionen an Außerortsstraßen, im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen
[11] LOHMEYER (2002): FE 02.207/2000/LRB – Prognose der Vorbelastung
und Berücksichtigung der RL 96/62/EG imMLuS-2002, im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen
4017_15_B.doc
5
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
4
Immissionsgrenzwerte
Die Luftqualitäts-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 96/62/EG von 1996) und deren
Tochterrichtlinien bilden die Grundlage der neuen europäischen Luftreinhaltestrategie. Dieses Regelwerk wurde durch die Novellierung der Verordnung über Immissionsgrenzwerte (22. BImSchV) im Jahr 2002 in nationales Recht umgesetzt
[2]. In der 22. BImSchV sind für Stickstoffdioxid und Feinstaub (PM10) folgende
Immissionsgrenzwerte festgesetzt:
PM10
Jahresmittelwert:
40 µg/m³
Maximal zulässige Anzahl der Tage mit
Überschreitungen des
Tagesmittelwertes von 50 µg/m³
35
NO2
Jahresmittelwert:
2007:
46 µg/m³
2008:
44 µg/m³
Ab 2010:
40 µg/m³
Maximal zulässige Anzahl Stunden mit
Überschreitungen des
Stundenmittelwertes von 200 µg/m³
18
PM ist die Abkürzung für particulate matter. Als Feinstaub PM10 bezeichnet man
die Teilmenge des Staubes, dessen Partikel einen aerodynamischen Durchmesser bis 10 Mikrometern (10 µm) haben.
Die weiteren in der 22. BImSchV genannten Schadstoffe Benzol, Schwefeldioxid,
Blei und Kohlenmonoxid sind von untergeordneter Bedeutung und werden in dieser Untersuchung nicht betrachtet. So werden durch den Kfz-Verkehr keine relevanten Emissionen an Blei, Schwefeldioxid und Benzol freigesetzt. Bei Kohlenmonoxid liegen aufgrund der geringeren Toxizität die Immissionswerte so hoch,
dass durch den Kfz-Verkehr kritische Immissionsbelastungen ausgeschlossen
werden können.
Die Gesamtimmissionsbelastung der Schadstoffe NO2 und PM10 im Untersuchungsgebiet setzt sich zusammen aus der regionalen Hintergrundbelastung und
der Zusatzbelastung durch die naheliegenden Emissionsquellen. In der Ausbreitungsrechnung kann nur die Immissionszusatzbelastung durch die Emissions4017_15_B.doc
6
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
quellen innerhalb des Untersuchungsgebiets ermittelt werden. Die Vorbelastung
ergibt sich aus der regionalen Hintergrundbelastung.
Da im Untersuchungsraum keine Werte der Hintergrundbelastung vorliegen,
werden diese anhand der Immissionskonzentrationen der drei LÜBMessstationen
•
München-Johanneskirchen (ca. 8 km südlich des Untersuchungsgebiet
gelegen)
•
Bayerisches Landesamt für Umwelt in Augsburg Haunstetten
•
Andechs-Rothenfeld
abgeschätzt. In Tabelle 1 sind die Immissionskonzentrationen dieser LÜB Stationen für die Jahre 2003-2006 zusammengefasst.
Tabelle 1
Immissionskonzentrationen von NO, NO2 und PM10 der LÜB Stationen
München Johanneskirchen, Bayerisches Landesamt für Umwelt in Augsburg
Haunstetten und Andechs-Rothenfeld in den Jahren 2003 - 2006
LÜB-Station
M-Johanneskirchen
LÜB-Station AugsburgHaunstetten (LFU)
LÜB-Station
Andechs Rothenfeld
NO
NO2
PM10
NO
NO2
PM10
NO
NO2
PM10
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
2003
11
26
-
11
30
30
3
14
24
2004
8
24
22
7
26
24
2
18
18
2005
11
30
24
8
24
24
2
11
17
2006
14
33
25
10
23
25
2
10
18
Mittelwert
11
28
24
9
26
26
2
13
19
Die nächst gelegene Messstation München-Johanneskirchen befindet sich nur
etwa 8 km südlich des Untersuchungsgebietes und kennzeichnet nach Einstufung des Bayerischen Landesamtes für Umwelt die Hintergrundbelastung von
München. Diese Werte sind aber als Hintergrundbelastung für das Untersuchungsgebiet aufgrund der unmittelbaren Stadtrandlage in München der Messstation zu hoch. Zum Vergleich sind auch die Immissionswerte der LÜB Station
des bayerischen Landesamtes für Umwelt (LFU) dargestellt, die sich am südlichen Stadtrand von Augsburg befindet. Hier ist das Immissionsniveau ähnlich
dem der Messstation München-Johanneskirchen. Deutlich zu niedrige Werte,
insbesondere bei NO und NO2, würden sich ergeben, wenn man die Immissionswerte der nächstgelegen "Reinluftstation" Andechs-Rothenfeld als Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet heranziehen würde. Daher werden folgende Werte für die durchschnittliche Hintergrundbelastung in Garching herangezogen:
4017_15_B.doc
7
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
5
NO:
9 µg/m³
NO2:
25 µg/m³
PM10:
22 µg/m³
Meteorologie
Für die Berechnung der Schadstoffausbreitung mit Austal2000 sind für das Untersuchungsgebiet räumlich und zeitlich repräsentative meteorologische Daten zu
verwenden, da das Ausbreitungsverhalten freigesetzter Luftschadstoffe maßgeblich durch die Windrichtungs- und Windgeschwindigkeitsverteilung sowie durch
die thermische Stabilität bestimmt wird. Dabei kennzeichnet die Windverteilung
die horizontalen Austauschbedingungen, während die thermische Stabilität, d. h.
die vertikale Temperaturschichtung, den vertikalen Austausch bestimmt.
Bild 2
Windrichtungsverteilung der meteorologischen Zeitreihe der DWD-Messstation
Erdinger Moos im Jahr 1995
Für die Ausbreitungsrechnung werden die meteorologischen Daten der DWDMessstation Erdinger Moos in Form einer Zeitreihe über ein Jahr verwendet. Die
Messstation Erdinger Moos befindet sich nur wenige Kilometer nordöstlich des
Untersuchungsgebietes und ist daher für das Untersuchungsgebiet als räumlich
4017_15_B.doc
8
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
repräsentativ anzusehen. Für die Ausbreitungsrechnung wurde die nach Einschätzung des Deutschen Wetterdienstes, Wetteramt München, zeitlich repräsentative Jahreszeitreihe vom Jahr 1995 verwendet. In Abbildung 2 ist die Windrichtungsverteilung in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit dargestellt.
Wie Bild 2 zu entnehmen ist, dominieren bei der AKTerm Erdinger Moos signifikant südwestliche und ostnordöstliche Winde, die im wesentlichen durch die
großräumigen Strömungen der Großwetterlagen bedingt sind. Das Häufigkeitsminimum liegt bei südlichen bzw. bei nördlichen Winden. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt 3,13 m/s, der Anteil an Windstillen beträgt 4,3 %.
Bild 3
Häufigkeitsverteilung der Ausbreitungsklassen an der DWD-Messstation Erdinger Moos im Jahr 1995
Für die Ausbreitung von Luftschadstoffen ist neben der Windrichtungs- und
Windgeschwindigkeitsverteilung auch der vertikale Austausch von großer Bedeutung. Dieser vertikale Austausch wird durch Ausbreitungsklassen nach KlugManier parametrisiert:
4017_15_B.doc
Klasse I
sehr stabil
Klasse II
stabil
Klasse III/1
neutral –leicht stabil
Klasse III/2
neutral – leicht labil
Klasse IV
labil
Klasse V
sehr labil
9
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Dabei kennzeichnen die Klassen I und II mit stabiler Schichtung ungünstige Ausbreitungsbedingungen.
