Im Zeitraum von Oktober 2018 bis April 2019 wurden 33 Außenluftproben über die Wochenenden und besonderen Feiertage an zwei Messpunkten in der Stadt Thalheim/Erzgebirge genommen. Zusätzlich wurden je sieben Außenluftmonatsproben und Depositionsmonatsproben an den Messstationen genommen. Die Proben wurden auf die 17 2,3,7,8-substituierten PCDD/F-Kongenere und die Homologengruppensummen der Tetra- bis Heptachlordibenzodioxine und -furane untersucht, um Konzentrationen und Muster von PCDD/F in einer Region, die durch eine hohe Dichte von holzbetriebenen Kleinfeuerungsanlagen gekennzeichnet ist, zu ermitteln. Neben den PCDD/F wurden für Holzverbrennung typische Tracer untersucht. Dazu gehörten die Anhydrozucker Levoglucosan, Mannosan und Galactosan im Feinstaub (PM10), verschiedene Kohlenstoffspezies im Feinstaub (PM10) sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe inklusive Reten als Marker für die Nadelholzverbrennung. Die Konzentrationen der 2,3,7,8-substituierten PCDD/F lagen auf der Basis von Toxizitätsäquivalenten (TEQ) und unter der Berücksichtigung der halben Bestimmungsgrenzen für die Außenluft zwischen 1,1 fg WHO2005 TEQ/m3 und 71 fg WHO2005 TEQ/m3 und für die Deposition zwischen 0,2 pg WHO2005 TEQ/m2d und 0,6 pg WHO2005 TEQ/m2d und waren damit geringer als die Zielwerte für die langfristige Luftreinhaltung von 150 fg WHO-TEQ/m3 bzw. 4 pg WHO-TEQ/m2d für die Summe der PCDD/F und dl-PCB. Lediglich während eines Extremereignisseslagen die Werte in der Außenluft deutlich höher (147 fg WHO-TEQ/m3). In diesem Papier werden die Konzentrationen und Profile der PCDD/F sowie der untersuchten Holzverbrennungstracer in einer durch Holzfeuerung charakterisierten Region beschrieben und diskutiert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Beschreibung von PCDD/F-Mustern, die mittels statistischer Auswertungen hinsichtlich des Beitrages der Holzverbrennung untersucht wurden. Quelle: Forschungsbericht
The "Berlin Air quality and Ecosystem Research: Local and long-range Impact of anthropogenic and Natural hydrocarbons" (BAERLIN2014) campaign was conducted during the 3 summer months (June-August) of 2014. During this measurement campaign, both stationary and mobile measurements were undertaken to address complementary aims. This paper provides an overview of the stationary measurements and results that were focused on characterization of gaseous and particulate pollution, including source attribution, in the Berlin-Potsdam area, and quantification of the role of natural sources in determining levels of ozone and related gaseous pollutants. Results show that biogenic contributions to ozone and particulate matter are substantial. One indicator for ozone formation, the OH reactivity, showed a 31% (0.82 +/- 0.44s-1) and 75% (3.7 +/- 0.90s-1) contribution from biogenic non-methane volatile organic compounds (NMVOCs) for urban background (2.6 +/- 0.68s-1) and urban park (4.9 +/- 1.0s-1) location, respectively, emphasizing the importance of such locations as sources of biogenic NMVOCs in urban areas. A comparison to NMVOC measurements made in Berlin approximately 20 years earlier generally show lower levels today for anthropogenic NMVOCs. A substantial contribution of secondary organic and inorganic aerosol to PM10 concentrations was quantified. In addition to secondary aerosols, source apportionment analysis of the organic carbon fraction identified the contribution of biogenic (plant-based) particulate matter, as well as primary contributions from vehicles, with a larger contribution from diesel compared to gasoline vehicles, as well as a relatively small contribution from wood burning, linked to measured levoglucosan. © Author(s) 2018.
