Luftüberwachungs- und Informationssystem · S c h l o ß s t r a ... Dieser darf im Kalenderjahr an nicht mehr als 35 Tagen überschritten werden. Die Konzentrationen in der Johann-Sebastian-Bach-Straße

Luftüberwachungs- und Informationssystem Sachsen-Anhalt (LÜSA)

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Messbericht über den Einsatz des Luftmessfahrzeugs 2009

(orientierende Messung)

Luftüberwachungs- und Informationssystem Sachsen-Anhalt (LÜSA) Feinstaub - und Stickstoffdioxidbelastung im Stadtgebiet von Coswig (Anhalt) Messbericht Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt Fachbereich Immissionsschutz, Klimaschutz Autoren:

Torsten Bayer Andreas Metzschker (Screeningbericht) Dr. Ulrich Zimmermann Prof. Dr. Christian Ehrlich

Kontakt: PSF 200 841, Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt, 06009 Halle, Sitz: Reideburger Str. 47, 06116 Halle, Telefon (0345) 5704 0 E-mail: [email protected]

Version 01.2010 (Oktober 2010)

mailto:[email protected]

Inhalt 1. Einleitung .........................................................................................................................5 2. Standorte des Messfahrzeugs........................................................................................6 3. Messprogramm ................................................................................................................9 4. Darstellung und Bewertung der Messergebnisse ......................................................10

4.1 Bewertungsmaßstäbe ...............................................................................................10

4.2 Partikel PM10 .............................................................................................................11

4.3 Stickstoffdioxid (NO2) ................................................................................................12

5. Zusammenfassung ........................................................................................................15 Anlage (Screeningbericht)..................................................................................................16

Feinstaub - und Stickstoffdioxidbelastung im Stadtgebiet von Coswig (Anhalt) ____________________________________________________________________________________________________

4

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Lageplan zu den Standorten des Messfahrzeugs in Coswig (Anhalt) .......................... 6 Abbildung 2: Detailansicht Standort 1 (Schloßstraße) ....................................................................... 7 Abbildung 3: Blick auf den Standort des Messfahrzeugs in der Schloßstraße (Richtung Süd-West,

im Hintergrund das Schloß)........................................................................................... 7 Abbildung 4: Detailansicht Standort 2 (Johann-Sebastian-Bach-Straße) .......................................... 8 Abbildung 5: Blick auf den Standort des Messfahrzeugs in der Johann-Sebastian-Bach-Straße

(Richtung Süd-Westen) ................................................................................................. 8 Abbildung 6: Tagesmittelwerte PM10 (Gravimetrie) vom Messfahrzeug an den Standorten

Schloßstraße und Johann-Sebastion-Bach-Straße .................................................... 11 Abbildung 7: Tagesmittelwerte PM10 (automatische Messungen) im Zeitraum vom 12.05.09 –

17.08.09 an Messstationen in Sachsen-Anhalt........................................................... 12 Abbildung 8: Mittelwerte für Stickstoffdioxid (NO2) im Zeitraum vom 12.05.09 – 17.08.09 an

Messstationen in Sachsen-Anhalt ............................................................................... 13 Abbildung 9: Verlauf der NO2-Konzentrationen (1-h-Mittelwerte) im Vergleich Wittenberg/Dessauer

Straße und Messfahrzeug Coswig .............................................................................. 14

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Gauß-Krüger-Koordinaten des Messfahrzeug-Einsatzes in Coswig (Anhalt) ................... 9 Tabelle 2: Messprogramm Coswig (Anhalt) ....................................................................................... 9

1. Einleitung

Auf Initiative der Stadt Coswig (Anh.) wurden durch das Landesamt für Umweltschutz (LAU) im Zeitraum vom 11.05. – 17.08.2009 orientierende Messungen von Feinstaub (PM10) und Stickstoffdioxid (NO2) im Stadtzentrum von Coswig (Anhalt) an zwei unterschiedlichen Standorten durchgeführt. Hauptanliegen war die Erfassung der Immissionsbelastung, speziell der Feinstaub- und Stickstoffdioxidkonzentrationen an geeigneten Standorten entlang der stark mit Durchgangs-verkehr belasteten Bundesstraße B 107/B 187. Vor Beginn der Messungen wurde durch das LAU für eine Ersteinschätzung der Immissions-situation eine rechnerische Modellierung mittels Screeningverfahren durchgeführt. Im Ergeb-nis des Screenings konnte für bestimmte Straßenabschnitte eine Überschreitung des Immis-sionsgrenzwertes für Feinstaub (PM10) nicht sicher ausgeschlossen werden. Hinsichtlich Stickstoffdioxid wurde für einen Abschnitt der Zerbster Straße (B 107/B 187) eine Grenz-wertüberschreitung ausgewiesen. Die Ergebnisse des Screenings waren letztendlich Grundlage für die Entscheidung zur Durchführung der orientierenden Messungen und lieferten darüber hinaus wichtige Hinweise für die Auswahl der potentiellen Messstandorte. Der Bericht über Modellrechnungen für die Stadt Coswig ist als Anlage beigefügt. Gegenstand dieses Messberichtes ist die Dokumentation der Messstandorte und die Darstellung sowie die Auswertung der im Rahmen des Messprogramms erhobenen Daten.

5

2. Standorte des Messfahrzeugs

Als Standort für das Messfahrzeug war seitens des LAU zunächst ein Platz im Bereich des absoluten Hotspots in der Zerbster Straße vorgesehen. Dieser konnte aus unterschiedlichen Gründen jedoch nicht genutzt werden. Daher wurden in Abstimmung mit der Stadt Coswig zwei alternative Standorte für das Messfahrzeug ausgewählt. Der erste Standort befand sich an der B 107/B 187 in Höhe der Schloßstraße 44 – 46 (Messzeitraum: 11.05. – 13.07.09). Für die zweite, sich unmittelbar anschließende Messperiode wurde ein Standort in der Johann-Sebastian-Bach-Straße ausgewählt (Abbildung 1). Die Umsetzung an diesen Standort erfolgte am 13. Juli 2009. Anschließend wurden die Messungen dort noch bis einschließlich 17.08.09 fortgeführt.