Folgende Häufigkeiten der einzelnen Ausbreitungsklassen nach Klug-Manier
wurden an der Messstation Erdinger Moos im Jahr 1995 festgestellt (Bild 3):
Der Anteil an stabilen Schichtungen (Klasse I/II) beträgt im Jahr 1995 ca. 37,4 %.
Dominant treten neutrale Schichtungen der Klassen III1 und III2 mit 47,9 % auf.
Labile Schichtungen (Klasse IV und Klasse V) treten in ca. 11,6 % der Stunden
auf.
6
Ermittlung der Emissionen
Durch den Kfz-Verkehr werden Verbrennungsemissionen freigesetzt. Diese Verbrennungsemissionen werden auf Basis des „Handbuches für Emissionsfaktoren
des Straßenverkehrs (HBEFA, Version 2.1)“ [5] quantifiziert. In diesem Handbuch
sind Deutschland-spezifische Emissionsfaktoren für unterschiedliche Verbrennungsschadstoffe in Abhängigkeit der Verkehrssituation, der Flottenzusammensetzung, Bezugsjahr und anderen Parametern definiert. In diesem Handbuch
sind auch Emissionsfaktoren für Stickstoffoxide enthalten. Anstelle von Feinstaubemissionen werden Partikelemissionen angegeben, die durch die Kraftstoffverbrennung im Motorraum entstehen. Durch Kraftfahrzeuge werden aber
Partikel (Feinstaubemissionen) nicht nur aus den Verbrennungsprozessen freigesetzt, sondern diese entstehen auch durch Reifen-, Bremsen- und Kupplungsabrieb sowie durch Wiederaufwirbelung. Zur Quantifizierung dieser Emissionsanteile werden Emissionsfaktoren entsprechend [6] verwendet. Die Gesamtemission von Feinstaub ergibt sich somit aus der Summe der Partikelemissionen (aus
der Kraftstoffverbrennung) und der Emission aus Abrieb und Wiederaufwirbelung.
Tabelle 2
Verwendete Verkehrssituationen für die Ausbreitungsrechnungen
Strasse
Verkehrsregelsituation
Autobahnen
Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 100 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 80 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 70 km/h
Auf- und Abfahrten zu Autobahnen
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 60km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 50km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 30km/h
AB_80
AO_1
AO_2
AO_3
IO_HVS>50_1
IO_HVS3
IO_LSA3
Es werden folgende Emissionsfaktoren für das Jahr 2005 verwendet:
4017_15_B.doc
10
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Tabelle 3
Emissionsfaktoren in [g/km/Fhzg] für das Jahr 2005
Strasse
1)
2)
NOx
PM10
Pkw
Lkw
Pkw
Lkw
Autobahnen
0,226
6,350
Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 100 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 80 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 70 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 60km/h
Auf- und Abfahrten zu Autobahnen
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 50km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 30km/h
0,222
5,858
0,214
6,071
0,233
6,468
0,218
5,622
0,009 1) +
0,022 2)
0,007 1) +
0,022 2)
0,007 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,022 2)
0,135 +
0,200 2)
1)
0,132 +
0,200 2)
1)
0,134 +
0,200 2)
1)
0,147 +
0,200 2)
1)
0,136 +
0,200 2)
0,228
7,342
0,248
8,974
0,008 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,090 2)
0,209 +
0,200 2)
1)
0,319 +
0,900 2)
1)
1)
Emissionsfaktoren nach HBEFA [5]
Emissionsfaktoren aus Abrieb + Wiederaufwirbelung nach [6]
Die Gesamtemissionen pro Straßenabschnitt ergeben aus dem Produkt der Verkehrsbelastung und den Emissionsfaktoren. Die Werte der Verkehrsbelastung
sind [3] entnommen.
7
Modellierung
Basierend auf den Gelände- und Gebäudedaten des Gutachtens Lärmminderungsplanung der Stadt Garching b. München [3] wurden die Immissionsberechnungen mit dem Programm CadnaA-APL durchgeführt, in dem das Ausbreitungsmodell AUSTAL2000 [7] integriert ist. AUSTAL2000 berechnet in einem
ersten Schritt mit einem diagnostischen Windfeldmodell die Windfelder, die in einer Windfeldbibliothek abgespeichert werden. In einem zweiten Schritt erfolgt die
Ausbreitungsrechnung mit einem Lagrange´schen Partikelmodell nach VDI 3945
Blatt 3 [8].
In AUSTAL2000 ist die Anzahl der Gitterzellen limitiert. Damit ist auch die Rechengebietgröße beschränkt. Da bei Ausbreitungsrechnungen unter Berücksichtigung der Bebauung eine hohe Gitterauflösung von maximal 3 m notwendig ist,
kann in der Regel die Schadstoffverteilung für ein Straßennetz nicht mit einem
AUSTAL2000 Rechengebiet mit der erforderlichen Gitterauflösung berechnet
werden. Somit ist es notwendig, das gesamte Rechengebiet in einzelne Teilrechengebiete (Kacheln) aufzuteilen. In dem Programm CadnaA-APL wird die in
4017_15_B.doc
11
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
der Schallausbreitung verwendete Kachelungstechnik auch für die Schadstoffberechnung eingesetzt, so dass die Verteilung der Schadstoffbelastung entlang von
Straßenzügen auch für größere Beurteilungsgebiete unter Berücksichtigung der
Bebauung berechnet werden kann. In den Kacheln werden die jeweiligen Schadstoffverteilungen berechnet und anschließend werden die einzelnen Immissionsverteilungen zu einer gesamten Immissionsverteilung entlang dem gesamten betrachteten Straßennetz zusammengefügt. Dabei stellt jede Kachel ein eigenes
AUSTAL2000 Rechengebiet dar.
Für die gesamte Immissionsverteilung ist es wichtig, an den Kachelgrenzen eine
weitestgehend kontinuierliche Immissionsstruktur zu erzielen. Dies wird durch eine Überlappung der Austalrechengebiete erreicht. Durch die Überlappung werden auch die Emissionsquellen außerhalb der jeweiligen Kachel berücksichtigt,
die sich aber noch innerhalb der Überlappung der Austalrechengebiete befinden.
Dadurch wird deren Immissionsanteil innerhalb der jeweilig angrenzenden Kachel berücksichtigt.
Insgesamt wurde das Untersuchungsgebiet entlang des übergeordneten Straßennetzes in 181 Rechengebiete (Kacheln) unterteilt, damit bei feiner Rechengitterauflösung (3 m) die Immissionszusatzbelastung entlang des ca. 48 km
langen Straßennetzes ermittelt werden konnte.
Der Wert für die Rauhigkeitslänge wurde entsprechend dem CORINE Kataster
auf 0,4 m gesetzt.
Die Berechnung des Jahresmittelwertes von Stickstoffdioxid erfolgt nach einem
Regressionsansatz aus [9]. In dieser Untersuchung werden die Ergebnisse der
NOx und NO2 Messergebnisse aller Luftmessstationen aus den Jahren 2000 –
2003 gegenüber gestellt. Darauf basierend wird in [9] eine Regressionsbeziehung für die Umwandlungsrate von NOx zu NO2 abgeleitet.
Der in AUSTAL2000 verwendete Ansatz zur Berechnung der NO2 Konzentrationen über eine Abbaurate von NO (nach VDI 3782 Blatt exponentieller Ansatz)
führt jedoch insbesondere bei bodennahen Emissionsquellen und entsprechender Vorbelastung zu Unterschätzungen der NO2 Immissionsbelastungen. Daher
wurde dieser Ansatz für die vorliegende Untersuchung nicht verwendet.
