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Ableitung spezifischer Schadstoff-Emissionsfaktoren fuer Fahrzeugstroeme anhand von Schadstoffmessungen im Heslacher Tunnel

Grundidee der Forschungsarbeit ist es, die nachvollziehbaren und kontrollierbaren Luftstroemungen in einem Tunnel zu nutzen, um aus der Abgasbeladung der Luft die Emissionen von Fahrzeugkollektiven zu bestimmen. Hauptvorteil dieser Vorgehensweise ist, dass diese Schadstoffbilanzierung weitgehend frei von aeusseren Einfluessen (z. B. Windstaerke, Windrichtung, Sonneneinstrahlung, Schadstoffemissionen anderer Quellgruppen) unter kontrollierbaren Randbedingungen durchgefuehrt werden kann. Die Bilanzierung erfolgt fuer die Komponenten Kohlenmonoxid, Stickstoffoxide, Kohlenwasserstoffe und Partikel (Russ). Der entscheidende Vorteil dieser Messungen besteht darin, dass das Emissionsverhalten unter Bedingungen, wie sie in der Praxis (hier: staedtische Hauptverkehrsstrassen) auftreten, bestimmt wird und die reale Fahrzeugflotte zu Grunde liegt. Der ausgewaehlte 2,3 km lange Tunnel der B 14 in Stuttgart-Heslach diente damit quasi als Grosslabor. Zur Bestimmung des aktuellen Fahrzeugkollektivs und des jeweiligen Verkehrsablaufs wurden ebenfalls umfangreiche Messungen und Erhebungen durchgefuehrt (z. B. Verkehrsstaerke, Verkehrszusammensetzung, Geschwindigkeit, Antriebsart, Hubraum, Leistung, Alter des Kfz). Die so ermittelten spezifischen Abgas-Emissionsfaktoren fuer Kraftfahrzeugstroeme koennen bei Wirkungsanalysen (z. B. Nutzen-Kosten-Untersuchungen von Strassenbauprojekten), bei Emissionskatastern, zur Kalibrierung von Ausbreitungsmodellen, zur Ableitung typischer Tagesganglinien einzelner Schadstoffe und auch zur Anpassung von Tunnellueftungen verwendet werden.

RESTNI - Regionalisierte stündliche Niederschlagsdaten für die Ausbreitungsrechnung nach TA Luft (Datensatz)

Der Datensatz enthält stündliche Niederschlagsintensitäten für die Kalenderjahre 2005 bis 2023 (wird künftig jährlich fortgeschrieben) mit einer räumlichen Auflösung von 1x1 Quadratkilometer innerhalb der Grenzen der Bundesrepublik Deutschland für den Vollzug der Ausbreitungsrechnung nach Anhang 2 der TA Luft (Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz).

Synthetische Wind- und Ausbreitungsklassenstatistik

Synthetische Wind- und Ausbreitungsklassenstatistiken (SynAKS) für das Land Baden-Württemberg als standortrepräsentative meteorologische Eingangsdaten für anlagenbezogene Immissionsprognosen im Rahmen von Genehmigungsverfahren nach TA Luft, die Überprüfung der Angaben in einem Gutachten auf Plausibilität, Fragen der Standortfindung, die schnelle Einordnung von Nachbarschaftsbeschwerden durch Gerüche, Kleinfeuerungsanlagen oder Lärm, die Verwendung in Ausbreitungsrechnungen (AUSTAL, GERDA) sowie die Berechnung von Verkehrsimmissionen. Die SynAKS werden ohne Messungen vor Ort durch Zusammenführung von topographischen und meteorologisch-statistischen Informationen sowie aus den Ergebnissen von Modellrechnungen künstlich (synthetisch) hergestellt. Sie repräsentieren die für den nun aktualisierten Antriebszeitraum 2011 bis 2020 mittleren Verhältnisse über Bezugsflächen von 500 Meter x 500 Meter, die der räumlichen Auflösung der zugrundeliegenden Modellrechnungen entsprechen. Die synthetischen Winddaten beziehen sich auf eine Anemometerhöhe von 10 Meter über Grund bzw. über Bebauungs- oder Bewuchsniveau.

Immissionsbelastung Prognose 2025

Im Auftrag der LUBW wurden mittels Ausbreitungsrechnungen mit einem chemischen Transportmodell und unter Verwendung des landesweiten Emissionskatasters 2016 der LUBW sowie unter Berücksichtigung von gemessenen Immissionsdaten die durchschnittlichen Belastungen für die Luftschadstoffe Stickstoffdioxid (NO2), Feinstaubpartikel PM10, Ozon (O3) und Ammoniak (NH3), die sogenannte Immissionsbelastung, für das gesamte Gebiet von Baden-Württemberg ermittelt. Die Immissionsbelastung wurde flächendeckend als Prognose für das Jahr 2025 bestimmt. Weitere Informationen im Internet, siehe https://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/luft/immissionsbelastung