Zerbster Straße (B 107/ B 187)

Puschkinstraße (B 107/ B 187)

Abbildung 1: Lageplan zu den Standorten des Messfahrzeugs in Coswig (Anhalt)1 Die nachfolgenden Abbildungen 2 und 4 zeigen die beiden Standorte nochmals im Detail. Darüber hinaus vermitteln die Fotos der Abbildungen 3 und 5 einen Eindruck von den Standorten selbst.

1 Basis: RGB-Orthofotos Sachsen-Anhalt (2005)

Bereich des absoluten Hotspots

Elbe

Schloßstraße (B 107/ B 187)

Joha

nn-S

ebas

tian-

Bac

h -S

tra ß

e (B

107

/ B 1

87)

1. Standort Messfahrzeug

2. StandortMessfahrzeug

Puschkinstraße (B 107/ B 187)

Joha

nn-S

ebas

tian-

Bac

h -S

tra ß

e (B

107

/ B 1

87)



Bereich des absoluten Hotspots


1. Standort MessfahrzeugElbe

6

Schloß


Dom

stra

ße


Schloß


Dom

stra

ße


Abbildung 2: Detailansicht Standort 1 (Schloßstraße)

Abbildung 3: Blick auf den Standort des Messfahrzeugs in der Schloßstraße (Richtung Süd-West, im

Hintergrund das Schloß)

7


Elbe

Joha

nn-S

ebas

tian-

Bac

h -S

tra ß

e (B

107

/ B 1

87)

geplanter Standort am Hotspot



Elbe

Joha

nn-S

ebas

tian-

Bac

h -S

tra ß

e (B

107

/ B 1

87)

geplanter Standort am Hotspot


Abbildung 4: Detailansicht Standort 2 (Johann-Sebastian-Bach-Straße)

Abbildung 5: Blick auf den Standort des Messfahrzeugs in der Johann-Sebastian-Bach-Straße

(Richtung Süd-Westen) Die Gauß-Krüger-Koordinaten für die Standorte des Messfahrzeugs können der nachfolgenden Tabelle 1 entnommen werden.

8

Tabelle 1: Gauß-Krüger-Koordinaten des Messfahrzeug-Einsatzes in Coswig (Anhalt)

Standort Rechtswert Hochwert

Höhe ü. NN

Schloßstraße 45 31 361 57 49 902 71 m Johann-Sebastian-Bach-Straße 45 30 972 57 50 004 70 m

3. Messprogramm

Das Messprogramm beschränkte sich auf die Luftschadstoffe Feinstaub (PM10), Ozon, Stick-stoffoxide (NO, NO2) und Schwefeldioxid, wobei die Erfassung der Feinstaub- und Stickstoff-dioxidbelastung den eigentlichen Schwerpunkt der Messungen bildete. Darüber hinaus erfolgte die Erhebung verschiedener meteorologischer Kenngrößen. Einzel-heiten zu den erhobenen Parametern finden sich in der nachfolgenden Tabelle 2. Gegenstand dieses Messberichtes ist jedoch ausschließlich die Feinstaub- und Stickstoff-dioxidbelastung. Tabelle 2: Messprogramm Coswig (Anhalt)

gemessene Schadstoffe Messgerätetyp Messprinzip

DIN/ EN - Norm

Partikel PM10 SHARP 5030 HVS DHA-80

Nephelometer + Beta–Absorption Gravimetrie

DIN EN 12341

Schwefeldioxid (SO2) AF 21M Fluoreszenz DIN EN 14212 Stickstoffmonoxid (NO) Stickstoffdioxid (NO2)

TE42C Chemilumineszenz DIN EN 14211

Ozon (O3) O3 41M UV - Photometer DIN EN 14625 meteorologische Parameter relative Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Windrichtung, Windgeschwindigkeit

9

4. Darstellung und Bewertung der Messergebnisse

4.1 Bewertungsmaßstäbe

Gegenstand der nachfolgenden Ausführungen ist die Darstellung und Bewertung der Feinstaub- und Stickstoffdioxidbelastung in Coswig. Für die Bewertung der Belastungs-situation sind prinzipiell die nachfolgend aufgeführten Bewertungsmaßstäbe heranzuziehen.

Feinstaub Partikel (PM10) • Tagesmittelwert 50 µg/m³

35 Überschreitungen/Kalenderjahr zulässig, gültig ab 01.01.2005 (39. BImSchV)

• Jahresmittelwert 40 µg/m³

gültig ab 01.01.2005 (39. BImSchV)

Stickstoffdioxid (NO2) • Stundenmittelwert 200 µg/m³ (2009: Grenzwert + Toleranzmarge = 210 µg/m³)

18 Überschreitungen/Kalenderjahr zulässig, gültig ab 01.01.2010 (39. BImSchV)

• Jahresmittelwert 40 µg/m³ (2009: Grenzwert + Toleranzmarge = 42 µg/m³)

gültig ab 01.01.2010 (39. BImSchV) Eine Beurteilung anhand von Jahresmittelwerten ist im Rahmen der Auswertung von orientierenden Messungen allerdings schwierig, da bei diesen Messungen nur eine vergleichsweise geringe zeitliche Überdeckung vorliegt. Das Hauptaugenmerk liegt daher in der Beurteilung auf der Grundlage von Kurzzeitkriterien. Hinweis: Mit dem Inkrafttreten der 39. BImSchV am 06. August 2010 wurden die Vorgaben der EU-Richtlinie 2008/50/EG über Luftqualität und saubere Luft für Europa in nationales Recht umgesetzt. Gleichzeitig trat die Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft (22. BImSchV) außer Kraft. Die o.g. Bewertungskriterien waren im Wortlaut bereits in der 22. BImSchV enthalten, mithin gab es durch das Inkrafttreten der 39. BImSchV in diesen Punkten prinzipiell keine Veränderungen.