8
Abschätzung der Überschreitungshäufigkeit des PM10
Tagesmittelwertes
Neben dem Grenzwert für den Jahresmittelwert ist in der 22. BImSchV auch ein
24-Stunden-Grenzwert für Partikel (PM10) definiert, der nicht öfter als 35-mal im
Jahr überschritten werden darf. Die Berechnung dieser Überschreitungshäufigkeit ist nicht möglich, da keine Daten für die tägliche PM10 Vorbelastung vorlie-
4017_15_B.doc
12
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
gen, die mit den bei den Ausbreitungsrechnungen verwendeten meteorologischen Randbedingungen korrelieren.
Daher wird die Überschreitungshäufigkeit des Tagesmittelwertes von PM 10 auf
Basis der errechneten Jahresmittelkonzentrationen auf Basis der bundesweiten
Messdaten der Luftüberwachungsstellen abgeleitet [10]. Das Datenkollektiv dieser Studie umfasst 914 Werte. Die Auswertung dieser Daten ergibt für folgende
Klassen der Jahresmittelwertkonzentrationen folgende Wahrscheinlichkeiten der
Überschreitung:
9
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen unter 28 µg/m³ ist mit 97,5 %-iger
Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass der Grenzwert für die Überschreitungshäufigkeit nicht überschritten wird.
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen zwischen 28 µg/m³ und 32 µg/m³
können Grenzwertüberschreitungen mit einer Wahrscheinlichkeit von bis
zu 56 % auftreten.
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen über 32 µg/m³ ist mindestens 86 %iger Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass der Grenzwert für die
Überschreitungshäufigkeit überschritten wird.
Überschreitungshäufigkeit des NO2 Stundenmittelwertes
In [11] wird nicht die Überschreitungshäufigkeit des Stundenmittelwertes von
200 µg/m³ für NO2 in Abhängigkeit des Jahresmittelwertes abgeleitet, sondern
der 99,8 Perzentilwert aller Stundenmittelwerte in Abhängigkeit des Jahresmittelwertes von NO2 berechnet. Damit kann zwar die Überschreitungshäufigkeit
des maximalen Stundenmittelwertes von 200 nicht quantitativ, jedoch aber qualitativ abgeleitet werden. Nach [11] ergibt sich der 99,8 Perzentilwert als der 3,2fache Wert des Jahresmittelwertes. Dies bedeutet, dass erst ab einer Jahresmittelkonzentration von 62 µg/m³ mit einer Überschreitung des Kurzeitimmissionsgrenzwertes zu rechnen ist. Da aber der Immissionsgrenzwert für den Jahresmittelwert von NO2 40 µg/m³ beträgt, wird für die Bewertung der NO2-Belastung der
Immissionsgrenzwert für den Jahresmittelwert herangezogen.
10
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung
In den Anlagen 1 bis 4 sind die Ergebnisse der Ausbreitungsrechnungen für das
gesamte Untersuchungsgebiet im Maßstab 1:7500 dargestellt. In Anlage 1 ist die
räumliche Verteilung des Jahresmittelwertes von NO2 dargestellt. In Anlage 2 ist
ebenfalls die Verteilung des Jahresmittelwertes von NO2 dargestellt, allerdings
4017_15_B.doc
13
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
mit einer Skalierung in Abhängigkeit von den in 2007 bzw. ab 2010 gültigen
Grenzwerten von 46 µg/m bzw. 40 µg/m³. In Anlage 3 ist die räumliche Verteilung des Jahresmittelwertes von PM10 und in Anlage 4 sind
Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10
dargestellt.
Die Luftbelastung im Untersuchungsgebiet kann als unkritisch bewertet werden.
Die Berechnungen zeigen, dass innerhalb der Ortsbereiche die Immissionsgrenzwerte für den Jahresmittelwert von PM10 und NO2 sicher eingehalten werden. Da der Jahresmittelwert von NO2 eingehalten wird, ist entsprechend Abschnitt 9 davon auszugehen, dass auch der Kurzzeitgrenzwert für NO2 sicher unterschritten wird. Die Berechnungen zeigen auch, dass der Grenzwert für die Überschreitungshäufigkeit des maximalen Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ innerhalb der Ortschaften eingehalten ist.
Bild 4
Jahresmittelwertkonzentration von NO2 in einem Ausschnitt der Stadt Garching
Bemerkenswert ist vor allem, dass die lufthygienischen Auswirkungen der stark
befahrenen Autobahnen auch auf die nächst gelegenen Wohnbereiche äußerst
gering sind. Ursache hierfür sind im Wesentlichen die hohen Lärmschutzwände
und Wälle. Diese dienen auch als eine effiziente Abschirmung für die dahinter
liegenden Bereiche gegen die freigesetzten Emissionen, so dass hier die Luftqualität durch die Autobahn nur in geringem Maße beeinflusst wird. Beispielhaft
ist dieser Effekt in Bild 4 für den Jahresmittelwert von NO2 dargestellt. Besonders deutlich ist die Abschirmung durch Lärmschutzwälle – und -wände auch auf
4017_15_B.doc
14
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
der Westseite der A9 zu erkennen. Noch deutlicher zeigt sich die Wirkung der
Abschirmung bei dem Jahresmittelwert von PM10 (Bild 5).
Bild 5
Jahresmittelwertkonzentration von PM10 in einem Ausschnitt der Stadt
Garching
Die Bilder 4 und 5 enthalten auch einen Teil der B11 im Ortszentrum von Garching. Auch entlang der B11 sind innerorts alle Grenzwerte eingehalten. Zwar
werden z. B. einzelne Gitterzellen mit einer Fläche von 9 m³ errechnet, deren
NO2 Konzentration bis zu 40 µg/m³ erreicht, eine Grenzwertüberschreitung würde entsprechend der 22. BImSchV jedoch erst dann vorliegen, wenn der Grenzwert auf einer zusammenhängenden Fläche von wenigstens 200 m² (das entspricht der Fläche von ca. 22 Gitterzellen) überschritten wäre. Dies ist aber nicht
gegeben. Kreuzungsbereiche sind in der 22. BImSchV hinsichtlich der Grenzwertbetrachtung explizit ausgenommen.
In Bild 6 sind die Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10 entlang der B11 in Garching dargestellt.
In dem Detailausschnitt ist deutlich zu erkennen, dass entlang der B11 an den
Gebäuden stets die errechneten Jahresmittelwertkonzentrationen so gering sind,
dass eine Überschreitung der zulässigen Anzahl an Tagesmittelwerten über
50 µg/m³ unwahrscheinlich ist (grüne Linie).
4017_15_B.doc
15
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Grenzwertüberschreitung unwahrscheinlich
Grenzwertüberschreitung unwahrscheinlich
Grenzwertüberschreitung wahrscheinlich
Bild 6
Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10
entlang der B11 in Garching
Wie die Ausbreitungsrechnungen zeigen, werden die bezogen auf Grenzwerte
relativ höchsten Belastungen für den Jahresmittelwert von NO2 errechnet. Daher
wird als Leitkomponente für zukünftige Nutzungen NO2 herangezogen. In Anlage
2 ist nochmals eine Darstellung der errechneten Jahresmittelwerte von NO2 dargestellt, die neben den Isolinien für die Grenzwerte zusätzlich noch eine Isolinie
von 35 µg/m³ enthält. Die 35 µg/m³ Isolinie stellt eine wichtige Beurteilungsgrundlage für die Flächennutzungsplanung dar. Die NO2-Belastung auf den Flächen,
die sich außerhalb der dargestellten grünen 35 µg/m³ Isolinie befinden, ist so beschaffen, dass unter Berücksichtigung von Unsicherheiten in der Ausbreitungsrechnung (z.B. jährliche Variabilität der meteorologischen Daten) auch der
Grenzwert ab 2010 von 40 µg/m³ sicher eingehalten wird.
