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Tempobeschränkungen

In Berlin gibt es auf vielen Straßen Abweichungen von der innerörtlich zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 50 km/h. Geschwindigkeitsbeschränkungen tragen dazu bei, den Verkehr in der Großstadt sicherer und umweltverträglicher zu machen. Wohngebiete, Mischgebiete oder Gewerbe- und Industriegebiete stellen die Verkehrsplanerinnen und -planer vor völlig unterschiedliche Aufgaben. Während in den Wohn- und Mischgebieten die Verkehrssicherheit und die Begrenzung von Lärm und Umweltbelastungen im Vordergrund stehen, muss auf den Hauptverkehrsstraßen der Stadt ein effizienter und möglichst reibungsloser Verkehr gewährleistet werden. Ein wichtiges Mittel, um den Bedürfnissen von Anrainerinnen und Anrainer und den unterschiedlichen Verkehrsteilnehmenden gerecht zu werden, sind Tempobeschränkungen. Sie helfen, den Verkehr nach den spezifischen Bedürfnissen vor Ort und der jeweiligen städtischen Umgebung zu organisieren. Warum Tempobeschränkungen? Untersuchungen zur Wirkung von Tempo 30 an Hauptverkehrsstraßen Karte Tempolimits im Geoportal Berlin Vor Grundschulen und Kindergärten sowie auf Straßenabschnitten mit Unfallhäufung gelten häufig Tempolimits. Diese bieten Schutz (nicht nur) für Kinder und weisen die Verkehrsteilnehmenden grundsätzlich auf besondere Gefahrenorte hin. Lärm stört uns im Schlaf besonders. Die Tempo-30-Regelungen dienen dem Schutz der Nachtruhe. Dieser Schutz ist wichtig, weil dauerhafter nächtlicher Verkehrslärm ab 55 Dezibel wahrscheinlich zu vermehrten Herz-Kreislauf-Erkrankungen führt. An den Berliner Hauptstraßen sind davon knapp 340.000 Menschen betroffen. Die Maßnahme Tempo 30 nachts (22-6 Uhr) ist ein Teil eines Gesamtkonzeptes zur Lärmminderung, die durch weitere Maßnahmen – z. B. den Austausch lauter Straßenbeläge – ergänzt werden. Die Tempo-30-Regelungen in der Nacht lösen die Lärmprobleme der Stadt zwar nicht gänzlich. Aber sie werden zur Folge haben, dass viele Berlinerinnen und Berliner künftig etwas ruhiger schlafen können. Die Berliner Luft muss besser werden! Denn trotz umfangreicher Maßnahmen besteht immer noch die Gefahr, dass die europaweit verbindlichen Grenzwerte für Stickstoffdioxid (NO 2 ) und Feinstaub (PM10) in unserer Stadt überschritten werden. Die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) vorgeschlagenen Zielwerte werden in Berlin sogar flächendeckend überschritten. Es gibt eindeutige Ergebnisse, dass Tempo 30 die Atemluft verbessern kann. Tempo 30 ist eine wirksame Maßnahme zur Verbesserung der Luftqualität, wenn es gelingt, die Qualität des Verkehrsflusses beizubehalten oder zu verbessern. Denn dann werden Anfahrprozesse verkürzt und weniger Emissionen ausgestoßen. Auch Emissionen durch Reifenabrieb und Aufwirbelung werden verringert, da die Reibungskräfte und Turbulenzen bei niedrigen Geschwindigkeiten geringer sind. Emissionen durch Bremsenabrieb sinken zudem, weil die Bremsdauer und -stärke im Vergleich zu Tempo 50 geringer ist. In Berlin wurde die Wirkung von Tempo 30 auf die Luftqualität über mehrere Jahre direkt überprüft. Weitere Informationen zur Luftqualität in Berlin und zum Luftgütemessnetz Untersuchung zur Wirkung von Tempo 30 auf den Verkehr und die Luftqualität (2021) Der Verkehrsversuch „Tempo 30 zur Verbesserung der Luftqualität“ auf fünf stark belasteten Berliner Straßen wurde erfolgreich abgeschlossen. Für die Untersuchung wurden fünf Streckenabschnitte folgender Straßen ausgewählt: Leipziger Straße (Markgrafenstraße – Potsdamer Platz) Potsdamer Straße (Potsdamer Platz – Kleistpark) Hauptstraße (Kleistpark – Innsbrucker Platz) Tempelhofer Damm (Alt-Tempelhof – Ordensmeister Straße) Kantstraße (Amtsgerichtsplatz – Savignyplatz). Die Ergebnisse der Untersuchung haben gezeigt, dass… …Tempo 30 auf Hauptverkehrsstraßen zu einer Verbesserung der NO 2 -Belastung um bis zu 4 µg/m³ im Jahresmittel beitragen kann. …Tempo 30 zu keinem nennenswerten Ausweichverkehr auf andere Straßen führt. …sich durch die niedrigere Reisegeschwindigkeit die Fahrzeit des ÖPNV (Busverkehr) auf den Strecken um rund 60 bis 90 Sekunden verlängert. Die Untersuchung hat somit auch gezeigt, dass Tempo 30 ein wirksames Instrument zur Gestaltung eines nachhaltigen Verkehrs ist. Die Auswirkungen von Tempo 30 an Hauptverkehrsstraßen in Berlin wurden analysiert. Ziel war es, die Wirksamkeit der straßenverkehrsbehördlichen Anordnungen genauer zu untersuchen und geeignete Rahmenbedingungen für die Anordnung von Tempo 30 darzustellen. Unter anderem zeigte sich, dass die mittleren Geschwindigkeiten nach Anordnung von Tempo 30 in rund 80 Prozent der untersuchten Fälle statistisch signifikant sanken, auch ohne bauliche Begleitmaßnahmen oder Radarkontrollen. Die wesentlichen Erkenntnisse der Evaluierung von Tempo 30 an Hauptverkehrsstraßen in Berlin finden Sie im Bericht zur Evaluierung. Darüber hinaus hatte das Umweltbundesamt eine Untersuchung zu den weiteren Auswirkungen von Tempo 30 an Hauptverkehrsstraßen, zum Beispiel auf die Qualität des Verkehrsflusses und auf das subjektive Empfinden der Anwohner, in Auftrag gegeben.

Sonstige Quellen

Schienenverkehr Schiffsverkehr Flugverkehr Off-road-Verkehr Baustellen Als Datengrundlage zur Berechnung der Emissionen aus dem Schienenverkehr dienten Informationen der Deutschen Bahn AG, Eisenbahnverkehrsunternehmen auf dem Netz des DB-Schienennetzes, Werks- und Privatbahnen, sowie der Straßenbahn und oberirdisch fahrenden U-Bahn Neben Abgas-Emissionen aus dieselbetriebenen Schienenfahrzeugen entstehen auch Partikel-Emissionen durch Abrieb der Bremsen, Räder, Schienen, Fahrleitungen und Stromabnehmer, wobei diese Partikelemissionen auch von elektrisch betriebenen Fahrzeugen stammen. Insgesamt wurden vom Schienenverkehr in Berlin 6,900 Tonnen CO 2 , 114 Tonnen NO x und 227 Tonnen Feinstaub (PM 10 ) emittiert. Den größten Anteil der gasförmigen Emissionen hat der Güterverkehr, wohingegen für PM 10 und PM 2,5 die höchsten Beiträge vom Personennahverkehr (Regionalbahnen und S-Bahnen) rühren, da aufgrund der höheren Fahrleistungen die Abriebprozesse verstärkt zur Feinstaubemission beitragen. Die Datengrundlage für die Berechnung der Emissionen aus dem Berliner Schifffahrtsverkehr bilden Informationen der Schiffs- und Güterstrombewegungen auf den Bundeswasserstraßen der Wasser- und Schifffahrtsdirektion Ost sowie Auswertungen der Fahrpläne der Fahrgastschiffe der in Berlin tätigen Reedereien. Über die Wasser- und Schifffahrtsdirektion Ost ist zudem die mittlere Flottenstruktur der in Berlin beheimateten Güter- und Personenschiffe, differenziert nach mittlerer Fahrgastanzahl und mittlerer Leistung, bekannt. Schleusendaten erfassen außerdem neben den Güter – und Personenschiffen auch Motorboote, sodass auch diese Schiffsklasse in die Berechnung der schifffahrtsbedingten Emissionen einfließen konnte. Eine weitere Datenquelle für die Emissionsberechnung bildete der Kraftstoffverbrauch sowohl des Güterverkehrs als auch der Fahrgastschifffahrt und der sonstigen Boote. Der größte Anteil der Emissionen auf Berliner Wasserstraßen entfällt auf die Fahrgastschifffahrt, der bei den NO x -Emissionen bei 57 % und bei den PM 10 -Emissionen bei 65 % liegt. Räumlich ist vor allem der Stadtbezirk Mitte mit den vielen Fahrgastschifffahrtsanlegern zwischen Mühlendammschleuse und dem Bundeskanzleramt. Für den Flugverkehr wurden die Abgas-Emissionen des zivilen Flugverkehrs im bodennahen Bereich der Flughäfen bis 3.000 Fuß oder 915 Meter Höhe sowie die Emissionen durch die Fahrzeuge auf den Flughafenvorfeldern berücksichtigt. Für das Basisjahr 2015 wurden die beiden Berliner Flughäfen Schönefeld und Tegel sowie die Flugbewegungen auf den 10 Berliner Hubschrauberlandeplätzen in die Emissionsberechnung einbezogen. Zur Ermittlung der Emissionen wurden die Start- und Landevorgänge, differenziert nach Luftfahrzeugklasse, analysiert, die vom Statistischen Bundesamt zur Verfügung gestellt wurden. Zudem wurden vom Flughafenbetreiber Berlin-Brandenburg GmbH modellfeine Daten aus Flugtagebüchern zur Verfügung gestellt Zudem wurde eine Abschätzung der Emissionen des Flughafen Berlin-Brandenburg (BER) für das Bezugsjahr 2023 durchgeführt. Bei der Berechnung der zu erwartenden Emissionen wurde auf die vom Flughafen Berlin – Brandenburg erstellte Flugverkehrsprognose zurückgegriffen. Die Quellgruppe „Off-road-Verkehr“ umfasst die Anwendung von mobilen Geräten und Maschinen sowie von Fahrzeugen außerhalb des öffentlichen Straßenverkehrs in der Forst- und Landwirtschaft, Industrie, Privaten Gartenpflege, Pflegen öffentlicher Grünflächen und des Militärs. Als emissionsrelevante Daten werden Angaben zum eingesetzten Fahrzeug- und Gerätebestand und deren Einsatzbedingungen benötigt, die aber im Allgemeinen nicht vorliegen. Deshalb muss auf Ersatzdaten ausgewichen werden, die im Folgenden aufgelistet sind: Gesamte Waldfläche und landwirtschaftliche Nutzflächen, Anzahl der Beschäftigten im verarbeitenden Gewerbe Gebäude- und Freiflächendaten im Wohnungsbereich Erholungsflächen, Grünanlagen und Friedhofsflächen Anzahl der militärischen Dienstposten. Anhand dieser Angaben und mittlerer Emissionsfaktoren wurden daraus die Emissionen des Sektors “off-road-Verkehr” abgeschätzt. Durch Baustellen werden verschiedene Emissionen erzeugt, die sich in folgende Teilbereiche einteilen lassen: Abgasemissionen der mobilen Maschinen Aufwirbelungs- und Abriebemissionen der mobilen Maschinen Weitere Emissionen (vor allem Staub) durch unterschiedliche Bautätigkeiten und Arbeitsprozesse (z.B. Abbrucharbeiten, Bohrungen usw.) Baustellen lassen sich jedoch räumlich nur sehr schwer repräsentativ für einen längeren Zeitraum einem bestimmten Gebiet zuordnen. Während mobile Baumaschinen, die zum größten Teil dieselbetrieben sind, stark in ihrer Größe und Leistung je nach Einsatzgebiet variieren und im Straßen-, Hoch- und Tiefbau eingesetzt werden, relativ gut emissionsseitig eingeordnet werden können, ist die Datenlage ihres Einsatzes jedoch sehr unsicher. Der Standort des gemeldeten Bestandes weicht häufig stark von ihrem Einsatzgebiet ab, da Baufirmen nicht nur lokal arbeiten und zudem häufig auch Leihmaschinen einsetzen. Die Staub-Emissionen durch Aufwirbelung und Abrieb sowie durch Abbrucharbeiten überschreiten zudem in der Regel die Abgasemissionen auf Baustellen bei weitem. Emissionsfaktoren für Aufwirbelung und Abrieb werden über die im Bau befindlichen Flächen und über die Baudauer, differenziert nach Gebäudetyp, zur Verfügung gestellt. Auch für Abbrucharbeiten beziehen sich die Emissionsfaktoren üblicherweise auf das abzubrechende Material, das heißt, auf die Größe der Baustelle und des abzubrechenden Gebäudes. Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass insbesondere die nicht-motorbedingten Emissionen aus dem Einsatz von Baumaschinen und den Tätigkeiten auf Baustellen aktuell nur sehr grob abgeschätzt werden können. Die Ermittlung der Emissionen der Bauwirtschaft in Berlin wurde deshalb auf Basis anderweitiger Daten durchgeführt: Ermittlung des Gesamtbauvolumes für Berlin, differenziert nach Bauhauptgewerbe und Ausbaugewerbe Abschätzung der Anzahl der Beschäftigten auf Basis der Daten aus der Statistik des Baugewerbes Berlin Ableitung von spezifischen Verbrauchsdaten (Diesel, Benzin, Gemisch) pro Beschäftigten und Ermittlung von typischen Bestandsstrukturen der eingesetzten Baumaschinen Ermittlung von charakteristischen kraftstoffbezogenen Abgas-Emissionsfaktoren sowie Emissionsfaktoren für Aufwirbelung, Abrieb und Abbrucharbeiten.