10

4.2 Partikel PM10

Die nachfolgende Abbildung 6 visualisiert die Ergebnisse der Partikel PM10 - Messungen auf der Basis von Tagesmittelwerten. Die Tagesmittelwerte wurden an beiden Standorten mit Hilfe des Probenahmeverfahrens (gravimetrische Bestimmung) ermittelt.

Tagesmittelwerte PM10 (Gravimetrie)Messfahrzeug Coswig, Messperiode vom 13.05. - 17.08.2009

0

5

10

15

20

25

30

35

13.05. 20.05. 27.05. 03.06. 10.06. 17.06. 24.06. 01.07. 08.07. 15.07. 22.07. 29.07. 05.08. 12.08.

µg/m3

Standort 1:Schloßstraße

Standort 2:Johann-Sebastian-Bach-Straße

Abbildung 6: Tagesmittelwerte PM10 (Gravimetrie) vom Messfahrzeug an den Standorten

Schloßstraße und Johann-Sebastion-Bach-Straße Insgesamt gesehen stellte sich die Feinstaubbelastung (PM10) innerhalb des untersuchten Zeitraumes an beiden Standorten als nicht grenzwertrelevant heraus. Das ermittelte Belastungsniveau ist gut vergleichbar mit den Verhältnissen an Stadtgebietsmessstationen beispielsweise in Bernburg, Wittenberg, Halle und Stendal. An diesen genannten Stationen gab es in der Vergangenheit keine grenzwertrelevante Belastung. Die Abbildung 7 zeigt das mittlere PM10-Belastungsniveau verschiedener Messstationen im Zeitraum vom 13.05. bis zum 17.08.2009 und erlaubt mithin eine entsprechende Einordnung der Messergebnisse aus Coswig. Basis für diese Darstellung sind automatische Messungen. Die PM10-Jahresmittelwerte 2009 lagen an den vorgenannten Stadtgebietsmessstationen im Bereich zwischen 20 und 25 µg/m³. Für Coswig ließe sich unter Berücksichtigung der Relationen zwischen diesen Stationen ein theoretischer Jahresmittelwert in Höhe von 25 µg/m³ ableiten, wobei sich dieser Wert aufgrund des vergleichbaren Verkehrseinflusses am Jahresmittelwert der Station Bernburg orientiert bzw. diesem auch entspricht. Im Maximum wurden in Coswig Konzentrationen um 25 µg/m³ als Tagesmittelwert gemessen. Das absolute Maximum stellt mit 29 µg/m³ der Tagesmittelwert vom 26.05.09 dar. Bewertungskriterium in Bezug auf PM10 ist in diesem Zusammenhang ein Tagesmittelwert von 50 µg/m³. Dieser darf im Kalenderjahr an nicht mehr als 35 Tagen überschritten werden. Die Konzentrationen in der Johann-Sebastian-Bach-Straße waren im Mittel etwa 2 µg/m³ höher als in der Schloßstraße. Für den Standort Schloßstraße ergab sich demnach eine mittlere PM10-Konzentration in Höhe von 16 µg/m³ (Mittel über 61 Messtage). Am zweiten Messstandort lag die mittlere PM10-Konzentration bei 18 µg/m³, der Messzeitraum war

11

jedoch deutlich kürzer (34 Messtage). Im Mittel der gesamten Messperiode ergibt sich über beide Standorte eine Feinstaubkonzentration in Höhe von 16 µg/m³. Die Screening-Ergebnisse weisen eine etwas höhere PM10-Belastung für den Standort in der Schloßstraße aus. Dies konnte im Rahmen der Messungen so nicht bestätigt werden.

Mittelwerte Feinstaub (PM10) für den Zeitraum 12.05.09 - 17.08.09

11

1415 15 15 16 16 16 16 16

17 18 18 18 1819 20 20 20 20 21 21

30

0

5

10

15

20

25

30

35

ZUWA

HZUN

PHNN

HSSS

HEOO

WGCC

BECO

ZZCC

Coswig

HENNSLS

O

MGSO

WSVC

BUCO

MGWWWENN

LASO

DEVN

M204

GRNN

HEVC

M002

M003

µg/m³

Abbildung 7: Tagesmittelwerte PM10 (automatische Messungen) im Zeitraum vom 12.05.09 –

17.08.09 an Messstationen in Sachsen-Anhalt 4.3 Stickstoffdioxid (NO2)

Die Stickstoffdioxidbelastung innerhalb des Messzeitraumes ist im Vergleich mit den Hotspots in Sachsen-Anhalt, also den hochbelasteten Verkehrsmessstationen, als deutlich niedriger einzuschätzen. Für den Vergleich in dieser Kategorie wurden die Messstationen Magdeburg/Reuter-Allee, Halle/Merseburger-Straße und Wittenberg/Dessauer Straße heran-gezogen. Im Vergleich mit ausgewählten Stadtgebietsmessstationen (Magdeburg, Halle/Nord, Stendal, Wittenberg/Bahnstraße) liegt die Stickstoffdioxidbelastung in Coswig teilweise jedoch deutlich höher. Anhand der nachfolgenden Abbildung 8 wird deutlich, welche Position der Standort Coswig im Vergleich mit den zuvor genannten Stationen einnimmt. Dargestellt sind die für den Messzeitraum in Coswig berechneten NO2-Mittelwerte. Die beiden Standorte in Coswig wurden für diese Betrachtung zusammengefasst. Dies ist möglich, da der Unterschied zwischen den beiden Standorten sehr gering ist, er beträgt im Mittel 2 µg/m³. Der Standort in der Schloßstraße weist mit 20 µg/m³ (Mittelwert vom 12.05.09 bis 13.07.09 11:00 Uhr) ein etwas geringeres Belastungsniveau als der Standort Johann-Sebastian-Bach-Straße auf (22 µg/m³ als Mittelwert vom 13.07.09, 12:30 Uhr bis 18.08.09 0:00 Uhr). Insofern ergibt sich auch beim NO2 aufgrund der Messung ein anderes Bild als im Screening, denn die Screening-Ergebnisse weisen für den Standort in der Schloßstraße eine deutlich höhere NO2-Belastung aus.