Das Projekt "Black Carbon: Literaturstudie zur Aufarbeitung des Wissensstandes; Untersuchung der standortspezifischen Korrelation mit PM10 und PM2.5; messbasierte Studie zur Zunahme der Konzentration durch Holzverfeuerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Black Carbon (BC), eine Komponente des Feinstaubs, zeigt negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und wird gleichzeitig zu den kurzlebigen klimawirksamen Schadstoffen (SLCP) gezählt. Ziel des Vorhabens ist die Aufarbeitung des Wissensstandes zu BC, die Analyse der allgemeinen Korrelation zwischen BC und PM10 bzw. PM2.5 sowie die Untersuchung des Einflusses von Holzverfeuerung auf BC- und PAK-Konzentrationen. Der Wissenstand soll in einem einführenden Schritt mit Hinblick auf verschiedene Definitionen von BC, relevante Emissionsquellen, Gesundheitsrelevanz und Strahlungsantrieb in Abhängigkeit von der Vertikalverteilung in der Atmosphäre aufbereitet werden. In einem weiteren Schritt soll dann empirisch bestimmt werden, ob signifikante Korrelationen zwischen BC und PM10 bzw. PM2.5 bestehen. Außerdem soll untersucht werden, welchen Einfluss Kleinfeuerungsanlagen durch die Zunahme der Holzverfeuerung an den Immissionskonzentrationen von BC und polyaromatischen Kohlenwasserstoffen (PAKs) haben. Messungen der partikelgebundenen BC- und PAK-Konzentrationen im PM10 und PM2.5 an für den urbanen und ruralen Hintergrund repräsentativen Standorten liefern hierzu die Daten. Sie sollen eine Quellzuordnung über Messung verschiedener Elemente (insbesondere K) und organischer Verbindungen (neben BC und PAKs insbesondere Levoglucosan) und anschließender PMF (Positive Matrix Factorisation) ermöglichen. Dabei kann auf insbesondere bei der Auswahl der Messstellen auf Ergebnisse aus dem UFOPLAN-Vorhaben 'Modellrechnungen zu Immissionsbelastungen von Biomassefeuerungsanlagen der 1. BImSchV' zurückgegriffen werden.
Das Projekt "Teilprojekt: Sibirische Feuerregimeveränderungen in Interglazialen der letzten 3,6 Ma rekonstruiert aus Sedimentanalysen des El'gygytgyn Sees (NO Asien)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung durchgeführt. Die Vorhersage und Anpassung der Gesellschaft an die Folgen des gegenwärtigen Klimawandels benötigt ein tiefes Verständnis der natürlichen, internen Wechselwirkungen an der Erdoberfläche, unabhängig vom Einfluss der Menschen. Die arktische Tundra und die borealen Wälder reagieren besonders sensitiv auf Klimaveränderungen und beeinflussen globale biogeochemische und biophysikalische Mechanismen maßgeblich, z.B. über ihr Feuerregime. Allerdings sind die langfristigen Wechselwirkungen zwischen Feuerregime, Vegetation und Klima weitestgehend unklar, obwohl gerade die langfristige natürliche Variabilität stark die kurzfristige Variabilität beeinflusst. Besonders unbekannt ist, ob und wie die derzeitig stark ansteigenden Temperaturen über der Arktis zu Verschiebungen der Biome und zu Veränderungen der Feuerregime führen. Daher wird dieses Projekt nordostsibirische Feuerregimeveränderungen während mehrerer plio- und pleistozäner Interglaziale untersuchen und dabei das einzige kontinuierliche Sedimentarchiv der letzten 3,6 Millionen Jahre nutzen: den ICDP-See El'gygytgyn. Mit einer Fokussierung auf Interglaziale verschiedener klimatischer Ausprägung (z.B. der Temperaturen) und Vegetationstypen (Tundra, sommergrüner, immergrüner Nadelwald) bearbeite ich die höchst-relevanten Fragen, was die Langfriständerungen der Feuerregime in den hohen nördlichen Breiten steuert ist - Klima oder Vegetation, und welche internen Feuer-Permafrost Interaktionen die Vegetation stabilisieren oder destabilisieren. Regionale Feuerregime werden untersucht über die Analyse von mikroskopischer Holzkohle als Proxy für Hochintensitätsfeuer, die für den immergrünen Nadelwald charakteristisch sind, und, von den gleichen Proben, die neuen sedimentären Proxies für Geringtemperaturfeuer - die Anhydrozucker Levoglucosan und seine Isomere. Diese Biomarker entstehen bei Biomasseverbrennung kleiner als 350 Grad Celsius, z.B. in den für die sommergrünen borealen Lärchenwälder charakteristischen Bodenfeuern. Um die Steuergrößen für Feuerregimeveränderungen zu identifizieren werden die Feuerrekonstruktion statistisch mit Vegetationsrekonstruktionen von Pollen und unabhängigen