Luftschadstoffe - Jahresmittelwerte 2019

Die Themengruppe beinhaltet folgende Daten, jeweils für PM10 (Feinstaub) und NO2 (Stickstoffdioxd), als Jahresmittelwert für das Jahr 2019: * Durchschnittliche flächenhafte Belastung in einem 1 km-Raster * Durchschnittliche Straßenrandbelastung an mindestens 100 m langen Straßenabschnitten an einem ausgewählten Hauptstraßennetz der Landeshauptstadt Dresden. Diese Daten wurden mithilfe folgender Eingangsdaten berechnet: * Verkehrsstärken (Zählungen des Straßen- und Tiefbauamtes der Stadt Dresden, aufbereitet durch das Umweltamt - Stand 2017), * Fahrmuster zur Beschreibung des Verkehrsflusses durch den Lehrstuhl für Verkehrsökologie an der TU Dresden, Stand 2013 * Emissionsfaktoren der Kraftfahrzeuge (HBEFA 3.3) mit Korrekturen durch das Sächsische Landesamt für Umwelt und Geologie (LfULG), * Emissionsdaten für Abrieb und Aufwirbelungen durch den Kraftfahrzeugverkehr (Abrieb von Bremsbelägen, Kupplungen, Reifen und Straßenoberflächen als zusätzlicher Staubquelle) die auf Arbeiten des Ingenieurbüros Lohmeyer GmbH & Co. KG beruhen und ähnlich den dem Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) bestimmten Verkehrssituationen zugeordnet wurden, * Neigung der Straßenabschnitte (Umweltamt) * Bebauungsdaten wie durchschnittliche Höhe, durchschnittlicher Abstand und durchschnittliche Dichte der Bebauung an dem jeweiligen Straßenabschnitt, die auf Grundlage der digitalen Stadtkarte ermittelt wurden (Umweltamt, Stand 2019) * Meteorologische Ausbreitungsbedingungen (Windstatistik Großer Garten, DWD) * Messdaten der ständigen Luftschadstoffüberwachung des LfULG * Daten des sächsischen Emissionskatasters Die Berechnung der flächenhaften Belastung und der Straßenrandbelastung erfolgt mit Hilfe des Programmsystems Immikart, das das Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG für das LfULG entwickelt hat. Das Programmsystem beinhaltet sowohl ein Modul für die flächenhafte Belastung als ein Modul für die direkte Straßenrandbelastung in bebautem Gebiet (Prokas B). Als Maß für die Güte der Berechnungen dient dabei die erreichte Übereinstimmung mit gemessenen Werten. Die Daten der flächenhaften Belastung wurden zur Darstellung mit Hilfe eines GIS-Systems über das Stadtgebiet gelegt. Die Daten zur Straßenrandbelastung wurden zur Darstellung auf das Straßenknotennetz Stadt Dresden (ESKN 25) mit Hilfe einer Schlüsselbrücke übertragen.

PM10-Emissionen von Straßenbahnen

Fragestellung In diesem Projekt soll die Frage beantwortet werden, wie groß der Beitrag der Abriebemissionen der Straßenbahnen an der gesamten PM 10 -Belastung an Hauptverkehrsstraßen ist. Grund für diese Studie ist die Vermutung, dass in Luftschadstoffgutachten verwendete Emissionsfaktoren für Straßenbahnen zu hoch angesetzt sind, da sie aus Messungen zu bedeutend schwereren, längeren und schnelleren Schienenfahrzeugen abgeleitet wurden. Straßenbahnen im Strombetrieb emittieren keine Partikel durch Verbrennung, jedoch werden durch mechanischen Abrieb der Bauteile sowie Verwirbelungen Partikel freigesetzt. Dies geschieht hauptsächlich an den Bremsen, den Schienen, den Radreifen und dem Stromabnehmer. Aus Studien zu Abrieben von Zügen ist bekannt, dass die Bremsen mit Abstand die stärksten Emittenten sind. Ziel dieser Studie ist es, den Gesamtbeitrag der Straßenbahnen zur Luftschadstoffbelastung mit PM 10 zu ermitteln. Dies wurde mittels eines Ansatzes aus der Kombination von statistischen Bewertungen und chemischer Analytik durchgeführt. Kurzbeschreibung Im Zeitraum von Ende Oktober 2020 bis Anfang Januar 2021 wurden tägliche PM 10 -Filterproben an drei Luftgütemessstationen genommen und auf Inhaltsstoffe analysiert. Eine Messstation lag in der Nähe einer Straßenbahnhaltestelle an einer Verkehrsstraße mit Straßenschluchtcharakter im Zentrum von Brandenburg an der Havel (Neuendorfer Straße), eine zweite Messstation lag an einer Hauptverkehrsstraße an der Schildhornstraße in Berlin-Steglitz, die dritte Messstation an der Brückenstraße in Berlin-Mitte, die die Hintergrundbelastung im Innenstadtbereich Berlins sehr gut widergibt. Da sich keine der Berliner Luftgütemessstationen in der Nähe einer Straßenbahnlinie befindet, wurden in Zusammenarbeit mit dem Landesamt für Umwelt, Brandenburg, PM 10 -Messungen von der Luftgütemessstation an der Neuendorfer Straße verwendet. Die PM 10 -Filter wurden mittels Totalreflexions-Röntgenfluoreszenz auf Metalle und mittels Ionenchromatographie auf Ionen analysiert. Zudem wurden die Filter anhand eines Transmissionsmeters auf „back carbon“ untersucht. Um Einblicke in die Materialzusammensetzung der Straßenbahnen und der Schienen zu erlangen, wurden des Weiteren Abstriche an abriebrelevanten Kontaktflächen einer Straßenbahn genommen. Zunächst wurden alle Daten nach Windrichtung, Stabilität der Atmosphäre und nach Werktagen bzw. Feier- und Ferientagen stratifiziert, um meteorologische und anthropogene Einflüsse zu quantifizieren. Mittels der statistischen Rezeptormodellierung „Positive Matrix Factorisation (PMF)“ wurden dann für das gesamte Ensemble an Filtern und für ausgewählte meteorologische und verkehrliche Situationen Profile mit charakteristischen chemischen Zusammensetzungen erstellt. Diese wurden mit Profilen aus der Datenbasis der Gemeinsamen Forschungsstelle (JRC) der Europäischen Kommission sowie den Abstrichen an der Straßenbahn und den Schienen verglichen und entsprechend zugeordnet. Ergebnisse Wie groß der Beitrag der Abriebemissionen der Straßenbahnen an der gesamten PM 10 -Belastung an Hauptverkehrsstraßen ist, konnte durch diese Untersuchung nicht eindeutig geklärt werden. Die Studie schätzt – über die regionale Differenzenbildung der Mittelwerte der Zeitreihen an den drei Untersuchungsstandorten – den Beitrag einzelner Straßenbahnen an der 24-Stunden PM 10 -Konzentration auf etwa 0,025 Mikrogramm pro Kubikmeter. Je nach der Anzahl der Straßenbahnen und der jeweiligen Vor-Ort-Verhältnisse wären hiermit weiterhin signifikante Beiträge zur Partikelbelastung möglich. Dennoch ist weiterhin zu erwarten, dass bisherige Emissionsfaktoren für Straßenbahnen überarbeitet werden sollten. Für die Bestimmung eines verwertbaren Emissionsfaktors sind noch weitere genauere Untersuchungen erforderlich.