12

Mittelwerte für Stickstoffdioxid (NO2) im Zeitraum vom 12.05.09 - 17.08.09

36

33

29

21 21

1615 14

12 11

0

5

10

15

20

25

30

35

40

WittenbergDessauer Str.

MagdeburgReuter-Allee

HalleMerseburger

Str.

DessauAlbrechtsplatz

Coswig(MW18)

MagdeburgSuedost

Stendal Halle Nord WittenbergBahnstrasse

Burg

µg/m³

Verkehrsmessstationen Stadtgebietsmessstationen

Messfahrzeug Coswig

Abbildung 8: Mittelwerte für Stickstoffdioxid (NO2) im Zeitraum vom 12.05.09 – 17.08.09 an

Messstationen in Sachsen-Anhalt Das NO2-Belastungsniveau in Coswig entspricht dem Niveau an der Verkehrsmessstation Dessau/Albrechtsplatz und liegt damit deutlich unter dem der eigentlichen Hotspots. Die Messstation Dessau/Albrechtsplatz zeigt im Vergleich mit den übrigen Verkehrsmess-stationen das niedrigste NO2-Belastungsniveau. Eine Überschreitung des ab 2010 gültigen Jahresgrenzwertes in Höhe von 40 µg/m³ gab es dort in der Vergangenheit nicht. Der NO2-Jahresmittelwert 2009 betrug an dieser Messstation 27 µg/m³. Mithin kann näherungsweise für Coswig ein theoretischer NO2-Jahresmittelwert in gleicher Höhe abgeleitet werden. Anhand eines zeitlich höher aufgelösten Vergleiches mit einer stark belasteten Verkehrs-messstation (Wittenberg/Dessauer Straße) wird der Belastungsunterschied in Bezug auf Coswig noch deutlicher (Abbildung 9). Er beträgt im Mittel 15 µg/m³. Die NO2-Belastung in der Dessauer Straße in Wittenberg lag im Mittel der letzten vier Jahre bei rd. 92 % des ab 2010 gültigen Jahresgrenzwertes. Eine Grenzwertüberschreitung gab es dort in der Vergangenheit ebenfalls nicht. Insofern kann unterstellt werden, dass an den untersuchten Standorten in Coswig keine grenzwertrelevante NO2-Belastung, bezogen auf den Jahresgrenzwert, vorliegt. Diese Aussage gilt auch für das Kurzzeitkriterium für Stickstoffdioxid, den 1-h-Mittelwert in Höhe von 200 µg/m³, ebenfalls gültig ab 2010. Dieser Stundenmittelwert darf im Kalenderjahr höchsten 18-mal überschritten werden. NO2-Konzentrationen > 200 µg/m³ traten in Coswig im untersuchten Messzeitraum, wie auch an den übrigen Messstationen im gesamten Jahr 2009, nicht auf. Der in Coswig ermittelte maximale 1-h-Mittelwert lag bei knapp 80 µg/m³ und damit weit unterhalb des zulässigen Konzentrationswertes.

13

Verlauf der 1-h-Mittelwerte für Stickstoffdioxid

0

20

40

60

80

100

120

140

12.05

.

17.05

.

22.05

.

27.05

.

01.06

.

06.06

.

11.06

.

16.06

.

21.06

.

26.06

.

01.07

.

06.07

.

11.07

.

16.07

.

21.07

.

26.07

.

31.07

.

05.08

.

10.08

.

15.08

.

µg/m³

Wittenberg Dessauer-Str. MW-Coswig

Abbildung 9: Verlauf der NO2-Konzentrationen (1-h-Mittelwerte) im Vergleich Wittenberg/Dessauer

Straße und Messfahrzeug Coswig 5. Bewertung der Screeningergebnisse

Die Screening-Ergebnisse wiesen für beide Komponenten jeweils höhere Konzentrationen für die Schloßstraße aus. Dies konnte anhand der Messdaten nicht bestätigt werden, da im Ergebnis der Messungen die jeweils höheren Konzentrationen in der Johann-Sebastian-Bach-Straße ermittelt worden sind. Als Ursachen werden die verwendeten Zählwerte des Jahres 2008 (SVZ 2005) gesehen, die für die Schloßstraße ca. 38 Prozent höhere DTV-Werte auswiesen. Auf der anderen Seite ist die hohe Differenz zwischen Messwerten und prognostizierten Werten in der Annahme einer überhöhten Vorbelastung zu sehen. Die in den vorab durchgeführten Modellrechnungen zu Grunde gelegte Vorbelastung liegt deutlich über den nachfolgend gemessenen Werten. Vergleicht man die Messwerte mit denen der Station Dessau, Albrechtsplatz des Jahres 2009, so stellt man fest, dass in den Monaten Mai und Juni auch dort überwiegend geringere Monatsmittelwerte gemessen wurden als im restlichen Jahr (Tabelle 5). Zusätzlich kann die in der Rechnung verwendete Meteorologie (10 jähriges Mittel) von der tatsächlich im Messzeitraum vorhandenen abweichen und so zu einer besseren Durchlüftung der Straßenzüge geführt haben. Der Anteil der städtischen Vorbelastung wird im Messzeitraum geringer ausfallen, da z.B. keine nennenswerten Emissionen durch Hausbrand zu erwarten sind. Tabelle 3: Monatsmittelwerte NO2 und PM10 an der Station Dessau, Albrechtsplatz (2009)