Anlage 2 zeigt deutlich, dass abgesehen von Bereichen entlang der A9, an denen derzeit noch keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, keinerlei Ein4017_15_B.doc
16
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
schränkungen der Flächennutzung aufgrund der bestehenden Luftqualität gegeben sind. Sind an der Autobahn keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden, dann
ist ab einer Entfernung von ca 60 m zum Fahrbahnrand davon auszugehen, dass
auch die NO2- Konzentrationen unter 35 µg/m³ liegen und damit den ab 2010
gültigen Grenzwert sicher einhalten. Wenn aus Lärmschutzgründen die Errichtung von Lärmschutzeinrichtungen erforderlich ist, werden aber auch Nutzungen
möglich sein, die näher an der Autobahn liegen. Dann kann aufgrund der effizienten Abschirmung bereits in ca. 10 m Abstand dazu eine entsprechende Nutzung
wahrgenommen werden.
Nicht berücksichtigt sind in dieser Untersuchung Auswirkungen von Nutzungsänderungen auf die Schadstoffbelastung. Insbesondere bei Flächennutzungsänderungen innerorts, die mit einer erheblichen Verkehrszunahme verbunden sind,
können relevante Änderungen der Luftqualität hervorgerufen werden. Bei Änderungen dieser Art müssten die lufthygienischen Auswirkungen in einem eigenen
Gutachten untersucht werden.
Ebenfalls nicht berücksichtigt sind die Schadstoffimmissionen aus industriellen
Quellen. Diese Emissionen tragen aber in der Regel nur zu einer geringen Immissionszusatzbelastung bei, da die Emissionen dieser Quellen den Anforderungen der Technischen Anleitung Luft (TA Luft) unterliegen. Die TA Luft stellt die
Einhaltung des Standes der Technik sicher (z. B. durch Festsetzung von Emissionsgrenzwerten und Festlegung von Mindestkaminhöhen) und minimiert so die
immissionsseitigen Belastungen durch industrielle Anlagen.
11
Zusammenfassung
Für das Hauptstraßennetz innerhalb der Gemarkung Garching wurden die
Schadstoffimmissionen von NO2 und PM10 für den Istzustand berechnet. Die
Luftbelastung kann überwiegend als unkritisch bewertet werden. Innerhalb der
Ortsgebiete werden stets die Grenzwerte für NO2 und PM10 eingehalten. Nur
entlang eines ca. 60 m breiten Streifens entlang jener Abschnitte der Autobahnen, an denen keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, werden NO2
Konzentrationen errechnet, die über dem ab 2010 gültigen Grenzwert liegen. Aber auch hier liegt keine Grenzwertüberschreitung vor, da die Grenzwerte nach
der 22. BImSchV nur auf Gebiete anzuwenden sind, in den sich Personen nicht
nur vorübergehend aufhalten.
ACCON GmbH
Igor Dormuth
4017_15_B.doc
17
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
12
4017_15_B.doc
Anlagen
18
Ermittlung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung im Bereich
der Stadt Garching
Bearbeiter: Dipl. Met. Igor Dormuth
Bericht-Nr.: ACB-0707-4017/15
10.07.2007
ACCON GmbH Ingenieurbüro für Schall- und Schwingungstechnik • Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001
Gewerbering 5 • 86926 Greifenberg • Telefon 0 8192 / 99 60-0 • Fax 0 8192 / 99 60-29 • Email [email protected] • http://www.accon.de
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Titel:
Auftraggeber:
Auftrag vom:
Bericht-Nr.:
Umfang:
Datum:
Bearbeiter:
Zusammenfassung:
Ermittlung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung im Bereich der Stadt Garching
Stadt Garching
Rathausplatz 3
85748 Garching
März 2007
ACB-0707-4017/15
18 Seiten
10.07.2007
Dipl. Met. Igor Dormuth
Im Rahmen der anstehenden Flächennutzungsplanung wurden
für das Hauptstraßennetz innerhalb der Gemarkung Garching
die Schadstoffimmissionen von NO2 und PM10 für den
Istzustand berechnet. Die Luftbelastung kann überwiegend als
unkritisch bewertet werden. Innerhalb der Ortsgebiete werden
stets die Grenzwerte für NO2 und PM10 eingehalten. Nur entlang eines ca. 60 m breiten Streifens entlang jener Abschnitte
der Autobahnen, an denen keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, werden NO2 Konzentrationen errechnet, die über
dem ab 2010 gültigen Grenzwert liegen. Aber auch hier liegt
keine Grenzwertüberschreitung vor, da die Grenzwerte nach
der 22. BImSchV nur auf Gebiete anzuwenden sind, in denen
sich Personen nicht nur vorübergehend aufhalten.
Diese Unterlage darf nur insgesamt kopiert und weiterverwendet werden.
4017_15_B_a.doc
2
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Inhalt
Inhalt
................................................................................................................................... 3
1
Anlass und Aufgabenstellung ................................................................................ 4
2
Örtliche Situation und Immissionsorte .................................................................. 4
3
Grundlagen ............................................................................................................... 5
4
Immissionsgrenzwerte ............................................................................................ 6
5
Vorbelastung ............................................................................................................ 6
6
Meteorologie............................................................................................................. 8
7
Ermittlung der Emissionen ................................................................................... 10
8
Modellierung........................................................................................................... 11
9
Abschätzung der Überschreitungshäufigkeit des PM10 Tagesmittelwertes.... 12
10
Überschreitungshäufigkeit des NO2 Stundenmittelwertes................................ 13
11
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung............................................................... 13
12
Zusammenfassung ................................................................................................ 17
13
Anlagen ................................................................................................................... 18
4017_15_B_a.doc
3
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
1
Anlass und Aufgabenstellung
Im Rahmen der anstehenden Flächennutzungsplanung hat die Stadt Garching
die ACCON GmbH beauftragt, die Immissionsbelastung von Stickstoffdioxid
(NO2) und Feinstaub (PM10) entlang des übergeordneten Straßennetzes in der
Stadt Garching zu ermitteln und darzustellen.
Die Berechnungen der Schadstoffimmissionen erfolgen mit einem Lagrange´schen Partikelmodell nach VDI Richtlinie 3945, Blatt 3.
Die berechneten Immissionen werden unter Abschätzung der Vorbelastung mit
den Immissionsgrenzwerten bewertet. Stark belastete Flächen, in denen Grenzwerte überschritten werden bzw. eine Überschreitung nicht ausgeschlossen werden kann, werden gesondert ausgewiesen.
2
Örtliche Situation und Immissionsorte
In Bild 1 ist das Untersuchungsgebiet dargestellt. Dabei ist die Gemarkungsgrenze als rote Linie dargestellt.
Bild 1
4017_15_B_a.doc
Untersuchungsgebiet; die Stadtgrenze ist rot, Lärmschutzwände sind blau
gekennzeichnet.
4
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Die Daten des Untersuchungsgebietes sind dem Gutachten Lärmminderungsplanung der Stadt Garching b. München entnommen [3].