Klimarekonstruktionen aus dem gleichen Archiv bzw. aus der Kompilation regionaler und globaler Archive verglichen. Um zu quantifizieren, inwieweit häufige Feuer die Permafrostdegradierung und -erosion und damit die internen Vegetations-Permafrost-Interaktionen beeinflussen, werden die Feuerzeitreihen mit regionalen und lokalen Erosionsproxyreihen aus der neuen Auswertung von Korngrößendaten mittels Endmember-Modellierung verglichen. Dabei ermöglichen die Probennahme und die Analysestrategie robuste und quantitative Aussagen, unabhängig von der absoluten Altersunsicherheit der Proben. Dadurch wird das Projekt zu einem neuen und essentiellen Verständnis zeitskalenabhängiger Wechselwirkungen zwischen Klima, Feuer, Vegetation und Permafrost beitragen um die derzeitigen Umweltveränderung langfristig besser einordnen zu können.
Das Projekt "Qualitaetsverbesserungen von Pyrolyseoelen durch katalytische Pyrolyse von Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Fuer die chemische Nutzung von Flash-Pyrolyseoelen aus Biomasse gibt es zahlreiche Alternativen. Sie umfassen sowohl die Nutzung von Einzelkomponenten als auch die Verwendung von Fraktionen. Bei den Einzelkomponenten kommt beispielsweise Laevoglucosan in Frage, das als Hauptkomponente vorkommt und als Synthesebaustein fuer die Vitaminherstellung in der Pharmaindustrie einen hohen Marktpreis erzielt, der z.Zt. bei ca. 1000 US Dollar/kg liegt. Als wertvolle Fraktion kann Fluessigrauch gewonnen werden, der zunehmend in der europaeischen Lebensmittelindustrie zur Raeucherung eingesetzt wird. Das Spektrum der Pyrolyseprodukte kann durch den Einsatz von Katalysatoren beeinflusst werden. Zur Erprobung der Moeglichkeiten und Auswirkungen hat die Europaeische Gemeinschaft ein Forschungsvorhaben bewilligt, in dem Screeningexperimente im Mikromassstab und Pyrolysen im Technikumsmassstab sowie die Analysen der Pyrolyseoele durchgefuehrt werden. Ergebnis: Zur Steigerung der Ausbeute an Laevoglucosan ist eine saure Waesche der Biomasse vor der Pyrolyse erforderlich. Hierdurch werden neben den Hemicellulosen vor allem Alkali- und Erdalkalimetalle entfernt, die die Bildung von Laevoglucosan negativ beeinflussen. Gleichzeitig wird die Entstehung von Essigsaeure durch den Wegfall der Hemicellulosen reduziert. Nach der Erprobungsphase im Labor- und Technikumsmassstab sollen die erhaltenen Ergebnisse in einer grossen Pilotanlage der Firma FENOSA, einem spanischen Energiekonzern, ueberprueft werden
Das Projekt "Biomass Burning Recorded in Central and North American Lake Sediments and its Impact on Climate" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Istituto per la Dinamica dei Processi Ambientali Consiglio Nazionale delle Ricerce durchgeführt. Humans impact fire regimes by changing fire ignition, fuels, and land cover. Although fire regimes dramatically alter interactions between the land surface, biosphere, and atmosphere, the impact of these fires on the climate system is not clear. Biomass burning caused by current human activities emits carbon dioxide equal to 50Prozent of the emissions from fossil-fuel combustion and is therefore highly likely to influence future climate change. The multi-proxy nature of ice and lake cores presents ideal material to investigate the links between biomass burning and climate change. The primary objective of the project is to study temporal and regional evolution of biomass burning during the Holocene in Central and North America to determine anthropogenic fire impacts on the climate system with the advent of agriculture and in a warming climate. This requires high-resolution biomass burning proxy records combined with Holocene climate records at the respective locations. The approach is based on analyses of levoglucosan, an excellent proxy for past biomass burning, on Central and North American lake sediment cores as well as on the Greenland NEEM deep ice core and their interpretation in context with climate records. The Department of Environmental Sciences, Informatics, and Statistics of the University of Venice is particularly suited to host this project as it is one of the worldwide leading groups in quantitative investigations of the early impact of humans on the climate system by analyzing past fires recorded in ice and sediment cores.