Komponente in µg/m3

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

NO2 41 33 30 26 22 20 21 23 26 22 25 30

PM10 28 21 21 33 18 18 20 23 21 21 19 23

14

15

6. Zusammenfassung

Die Feinstaubbelastung (PM10) stellte sich innerhalb des untersuchten Zeitraumes an beiden Standorten im Stadtgebiet von Coswig als nicht grenzwertrelevant heraus. Das ermittelte Belastungsniveau ist gut vergleichbar mit den Verhältnissen an Stadtgebietsmessstationen, wie beispielsweise in Wittenberg, Halle und Stendal. An diesen genannten Stationen gab es in der Vergangenheit keine grenzwertrelevante Belastung. Im Maximum wurden in Coswig Konzentrationen um 25 µg/m³ als Tagesmittelwert gemessen. Bewertungskriterium in Bezug auf PM10 ist in diesem Zusammenhang ein Tagesmittelwert von 50 µg/m³. Dieser darf im Kalenderjahr an nicht mehr als 35 Tagen überschritten werden. Die Konzentrationen in der Johann-Sebastian-Bach-Straße waren etwas höher als in der Schloßstraße. Im Mittel der gesamten Messperiode ergibt sich eine Feinstaubkonzentration in Höhe von rd. 16 µg/m³. Darüber hinaus ist hinsichtlich der Stickstoffdioxidbelastung (NO2) festzustellen, dass an den beiden Standorten in Coswig keine grenzwertrelevante Belastung, sowohl bezogen auf den Jahresgrenzwert (40 µg/m³) als auch auf den zulässigen 1-h-Mittelwert (200 µg/m³), vorliegt. Das NO2-Belastungsniveau in Coswig entspricht dem Niveau an der Verkehrs-messstation Dessau/Albrechtsplatz und liegt damit deutlich unter dem der hochbelasteten Verkehrsschwerpunkte in Sachsen-Anhalt. Die Screening-Ergebnisse wiesen für beide Komponenten jeweils höhere Konzentrationen für die Schloßstraße aus. Dies konnte anhand der Messdaten nicht bestätigt werden, da im Ergebnis der Messungen die jeweils höheren Konzentrationen in der Johann-Sebastian-Bach-Straße ermittelt worden sind. Insgesamt gesehen lagen die Screening-Ergebnisse deutlich über den gemessenen Werten. Dies ist u.a. auf die zu hoch angesetzte Vorbelastung zurückzuführen, welche einen sehr maßgeblichen Einfluss auf das Ergebnis der Modellrechnungen ausübt.

Anlage (Screeningbericht)

Bericht über Modellrechnungen für die Stadt Coswig

Screening des Hauptstraßennetzes

Halle (Saale) im Januar 2009

Bericht über Modellrechnungen für die Stadt Coswig / Screening des Hauptstraßennetzes A. Metzschker, FG 31

1. Aufgabenbeschreibung

Die Stadt Coswig hatte das Landesamt für Umweltschutz (LAU) gebeten, in den Hauptver-kehrsstraßen der Stadt Immissionsmessungen für die Schadstoffe Feinstaub (Partikel PM10) und Stickstoffdioxid durchzuführen. Ausschlaggebend hierfür waren die hohen Messergeb-nisse der vergangenen Jahre in der Dessauer Straße in Wittenberg. Da im Einbahnstraßenring von Coswig die Zählwerte des durchschnittlichen täglichen Ver-kehrs (DTV) deutlich geringer als in der Dessauer Straße ausfallen, hat das LAU vorge-schlagen, für eine Ersteinschätzung der Immissionssituation eine rechnerische Modellierung mittels Screeningverfahren durchzuführen. Dafür bieten sich u.a. die Programme der IVU-Umwelt GmBH an, mit denen bereits Screeningrechnungen in den Städten Halle Magdeburg und Wittenberg durchgeführt wurden. 2. Bewertungsmaßstäbe

Für die Beurteilung der Immissionssituation sind die Anforderungen der 22. BImSchV einzu-halten. Die Immissionsgrenzwerte der relevanten Schadstoffe für Feinstaub (Partikel PM10) und Stickstoffdioxid sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Tabelle 1: Bewertungsmaßstäbe der 22. BImSchV vom 11.09.2002

Schadstoff GW [µg/m³]

GW+ TM 2009 [µg/m³]

Luftquali-tätsmerkmal

Bezugs-zeitraum

Schutzgut Neben bedingungen

Zeitpunkt Einhaltung GW

200 210 Stunden-mittelwert

Kalenderjahr Mensch Über-schreitung höchstens 18 mal

1.1.2010

40 42 Jahres-mittelwert

Kalenderjahr Mensch 1.1.2010

Stickstoff-dioxid (NO2)

400 1) Stunden-mittelwert

Mensch Auslösung: Über-schreitung in 3 aufein-ander- folgenden Stunden

Stickstoff-oxide (NOx)

30 Jahres-mittelwert

Kalenderjahr Vegetation

50 Tages-mittelwert

Kalenderjahr Mensch Über-schreitung höchstens 35 mal

1.1.2005 Partikel (PM10)

40 Jahres-mittelwert

Kalenderjahr Mensch 1.1.2005

1) Alarmschwelle GW: Grenzwert TM: Toleranzmarge Alle Werte für die gasförmigen Stoffe in Ttabelle 1 beziehen sich auf eine Temperatur von 293 K und einen Luftdruck von 101,3 kPa.

2


3. Screeningverfahren

Für das Hauptstraßennetz der Stadt Coswig wurde ein Luftschadstoffscreening mit dem Mo-dell IMMIS-Luft Version 3.251 (IVU-GmbH, Freiburg) für das Bezugsjahr 2009 durchgeführt. Die für die Berechnung notwendigen Eingangsdaten wurden zum Teil von der Stadt Coswig übergeben oder lagen aus vorangegangenen Untersuchungen vor. Die Vorbelastungswerte für Stickstoffdioxid und Feinstaub (Partikel PM10) wurden aus Er-gebnissen der Messstationen des Luftüberwachungssystems Sachsen-Anhalt (LÜSA) abge-schätzt. Die Verkehrsbelegungsdaten wurden der Bundesverkehrswegezählung 2005 entnommen und teilweise von der Stadt zur Verfügung gestellt. Die Erfassung von Bebauungsstruktur und Straßengeometrie für die festgelegten Straßen-abschnitte erfolgte durch das Ingenieurbüro Reglin im Auftrag der Stadt Coswig. Die meteorologischen Eingangsdaten basieren auf einer Ausbreitungsklassenstatistik von 19981 – 1990 (AKS) der DWD-Station in Wittenberg. Die für IMMIS-Luft erforderlichen Da-teien mit Kopplungskoeffizienten waren vorhanden. 4. Eingangsdaten