3
Grundlagen
Der Untersuchung liegen folgende Richtlinien und Unterlagen zugrunde:
[1]
BImSchG, Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch
Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen, und ähnlicher Vorgänge, Ausgabe: 2002-09-26 veröffentlicht in: BGBl I (2002); zuletzt geändert
durch Gesetz vom 18.12.2006 S. 3180)
[2]
22. BImSchV, 22. Verordnung zur Durchführung des BundesImmissionsschutzgesetzes (Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft), 11.09.2002
[3]
Lärmminderungsplanung der Stadt Garching b. München, ACCON 2007
[4]
Auswertungen der an den LÜB Stationen gemessenen Konzentrationen
nach der 22. und 33. BImSchV der Jahre 2002 - 2006, veröffentlicht durch
das Bayerische Landesamt für Umwelt
[5]
LOHMEYER (2004): Berechnung der Kfz-bedingten Feinstaubemission infolge Aufwirbelung und Abrieb für das Emissionskataster Sachsen
[6]
Handbuch der Emissionsfaktoren HBEFA (2004): UBA Berlin, BUWAL
Bern, UBA Wien
[7]
AUSTAL2000, Lagrange´sches Partikelmodell nach VDI-Richtlinie 3945
Blatt 3
[8]
VDI-RICHTLINIE 3945 BLATT 3 (2000): Umweltmeteorologie - Atmosphärische Ausbreitungsmodelle - Partikelmodell
[9]
Bächlin, W.; Bösinger, R.; Brand, A.; Schulz, T. (2006): Überprüfung des
NO-NO2 Umwandlungsmodells für die Anwendung bei Immissionsprognosen für bodennahe Stickoxidfreisetzung, Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft
04-2006
[10] LOHMEYER (2004): FE 02.222/2002/LRB - PM10-Emissionen an Außerortsstraßen, im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen
[11] LOHMEYER (2002): FE 02.207/2000/LRB – Prognose der Vorbelastung
und Berücksichtigung der RL 96/62/EG imMLuS-2002, im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen
4017_15_B_a.doc
5
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
4
Immissionsgrenzwerte
Die Luftqualitäts-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 96/62/EG von 1996) und deren
Tochterrichtlinien bilden die Grundlage der neuen europäischen Luftreinhaltestrategie. Dieses Regelwerk wurde durch die Novellierung der Verordnung über Immissionsgrenzwerte (22. BImSchV) im Jahr 2002 in nationales Recht umgesetzt
[2]. In der 22. BImSchV sind für Stickstoffdioxid und Feinstaub (PM10) folgende
Immissionsgrenzwerte festgesetzt:
PM10
Jahresmittelwert:
40 µg/m³
Maximal zulässige Anzahl der Tage mit
Überschreitungen des
Tagesmittelwertes von 50 µg/m³
35
NO2
Jahresmittelwert:
2007:
46 µg/m³
2008:
44 µg/m³
Ab 2010:
40 µg/m³
Maximal zulässige Anzahl Stunden mit
Überschreitungen des
Stundenmittelwertes von 200 µg/m³
18
PM ist die Abkürzung für particulate matter. Als Feinstaub PM10 bezeichnet man
die Teilmenge des Staubes, dessen Partikel einen aerodynamischen Durchmesser bis 10 Mikrometern (10 µm) haben.
Die weiteren in der 22. BImSchV genannten Schadstoffe Benzol, Schwefeldioxid,
Blei und Kohlenmonoxid sind von untergeordneter Bedeutung und werden in dieser Untersuchung nicht betrachtet. So werden durch den Kfz-Verkehr keine relevanten Emissionen an Blei, Schwefeldioxid und Benzol freigesetzt. Bei Kohlenmonoxid liegen aufgrund der geringeren Toxizität die Immissionswerte so hoch,
dass durch den Kfz-Verkehr kritische Immissionsbelastungen ausgeschlossen
werden können.
Die Gesamtimmissionsbelastung der Schadstoffe NO2 und PM10 im Untersuchungsgebiet setzt sich zusammen aus der regionalen Hintergrundbelastung und
der Zusatzbelastung durch die naheliegenden Emissionsquellen. In der Ausbreitungsrechnung kann nur die Immissionszusatzbelastung durch die Emissions4017_15_B_a.doc
6
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
quellen innerhalb des Untersuchungsgebiets ermittelt werden. Die Vorbelastung
ergibt sich aus der regionalen Hintergrundbelastung.
Da im Untersuchungsraum keine Werte der Hintergrundbelastung vorliegen,
werden diese anhand der Immissionskonzentrationen der drei LÜBMessstationen
•
München-Johanneskirchen (ca. 8 km südlich des Untersuchungsgebiet
gelegen)
•
Bayerisches Landesamt für Umwelt in Augsburg Haunstetten
•
Andechs-Rothenfeld
abgeschätzt. In Tabelle 1 sind die Immissionskonzentrationen dieser LÜB Stationen für die Jahre 2003-2006 zusammengefasst.
Tabelle 1
Immissionskonzentrationen von NO, NO2 und PM10 der LÜB Stationen
München Johanneskirchen, Bayerisches Landesamt für Umwelt in Augsburg
Haunstetten und Andechs-Rothenfeld in den Jahren 2003 - 2006
LÜB-Station
M-Johanneskirchen
LÜB-Station AugsburgHaunstetten (LFU)
LÜB-Station
Andechs Rothenfeld
NO
NO2
PM10
NO
NO2
PM10
NO
NO2
PM10
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
[µg/m³]
2003
11
26
-
11
30
30
3
14
24
2004
8
24
22
7
26
24
2
18
18
2005
11
30
24
8
24
24
2
11
17
2006
14
33
25
10
23
25
2
10
18
Mittelwert
11
28
24
9
26
26
2
13
19
Die nächst gelegene Messstation München-Johanneskirchen befindet sich nur
etwa 8 km südlich des Untersuchungsgebietes und kennzeichnet nach Einstufung des Bayerischen Landesamtes für Umwelt die Hintergrundbelastung von
München. Diese Werte sind aber als Hintergrundbelastung für das Untersuchungsgebiet aufgrund der unmittelbaren Stadtrandlage in München der Messstation zu hoch. Zum Vergleich sind auch die Immissionswerte der LÜB Station
des bayerischen Landesamtes für Umwelt (LFU) dargestellt, die sich am südlichen Stadtrand von Augsburg befindet. Hier ist das Immissionsniveau ähnlich
dem der Messstation München-Johanneskirchen. Deutlich zu niedrige Werte,
insbesondere bei NO und NO2, würden sich ergeben, wenn man die Immissionswerte der nächstgelegen "Reinluftstation" Andechs-Rothenfeld als Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet heranziehen würde. Daher werden folgende Werte für die durchschnittliche Hintergrundbelastung in Garching herangezogen:
4017_15_B_a.doc
7
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
5
NO:
9 µg/m³
NO2:
25 µg/m³
PM10:
22 µg/m³
Meteorologie
Für die Berechnung der Schadstoffausbreitung mit Austal2000 sind für das Untersuchungsgebiet räumlich und zeitlich repräsentative meteorologische Daten zu
verwenden, da das Ausbreitungsverhalten freigesetzter Luftschadstoffe maßgeblich durch die Windrichtungs- und Windgeschwindigkeitsverteilung sowie durch
die thermische Stabilität bestimmt wird. Dabei kennzeichnet die Windverteilung
die horizontalen Austauschbedingungen, während die thermische Stabilität, d. h.
die vertikale Temperaturschichtung, den vertikalen Austausch bestimmt.