Immissionsbelastung 2016

Im Auftrag der LUBW wurden mittels Ausbreitungsrechnungen mit einem chemischen Transportmodell und unter Verwendung des landesweiten Emissionskatasters 2016 der LUBW sowie unter Berücksichtigung von gemessenen Immissionsdaten die durchschnittlichen Belastungen für die Luftschadstoffe Stickstoffdioxid (NO2), Feinstaubpartikel PM10, Ozon (O3) und Ammoniak (NH3), die sogenannte Immissionsbelastung, für das gesamte Gebiet von Baden-Württemberg ermittelt. Das Bezugsjahr für die dargestellte Immissionsbelastung ist 2016. Dieses Jahr wurde ausgewählt, da es sowohl bezüglich der Emissions- und Immissionssituation für die Luftschadstoffe Stickstoffdioxid (NO2), Feinstaubpartikel PM10, Ozon und Ammoniak (NH3), als auch für die meteorologische Situation als repräsentativ anzusehen ist. Weitere Informationen im Internet, siehe https://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/luft/immissionsbelastung

Messung des bodennahen Ozons

Die laufende Messung des bodennahen Ozons ist in einer Grossstadt von grosser Bedeutung fuer Umweltfragen. Die Konzentration des bodennahen Ozons ist ein empfindlicher Modikator fuer stagnierende Luft. Ozonwerte, die wesentlich ueber dem Durchschnitt liegen, weisen auf eine Smoglage hin.

Modellierung der Ausbreitung von Mikroorganismen aus Abfallbehandlungsanlagen

Abfallbehandlungsanlagen sind Emitenten von Schadstoffen, Geruchsstoffen aber auch von Mikroorganismen, die entweder schaedlich oder doch zumindest laestig sind. In der aktuellen Diskussion um die Unbedenklichkeit von Kompost- oder Muelltrennungsanlagen spielt die Frage eine Rolle, inwieweit Anwohner durch eine Mikroorganismenausbreitung von entsprechenden Anlagen betroffen sind. Bei der Erstellung von Gutachten zu dieser Frage zeigte sich, dass neben einer Verbesserung der Messmethodik auch die Prognose der Mikroorganismenimmission noch optimiert werden kann. Aus diesem Grund wurden erste Modellanpassungen vorgenommen. Zeitgleich wurde eine ausfuehrliche Literaturrecherche als Diplomarbeit durchgefuehrt, mit der gezeigt werden konnte, dass der gesamte Bereich der Mikroorganismenemission weiter erforscht werden muss. Ein Vergleich verschiedener Modellvarianten ist vorgesehen und soll im Rahmen eines Verbundprojekts (mit Herrn Prof. Kaempfer - Uni Giessen, Herrn Dr. Martins - GEO Consult) beim Umweltbundesamt beantragt werden.

Modellierung von Stroemung und Ausbreitung von Schadstoffen im Grundwasser

Unsere Grundwasser-Modellierungssoftware, die die Stroemung und Ausbreitung von Schadstoffen im Grundwasser nachbildet, wurde fuer die folgenden Anwendungsbereiche entwickelt: - Stroemung in poroesen Medien (gesaettigt/ ungesaettigt, 3D), Transport, Sorption, Abbau und/oder Zerfall (instationaer 2D) sowie - gekoppelte Stroemung/Transport bei Dichtestroemungen (2D 3D). Mit der Software nahm die TU an verschiedenen internationalen Vergleichsprojekten teil (HYDROCOIN, INTRAVAL, NSARS). Anwendungsstudien bestehen u.a. zum Schadstofftransport (Berlin), zur Salzwasserinvasion (Nildelta Aegypten) und zur Geothermie (Yufuin-Japan ). Anwendungsbereiche: Im Rahmen der angestrebten Kooperationen kann die vorhandene Software in den oben genannten Bereichen zur Anwendung kommen sowie um neue Anwendungsbereiche erweitert werden. ,

Ausbreitung von luftgetragenen Schadstoffen von der Produktionsstaette

Die Abluft von Tierhaltungen kann fuer die Umwelt durch Geruchs- und Keimausbreitungen zu Belaestigungen fuehren. Auch das Ausbringen von Pflanzenschutz- und Duengemitteln stellt ein Emissionsproblem dar. Letztlich gehoert zu diesem Themenkreis die Staubentstehung auf fahrenden Arbeitsmaschinen. Fuer diese Ausbreitungsvorgaenge wird ein mathematisches Transportmodell entwickelt, das a) den statistischen Charakter der Teilchengroessenverteilung beruecksichtigt, b) Slip-, Haft- und Stossbedingungen erfasst und c) meteorologische Einfluesse miteinbezieht. Anhand von Untersuchungen in einem Staubfeld unter definierten und jederzeit reproduzierbaren Randbedingungen ist das obige Modell messtechnisch abzustuetzen.

Berechnung der Ausbreitung von Kuehlturmschwaden mit numerisch-mathematischen Modellen

Es soll ein Rechenverfahren bereitgestellt werden, mit dem die Verteilung von Kuehlturmemissionen in der Umgebung eines Kraftwerkes bestimmt werden kann. Dafuer wird ein dreidimensionales Rechenprogramm entwickelt. Es wird ein Turbulenzmodell verwendet, das zwar erheblichen numerischen Aufwand erfordert, dafuer aber auch weitgehend universellen Charakter hat und dementsprechend mit bekannten Stroemungen geeicht werden kann.

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