4.1 Vorbelastung Die Bestimmung der Vorbelastung erfolgte durch Analyse der Messwerte geeigneter Statio-nen des LÜSA. Vorbelastungswerte können in einen regionalen und einen städtischen Anteil unterteilt wer-den. Die Schadstoffbelastung in Ballungsräumen wird auch von außerhalb in die Ballungs-räume transportiert. Dies gilt insbesondere für den Feinstaub (PM10), der sich aus direkt emit-tierten Partikeln und in der Atmosphäre gebildeten, so genannten sekundären Aerosolen, zusammensetzt. Den von nicht-lokalen Quellen verursachten Schadstoffanteil bezeichnet man als regionalen Hintergrund. Prognosewerte stellt das UBA für die Jahre 2010/11 und 2015 zur Verfügung. Der städtische oder lokale Hintergrund setzt sich aus den Emissionen der Industrieanlagen, von Hausbrand und Gewerbe und den Emissionen der Nebenstraßen zusammen. Für die Beurteilung der Immissionssituation in Coswig wurden die Messwerte der LÜSA Sta-tion in Wittenberg/Bahnstraße analysiert. Die Station hat keinen direkten Verkehrseinfluss, im Umkreis befinden sich Bahnhof und Wohngebiete. Sie ist somit auch für Analogieschlüsse im nicht weit entfernten Coswig geeignet.

3


Bild 1: Lageplan1 der LÜSA-Station Wittenberg/Bahnstraße Tabelle 2: Jahresmittelwerte an den LÜSA-Stationen in Wittenberg, Stickstoffdioxid (NO2)

Schutzziel / Bezugszeit menschliche Gesundheit / Jahr

Wert 40 µg/m³ 42 µg/m³

Wertigkeit Grenzwert (gültig ab 01.01.2010) Grenzwert + Toleranzmarge 2009

Jahr 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Messstation Jahresmittelwerte in µg/m³

Wittenberg/Bahnstraße 16 15 15 17 13 11 13 12 15

Wittenberg/Dessauer Str. 32 33 36 38 36 33 37 36 36

1 Kartenauschnitt Copyright © 1994 by Landesamt für Landesvermessung und Datenverarbeitung Sachsen-Anhalt

4


Tabelle 3: Jahresmittelwerte an den LÜSA-Stationen in Wittenberg, Feinstaub (PM10)

Schutzziel / Bezugszeit menschliche Gesundheit / Jahr

Wert 40 µg/m³

Wertigkeit Grenzwert (gültig ab 01.01.2005)

Jahr 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Messstation Jahresmittelwerte in µg/m³

Wittenberg/Bahnstraße 24 (24) 27 29 23 24 24 21 20

Wittenberg/Dessauer Str. 1) 34 34 34 37 29 31 33 29 27 Erläuterungen: ( ) ... Anzahl der Einzelwerte kleiner als 90 % der möglichen Messwerte 1) ... Gravimetrie Die Werte der Vorbelastung wurden für Feinstaub (Partikel PM10) mit 24 µg/m³ und für Stick-stoffdioxid mit 13 µg/m³ pauschal für das gesamte Stadtgebiet festgelegt (davon regionale Vorbelastung: NOx: 9 µg/m³, PM10: 22 µg/m³). 4.2 Meteorologie Die meteorologischen Eingangsdaten der DWD-Station Wittenberg des Zeitraumes 1981-1990 wurden von IVU in geeignete Eingangsdaten für IMMIS-Luft transferiert. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt 3,36 m/s.

Bild 2: Windrose der DWD- Station Wittenberg, Häufigkeiten im zehnjährigen Mittel

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4.3 Zählwerte Die Stadt Coswig hatte dem LAU eigene Zähldaten für die Straßenabschnitte der Puschkin-straße und Zerbster Straße übermittelt. Die restlichen erforderlichen Daten konnten der Bun-desverkehrswegezählung 2005 entnommen werden.

Bild 3: DTV-Werte 4.4 Straßenabschnitte In das Hauptstraßennetz (Einbahnstraßenring) der Stadt Coswig wurden manuell Straßen-

bschnitte für die Berechnung mit IMMIS-Luft so eiaB

ngepasst, dass sie eine gleichmäßige ebauungsstruktur aufweisen und aus konservativer Sicht einen geringen Baulückenteil

aufweisen. Die Zuarbeiten zur Straßengeometrie (Bebauungsabstand, Bebauungshöhe) undBebauungsstruktur (Baulückenanteil) erfolgten in den vorgegebenen Straßenabschnitten durch das Ingenieurbüro Reglin aus Dessau-Roßlau.

Bild 4: Baulückenanteil der Straßenabschnitte

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4.5 Verkehrsituationen Für die Beurteilung von Projekten und Maßnahmen werden detaillierte Angaben zur Schad-stoffmenge, die ein Auto je nach Verkehrssituation, Motorenkonzept und Alter emittiert, be-nötigt. Für typisierte Verkehrssituationen werden im Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEfa 2.1) Emissionsfaktoren den Verkehrssituationen zugeordnet. Für den Einbahnstraßenring wurde die Verkehrssituation vorfahrtberechtigte Hauptverkehrs-straße (Typ 6) und Hauptverkehrsstraße mit LSA und geringer Störung (Typ 2) verwendet. Vor Ampeln oder an nicht vorfahrtberechtigten Kreuzungen wurde die Verkehrssituation bei-behalten mit einem höheren Störgrad beibehalten (Typ 14, 15). Damit wird der in der Regel orhandene Stauanteil mit höher frequentierten An- und Abfahrzuständen und höheren