Bild 2
Windrichtungsverteilung der meteorologischen Zeitreihe der DWD-Messstation
Erdinger Moos im Jahr 1995
Für die Ausbreitungsrechnung werden die meteorologischen Daten der DWDMessstation Erdinger Moos in Form einer Zeitreihe über ein Jahr verwendet. Die
Messstation Erdinger Moos befindet sich nur wenige Kilometer nordöstlich des
Untersuchungsgebietes und ist daher für das Untersuchungsgebiet als räumlich
4017_15_B_a.doc
8
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
repräsentativ anzusehen. Für die Ausbreitungsrechnung wurde die nach Einschätzung des Deutschen Wetterdienstes, Wetteramt München, zeitlich repräsentative Jahreszeitreihe vom Jahr 1995 verwendet. In Abbildung 2 ist die Windrichtungsverteilung in Abhängigkeit der Windgeschwindigkeit dargestellt.
Wie Bild 2 zu entnehmen ist, dominieren bei der AKTerm Erdinger Moos signifikant südwestliche und ostnordöstliche Winde, die im wesentlichen durch die
großräumigen Strömungen der Großwetterlagen bedingt sind. Das Häufigkeitsminimum liegt bei südlichen bzw. bei nördlichen Winden. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt 3,13 m/s, der Anteil an Windstillen beträgt 4,3 %.
Bild 3
Häufigkeitsverteilung der Ausbreitungsklassen an der DWD-Messstation Erdinger Moos im Jahr 1995
Für die Ausbreitung von Luftschadstoffen ist neben der Windrichtungs- und
Windgeschwindigkeitsverteilung auch der vertikale Austausch von großer Bedeutung. Dieser vertikale Austausch wird durch Ausbreitungsklassen nach KlugManier parametrisiert:
4017_15_B_a.doc
Klasse I
sehr stabil
Klasse II
stabil
Klasse III/1
neutral –leicht stabil
Klasse III/2
neutral – leicht labil
Klasse IV
labil
Klasse V
sehr labil
9
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Dabei kennzeichnen die Klassen I und II mit stabiler Schichtung ungünstige Ausbreitungsbedingungen.
Folgende Häufigkeiten der einzelnen Ausbreitungsklassen nach Klug-Manier
wurden an der Messstation Erdinger Moos im Jahr 1995 festgestellt (Bild 3):
Der Anteil an stabilen Schichtungen (Klasse I/II) beträgt im Jahr 1995 ca. 37,4 %.
Dominant treten neutrale Schichtungen der Klassen III1 und III2 mit 47,9 % auf.
Labile Schichtungen (Klasse IV und Klasse V) treten in ca. 11,6 % der Stunden
auf.
6
Ermittlung der Emissionen
Durch den Kfz-Verkehr werden Verbrennungsemissionen freigesetzt. Diese Verbrennungsemissionen werden auf Basis des „Handbuches für Emissionsfaktoren
des Straßenverkehrs (HBEFA, Version 2.1)“ [5] quantifiziert. In diesem Handbuch
sind Deutschland-spezifische Emissionsfaktoren für unterschiedliche Verbrennungsschadstoffe in Abhängigkeit der Verkehrssituation, der Flottenzusammensetzung, Bezugsjahr und anderen Parametern definiert. In diesem Handbuch
sind auch Emissionsfaktoren für Stickstoffoxide enthalten. Anstelle von Feinstaubemissionen werden Partikelemissionen angegeben, die durch die Kraftstoffverbrennung im Motorraum entstehen. Durch Kraftfahrzeuge werden aber
Partikel (Feinstaubemissionen) nicht nur aus den Verbrennungsprozessen freigesetzt, sondern diese entstehen auch durch Reifen-, Bremsen- und Kupplungsabrieb sowie durch Wiederaufwirbelung. Zur Quantifizierung dieser Emissionsanteile werden Emissionsfaktoren entsprechend [6] verwendet. Die Gesamtemission von Feinstaub ergibt sich somit aus der Summe der Partikelemissionen (aus
der Kraftstoffverbrennung) und der Emission aus Abrieb und Wiederaufwirbelung.
Tabelle 2
Verwendete Verkehrssituationen für die Ausbreitungsrechnungen
Strasse
Verkehrsregelsituation
Autobahnen
Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 100 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 80 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 70 km/h
Auf- und Abfahrten zu Autobahnen
Außerorts Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 60km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 50km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 30km/h
AB_80
AO_1
AO_2
AO_3
IO_HVS>50_1
IO_HVS3
IO_LSA3
Es werden folgende Emissionsfaktoren für das Jahr 2005 verwendet:
4017_15_B_a.doc
10
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Tabelle 3
Emissionsfaktoren in [g/km/Fhzg] für das Jahr 2005
Strasse
1)
2)
NOx
PM10
Pkw
Lkw
Pkw
Lkw
Autobahnen
0,226
6,350
Bundesstraßen mit Höchstgeschwindigkeit 100 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 80 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 70 km/h
Außerorts Bundesstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 60km/h
Auf- und Abfahrten zu Autobahnen
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 50km/h
Innerorts Hauptverkehrsstraßen mit
Höchstgeschwindigkeit 30km/h
0,222
5,858
0,214
6,071
0,233
6,468
0,218
5,622
0,009 1) +
0,022 2)
0,007 1) +
0,022 2)
0,007 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,022 2)
0,135 +
0,200 2)
1)
0,132 +
0,200 2)
1)
0,134 +
0,200 2)
1)
0,147 +
0,200 2)
1)
0,136 +
0,200 2)
0,228
7,342
0,248
8,974
0,008 1) +
0,022 2)
0,008 1) +
0,090 2)
0,209 +
0,200 2)
1)
0,319 +
0,900 2)
1)
1)
Emissionsfaktoren nach HBEFA [5]
Emissionsfaktoren aus Abrieb + Wiederaufwirbelung nach [6]
Die Gesamtemissionen pro Straßenabschnitt ergeben aus dem Produkt der Verkehrsbelastung und den Emissionsfaktoren. Die Werte der Verkehrsbelastung
sind [3] entnommen.
7
Modellierung
Basierend auf den Gelände- und Gebäudedaten des Gutachtens Lärmminderungsplanung der Stadt Garching b. München [3] wurden die Immissionsberechnungen mit dem Programm CadnaA-APL durchgeführt, in dem das Ausbreitungsmodell AUSTAL2000 [7] integriert ist. AUSTAL2000 berechnet in einem
ersten Schritt mit einem diagnostischen Windfeldmodell die Windfelder, die in einer Windfeldbibliothek abgespeichert werden. In einem zweiten Schritt erfolgt die
Ausbreitungsrechnung mit einem Lagrange´schen Partikelmodell nach VDI 3945
Blatt 3 [8].
In AUSTAL2000 ist die Anzahl der Gitterzellen limitiert. Damit ist auch die Rechengebietgröße beschränkt. Da bei Ausbreitungsrechnungen unter Berücksichtigung der Bebauung eine hohe Gitterauflösung von maximal 3 m notwendig ist,
kann in der Regel die Schadstoffverteilung für ein Straßennetz nicht mit einem
AUSTAL2000 Rechengebiet mit der erforderlichen Gitterauflösung berechnet
werden. Somit ist es notwendig, das gesamte Rechengebiet in einzelne Teilrechengebiete (Kacheln) aufzuteilen. In dem Programm CadnaA-APL wird die in
4017_15_B_a.doc
11
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
der Schallausbreitung verwendete Kachelungstechnik auch für die Schadstoffberechnung eingesetzt, so dass die Verteilung der Schadstoffbelastung entlang von
Straßenzügen auch für größere Beurteilungsgebiete unter Berücksichtigung der
Bebauung berechnet werden kann. In den Kacheln werden die jeweiligen Schadstoffverteilungen berechnet und anschließend werden die einzelnen Immissionsverteilungen zu einer gesamten Immissionsverteilung entlang dem gesamten betrachteten Straßennetz zusammengefügt. Dabei stellt jede Kachel ein eigenes
AUSTAL2000 Rechengebiet dar.