Das Projekt "FWF-Holzrauch: Holzraucheinfluss auf PM und Geruchsbelastung in Österreich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für chemische Technologien und Analytik (E164) durchgeführt. Die Verbrennung von Biomasse wird derzeit im Hinblick auf eine Reduktion des Einsatzes fossiler Brennstoffe forciert. Die thermische Verwertung der Biomasse findet allerdings in einer Vielzahl von Verbrennungseinrichtungen, wie offenen Kaminöfen, Kachelöfen, weitere kleine und größere Öfen, sowie Kessel- oder Großanlagen statt. Die Energie - normierte Emission von Feinstaub derartiger Verbrennungseinrichtungen erstreckt sich über zwei Größenordnungen, je nach Typ der Verbrennungseinrichtung und nach Art und Beschaffenheit des Brennstoffs. Da vor allem währen der kalten Jahreszeit der EU-Kurzzeitgrenzwert für Partikel PM10 in Ballungsräumen und ländlichen dichter besiedelten Gebieten häufig überschritten wird, sind Kenntnisse der Hauptquellen hinsichtlich deren Beiträge zu PM10 von erheblicher Bedeutung. Der Anteil von Biomasse - Rauch an PM2.5 wurde an Europäischen Hintergrundmesstellen untersucht und lag während der kalten Jahreszeit bei etwa 20-50Prozent bezogen auf organisches Material (OM) (Puxbaum et al., JGR in press). Biomasserauch stellt somit eine der stärksten primären Feinstaubquellen im winterlichen Europa dar. Die Reduktion von PM10 - Belastungen im winterlichen ländlichen Raum von Europa hängt daher in entscheidender Weise von Reduktionsplänen ab, welche emissionsarme Biomasse - Verbrennungstechnologien forcieren. In diesem Projekt werden die Emissionsfaktoren und Emissionsprofile von Holzrauchkomponenten der wichtigsten heimischen Holzarten in Österreich und den umliegenden Ländern bei der Verbrennung in einem Referenzofen ermittelt. Simultan wird während der Verbrennung die Geruchszahl bestimmt. Geruchsemissionen bei der Verbrennung von Biomasse sind wohlbekannt, wurden aber nur in Einzelfällen untersucht. Die Emissionsprofile enthalten chemische Komponenten wie organischer und elementarer Kohlenstoff, Anionen, Kationen, ausgewählte Spurenmetalle, Anhydrozucker (Levoglucosan, Mannosan, Galactosan), Cellulose, huminstoffartige Verbindungen, sowie ausgewählte apolare und polare Verbindungen einschließlich PAH, Harzsäuren und Syringole). Aus den Emissionsprofilen werden länderspezifische Profile abgeleitet, welche der Ermittlung der Holzrauchanteile in PM dieser Länder dienen. In Österreich werden für drei Städte und umliegende ländliche Regionen immissionseitig Holzrauchanteile in PM10 und PM2.5 ermittelt, sowie der Anteil von Koniferen- und Laubholz. Aufgrund von Energie - normierten PM Emissionsdaten verschiedener Biomasse - Verbrennungstechnologien werden letztlich PM - Reduktionsszenarien im Hinblick auf eine nachhaltige Anwendung von Biomasse-Brennstoffen entwickelt.