Emissionen berücksichtigt. Die ausgeschilderten Abschnitte mit Höchstgeschwindigkeiten von 30 km/h entsprechen etwa dem Fahrmuster der Verkehrssituation IO_LSA2 (Typ 14) mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit für PKW von 28 km/h.

sdaten wurde die Berechnung mit IMMIS-Luft für die

v

Bild 5: Einteilung der Straßenabschnitte in Verkehrssituationen . Ergebnisse 5

Mit den oben erläuterten EingangSchadstoffe Stickstoffdioxid und Feinstaub (Partikel PM10) durchgeführt. Die Ergebnisse werden in den Bildern 7 und 8 und Tabelle 15 dargestellt. 5.1 Feinstaub (Partikel PM10): Die Einfahrt in den Einbahnstraßenring in Richtung Wittenberg ist durch eine relativ geringe Straßenbreite und meist beidseitiger Straßenrandbebauung mit geringem Baulückenanteil gekennzeichnet. Aus diesen Gründen ist die Höchstgeschwindigkeit in diesem Bereich auf 30 km/h reduziert. Um die reduzierte Geschwindigkeit im Modell abbilden zu können, wurde der Bereich in die Verkehrssituation IO_LSA2 (mittlere Geschwindigkeit PKW etwa 28 km/h) eingestuft. Die genannten Parameter wirken in der Regel erhöhend für Immissionen. Insofern ist es nicht verwunderlich, dass in diesem Bereich die höchsten Feinstaubkonzentrationen durch das Modell berechnet worden sind.

7


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diesem Abschnitt ist eine geschlossene Bebauung vorhanden und die Straßenbreite eträgt nur 11,50 m. Ein zweiter markanter Bereich liegt nach dem Einbahnstraßenring auf

chtung Wittenberg. Auch hier sind die Parameter geschlossene

ohe Stickstoffdioxidkonzentrationen werden durch das Modell in annähernd den gleichen Straßenabschnitten ausgewiesen, in denen bereits maximale Feinstaubkonzentrationen auf-traten. Am Anfang des Einbahnstraßenringes in Richtung Wittenberg (Abschnitt 7) werden 39,9 µg/m³ als Jahresmittelwert prognostiziert. Auf der Wittenberger Straße nach Ausfahrt aus dem Einbahnstraßenring sind es 34,3 µg/m³.

Prognostiziert werden in Abschnitt 7 Feinstaubkonzentrationen von 31,2 µg/m³ im Jahresmit-tel. Inbder Wittenberger Straße in RiBebauung bei geringer Straßenbreite von 13,40 m erfüllt. Man erhält geringere Werte für die Gesamtbelastung an Feinstaub von 28,5 µg/m³. Diese Größenordnung weisen darüber hin-aus noch andere Abschnitte am Anfang des Einbahnstraßenringes in der Zerbster Straße auf.

.2 Stickstoffdioxid: 5H

Bild 6: Stadt Coswig- Screening, Feinstaub (Partikel PM10)

Bild 7: Stadt Coswig- Screening, Stickstoffdioxid

Tabelle 4: Übersicht der Eingangsdaten und Ergebnisse NAME DTV SLKW TYP LAGE EINBAHN STEIGUNG POROSITY BREITE HOEHE VPM10_M ZPM10_M GPM10_M ZNOX_M GNOX_M VNO2_M GNO2_M

Puschkinstr 6183 8,2 2 2 1 -0,5 12 15,6 6,65 24 2,92 26,92 22,47 39,30 13,00 25,30

Puschkinstr 6183 8,2 2 2 1 0,7 30 15,75 5,75 24 2,20 26,20 20,71 37,55 13,00 24,49

Puschkinstr 6183 8,2 6 2 1 0,5 23 15,6 7 24 2,11 26,11 22,49 39,33 13,00 25,31

Wittenberger Str 10758 8,7 6 2 0 1,4 10 13,8 4,4 24 4,51 28,51 45,04 61,87 13,00 34,26

Wittenberger Str 10758 8,7 6 2 0 2 38 26 4,8 24 1,31 25,31 13,16 30,00 13,00 20,73

Am Flieth 7032 8 14 2 1 0,3 41 25,5 4,8 24 1,63 25,63 11,22 28,05 13,00 19,69

Goethestr 7032 8 15 2 1 2,5 19 28,7 6,56 24 3,21 27,21 22,48 39,31 13,00 25,31

Luisenstr 3018 5,3 2 2 0 2,8 12 14 6 24 1,20 25,20 9,75 26,59 13,00 18,88

Luisenstr 3018 5,3 2 2 0 2,5 13 15 6,5 24 1,20 25,20 9,57 26,41 13,00 18,78

Puschkinstr 6183 8,2 6 2 1 -0,3 26 13,35 9,75 24 2,37 26,37 21,87 38,70 13,00 25,03

Puschkinstr 6183 8,2 6 2 1 -0,4 15 12,75 5,4 24 2,72 26,72 24,64 41,47 13,00 26,28

S.-Bach-Str 6183 8,2 6 2 1 -2,5 19 27,5 4,7 24 0,97 24,97 5,36 22,20 13,00 16,36

S.-Bach-Str 6183 8,2 15 2 0 -2 31 30 6,7 24 2,10 26,10 10,61 27,45 13,00 19,36

S.-Bach-Str 6183 8,2 14 2 1 -2 34 40 6,5 24 1,06 25,06 4,93 21,76 13,00 16,09

Zerbster Str 8563 5,3 14 2 1 4,2 51 16,65 8,25 24 2,98 26,98 30,27 47,10 13,00 28,70

Zerbster Str 11558 7,3 6 2 0 1 15 20 6,43 24 2,86 26,86 27,62 44,46 13,00 27,59

Zerbster Str 11558 7,3 6 2 0 1,3 64 44,33 7 24 0,50 24,50 4,82 21,65 13,00 16,03

Roßlauer Str 11558 7,3 6 2 0 1,5 29 14,4 6,5 24 3,52 27,52 34,15 50,98 13,00 30,26