Für die gesamte Immissionsverteilung ist es wichtig, an den Kachelgrenzen eine
weitestgehend kontinuierliche Immissionsstruktur zu erzielen. Dies wird durch eine Überlappung der Austalrechengebiete erreicht. Durch die Überlappung werden auch die Emissionsquellen außerhalb der jeweiligen Kachel berücksichtigt,
die sich aber noch innerhalb der Überlappung der Austalrechengebiete befinden.
Dadurch wird deren Immissionsanteil innerhalb der jeweilig angrenzenden Kachel berücksichtigt.
Insgesamt wurde das Untersuchungsgebiet entlang des übergeordneten Straßennetzes in 181 Rechengebiete (Kacheln) unterteilt, damit bei feiner Rechengitterauflösung (3 m) die Immissionszusatzbelastung entlang des ca. 48 km
langen Straßennetzes ermittelt werden konnte.
Der Wert für die Rauhigkeitslänge wurde entsprechend dem CORINE Kataster
auf 0,4 m gesetzt.
Die Berechnung des Jahresmittelwertes von Stickstoffdioxid erfolgt nach einem
Regressionsansatz aus [9]. In dieser Untersuchung werden die Ergebnisse der
NOx und NO2 Messergebnisse aller Luftmessstationen aus den Jahren 2000 –
2003 gegenüber gestellt. Darauf basierend wird in [9] eine Regressionsbeziehung für die Umwandlungsrate von NOx zu NO2 abgeleitet.
Der in AUSTAL2000 verwendete Ansatz zur Berechnung der NO2 Konzentrationen über eine Abbaurate von NO (nach VDI 3782 Blatt exponentieller Ansatz)
führt jedoch insbesondere bei bodennahen Emissionsquellen und entsprechender Vorbelastung zu Unterschätzungen der NO2 Immissionsbelastungen. Daher
wurde dieser Ansatz für die vorliegende Untersuchung nicht verwendet.
8
Abschätzung der Überschreitungshäufigkeit des PM10
Tagesmittelwertes
Neben dem Grenzwert für den Jahresmittelwert ist in der 22. BImSchV auch ein
24-Stunden-Grenzwert für Partikel (PM10) definiert, der nicht öfter als 35-mal im
Jahr überschritten werden darf. Die Berechnung dieser Überschreitungshäufigkeit ist nicht möglich, da keine Daten für die tägliche PM10 Vorbelastung vorlie-
4017_15_B_a.doc
12
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
gen, die mit den bei den Ausbreitungsrechnungen verwendeten meteorologischen Randbedingungen korrelieren.
Daher wird die Überschreitungshäufigkeit des Tagesmittelwertes von PM 10 auf
Basis der errechneten Jahresmittelkonzentrationen auf Basis der bundesweiten
Messdaten der Luftüberwachungsstellen abgeleitet [10]. Das Datenkollektiv dieser Studie umfasst 914 Werte. Die Auswertung dieser Daten ergibt für folgende
Klassen der Jahresmittelwertkonzentrationen folgende Wahrscheinlichkeiten der
Überschreitung:
9
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen unter 28 µg/m³ ist mit 97,5 %-iger
Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass der Grenzwert für die Überschreitungshäufigkeit nicht überschritten wird.
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen zwischen 28 µg/m³ und 32 µg/m³
können Grenzwertüberschreitungen mit einer Wahrscheinlichkeit von bis
zu 56 % auftreten.
•
Bei Jahresmittelwertkonzentrationen über 32 µg/m³ ist mindestens 86 %iger Wahrscheinlichkeit davon auszugehen, dass der Grenzwert für die
Überschreitungshäufigkeit überschritten wird.
Überschreitungshäufigkeit des NO2 Stundenmittelwertes
In [11] wird nicht die Überschreitungshäufigkeit des Stundenmittelwertes von
200 µg/m³ für NO2 in Abhängigkeit des Jahresmittelwertes abgeleitet, sondern
der 99,8 Perzentilwert aller Stundenmittelwerte in Abhängigkeit des Jahresmittelwertes von NO2 berechnet. Damit kann zwar die Überschreitungshäufigkeit
des maximalen Stundenmittelwertes von 200 nicht quantitativ, jedoch aber qualitativ abgeleitet werden. Nach [11] ergibt sich der 99,8 Perzentilwert als der 3,2fache Wert des Jahresmittelwertes. Dies bedeutet, dass erst ab einer Jahresmittelkonzentration von 62 µg/m³ mit einer Überschreitung des Kurzeitimmissionsgrenzwertes zu rechnen ist. Da aber der Immissionsgrenzwert für den Jahresmittelwert von NO2 40 µg/m³ beträgt, wird für die Bewertung der NO2-Belastung der
Immissionsgrenzwert für den Jahresmittelwert herangezogen.
10
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung
In den Anlagen 1 bis 4 sind die Ergebnisse der Ausbreitungsrechnungen für das
gesamte Untersuchungsgebiet im Maßstab 1:7500 dargestellt. In Anlage 1 ist die
räumliche Verteilung des Jahresmittelwertes von NO2 dargestellt. In Anlage 2 ist
ebenfalls die Verteilung des Jahresmittelwertes von NO2 dargestellt, allerdings
4017_15_B_a.doc
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Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
mit einer Skalierung in Abhängigkeit von den in 2007 bzw. ab 2010 gültigen
Grenzwerten von 46 µg/m bzw. 40 µg/m³. In Anlage 3 ist die räumliche Verteilung des Jahresmittelwertes von PM10 und in Anlage 4 sind
Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10
dargestellt.
Die Luftbelastung im Untersuchungsgebiet kann als unkritisch bewertet werden.
Die Berechnungen zeigen, dass innerhalb der Ortsbereiche die Immissionsgrenzwerte für den Jahresmittelwert von PM10 und NO2 sicher eingehalten werden. Da der Jahresmittelwert von NO2 eingehalten wird, ist entsprechend Abschnitt 9 davon auszugehen, dass auch der Kurzzeitgrenzwert für NO2 sicher unterschritten wird. Die Berechnungen zeigen auch, dass der Grenzwert für die Überschreitungshäufigkeit des maximalen Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ innerhalb der Ortschaften eingehalten ist.
Bild 4
Jahresmittelwertkonzentration von NO2 in einem Ausschnitt der Stadt Garching
Bemerkenswert ist vor allem, dass die lufthygienischen Auswirkungen der stark
befahrenen Autobahnen auch auf die nächst gelegenen Wohnbereiche äußerst
gering sind. Ursache hierfür sind im Wesentlichen die hohen Lärmschutzwände
und Wälle. Diese dienen auch als eine effiziente Abschirmung für die dahinter
liegenden Bereiche gegen die freigesetzten Emissionen, so dass hier die Luftqualität durch die Autobahn nur in geringem Maße beeinflusst wird. Beispielhaft
ist dieser Effekt in Bild 4 für den Jahresmittelwert von NO2 dargestellt. Besonders deutlich ist die Abschirmung durch Lärmschutzwälle – und -wände auch auf
4017_15_B_a.doc
14
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
der Westseite der A9 zu erkennen. Noch deutlicher zeigt sich die Wirkung der
Abschirmung bei dem Jahresmittelwert von PM10 (Bild 5).