Flusseinträge und direkte Einträge in die Nordsee

Flusseinträge und direkte Einträge in die Nordsee Die Nordsee wird unter anderem durch Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen belastet. Sowohl die wasserbürtigen Nährstoff- wie auch die Schwermetallfrachten aus dem deutschen Nordseeeinzugsgebiet haben sich seit Mitte der 1990er Jahre bis heute deutlich verringert. In den letzten Jahren bleiben die Einträge von Nährstoffen und Schwermetallen jedoch auf einem gleichbleibenden Niveau. Flusseinträge in die Nordsee Nähr- und Schadstoffe werden sowohl aus der Luft als auch über Gewässer und Direkteinleiter in die Nordsee eingetragen. Im Wesentlichen tragen die deutschen Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider dazu bei. Diese werden ständig durch Messstellen überwacht (siehe dazu die Übersichtskarte „OSPAR-Meeresgebiet-Regionen“). Um die Schadstoffeinträge zu senken, haben 15 Staaten sowie die Europäische Kommission 1992 das überarbeitete aus dem Jahr 1972/74 stammende Oslo-Paris-Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt im Nordostatlantik ( OSPAR ) unterzeichnet. Die Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ( The North-East Atlantic Environment Strategy ) wurde seit 1992 mehrfach aktualisiert und umfasst Maßnahmen in folgenden Bereichen: ⁠ Biologische Vielfalt ⁠ und Ökosysteme, ⁠ Eutrophierung ⁠, gefährliche Substanzen, menschliche Aktivitäten, offshore Industrie und radioaktive Substanzen. Aufgaben sowie Ergebnisse werden über ein Assessment und ⁠ Monitoring ⁠ Programm gesteuert und abgebildet. Ziel der Strategie in Bezug auf Eutrophierung ist es, diese durch die Reduzierung des Eintrags von Nährstoffen und organischen Stoffen zu bekämpfen, sodass keine nachteiligen Auswirkungen auf die Meeresumwelt entstehen. Ein weiteres Ziel der Nord-Ost Atlantik Umweltstrategie ist es die Freisetzung und die Einleitung von gefährlichen Stoffen zu verhindern, um damit die Verschmutzung der Meere durch Schadstoffe zu reduzieren. Umweltkonzentrationen von natürlich vorkommenden Schadstoffen, wie beispielsweise Schwermetallen, sollen möglichst auf Konzentrationen gebracht werden, die nahe ihrem natürlichen Hintergrundwerten liegen. Damit unterstützt OSPAR auch Ziele der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (Richtlinie 2008/56/EG) , welche die EU Mitgliedstaaten vereinbart haben. Die Anliegerstaaten des Nord-Ost-Atlantiks berichten jährlich gegenüber OSPAR über Fortschritte beim Erreichen dieser Ziele. Weniger Nährstoffe gelangen in die Nordsee Die unter dem Berichtsformat OSPAR Riverine Input and Direct Discharge (RID) berichteten Stofffrachten deutscher Flüsse in die Nordsee zeigen einen deutlichen Abwärtstrend. In Jahren mit hohen Niederschlägen und hohen Abflüssen werden durch Mobilisierung akkumulierter Altlasten in Sedimenten und durch Abschwemmen von Uferbereichen höhere Stofffrachten über die Flüsse in die Meere getragen als in niederschlagsarmen Perioden (siehe z.B. das Elbehochwasser 2002 oder 2013). Die Betrachtung der Eintragsfrachten in Relation zum ⁠ Abfluss ⁠ („Abflussnormalisierung“) kann diese hohen Messwerte ausgleichen. Für die Trendbetrachtung von Nährstofffrachten über die Zeit wurden die ⁠ Frachten ⁠ immer in Relation zum jährlichen Abfluss gesetzt („Abflussnormalisierung“ – siehe Kapitel Methode). Die Betrachtung der Frachten in Relation zum jährlichen Abfluss ist für ein aussagekräftiges Ergebnis wichtig, weil, bei hohen Niederschlägen Phosphorgehalte aufgrund des Verdünnungseffekts sinken und ergiebige Niederschläge die Stickstoffeinträge erhöhen. Es werden mehr Stickstoffverbindungen aus landwirtschaftlichen Flächen herausgewaschen und in die Flüsse geschwemmt. Die Entwicklung der deutschen Nährstoffeinträge ist in den Abbildungen „Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee“ und „Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee“ dargestellt. Die abnehmenden Nährstofffrachten sind u.a. das Ergebnis von Maßnahmen, die Bund und Länder zur Senkung von Einleitungen aus kommunalen und industriellen Abwasseranlagen vereinbart haben. Weitere Regelungen werden unter anderem zur Verringerung von ⁠ Erosion ⁠ und atmosphärischen Depositionen wie auch zur Reduktion von Einträgen aus der Landwirtschaft getroffen, z.B. in der novellierten Düngeverordnung. Darüber hinaus verursacht die klimabedingte Trockenheit der letzten fünf bis zehn Jahre einen reduzierten flussbürtigen Eintrag von Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor in die deutsche Bucht. Bei der über die Zuflüsse Elbe, Ems, Weser und Eider aggregierten Betrachtung der abflussnormalisierten Nährstoffeinträge in die deutsche Nordsee ist für beide Nährstoffe, Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, im Zeitraum 1990 – 2021 ein statistisch signifikanter Abwärtstrend zu verzeichnen. Die mittleren abflussnormalisierten Eintragsfrachten an Gesamtstickstoff der letzten Jahre sind ca. 37 % geringer als die mittlere Frachten Anfang der 1990er Jahre. Im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 zeigt sich jedoch kein statistisch signifikanter Abwärtstrend mehr. Hier bleiben die jährlichen abflussnormalisierten Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor auf einem gleichbleibenden Niveau. Aufgrund der Größe des Einzugsgebietes und der damit verbundenen Abflussmenge tragen die Elbe gefolgt von der Weser die höchsten Stickstoff- und Phosphorfrachten in die Nordsee ein. Die aus den Flussgebieten Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Stickstofffrachten verringerten sich im Zeitraum zwischen den Jahren 1990 und 2021 um ca. 37 %, die Phosphorfracht sank um ca. 47 % Die stärkste prozentuale und reale Verringerung der Gesamtstickstoff- sowie auch der Gesamtphosphorfracht zeigte die Elbe. Die jährlichen Eintragsfrachten von Gesamtstickstoff und Phosphor bleiben im jüngsten Betrachtungszeitraum 2011 – 2021 auf einem gleichbleibend zu hohem Niveau. Gesamtstickstoffeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Gesamtphosphoreinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Deutlich weniger Schwermetalle Bei den Schwermetallen stehen Cadmium, Blei und Quecksilber im Fokus. Die Anliegerstaaten der Nordsee vereinbarten, die Einträge von gefährlichen Stoffen (zum Beispiel Schwermetallen) durch die Verhinderung ihrer Emissionen, Einleitungen und Verluste zu verringern, um Werte zu erreichen, die keine nachteiligen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit oder die Meeresumwelt haben. Auch diese Einträge werden maßgeblich vom ⁠ Abfluss ⁠ bestimmt und werden daher, wie die Nährstoffe Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor, abflussnormalisiert betrachtet. Die über die Flussgebiete Eider, Ems, Weser und Elbe aggregierten und abflussnormalisierten Schwermetallfrachten verringerten sich im Zeitraum von 1990 bis 2021 bei Kupfer um ca. 50 %, bei Cadmium, Blei und Zink um ca. 60 % und bei Quecksilber um rund 90 %. Die zu beobachtende Frachtreduktion der Schwermetalle ist hauptsächlich durch Minderungsmaßnahmen bei staub- und gasförmigen Emissionen zu erklären. Diese entstehen überwiegend in Verbrennungs- und Produktionsprozessen, sowie durch Abrieb von Bremsen und Reifen im Verkehr. Emissionsminderungsmaßnahmen für Verbrennungs- und Produktionsprozesse, Stilllegungen veralteter Produktionsstätten nach der Wiedervereinigung, der Einsatz bleifreier Treibstoffe und Anwendungsverbote und -beschränkungen haben insbesondere in den 90er Jahren die Einträge deutlich gesenkt ( Schwermetall-Emissionen ). Jedoch setzten sich diese abnehmenden Trends, außer bei Quecksilber, in der letzten Dekade nicht fort. Die ⁠ OSPAR ⁠ Vertragsstaaten liefern regelmäßig Daten über Flussfrachten (Nährstoffe und Schwermetalle) sowie zu Direkteinleitungen, die entlang der Küste sowie in Flussmündungsgebieten erfolgen. In Deutschland werden diese Daten von den Flussgebietsgemeinschaften und zuständigen Behörden der Länder erhoben. Basierend auf den unter OSPAR RID berichteten Daten ist die Entwicklung der Nordseefrachten in den folgenden Abbildungen dargestellt. Zur Erreichung des guten Umweltzustandes unter der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) ist für Schadstoffe das operative Umweltziel festgelegt, die Schadstoffeinträge über die Flüsse weiter zu reduzieren. Wie die dargestellten Daten zeigen, sind für die Nordsee die Schadstoffeinträge über Flüsse ein maßgeblicher Eintragspfad. Insbesondere schwer abbaubare und bioakkumulierende Stoffe können sich in den Meeresökosystemen anreichern und weit verbreiten. Wirkungen können zeitlich verzögert auftreten. Der aktuelle Zustandsbericht für die Nordsee zur Umsetzung der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie (MSRL) zeigt, dass die Bewertungsschwellen für Blei und Quecksilber im Sediment überschritten werden, für Cadmium wird die Bewertungsschwelle eingehalten.  Alle drei Metalle halten die Bewertungsschwellen im Wasser ein. Kupfer wird im Rahmen der MSRL nicht bewertet ( https://mitglieder.meeresschutz.info/de/berichte/zustandsbewertungen-art8-10.html ). Cadmiumeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Kupfereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Quecksilbereinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Bleieinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Zinkeinträge in die Nordsee Quelle: Umweltbundesamt Methode Die Abflussnormalisierung der Nährstofffrachten und Schwermetalle wurde nach Larsen, S.E, & Svendsen, L.M. (2021) mit den Daten, die im Rahmen der RID-Berichterstattung von Deutschland an ⁠ OSPAR ⁠ berichtet werden, durchgeführt. Für die statistische Analyse der Zeitreihe wurde eine Trendanalyse für den gesamten Zeitraum (1990 bis 2021) und für den Zeitraum 2011 bis 2021 durchgeführt. Die analysierten Trends wurden mit dem Mann-Kendall-Test auf statistische Signifikanz und abnehmenden oder zunehmenden Trend geprüft.

Indikator: Belastung der Bevölkerung durch Feinstaub (PM2,5)

Indikator: Belastung der Bevölkerung durch Feinstaub (PM2,5) Die wichtigsten Fakten Die ⁠ PM2,5 ⁠-Belastung der Bevölkerung oberhalb von 10 µg/m³ im Jahresmittel (Zwischenziel 4 der neuen Richtwerte der Weltgesundheitsorgansiation (⁠ WHO ⁠) aus dem Jahr 2021, entspricht dem alten Richtwert der WHO aus dem Jahr 2005) ist in Deutschland seit 2010 deutlich zurückgegangen. Jedoch war zwischen 2010 und 2021 nahezu die gesamte Bevölkerung einer Feinstaubbelastung oberhalb des aktuellen WHO-Richtwertes für PM2,5 (von 5 µg/m³ im Jahresmittel) ausgesetzt. Für einen verbesserten Gesundheitsschutz sind daher national und europaweit weitere Maßnahmen zur Reduktion der Feinstaubbelastung in Deutschland erforderlich. Welche Bedeutung hat der Indikator? Feinstaub in der Atemluft ist gesundheitsschädlich. Die Feinstaubpartikel werden über die Atmung aufgenommen und können, je nach Größe, unterschiedlich tief in die Atemwege eindringen. Besonders kleine Partikel können über das Lungengewebe bis ins Blut gelangen. Feinstaub gilt als Auslöser für diverse Krankheiten (siehe „Feinstaub“ ). Feinstaub entsteht vorwiegend durch menschliche Aktivitäten, wie beispielsweise bei Verbrennungsprozessen oder durch mechanische Prozesse (z.B. Reifen- und Bremsabrieb bei Kraftfahrzeugen). Ein Teil des Feinstaubs entsteht in der ⁠ Atmosphäre ⁠ durch chemische Reaktionen gasförmiger Luftschadstoffe (wie Stickoxide und Ammoniak) und wird daher als „sekundärer“ Feinstaub bezeichnet. Der ⁠ Indikator ⁠ erfasst die durchschnittliche jährliche ⁠ PM2,5 ⁠-Belastung in Deutschland im ländlichen und städtischen Hintergrund. Vergleichsweise höher belastete Messstellen an Straßen mit hohem ⁠ Verkehrsaufkommen ⁠ oder in der Nähe von großen Industrieanlagen werden nicht mit einbezogen. Daher dürfte der Indikator die Belastungssituation in Deutschland tendenziell leicht unterschätzen. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Im Zeitraum von 2010 bis 2021 war annähernd die gesamte Bevölkerung Deutschlands Feinstaub-Konzentrationen oberhalb des aktuellen ⁠ WHO ⁠-Richtwertes für ⁠ PM2,5 ⁠ (5 µg/m³ im Jahresmittel) ausgesetzt. Die Anzahl der in Deutschland betroffenen Menschen ist in dieser Zeit leicht von 81,7 Mio. auf 83,2 Mio. Personen angestiegen, allein zurückzuführen auf das Bevölkerungswachstum im selben Zeitraum. Gleichzeitig ging der Anteil der Bevölkerung mit einer PM2,5-⁠ Exposition ⁠ oberhalb des Zwischenziels 4 der WHO (10 µg/m³ im Jahresmittel) von 81,7 Mio. in 2010 auf 23,5 Mio. Personen in 2021 zurück (entsprechend ca. 28,2 % der Bevölkerung). Dies belegt, dass Maßnahmen zur Emissionsminderung während der letzten Jahre bereits zu einer deutlichen Reduktion der Feinstaubbelastung in Deutschland geführt haben. Ein weiterer Rückgang der Belastung bis 2030 ist durch die Emissionsreduktionsverpflichtungen der NEC-Richtlinie zu erwarten. Bei Umsetzung der Maßnahmen aus den nationalen Luftreinhalteprogrammen (in Deutschland u. a. der „Kohleausstieg“, die Verringerung der Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft und die Verkehrswende (E-Mobilität)) können die Emissionen von Feinstaub und seinen Vorläufergasen bis 2030 weiter reduziert werden. Zum Schutz der Gesundheit sind allerdings noch weitreichendere Maßnahmen auch auf europäischer Ebene erforderlich, um die Feinstaubbelastung weiter abzusenken. Aktuell wird die EU-Luftqualitäts-Richtlinie (EU-RL 2008/50/EG) überarbeitet mit dem Ziel, sich zukünftig enger an den WHO-Empfehlungen zu orientieren. Derzeit wird der Vorschlag für einen neuen EU-Grenzwert für PM2,5 ab 2030 von 10 µg/m³ im Jahresmittel diskutert, der dem Zwischenziel 4 der WHO entsprechen würde. Wie wird der Indikator berechnet? Für den ⁠ Indikator ⁠ werden Daten des chemischen Transportmodells REM-CALGRID mit ⁠ PM2,5 ⁠-Messdaten der Immissionsmessnetze der Bundesländer und des ⁠ UBA ⁠ kombiniert und auf die Fläche Deutschlands übertragen. Dabei werden nur die Messstationen berücksichtigt, die keinem direkten Feinstaubausstoß z.B. aus dem Verkehr ausgesetzt sind. Die PM2,5-Daten werden anschließend mit räumlichen Informationen zur Bevölkerungsverteilung kombiniert. Der methodische Ansatz ist in Kienzler et al. 2024 (UMID 1/2024; im Druck) beschrieben.