Roßlauer Str 11558 7,3 6 2 0 1,3 31 14,18 6,5 24 3,42 27,42 33,09 49,92 13,00 29,84

Zerbster Str 11558 7,3 6 2 0 1,2 77 93,9 9,5 24 0,13 24,13 1,23 18,06 13,00 13,80

Schloßstr 8563 5,3 14 2 1 1,5 29 18 9 24 3,88 27,88 28,46 45,29 13,00 27,94

Schloßstr 8563 5,3 14 2 1 0,8 26 14,8 6,7 24 4,55 28,55 30,64 47,47 13,00 28,85

Schloßstr 8563 5,3 15 2 1 -0,3 62 47,1 6 24 0,77 24,77 3,31 20,14 13,00 15,11

Schloßstr 8563 5,3 6 2 1 -0,6 30 19,5 7,4 24 1,57 25,57 11,82 28,65 13,00 20,01

Schloßstr 8563 5,3 14 2 1 -0,2 31 23,8 8,5 24 2,82 26,82 16,54 33,37 13,00 22,46

Schloßstr 8563 5,3 15 2 1 -0,3 32 23,5 7,5 24 3,48 27,48 15,05 31,88 13,00 21,71

Zerbster Str 8563 5,3 14 2 1 2,9 18 11,5 7 24 7,19 31,19 63,07 79,90 13,00 39,90

Zerbster Str 8563 5,3 14 2 1 2 28 14,3 7,5 24 4,88 28,88 37,80 54,63 13,00 31,66

Zerbster Str 8563 5,3 14 2 1 1,8 19 18,9 7,8 24 4,15 28,15 31,51 48,35 13,00 29,21

Schloßstr 8563 5,3 14 2 1 -0,1 34 15,1 8,13 24 4,23 28,23 25,19 42,02 13,00 26,53


6. Fazit

Man erhält als Ergebnis des Screenings Jahresmittelwerte für Feinstaub (Partikel PM10) und Stickstoffdioxid. Die berechneten Jahresmittelwerte liegen unter den Immissionsgrenzwerten der 22. BImSchV. Weiterhin sind Abschätzungen zur Anzahl der Tage mit Überschreitungen der Tagesgrenz-werte notwendig. Das ist insofern schwierig, da die Kombination aus zukünftiger Vor- und Zusatzbelastung sowie die zukünftigen meteorologischen Verhältnisse nicht bekannt sind. Man behilft sich durch den Ansatz einer linearen Beziehung zwischen Jahresmittelwert und Überschreitungsanzahl der Tagesmittelwerte. Hierfür werden, ausgehend von der Basis der berechneten Jahresmittelwerte, Wahrscheinlichkeiten bestimmt. Fachliche Ausführungen zu den statistisch begründeten Annahmen findet man unter anderem in Diegmann 2006 (För-derkennzeichen (UFOPLAN) 204 42 222, Maßnahmen zur Reduzierung von Feinstaub und Stickstoffdioxid Endbericht). Für die Stadt Coswig wurden Straßenabschnitte am Anfang der Einbahnstraßenführung nach Wittenberg (Zerbster Straße) mit einem Jahresmittelwert für Feinstaub (Partikel PM10) von 31,2 µg/m³ berechnet. Die Rechnung berücksichtigte die Verkehrsbelegungszahlen der Bundesverkehrswegezählung 2005. Werden die Zähldaten der Stadt Coswig für diesen Be-reich verwendet, so erhält man leicht höhere Werte für PM10 (31,7 µg/m³) und eine Über-schreitung des Immissionsgrenzwertes für Stickstoffdioxid (42,6 µg/m³). Dafür sind die höhe-ren Zählwerte für schwere LKW verantwortlich. Starken Einfluss auf die Höhe der berechneten Werte haben nicht ausnahmslos hohe Ver-kehrsbelegungswerte sondern maßgeblich hierfür ist die Kombination der Parameter der Straßengeometrie mit dem Bebauungsgrad der Straßenseiten und die Verkehrsbelegung. IVU geht in dem oben zitierten Bericht davon aus, dass ab einem Jahresmittelwert von 30 µg/m³ der Grenzwert von 35 Überschreitungen im Jahr erreicht wird. Das ist hier der Fall. Ab einem Jahresmittelwert von 32 µg/m³ ist davon auszugehen, dass das Tagesgrenzwert-kriterium verletzt wird und ab 30 µg/m³ ist die Wahrscheinlichkeit dafür hoch. Ähnlich verhält es sich mit den berechneten Werten für Stickstoffdioxid. Für den genannten Abschnitt werden Jahresmittelwerte berechnet, die an den Immissionsgrenzwert von 40 µg/m³ (ab 2010) heranreichen. Setzt man die von der Stadt Coswig ermittelte Verkehrsbe-legung ein, wird er überschritten. Ein zweiter Bereich in der Wittenberger Straße ist mit prognostizierten 34,3 µg/m³ relativ hoch belastet. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Anzahl der Überschreitungen des Tagesgrenzwertkriteriums im Bereich des Zulässigen liegt. Für den Bereich der Zerbster Straße empfehlen wir die erneute Überprüfung aller Eingangs-daten, wie zum Beispiel Straßengeometrie und Baulückenanteil. Eventuell sind aktuellere Zähldaten für diesen Abschnitt vorhanden oder können erfasst werden. Ist mit neueren Eingangsdaten weiter von einer Überschreitung des Tagesgrenzwertkriteri-ums auszugehen, können eine Prognose und Modellierung des Abschnittes mit einem „hö-herwertigen Modell“ wie MISKAM oder LASAT oder orientierende Messungen erforderlich werden.

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Luftüberwachungs- und Informationssystem · S c h l o ß s t r a ... Dieser darf im Kalenderjahr an nicht mehr als 35 Tagen überschritten werden. Die Konzentrationen in der Johann-Sebastian-Bach-Straße