Bild 5
Jahresmittelwertkonzentration von PM10 in einem Ausschnitt der Stadt
Garching
Die Bilder 4 und 5 enthalten auch einen Teil der B11 im Ortszentrum von Garching. Auch entlang der B11 sind innerorts alle Grenzwerte eingehalten. Zwar
werden z. B. einzelne Gitterzellen mit einer Fläche von 9 m³ errechnet, deren
NO2 Konzentration bis zu 40 µg/m³ erreicht, eine Grenzwertüberschreitung würde entsprechend der 22. BImSchV jedoch erst dann vorliegen, wenn der Grenzwert auf einer zusammenhängenden Fläche von wenigstens 200 m² (das entspricht der Fläche von ca. 22 Gitterzellen) überschritten wäre. Dies ist aber nicht
gegeben. Kreuzungsbereiche sind in der 22. BImSchV hinsichtlich der Grenzwertbetrachtung explizit ausgenommen.
In Bild 6 sind die Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10 entlang der B11 in Garching dargestellt.
In dem Detailausschnitt ist deutlich zu erkennen, dass entlang der B11 an den
Gebäuden stets die errechneten Jahresmittelwertkonzentrationen so gering sind,
dass eine Überschreitung der zulässigen Anzahl an Tagesmittelwerten über
50 µg/m³ unwahrscheinlich ist (grüne Linie).
4017_15_B_a.doc
15
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
Grenzwertüberschreitung unwahrscheinlich
Grenzwertüberschreitung unwahrscheinlich
Grenzwertüberschreitung wahrscheinlich
Bild 6
Wahrscheinlichkeiten der Überschreitung des Tagesmittelwertes von PM10
entlang der B11 in Garching
Wie die Ausbreitungsrechnungen zeigen, werden die bezogen auf Grenzwerte
relativ höchsten Belastungen für den Jahresmittelwert von NO2 errechnet. Daher
wird als Leitkomponente für zukünftige Nutzungen NO2 herangezogen. In Anlage
2 ist nochmals eine Darstellung der errechneten Jahresmittelwerte von NO2 dargestellt, die neben den Isolinien für die Grenzwerte zusätzlich noch eine Isolinie
von 35 µg/m³ enthält. Die 35 µg/m³ Isolinie stellt eine wichtige Beurteilungsgrundlage für die Flächennutzungsplanung dar. Die NO2-Belastung auf den Flächen,
die sich außerhalb der dargestellten grünen 35 µg/m³ Isolinie befinden, ist so beschaffen, dass unter Berücksichtigung von Unsicherheiten in der Ausbreitungsrechnung (z.B. jährliche Variabilität der meteorologischen Daten) auch der
Grenzwert ab 2010 von 40 µg/m³ sicher eingehalten wird.
Anlage 2 zeigt deutlich, dass abgesehen von Bereichen entlang der A9, an denen derzeit noch keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, keinerlei Ein4017_15_B_a.doc
16
Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
schränkungen der Flächennutzung aufgrund der bestehenden Luftqualität gegeben sind. Sind an der Autobahn keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden, dann
ist ab einer Entfernung von ca 60 m zum Fahrbahnrand davon auszugehen, dass
auch die NO2- Konzentrationen unter 35 µg/m³ liegen und damit den ab 2010
gültigen Grenzwert sicher einhalten. Wenn aus Lärmschutzgründen die Errichtung von Lärmschutzeinrichtungen erforderlich ist, werden aber auch Nutzungen
möglich sein, die näher an der Autobahn liegen. Dann kann aufgrund der effizienten Abschirmung bereits in ca. 10 m Abstand dazu eine entsprechende Nutzung
wahrgenommen werden.
Nicht berücksichtigt sind in dieser Untersuchung Auswirkungen von Nutzungsänderungen auf die Schadstoffbelastung. Insbesondere bei Flächennutzungsänderungen innerorts, die mit einer erheblichen Verkehrszunahme verbunden sind,
können relevante Änderungen der Luftqualität hervorgerufen werden. Bei Änderungen dieser Art müssten die lufthygienischen Auswirkungen in einem eigenen
Gutachten untersucht werden.
Ebenfalls nicht berücksichtigt sind die Schadstoffimmissionen aus industriellen
Quellen. Diese Emissionen tragen aber in der Regel nur zu einer geringen Immissionszusatzbelastung bei, da die Emissionen dieser Quellen den Anforderungen der Technischen Anleitung Luft (TA Luft) unterliegen. Die TA Luft stellt die
Einhaltung des Standes der Technik sicher (z. B. durch Festsetzung von Emissionsgrenzwerten und Festlegung von Mindestkaminhöhen) und minimiert so die
immissionsseitigen Belastungen durch industrielle Anlagen.
11
Zusammenfassung
Für das Hauptstraßennetz innerhalb der Gemarkung Garching wurden die
Schadstoffimmissionen von NO2 und PM10 für den Istzustand berechnet. Die
Luftbelastung kann überwiegend als unkritisch bewertet werden. Innerhalb der
Ortsgebiete werden stets die Grenzwerte für NO2 und PM10 eingehalten. Nur
entlang eines ca. 60 m breiten Streifens entlang jener Abschnitte der Autobahnen, an denen keine Lärmschutzeinrichtungen vorhanden sind, werden NO2
Konzentrationen errechnet, die über dem ab 2010 gültigen Grenzwert liegen. Aber auch hier liegt keine Grenzwertüberschreitung vor, da die Grenzwerte nach
der 22. BImSchV nur auf Gebiete anzuwenden sind, in den sich Personen nicht
nur vorübergehend aufhalten.
ACCON GmbH
Igor Dormuth
4017_15_B_a.doc
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Bericht Nr.: ACB-0707-4017/15
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Anlagen
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Maßstab 1 : 7500
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4477400
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Stadt Garching
Datum
5342800
5342800
Jahresmittelwertkonzentrationen µg/m³
Immissionspunkthöhe: 1,5 m über Gelände
GItterweite: 3 m
Name
NO2 Jahresmittelwert
Bearb.
Gepr. 24.05.2007
Norm
4477600
Dormuth
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ACCON GmbH
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4477400
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Stadt Garching
Datum
5342800
5342800
Jahresmittelwertkonzentrationen µg/m³
Immissionspunkthöhe: 1,5 m über Gelände
GItterweite: 3 m
Name
NO2 Jahresmittelwert
Bearb.
Gepr. 24.05.2007
Norm
4477600
Dormuth
4477800
4478000
ACCON GmbH
4478200
Blatt
4470400
4470600
4470800
4471000
4471200
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4471600
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4472200
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Stadt Garching
Jahresmittelwertkonzentrationen µg/m³
Immissionspunkthöhe: 1,5 m über Gelände
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Datum
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5342800
Maßstab 1 : 7500
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Bearb.
Gepr. 24.05.2007
Norm
4477600
Dormuth
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ACCON GmbH
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4474000
4474200
4474400
4474600
4474800
4475000
4475200
4475400
4475600
4475800
4476000
4476200
4476400
4476600
4476800
4477000
4477200
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23.0 µg/m³
24.0 µg/m³
25.0 µg/m³
26.0 µg/m³
27.0 µg/m³
28.0 µg/m³
29.0 µg/m³
30.0 µg/m³
31.0 µg/m³4477400
32.0 µg/m³
33.0 µg/m³
Stadt Garching
Datum
5342800
5342800
Jahresmittelwertkonzentrationen µg/m³
Immissionspunkthöhe: 1,5 m über Gelände
GItterweite: 3 m
Name
PM10 Jahresmittelwert
Bearb.
Gepr. 24.05.2007
Norm
4477600
Dormuth
4477800
4478000
ACCON GmbH
4478200
Blatt