Luftqualität: Was belastet die Berliner Luft?

In der Vergangenheit fanden sich viele Schadstoffe in der Berliner Luft. Neben Stickstoffdioxid und Feinstaub waren Schadstoffe wie Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Ozon, Benzol und Blei in der Luft ein Problem. Das ist heute glücklicherweise nicht mehr so. Denn noch bevor die neuen europäischen Grenzwerte in deutsches Recht übernommen wurden, setzte Berlin mit dem Luftreinhalteplan 1994 – 2000 in den 1990er Jahren bereits Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität um. Bis zum Jahr 2000 wurden so die Emissionen im Industrie-, Hausheizungs- und Verkehrsbereich deutlich vermindert. Seitdem hält Berlin bei vielen Luftschadstoffen die gesetzlichen Grenzwerte ein. Nicht eingehalten werden die Grenzwerte für Stickstoffdioxid (Überschreitung des Grenzwertes für das Jahresmittel von 40 Mikrogramm/Kubikmeter Luft) und in bestimmten Jahren mit ungünstiger Wetterlage auch für Feinstaub (Überschreitung des Tageshöchstwertes). Eine Vielzahl von Studien belegen, dass Stickstoffdioxid und Feinstaub unsere Atemluft belasten und negative gesundheitliche Auswirkungen haben. Stickstoffdioxid Stickstoffdioxid (NO 2 ) ist ein für uns Menschen sehr schädliches Reizgas. Es gelangt durch Atmung tief in den Körper und greift die Schleimhäute an. In hohen Mengen kann es zu Erkrankungen der Atemwege und des Herz-Kreislauf-Systems führen. Probleme bereitet Stickstoffdioxid zunächst einmal Menschen mit Vorerkrankungen und Allergien, aber auch für Kinder und ältere Menschen ist eine hohe Stickstoffdioxidbelastung bedenklich. Und auch für alle anderen gibt es gesundheitliche Effekte und nachgewiesene Zusammenhänge zwischen hoher Stickstoffdioxidbelastung und Herz-Kreislauf-Erkrankungen bis hin zur Schwächung der Lunge. Zwar ist nicht nachweisbar, dass jemand konkret durch Stickstoffdioxid erkrankt ist. Aber sogenannte epidemiologische Studien liefern Erkenntnisse über statistische Zusammenhänge zwischen der Luftbelastung durch Stickstoffdioxid und den gesundheitlichen Auswirkungen. Stickstoffdioxid ist bei intensiver Sonneneinstrahlung außerdem an der Bildung des Treibhausgases Ozon beteiligt, das ebenfalls eine stark reizende Wirkung auf unsere Atemwege hat. Zudem kann Stickstoffdioxid in der Atmosphäre zu partikelförmigen Nitraten umgewandelt werden, die wiederum zur Feinstaubbildung beitragen. Feinstaub (PM 10 ) Feinstaub-Partikel dringen je nach Größe verschieden tief in den Körper ein. Je kleiner sie sind, umso gefährlicher sind sie für den Organismus. Unterschieden werden deshalb Staubpartikel, deren Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer (PM 10 ) – ein hundertstel Millimeter – oder sogar kleiner als 2,5 Mikrometer (PM 2,5 ) ist. Unterschreiten sie 10 Mikrometer können sie bis in Bronchien und Lunge wandern. Noch kleinere Staubpartikel gelangen darüber hinaus sogar bis in die Blutbahn und können dort zu Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems führen. Bei Kindern kann Feinstaub zudem das Wachstum der Lunge hemmen. Feinstaub ist in jeder Konzentration gesundheitsschädlich. Es gibt also eigentlich keine Schwelle, unterhalb der die Effekte auf die Gesundheit vollkommen unschädlich sind. Daher raten Experten der WHO, die Grenzwerte langfristig noch weiter abzusenken, denn jede Minderung der Feinstaubbelastung nutzt der Gesundheit. Bereits seit 1975 wird die Schadstoffbelastung der Berliner Luft gemessen. Mit dem Berliner Luftgüte-Messnetz , kurz BLUME genannt, wird an 16 Messstationen in ganz Berlin, die Luftqualität regelmäßig überprüft. Die Messstationen verteilen sich über die ganze Stadt: So wird in der Innenstadt an Hauptverkehrsstraßen ebenso wie in Wohngebieten oder am Stadtrand gemessen. An Orten, wo keine Messung durchgeführt werden kann, wird die Luftqualität anhand von Modellsimulationen ( Umweltatlas Berlin ) beurteilt. Trugen in den 1980er und 90er Jahren noch der Industrie- und der Hausheizungsbereich wesentlich zur Luftverschmutzung bei, ist der Hauptverursacher der Stickstoffdioxidbelastung in der Stadt heute der lokale Kraftfahrzeugverkehr, hier vor allem die Diesel-Motoren. Dabei oxidiert das durch Kraftfahrzeuge ausgestoßene Stickstoffmonoxid (NO) in der Luft zu Stickstoffdioxid (NO 2 ). Andere Quellen wie Industrie, Kraftwerke und Hausheizungen ebenso wie die mit dem Wind vom Land in die Stadt getragenen Schadstoffe tragen in deutlich geringerem Maße zu den Stickstoffdioxidwerten bei. Bei der Feinstaubbelastung dagegen spielt der großräumige Transport von Luftschadstoffen in der Atmosphäre eine wesentliche Rolle. Feinstaub PM 10 (particulate matter) – Staubpartikel mit einer Größe von 10 oder weniger Mikrogramm – kann in der Atmosphäre hunderte Kilometer weit transportiert werden. Weit über die Hälfte des Feinstaubs wird so von außerhalb nach Berlin hineingetragen. Zu dieser sogenannten regionalen Hintergrundbelastung kommen noch Emissionen aus städtischen Quellen wie der Industrie, Kraftwerken, Heizungen und dem städtischen Verkehr. Letzterer macht etwa ein Viertel der Feinstaubbelastung in Berlin aus. Was auf den ersten Blick nach einem eher geringen Anteil aussieht, summiert sich an vielbefahrenen Straßen zu einem gravierenden Problem: Aufgrund der schon bestehenden hohen Hintergrundbelastung kommt es durch den Verkehr zu erhöhten Feinstaubkonzentrationen. Insbesondere tragen der Reifen- und Bremsenabrieb, Rußpartikel aus Dieselfahrzeugen und Holzheizungen sowie die Aufwirbelung von Baustellen- und Straßenstaub erheblich zur Feinstaubbelastung bei. Die Menge von schädlichem Stickstoffdioxid und Feinstaub in unserer Luft hat sich verringert. Verglichen mit den 1990er Jahren atmen wir heute zwischen 20 und 30 Prozent weniger an Stickstoffdioxiden ein. Allerdings reicht das noch nicht aus, um die von der EU festgelegten Immissionsgrenzwerte für Stickstoffdioxid und Feinstaub (PM 10 ) einzuhalten. Diese wurden aufgestellt, um langfristige negative Wirkungen auf unsere Gesundheit zu vermeiden. Hierfür bedarf es weiterer Maßnahmen, die der aktuelle Luftreinhalteplan festschreibt.

Indikator: Belastung der Bevölkerung durch Feinstaub (PM10)

Indikator: Belastung der Bevölkerung durch Feinstaub (PM10) Die wichtigsten Fakten Zwischen 2010 und 2021 ging der Anteil der Bevölkerung, der ⁠ PM10 ⁠-Konzentrationen oberhalb des ⁠ WHO ⁠-Richtwertes ausgesetzt war, von 90,5 % auf 20,3 % zurück. Zum Schutz der Gesundheit der Bevölkerung in Deutschland sind umfangreiche Maßnahmen erforderlich, um die Feinstaubbelastung weiter zu reduzieren. Neue EU-Grenzwerte für Feinstaub, die im Rahmen der Überarbeitung der EU-Luftqualitätsrichtlinie ab 2030 gelten sollen, sollen sich an den neuen Richtwerten der WHO orientieren. Welche Bedeutung hat der Indikator? Feinstaub in der Atemluft ist gesundheitsschädlich. Die Feinstaubpartikel werden über das Atemwegssystem aufgenommen. Je nach Größe dringen sie unterschiedlich tief in die Atemwege ein. Besonders kleine Partikel können über das Lungengewebe bis ins Blut gelangen. Feinstaub gilt als Auslöser für diverse Krankheiten(siehe „Feinstaub“ ). Feinstaub entsteht vorwiegend durch menschliche Aktivitäten, wie beispielsweise bei Verbrennungsvorgängen oder durch mechanische Prozesse (z.B. Reifen- und Bremsabrieb). Ein Teil des Feinstaubs entsteht in der ⁠ Atmosphäre ⁠ durch chemische Reaktionen gasförmiger Luftschadstoffe (wie Stickoxide und Ammoniak) und wird daher als „sekundärer“ Feinstaub bezeichnet. Der ⁠ Indikator ⁠ erfasst die Belastungssituation in Deutschland auf Basis der Messstationen im ländlichen und städtischen Hintergrund. Vergleichsweise höher belastete Messstellen an Straßen mit hohem ⁠ Verkehrsaufkommen ⁠ oder in der Nähe von großen Industrieanlagen werden nicht mit einbezogen. Daher ist davon auszugehen, dass der hier verwendete Ansatz die Belastungssituation tendenziell unterschätzt. Wie ist die Entwicklung zu bewerten? Im gesamten Betrachtungszeitraum war ein nennenswerter Teil der Bevölkerung Deutschlands Feinstaub-Konzentrationen oberhalb des aktuellen ⁠ WHO ⁠-Richtwertes für die ⁠ PM10 ⁠-Fraktion ausgesetzt. Dieser beträgt 15 µg/m³ im Jahresmittel. Allerdings ist die Anzahl der in Deutschland betroffenen Menschen im Vergleich von 2010 und 2021 deutlich von rund 74 Mio. auf 16,9 Mio. Personen zurückgegangen. Maßnahmen zur Emissionsminderung , insbesondere im Verkehr, haben während der letzten Jahre bereits zu einer deutlichen Verbesserung der Feinstaubbelastung in Deutschland geführt. Ein weiterer Rückgang der Belastung ist vor allem durch die Maßnahmen des nationalen Luftreinhalteprogrammes der Bundesregierung zu erwarten ( BReg 2019 ). Bei Umsetzung dieser Maßnahmen (insbesondere dem „Kohleausstieg“ und Verringerung der Ammoniak-Emissionen aus der Landwirtschaft) können die Emissionen von Feinstaub und seinen Vorläufergasen bis 2030 deutlich reduziert werden. Zum Schutz der Gesundheit sind allerdings noch weitgreifendere Maßnahmen erforderlich, um die Feinstaubkonzentrationen erheblich stärker abzusenken und den Richtwert der WHO für PM10 flächendeckend einzuhalten. Mit der EU-Luftqualitäts-Richtlinie wurde für die Feinstaubfraktion PM10 ein Grenzwert von 40 µg/m³ im Jahresdurchschnitt zum Schutz der menschlichen Gesundheit festgeschrieben (EU-RL 2008/50/EG). Dieser Wert wurde in Deutschland in den letzten Jahren nicht mehr überschritten. Aktuell wird die Richtlinie jedoch überarbeitet mit dem Ziel, sich zukünftig enger an den WHO-Empfehlungen zu orientieren. Derzeit wird der Vorschlag für einen neuen EU-Grenzwert für PM10 ab 2030 von 20 µg/m³ im Jahresmittel diskutiert. Wie wird der Indikator berechnet? Für den ⁠ Indikator ⁠ werden Modelldaten des chemischen Transportmodells REM-CALGRID mit ⁠ PM10 ⁠-Messdaten der Immissionsmessnetze der Bundesländer und des ⁠ UBA ⁠ kombiniert und auf die gesamte Fläche Deutschlands übertragen. Dabei werden für den Indikator nur die Messstationen berücksichtigt, die keinem direkten Feinstaubausstoß z.B. aus dem Verkehr ausgesetzt sind. Die PM10-Daten werden anschließend mit räumlichen Informationen zur Bevölkerungsdichte kombiniert. Der methodische Ansatz ist in Kallweit et al. 2013 beschrieben.

Straßenverkehr - Emissionen und Immissionen 2014

Emissionskataster Kraftfahrzeugverkehr Das Emissionskataster Kfz-Verkehr ist auf der Basis der Verkehrszählungen für das Jahr 2014 neu erhoben worden, weil diese Verursachergruppe nach den bisherigen Erfahrungen erheblich zu den Feinstaub- und Stickoxid-Belastungen beiträgt. Seit dem Jahr 2001 sind in den Hauptverkehrsstraßen Berlins an vielen Stellen Detektoren errichtet worden, die die dort fahrenden Kraftfahrzeuge zählen. Diese Daten dienen primär dazu, die aktuelle Verkehrssituation in Berlin zu kennen und sie in die Verkehrssteuerung mit einzubeziehen. Diese Informationen werden in der Verkehrsregelungszentrale (VKRZ) ausgewertet, um die Bevölkerung und insbesondere die Autofahrer über Rundfunk, Internet und Anzeigetafeln an zentralen Punkten über die aktuelle Verkehrssituation zu informieren und gegebenenfalls Routenempfehlungen zur Umfahrung von Staus zu geben. Mit dem Ausbau der VKRZ soll das Ziel einer dynamischen Verkehrssteuerung nach aktueller Verkehrslage und -belastung ermöglicht werden. Erhebung der Verkehrsbelastung Seit 2002 stehen die Daten von ca. 400 Detektoren an etwa 300 Standorten innerhalb des Berliner Hauptstraßennetzes bei der Verkehrslenkung zur Verfügung. Viele dieser Detektoren unterscheiden zwischen Pkw und Lkw und können für jährliche überschlägige Verkehrsmengenerhebungen genutzt werden. Für das Jahr 2014 standen zusätzlich die Verkehrszahlen für Pkw, Lkw, Busse und Motorräder durch eine alle 5 Jahre durch die Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz in Auftrag gegebene amtliche Zählung durch geschulte Personen an vielen Verkehrsknotenpunkten zur Verfügung. Diese amtliche Verkehrszählung hat gegenüber der Zählung durch die Detektoren den Vorteil, dass die Lkw unter und über 3,5 t besser von den sonstigen Kfz getrennt werden können. Daher wurde für 2014 diese Verkehrszählung als Grundlage für eine “ Emissionserhebung Kfz-Verkehr 2015 im Rahmen der Fortschreibung des Luftreinhalteplans 2011-2017 ” gewählt, so wie bei den bisherigen Emissionskatastern Kfz-Verkehr der Jahre 1994, 1999, 2005 und 2009 auch. Die Auspuffemissionen wurden dann wie folgt bestimmt: die Hochrechnung der punktbezogenen Knotenzählungen auf das gesamte Berliner Hauptstraßennetz mit einem Verkehrsfluss-Rechenmodell (VISUM) durch die Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz lieferte als Resultat die mittleren täglichen Verkehrszahlen (DTV) und die Lkw-Anteile für alle Hauptstraßen; die Ermittlung der abschnittsbezogenen Belastung des Hauptverkehrsstraßennetzes mit Linienbusverkehr der Berliner Verkehrsbetriebe (BVG) wurde aus den Fahrplandaten 2014 errechnet; die Berechnung der Emissionen mit den Emissionsfaktoren aus dem UBA-Handbuch für Emissionsfaktoren (Version 3.3) unter Berücksichtigung der Straßenart und -funktion wird mit Hilfe des Programms IMMIS em/luft ermittelt. Erhebung der Emissionen Zu den Schadstoffemissionen des Kfz-Verkehrs zählen die Auspuff- und Abriebemissionen des fließenden Verkehrs, die Verdunstungsemissionen des ruhenden Verkehrs und Verdunstungsemissionen an Tankstellen. Abbildung 2 gibt eine Übersicht über die Erhebungssystematik. Die Emissionen an Tankstellen werden dem Kleingewerbe zugeordnet. Mit Hilfe von Emissionsmodellen werden die Schadstoff- und CO 2 -Emissionen für Linienquellen (Hauptverkehrsstraßen) und Flächenquellen (Nebenstraßennetz und Verdunstungsemissionen) berechnet. Die Auspuff- und Abriebemissionen treten als Linienquellen auf Hauptverkehrs- und Nebenstraßen auf. Sie werden jedoch nur für das Hauptverkehrsstraßennetz als Linienquellen berechnet, weil nur für diese Straßen DTV-Werte und Angaben zur stündlichen Kapazität aus Zählungen vorliegen. Die Emissionen der Linienquellen werden anschließend dem Rasternetz als Flächenwerte zugeordnet. Die Emissionen im Nebenstraßennetz werden dagegen aus Annahmen zum Verkehrsaufkommen und zum Lkw-Anteil direkt für die einzelnen Raster abgeleitet. Emissionsmodelle Hauptverkehrsstraßen (Linienquellen) und Nebenstraßennetz (Flächenquellen) Die Auspuffemissionen durch den Kraftfahrzeugverkehr hängen von Faktoren ab, die sich in verkehrsspezifische und kraftfahrzeugspezifische Kenngrößen zusammenfassen lassen. Die verkehrsspezifischen Kenngrößen werden durch die Verkehrsdichte, d.h. die Anzahl der auf dem betrachteten Straßenabschnitt (Quelle) bewegten Fahrzeuge und deren Fahrverhalten (Fahrmodus) beschrieben. Das Fahrverhalten wird den verschiedenen Straßentypen (Stadtkernstraße, Nebenstraße, Hauptverkehrsstraße mit oder ohne Lichtsignalanlage, Autobahn) und Funktionen (Geschäftsstraße, Wohngebietsstraße oder Einfallstraße) zugeordnet. Die kraftfahrzeugspezifischen Kenngrößen , im Allgemeinen ausgedrückt durch die Abgasemissionsfaktoren, werden bestimmt durch: die Art des motorischen Antriebsverfahrens (Viertakt-, Zweitakt- oder Dieselmotor), die Art der Gemischaufbereitung (durch Vergaser oder Einspritzung beim Otto-Motor), die Art des Kraftstoffes (Zweitaktgemisch, Benzin, Diesel), die Art eventuell vorhandener Reinigungssysteme (geregelter und ungeregelter Katalysator, Abgasrückführung, Partikelfilter, Entstickungssysteme) sowie sonstige, den technischen Zustand des Motors charakterisierende Größen. Die Emissionsfaktoren hängen auch vom Fahrverhalten (Fahrmodus) ab und werden daher für unterschiedliches Fahrverhalten angegeben. Als wesentliche kraftfahrzeugspezifische Größe werden auch der Kaltstarteinfluss, der zu erhöhten Schadstoffemissionen während der Warmlaufphase des Motors führt, und die Verdunstungsemissionen berücksichtigt. Die Emissionsfaktoren werden im UBA-Handbuch für Emissionsfaktoren (Version 3.3) für jedes Jahr seit 1990 bis zum Jahr 2030 zur Verfügung gestellt. Hier finden sich für jede Fahrzeuggruppe (Pkw, leichte Nutzfahrzeuge, motorisierte Zweiräder, Busse und schwere Nutzfahrzeuge), für zurzeit mindestens sechs Minderungsstufen (80er Jahre ECE-Zyklus, Euro I/1, Euro II/2, Euro III/3, Euro IV/4, EURO V/5und EURO VI/6) und für jeden Straßentyp die Emissionsfaktoren aller relevanten emittierten Stoffe. Die strengere Norm Euro VI für schwere Nutzfahrzeuge ist seit Januar 2013 gültig, der Euro 6 – Standard für Pkw ist seit September 2014 bzw. in Stufen verschärft seit September 2017 und ab Januar 2020 vorgeschrieben. Diese Abgasnormen können mit der jetzigen Version des UBA-Handbuchs berücksichtigt werden, so dass realistische Prognosen der Kfz-Emissionen möglich sind. Ermittlung der Emission durch Abrieb und Aufwirbelung des Straßenverkehrs Nach heutiger Erkenntnis geht man davon aus, dass ein großer Anteil der verkehrsbedingten PM10-Emissionen nicht aus dem Auspuff der Fahrzeuge stammt, sondern über Aufwirbelung von auf der Straßenoberfläche liegenden Partikeln und vom Reifen- und Bremsabrieb herrührt. Grundlage der Berechnung dieser Emissionen mit IMMIS em/luft bildet die modifizierte EPA-Formel aus entsprechenden Untersuchungen. Diese Formel wurde in Berlin durch Messungen an der Schildhornstraße und an der Frankfurter Allee entwickelt und basiert auf der Erkenntnis, dass bezogen auf das Jahr 2001 ca. 50 % der in Straßenschluchten gemessenen Zusatzbelastung von Feinstaub nicht der Auspuffemission der Kraftfahrzeuge zugeordnet werden kann, sondern durch die fahrzeugbedingten Abriebe (Brems-, Straßen- und Reifenabrieb) und Aufwirbelungen verursacht werden. Da die Auspuffemissionen durch die verbesserte Motortechnik seitdem weiter vermindert wurden, ist der Anteil der nicht Auspuff bedingten Emissionen an der Zusatzbelastung heute deutlich höher als 50 %. Abbildung 3 stellt die einzelnen Ausgangsgrößen zur Berechnung der Auspuff- und Abriebemissionen des Verkehrs, wie Fahrleistungsfaktoren, Stop-and-Go-Zuschläge, Kaltstartfaktoren etc. sowie die Ergebnisse vor. Für Gebiete mit ausgeprägter Orographie sind die Straßenabschnitte in Längsneigungsklassen einzuordnen. In Berlin wurde dies für das Emissionskataster „Verkehr 2015“ erstmalig angewandt. Emissionsmodell Nebenstraßennetz (Flächenquellen) Die Verkehrsbelastung der Nebenstraßen für das Jahr 2015 wurde mit Hilfe des Verkehrsumlegungsprogramms VISUM aus den zugrunde gelegten Quell-Ziel-Relationen berechnet. Die daraus ermittelten Gesamtfahrleistungen und Anteile an schweren Nutzfahrzeugen wurden den Verkehrszellen in der Stadt zugeordnet. Die aus dem Auspuff und durch Aufwirbelung und Abrieb bedingten Emissionen im Nebennetz wurden mit dem Emissionsmodul von IMMIS em/luft bestimmt. Im Nebenstraßennetz werden die Emissionen nicht für einzelne konkrete Straßenabschnitte berechnet, sondern für Rasterflächen von jeweils einem Quadratkilometer. Die Fahrleistung in den Rasterflächen wird auf der Grundlage folgender Angaben ermittelt: überwiegende Nutzung des Gebietes, unterteilt in Wohnen in Außenbereichen, Gewerbe- und Industrie, Innenstadt und Subzentren, Anzahl der Einwohner und der Arbeitsplätze, differenziert nach Handel und Dienstleistungen, produzierendem Gewerbe, daraus abgeleitete Quelle-Ziel-Matrizen des Kfz-Verkehrs. Die weiteren Eingangsgrößen zur Ermittlung der Gesamtemissionen je Schadstoffkomponente für jede Rasterfläche entsprechen denen für die Berechnung im Hauptverkehrsstraßennetz. Auspuff- und Abriebemissionen im Stadtgebiet Tabelle 2 gliedert die auf Hauptverkehrsstraßen Berlins vom Kraftfahrzeugverkehr erbrachten Fahrleistungen (Mio. Fahrzeug-km/Jahr), den Kraftstoffverbrauch (t) und die Auspuff- und Abriebemissionen des Kraftfahrzeugverkehrs (t/Jahr) nach Fahrzeugarten für das Bezugsjahr 2015. Hier dazugezählt werden müssen noch die Emissionen aus dem Nebenstraßennetz, die ca. 18 % der Gesamtemissionen aus dem Straßenverkehr ausmachen. Eine Übersicht über die Emissionen aus Industrie, Gebäudeheizung und Verkehr bietet die Tabelle 2 der Umweltatlaskarte „Langjährige Entwicklung der Luftqualität (03.12)“ . Die für dieses Kataster entwickelte neuartige Emissionsberechnungsmethode ist auch als Grundlage für Ausbreitungsrechnungen zur Ermittlung der Schadstoffbelastungen an Straßen geeignet. Die weitreichende Neugestaltung der Berechnungsmethodik lässt Vergleiche mit vorhergehenden Emissionserhebungen auf der Grundlage einer wesentlich einfacheren Methode nur sehr eingeschränkt zu. Immissionen – Ergebnisse der stationären Messungen Zur Erfassung der durch den Kfz-Verkehr verursachten Schadstoffbelastung werden im Rahmen des automatischen Luftgüte-Messnetzes BLUME Straßen-Messstationen betrieben; um den EU-Richtlinien und der daraus hervorgegangenen Novellierung des BImSchG und der 39. BImSchV von 2010 Rechnung zu tragen, werden kontinuierlich Anpassungen im Berliner Luftgüte-Messnetz vorgenommen. Da die Konzentration von Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid nur noch einen Bruchteil der Grenzwerte beträgt, konnten die Messungen dieser Komponenten entsprechend reduziert werden. Gleichzeitig wird aufgrund der Problemlage besonderes Augenmerk auf die Bestimmung von Feinstaub (PM 10 ) und Stickstoffdioxid (NO 2 ) vor allem in Verkehrsnähe gelegt. Für die detaillierte und lückenlose Online-Darstellung der langfristigen Entwicklung der Luftbelastung in Berlin wurde ein Archiv aufgebaut, welches über die Umweltatlaskarte “Langjährige Entwicklung der Luftqualität (03.12)” abgerufen werden kann. Messungen der Immissionsbelastung im Stadtgebiet Im Jahr 2016 wurden an insgesamt 16 Messcontainern (5 am Stadtrand, 5 im innerstädtischen Hintergrund und 6 an Straßenstandorten) und an 23 RUBIS-Messstellen Luftschadstoffmessungen durchgeführt. Mit diesen miniaturisierten Geräten wurden Benzol und Ruß als Wochenproben gesammelt. Zusätzlich wurden Passivsammler an diesen Orten zur Bestimmung von Stickoxiden angebracht. Die Geräte sammeln Proben über eine Probenahmezeit von 14 Tagen, die dann im Labor analysiert werden. Die Lage der einzelnen Messstellen ist schematisiert Abbildung 5 zu entnehmen. Die genauen Adressen sind in den Monatsberichten zur Luftreinhaltung der Senatsverwaltung für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz zu finden. Die Lage der automatischen Container-Messstellen des Berliner Luftgüte-Messnetzes (BLUME) sowie der RUBIS-Kleinmessstellen werden einschließlich der dazugehörigen z.T. langjährigen Jahreskennwerte im Geoportal mit der Karte und den Sachdaten zur „Langjährigen Entwicklung der Luftqualität – Immissionen“ angeboten. Bei der kleinräumigen Ortsbestimmung der Probenahmestellen und der Durchführung der Messungen sind folgende Vorgaben der 39. BImSchV soweit wie möglich zu beachten: Der Luftstrom um den Messeinlass darf in einem Umkreis von mindestens 270 Grad nicht beeinträchtigt werden und es dürfen keine Hindernisse vorhanden sein, die den Luftstrom in der Nähe der Probenahmeeinrichtung beeinflussen, das heißt Gebäude, Balkone, Bäume und andere Hindernisse sollen einige Meter entfernt sein und die Probenahmestellen für die Luftqualität an der Baufluchtlinie müssen mindestens 0,5 Meter vom nächsten Gebäude entfernt sein. Im Allgemeinen muss sich der Messeinlass in einer Höhe zwischen 1,5 Meter (Atemzone) und 4 Meter über dem Boden befinden. Eine höhere Lage des Einlasses (bis zu 8 Meter) kann unter Umständen angezeigt sein, z.B. wenn die Messstation für eine größere Fläche repräsentativ sein soll. Der Messeinlass darf nicht in nächster Nähe von Emissionsquellen angebracht werden, um die unmittelbare Einleitung von Emissionen, die nicht mit der Umgebungsluft vermischt sind, zu vermeiden. Die Abluftleitung der Probenahmestelle ist so zu legen, dass ein Wiedereintritt der Abluft in den Messeinlass vermieden wird. Bei allen Schadstoffen sollten verkehrsbezogene Probenahmestellen mindestens 25 Meter vom Rand verkehrsreicher Kreuzungen und höchstens 10 Meter vom Fahrbahnrand entfernt sein. Die Höhe der gemessenen Konzentration ist nicht alleine von der Anzahl der Fahrzeuge und der dadurch bedingten Emissionen abhängig, sondern auch von den Bedingungen für den Luftaustausch, die einerseits durch meteorologische Parameter (z.B. den Wind), andererseits durch Art und Umfang der Bebauung gegeben sind. So werden hohe Immissionsbelastungen an beidseitig bebauten Straßen (Straßenschluchten) wie in der Silbersteinstraße in Neukölln oder der Schildhornstraße in Steglitz registriert, während an der Stadtautobahn, die ein wesentlich höheres Verkehrsaufkommen aufweist, geringere Schadstoffkonzentrationen zu verzeichnen sind. Die Abbildung 5 zeigt eine typische Schadstoffverteilung in einer Straßenschlucht. Eine solche Verteilung entsteht, wenn die Windrichtung (über Dach) vom Messpunkt zur Straßenmitte zeigt und sich in der Straßenschlucht eine Wirbelströmung ausbildet. Diese treibt die Kfz-Emissionen auf die Straßenseite mit der Messstation. Langjähriger Trend der Stickstoffdioxidkonzentration im Stadtgebiet Die Ergebnisse der bis 2016 im Stadtgebiet durchgeführten Messungen zeigen im langjährigen Trend (vgl. Abbildung 6): Bis etwa 1995 wurde durch die Ausrüstung der Berliner Kraftwerke mit Entstickungsanlagen und die Einführung des geregelten Katalysators für Otto-Fahrzeuge ein deutlicher Rückgang der Stickstoffdioxidkonzentrationen erreicht. Die Belastung mit NO 2 hat sich an allen drei dargestellten Stationskategorien während der letzten zehn Jahre kaum verändert. Die Werte an verkehrsreichen Straßen (rote Kurve) liegen immer noch deutlich über dem EU-Grenzwert von 40 µg/m³ im Jahresmittel. Die durch die Verbesserung der Abgastechnik der Fahrzeuge zu erwartende Abnahme der Stickoxidemissionen hat nicht zu einem Rückgang der Stickstoffdioxidbelastung geführt. (weitere Informationen werden unter Langfristige Entwicklung der Luftqualität angeboten) Langjähriger Trend der PM 10 -Konzentration im Stadtgebiet Die Abbildung 7 zeigt die Entwicklung der PM 10 - und Gesamtstaubkonzentration in Berlin und Umgebung über die letzten etwa 30 Jahre (1997 fand die Umstellung der Messungen von Gesamtstaub auf Feinstaub (PM10) statt). Die rote Kurve zeigt die Belastung an drei verkehrsnahen Messstellen, während die blaue und die grüne Linie die gemittelten Konzentrationen an drei Messstellen in innerstädtischen Wohngebieten bzw. an fünf Messpunkten am Stadtrand wiedergeben. (weitere Informationen werden unter Langfristige Entwicklung der Luftqualität angeboten) Beim Vergleich der Kurven fällt folgendes auf: Die PM 10 -Konzentration am Stadtrand und in ländlicher Umgebung in Brandenburg beträgt bis zum Jahr 2003 bereits mehr als die Hälfte der PM 10 -Belastung in Berliner Hauptverkehrsstraßen der Innenstadt; durch die im jährlichen Mittel weiter zurückgehende Konzentration im Verkehrsbereich nähert sich das Verhältnis danach bis 2016 auf etwa 2:3 Stadtrand zu Hauptverkehrsstraße an. Der bis Ende der 90er Jahre anhaltende Rückgang der Staubwerte hat sich in den letzten Jahren nicht fortgesetzt. Im Gegensatz dazu ging die Rußbelastung an Hauptverkehrsstraßen von 1998 bis 2008 kontinuierlich um über 60 % zurück (vgl. Verlauf der absoluten Jahresmittelwerte in µg/m³ für Ruß am BLUME-Messcontainer 174) ; ein Resultat u.a. der abgastechnischen Verbesserung der Fahrzeuge, so zum Beispiel auch der Busflotte der Berliner Verkehrsbetriebe BVG. Die über das Jahr gemittelte Feinstaubbelastung in Verkehrsnähe liegt seit 2004 unter dem EU-Grenzwert von 40 µg/m³. Allerdings traten bis 2006 und ab 2009 noch Überschreitungen des strengeren 24h-Grenzwerts auf. Der 24h-Grenzwert von 50 µg/m³ darf 35 Mal pro Kalenderjahr überschritten werden. Die Abnahme des Jahresmittelwertes und der Anzahl an Überschreitungstage an Hauptverkehrsstraßen ist auch auf günstige meteorologische Bedingungen und auf die Einführung der Umweltzone zurückzuführen. Im Jahr 2010 wäre ohne die Umweltzone die Anzahl der Überschreitungstage mit Tagesmittelwerten von über 50 µg/m 3 um etwa 10 Tage höher gewesen. Die jährliche Variation der PM 10 -Werte ist an allen Stationen ähnlich. Insbesondere der deutliche Wiederanstieg der PM 10 -Werte in den Jahren 2002, 2003, 2005 und 2006 sowie 2010 und 2014 ist ein Phänomen, das gleichzeitig überall im Stadtgebiet, einschließlich der Stadtrandstationen und der Umlandstationen auftrat. Die Ursache ist deshalb nicht in erster Linie bei den Berliner PM10-Emissionen zu suchen, sondern auf ungünstige Witterungsbedingungen (große Anzahl winterlicher austauscharmer Süd- und Südost-Wetterlagen) und die großräumige Verfrachtung der Feinstaubpartikel zurückzuführen.

Straßenverkehr - Emissionen und Immissionen 2009

Emissionskataster Kraftfahrzeugverkehr Das Emissionskataster Kfz-Verkehr ist auf der Basis der Verkehrszählungen für das Jahr 2009 neu erhoben worden, weil diese Verursachergruppe nach den bisherigen Erfahrungen erheblich zu den Feinstaub- und Stickoxid-Belastungen beiträgt. Seit dem Jahr 2001 sind in den Hauptverkehrsstraßen Berlins an vielen Stellen Detektoren errichtet worden, die die dort fahrenden Kraftfahrzeuge zählen. Diese Daten dienen primär dazu, die aktuelle Verkehrssituation in Berlin zu kennen und sie in die Verkehrssteuerung mit einzubeziehen. Diese Informationen werden in der Verkehrsregelungszentrale (VKRZ) ausgewertet, um die Bevölkerung und insbesondere die Autofahrer über Rundfunk, Internet und Anzeigetafeln an zentralen Punkten über die aktuelle Verkehrssituation zu informieren und gegebenenfalls Routenempfehlungen zur Umfahrung von Staus zu geben. Mit dem Ausbau der VKRZ soll das Ziel einer dynamischen Verkehrssteuerung nach aktueller Verkehrslage und -belastung ermöglicht werden. Seit 2002 stehen die Daten von ca. 400 Detektoren an etwa 300 Standorten innerhalb des Berliner Hauptstraßennetzes bei der Verkehrslenkung zur Verfügung. Viele dieser Detektoren unterscheiden zwischen Pkw und Lkw und können für jährliche überschlägige Verkehrsmengenerhebungen genutzt werden. Für das Jahr 2009 standen zusätzlich die Verkehrszahlen für Pkw, Lkw, Busse und Motorräder durch eine alle 5 Jahre durch die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung in Auftrag gegebene amtliche Zählung durch geschulte Personen an vielen Verkehrsknotenpunkten zur Verfügung. Diese amtliche Verkehrszählung hat gegenüber der Zählung durch die Detektoren den Vorteil, dass die Lkw unter und über 3,5 t besser von den sonstigen Kfz getrennt werden können. Daher wurde für 2009 diese Verkehrszählung als Grundlage für eine “ Emissionserhebung Kfz-Verkehr 2009 im Rahmen des Luftreinhalteplans 2009-2020 ” gewählt, so wie bei den bisherigen Emissionskatastern Kfz-Verkehr der Jahre 1994, 1999 und 2005 auch. Die Auspuffemissionen wurden dann wie folgt bestimmt: Die Hochrechnung der punktbezogenen Knotenzählungen auf das gesamte Berliner Hauptstraßennetz mit einem Verkehrfluss-Rechenmodell (VISUM) durch die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung lieferte als Resultat die mittleren täglichen Verkehrszahlen (DTV) und die Lkw-Anteile für alle Hauptstraßen; die Ermittlung der abschnittsbezogenen Belastung des Hauptverkehrsstraßennetzes mit Linienbusverkehr der Berliner Verkehrsgesellschaft (BVG) wurde aus den Fahrplandaten 2009 errechnet; die Berechnung der Emissionen mit den Emissionsfaktoren aus dem UBA-Handbuch für Emissionsfaktoren (Version 3.1) unter Berücksichtigung der Straßenart und -funktion wird mit Hilfe des Programms IMMIS em/luft ermittelt. Erhebung der Emissionen Zu den Schadstoffemissionen des Kfz-Verkehrs zählen die Auspuff- und Abriebemissionen des fließenden Verkehrs, die Verdunstungsemissionen des ruhenden Verkehrs und Verdunstungsemissionen an Tankstellen. Abbildung 2 gibt eine Übersicht über die Erhebungssystematik. Die Emissionen an Tankstellen werden dem Kleingewerbe zugeordnet. Mit Hilfe von Emissionsmodellen werden die Schadstoff- und CO 2 -Emissionen für Linienquellen (Hauptverkehrsstraßen) und Flächenquellen (Nebenstraßennetz und Verdunstungsemissionen) berechnet. Die Auspuff- und Abriebsemissionen treten als Linienquellen auf Hauptverkehrs- und Nebenstraßen auf. Sie werden jedoch nur für das Hauptverkehrsstraßennetz als Linienquellen berechnet, weil nur für diese Straßen die bereits erwähnten DTV-Werte und Angaben zur stündlichen Kapazität aus Zählungen vorliegen. Die Emissionen der Linienquellen werden anschließend dem Rasternetz als Flächenwerte zugeordnet. Die Emissionen im Nebenstraßennetz sind dagegen aus Annahmen zum Verkehrsaufkommen und zum Lkw-Anteil direkt für die einzelnen Raster abgeleitet. Emissionsmodelle Hauptverkehrsstraßen (Linienquellen) und Nebenstraßennetz (Flächenquellen) Die Auspuffemissionen durch den Kraftfahrzeugverkehr hängen von Faktoren ab, die sich in verkehrsspezifische und kraftfahrzeugspezifische Kenngrößen zusammenfassen lassen. Die verkehrsspezifischen Kenngrößen werden durch die Verkehrsdichte, d.h. die Anzahl der auf dem betrachteten Straßenabschnitt (Quelle) bewegten Fahrzeuge und deren Fahrverhalten (Fahrmodus) beschrieben. Das Fahrverhalten wird den verschiedenen Straßentypen (Stadtkernstraße, Nebenstraße, Hauptverkehrsstraße mit oder ohne Lichtsignalanlage, Autobahn) und Funktionen (Geschäftsstraße, Wohngebietsstraße oder Einfallstraße) zugeordnet. Die kraftfahrzeugspezifischen Kenngrößen , im Allgemeinen ausgedrückt durch die Abgasemissionsfaktoren, werden bestimmt durch: die Art des motorischen Antriebsverfahrens (Viertakt-, Zweitakt- oder Dieselmotor), die Art der Gemischaufbereitung (durch Vergaser oder Einspritzung beim Otto-Motor), die Art des Kraftstoffes (Zweitaktgemisch, Benzin, Diesel), die Art eventuell vorhandener Reinigungssysteme (geregelter und ungeregelter Katalysator, Abgasrückführung) sowie sonstige, den technischen Zustand des Motors charakterisierende Größen. Die Emissionsfaktoren hängen auch vom Fahrverhalten (Fahrmodus) ab und werden daher für unterschiedliches Fahrverhalten angegeben. Als wesentliche kraftfahrzeugspezifische Größe werden auch der Kaltstarteinfluss, der zu erhöhten Schadstoffemissionen während der Warmlaufphase des Motors führt, und die Verdunstungsemissionen berücksichtigt. Die Emissionsfaktoren werden im UBA-Handbuch für Emissionsfaktoren (Version 3.1) für jedes Jahr seit 1990 bis zum Jahr 2030 zur Verfügung gestellt. Hier finden sich für jede Fahrzeuggruppe (PKW, leichte Nutzfahrzeuge, motorisierte Zweiräder, Busse und schwere Nutzfahrzeuge), für zurzeit mindestens fünf Minderungsstufen (80er Jahre ECE-Zyklus, Euro I, Euro II, Euro III, Euro IV, EURO V- nur bei schweren Nutzfahrzeugen) und für jeden Straßentyp die Emissionsfaktoren aller relevanten emittierten Stoffe. Die strengere Abgasnorm Euro 5 für Pkw ist seit September 2009 für Neufahrzeuge vorgeschrieben. Die vorgesehene strengere Norm Euro VI für schwere Nutzfahrzeuge und Euro 6 für Pkw werden jedoch erst ab Januar 2013 in Kraft treten. Diese Abgasnormen können mit der jetzigen Version des UBA-Handbuchs berücksichtigt werden, so dass realistische Prognosen der Kfz-Emissionen bis 2020 möglich sind. Ermittlung der Emission durch Abrieb und Aufwirbelung des Straßenverkehrs Nach heutiger Erkenntnis geht man davon aus, dass ein großer Anteil der verkehrsbedingten PM10-Emissionen nicht aus dem Auspuff der Fahrzeuge stammt, sondern über Aufwirbelung von auf der Straßenoberfläche liegenden Partikeln und vom Reifen- und Bremsabrieb herrührt. Grundlage der Berechnung dieser Emissionen mit IMMIS em/luft bildet die modifizierte EPA-Formel aus entsprechenden Untersuchungen. Diese Formel wurde durch Messungen in Berlin an der Schildhornstraße und an der Frankfurter Allee entwickelt und basiert auf der Erkenntnis, dass im Bezugsjahr 2001 ca. 50 % der in Straßenschluchten gemessenen Zusatzbelastung von Feinstaub nicht der Auspuffemission der Kraftfahrzeuge zugeordnet werden kann, sondern durch die fahrzeugbedingten Abriebe (Brems-, Straßen- und Reifenabrieb) und Aufwirbelungen verursacht werden. Da die Auspuffemissionen durch die verbesserte Motortechnik seitdem weiter vermindert wurden, ist der Anteil der nicht Auspuff bedingten Emissionen an der Zusatzbelastung heute deutlich höher als 50 %. Abbildung 3 stellt die einzelnen Ausgangsgrößen zur Berechnung der Auspuff- und Abriebsemissionen des Verkehrs, wie Fahrleistungsfaktoren, Stop-and-Go-Zuschläge, Kaltstartfaktoren etc. sowie die Ergebnisse vor. Emissionen für motorisierte Zweiräder können wegen fehlender Verkehrszählungen im Hauptverkehrsstraßennetz nicht angegeben werden. Ihr Beitrag zur Gesamtemission wird auf der Grundlage bundesdeutscher Durchschnittsfahrleistungen und verfügbarer Emissionsfaktoren ermittelt. Für Gebiete mit ausgeprägter Orographie sind die Straßenabschnitte in Längsneigungsklassen einzuordnen. In Berlin kann dieses jedoch vernachlässigt werden. Emissionsmodell Nebenstraßennetz (Flächenquellen) Die Verkehrbelastung der Nebenstraßen für das Jahr 2009 wurde mit Hilfe des Verkehrsumlegungsprogramms VISUM aus den zugrunde gelegten Quell-Ziel-Relationen berechnet. Die daraus ermittelten Gesamtfahrleistungen und Anteile an schweren Nutzfahrzeugen wurden den Verkehrszellen in der Stadt zugeordnet. Die aus dem Auspuff und durch Aufwirbelung und Abrieb bedingten Emissionen im Nebennetz wurden mit dem Emissionsmodul von IMMIS em/luft bestimmt. Im Nebenstraßennetz werden die Emissionen nicht für einzelne konkrete Straßenabschnitte berechnet, sondern für Rasterflächen von jeweils einem Quadratkilometer. Die Fahrleistung in den Rasterflächen wird auf der Grundlage folgender Angaben ermittelt: überwiegende Nutzung des Gebietes, unterteilt in Wohnen in Außenbereichen, Gewerbe- und Industrie, Innenstadt und Subzentren, Anzahl der Einwohner und der Arbeitsplätze, differenziert nach Handel und Dienstleistungen, produzierendem Gewerbe, daraus abgeleitete Quelle-Ziel-Matrizes des Kfz-Verkehrs. Die weiteren Eingangsgrößen zur Ermittlung der Gesamtemissionen je Schadstoffkomponente für jede Rasterfläche entsprechen denen für die Berechnung im Hauptverkehrsstraßennetz. Auspuff- und Abriebemissionen im Stadtgebiet Tabelle 4 gliedert die im Stadtgebiet von Berlin vom Kraftfahrzeugverkehr erbrachten Fahrleistungen (Mio. Fahrzeug-km/Jahr), den Kraftstoffverbrauch (t) und die Auspuff- und Abriebemissionen des Kraftfahrzeugverkehrs (t/Jahr) nach Fahrzeugarten für das Bezugsjahr 2009. Die für dieses Kataster entwickelte neuartige Emissionsberechnungsmethode ist auch als Grundlage für Ausbreitungsrechnungen zur Ermittlung der Schadstoffbelastungen an Straßen geeignet. Die weitreichende Neugestaltung der Berechnungsmethodik lässt Vergleiche mit vorhergehenden Emissionserhebungen auf der Grundlage einer wesentlich einfacheren Methode nur sehr eingeschränkt zu. Immissionen – Ergebnisse der stationären Messungen Zur Erfassung der durch den Kfz-Verkehr verursachten Schadstoffbelastung werden im Rahmen des automatischen Luftgüte-Messnetzes BLUME Straßen-Messstationen betrieben; um den EU-Richtlinien und der daraus hervorgegangenen Novellierung des BImSchG und der 39. BImSchV von 2010 Rechnung zu tragen, werden kontinuierlich Anpassungen im Berliner Luftgüte-Messnetz vorgenommen. Da die Konzentration von Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid nur noch einen Bruchteil der Grenzwerte beträgt, konnten die Messungen dieser Komponenten entsprechend reduziert werden. Gleichzeitig wird aufgrund der Problemlage besonderes Augenmerk auf die Bestimmung von Feinstaub (PM10) und Stickstoffdioxid vor allem in Verkehrsnähe gelegt. Für die detaillierte und lückenlose Online-Darstellung der langfristigen Entwicklung der Luftbelastung in Berlin wurde ein Archiv aufgebaut, welches über die Umweltatlaskarte “03.12 – Langjährige Entwicklung der Luftqualität” abgerufen werden kann. Messungen der Immissionsbelastung im Stadtgebiet Im Jahr 2010 werden an insgesamt 16 Messcontainern (5 am Stadtrand, 5 im innerstädtischen Hintergrund und 6 an Straßenstandorten) und an 23 RUBIS-Messstellen Luftschadstoffmessungen durchgeführt. Mit diesen miniaturisierten Geräten werden Benzol und Ruß als Wochenproben gesammelt. Zusätzlich wurden Passivsammler an diesen Orten zur Bestimmung von Stickoxiden angebracht. Die Geräte sammeln Proben über eine Probenahmezeit von 14 Tagen, die dann im Labor analysiert werden Die Lage der einzelnen Messstellen ist Abbildung 5 zu entnehmen. Die genauen Adressen sind in den Monatsberichten zur Luftreinhaltung der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung zu finden. Bei der kleinräumigen Ortsbestimmung der Probenahmestellen und der Durchführung der Messungen sind folgende Vorgaben der 39. BImSchV soweit wie möglich zu beachten: Der Luftstrom um den Messeinlass darf in einem Umkreis von mindestens 270 Grad nicht beeinträchtigt werden und es dürfen keine Hindernisse vorhanden sein, die den Luftstrom in der Nähe der Probenahmeeinrichtung beeinflussen, das heißt Gebäude, Balkone, Bäume und andere Hindernisse sollen einige Meter entfernt sein und die Probenahmestellen für die Luftqualität an der Baufluchtlinie müssen mindestens 0,5 Meter vom nächsten Gebäude entfernt sein. Im Allgemeinen muss sich der Messeinlass in einer Höhe zwischen 1,5 Meter (Atemzone) und 4 Meter über dem Boden befinden. Eine höhere Lage des Einlasses (bis zu 8 Meter) kann unter Umständen angezeigt sein. Ein höher gelegener Einlass kann auch angezeigt sein, wenn die Messstation für eine größere Fläche repräsentativ ist. Der Messeinlass darf nicht in nächster Nähe von Emissionsquellen angebracht werden, um die unmittelbare Einleitung von Emissionen, die nicht mit der Umgebungsluft vermischt sind, zu vermeiden. Die Abluftleitung der Probenahmestelle ist so zu legen, dass ein Wiedereintritt der Abluft in den Messeinlass vermieden wird. Bei allen Schadstoffen sollten verkehrsbezogene Probenahmestellen mindestens 25 Meter vom Rand verkehrsreicher Kreuzungen und höchstens 10 Meter vom Fahrbahnrand entfernt sein. Die Höhe der gemessenen Konzentration ist nicht alleine von der Anzahl der Fahrzeuge und der dadurch bedingten Emissionen abhängig, sondern auch von den Bedingungen für den Luftaustausch, die einerseits durch meteorologische Parameter (z.B. den Wind), andererseits durch Art und Umfang der Bebauung gegeben sind. So werden hohe Immissionsbelastungen an beidseitig bebauten Straßen (Straßenschluchten) wie in der Silbersteinstraße in Neukölln oder der Schildhornstraße in Steglitz registriert, während an der Stadtautobahn, die ein wesentlich höheres Verkehrsaufkommen aufweist, geringere Schadstoffkonzentrationen zu verzeichnen sind. Die Abbildung 6 zeigt eine typische Schadstoffverteilung in einer Straßenschlucht. Eine solche Verteilung entsteht, wenn die Windrichtung (über Dach) vom Messpunkt zur Straße zeigt und sich in der Straßenschlucht eine Wirbelströmung ausbildet. Diese treibt die Kfz-Emissionen auf die Straßenseite mit der Messstation. Langjähriger Trend der Stickstoffdioxidkonzentration im Stadtgebiet Die Ergebnisse der bis 2010 im Stadtgebiet durchgeführten Messungen zeigen im langjährigen Trend (vgl. Abbildung 7): Bis etwa 1995 wurde durch die Ausrüstung der Berliner Kraftwerke mit Entstickungsanlagen und die Einführung des geregelten Katalysators für Otto-Fahrzeuge ein deutlicher Rückgang der Stickstoffdioxidkonzentrationen erreicht. Die Belastung mit NO 2 hat sich an allen drei dargestellten Stationskategorien während der letzten zehn Jahre kaum verändert. Die Werte an verkehrsreichen Straßen (rote Kurve) liegen immer noch deutlich über dem EU-Grenzwert von 40 µg/m³ im Jahresmittel. Die durch die Verbesserung der Abgastechnik der Fahrzeuge zu erwartende Abnahme der Stickoxidemissionen hat nicht zu einem Rückgang der Stickstoffdioxidbelastung geführt. (weitere Informationen werden unter Langfristige Entwicklung der Luftqualität angeboten) Langjähriger Trend der PM10-Konzentration im Stadtgebiet Die Abbildung 8 zeigt die Entwicklung der PM10- und Gesamtstaubkonzentration in Berlin und Umgebung über die letzten gut 20 Jahre (1997 fand die Umstellung der Messungen von Gesamtstaub auf Feinstaub (PM10) statt). Die rote Kurve zeigt die Belastung an drei verkehrsnahen Messstellen, während die blaue und grüne Linie die Konzentrationen an drei Messstellen in innerstädtischen Wohngebieten bzw. an fünf Messpunkten am Stadtrand wiedergibt. (weitere Informationen werden unter Langfristige Entwicklung der Luftqualität angeboten) Beim Vergleich der Kurven fällt folgendes auf: Die PM10-Konzentration am Stadtrand und in ländlicher Umgebung in Brandenburg beträgt bis zum Jahr 2003 bereits mehr als die Hälfte der PM10-Belastung in Berliner Hauptverkehrsstraßen der Innenstadt; durch die im jährlichen Mittel weiter zurückgehende Konzentration im Verkehrsbereich nähert sich das Verhältnis danach bis 2010 auf etwa 2:3 Stadtrand zu Hauptverkehrsstraße an. Der bis Ende der 90er Jahre anhaltende Rückgang der Staubwerte hat sich in den letzten Jahren nicht fortgesetzt. (Im Gegensatz dazu ging die Rußbelastung an Hauptverkehrsstraßen von 1998 bis 2004 kontinuierlich um fast 40 % zurück; ein Resultat u.a. der abgastechnischen Verbesserung der Fahrzeuge, so zum Beispiel auch der Busflotte der Berliner-Verkehrs-Betriebe BVG. Die über das Jahr gemittelte Feinstaubbelastung in Verkehrsnähe liegt seit 2004 unter dem EU-Grenzwert von 40 µg/m³. Allerdings traten bis 2006 und ab 2009 noch Überschreitungen des strengeren 24h-Grenzwerts auf. Der 24h-Grenzwert von 50 µg/m³ darf 35 Mal pro Kalenderjahr überschritten werden. Die Abnahme des Jahresmittelwertes und die Anzahl an Überschreitungstage im Jahr 2007 und 2008 ist auch auf günstige meteorologische Bedingungen und auf die Einführung der Umweltzone zurückzuführen. Im Jahr 2010 wäre ohne die Umweltzone die Anzahl der Überschreitungstage von über 50 µg/m³ um etwa 10 Tage höher gewesen. Die jährliche Variation der PM10-Werte ist an allen Stationen ähnlich. Insbesondere der deutliche Wiederanstieg der PM10-Werte in den Jahren 2002, 2003, 2005 und 2006 sowie seit 2008 ist ein Phänomen, das gleichzeitig überall im Stadtgebiet, einschließlich der Stadtrandstationen und der Umlandstationen auftrat. Die Ursache ist deshalb nicht in erster Linie bei den Berliner PM10-Emissionen zu suchen, sondern auf ungünstige Witterungsbedingungen (große Anzahl winterlicher austauscharmer Süd- und Südost-Wetterlagen) und die großräumige Verfrachtung der Feinstaubpartikel zurückzuführen.

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