Die Beliebtheit von Kaminöfen ist hoch. Ein Kaminofen ist nicht nur ein Sinnbild für Gemütlichkeit, sondern bietet Wärme unabhängig von Gas, Öl oder Stromlieferungen. Die Energiekrise sorgt aktuell mit steigenden Gas- und Heizölpreisen sowie der Sorge um eine unzureichende Heizversorgung im Winter zu einer erhöhten Nachfrage von Kaminöfen. Der Verkauf hat stark zugenommen, so dass Ofenbauer und Installateure lange Wartelisten für Ihre Aufträge haben. Gemäß den Erhebungen der Schornsteinfeger-Innung gab es im Jahr 2021 in Berlin ca. 148.000 sogenannte Einzelraumfeuerungsanlagen. Einzelraumfeuerungsanlagen, wie Kaminöfen, heizen nur einen Raum und nicht die ganze Wohnung und werden mit festen Brennstoffen (Holz oder Kohle) betrieben. In der Abbildung ist die Aufteilung der ausschließlich oder überwiegend mit Scheitholz betriebenen insgesamt 115.160 Einzelraumfeuerungsanlagen nach Berliner Bezirken dargestellt. Durch die Verbrennung von Holz können erhebliche Mengen von Luftschadstoffen freigesetzt werden, die die Nachbarschaft beeinträchtigen und zu Beschwerden führen. Dies macht sich vor allem in der kalten Jahreszeit bemerkbar. Zum einen wird mehr geheizt, zum anderen treten auch öfter austauscharme Wetterlagen auf, bei denen die Verdünnung der Schadstoffe durch geringe Windgeschwindigkeiten und Temperaturinversionen (kalte Luft am Boden, etwas wärmere Luft in der Höhe) erschwert wird. Das bedeutet: Wenn abends der Wind schwächer wird, dann kommen die Abgase besonders konzentriert in der Nachbarschaft an. Bei der Verbrennung von Scheitholz entstehen gesundheitsschädliche Verbrennungsprodukte wie Partikel (PM), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NO X ), Schwefeldioxid (SO 2 ), chlorhaltige Verbindungen, flüchtige organische Verbindungen (VOC) sowie klimaschädliches Methan, Lachgas und Ruß. Diese Stoffe gelangen über den Schornstein in die Außenluft. Die Verbrennung von Holz (und Kohle) verursacht zudem erheblich mehr Partikel als andere Brennstoffe. Gemäß dem Umweltbundesamt emittiert ein neuer Kaminofen genauso viel Partikel (ca. 500 Milligramm) in einer Stunde wie der Motor eines modernen Diesel-Pkw (EURO 6) bei einer 100 km langen Fahrt. Partikel können Bronchitis, asthmatische Anfälle oder Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems verursachen. In der Tabelle sind die Heizwerte der einzelnen Brennstoffe, also die Mengen an Wärmeenergie, die bei der Verbrennung entstehen, gegenübergestellt. Beim Vergleich wird klar, dass Holz den Brennstoff mit dem geringsten Heizwert darstellt. Je höher der Heizwert eines Brennstoffs, desto geringer der Verbrauch. Der Heizwert kann somit auch einen entscheidenden Einfluss auf die Heizkosten haben. Ebenfalls dargestellt sind die durchschnittlichen Emissionsfaktoren von einigen relevanten Schadstoffen, die bei der Verbrennung der aufgeführten Brennstoffe bezogen auf die dabei freiwerdende Energie entstehen. Hier zeigt sich, dass bei Heizöl und Gas weniger Luftschadstoffe und Treibhausgase emittiert werden als bei Holz. Der Unterschied tritt bei Staubemissionen sehr deutlich hervor. Die Emissionsfaktoren für Feinstaub beim Einsatz von Gas sind fast vernachlässigbar, beim Einsatz von Öl moderat, bei Kohle und Holz um einen Faktor von etwa 100 erhöht. Die Heizperiode von 9 Monaten im Jahr entspricht umgerechnet 270 Heiztagen. Bei der Annahme von 3 Heizstunden / Tag ergeben sich insgesamt 810 Heizstunden. Der Heizwert von Brennholz beträgt 4,2 kWh/kg. Bei einem Ofen mit einer Nennwärmeleistung von 6 kW ergibt sich damit ein Holzverbrauch von 1,4 kg/h. Wird noch ein Wirkungsgrad von 80 % berücksichtigt, erhöht sich der Holzverbrauch auf etwa 1,8 kg/h. Multipliziert mit der Anzahl von 810 Heizstunden im Jahr sind etwa 1.460 kg Brennholz je Heizperiode erforderlich. Brennholz wird in Raummetern berechnet. Ein Raummeter ist ein ordentlich geschichteter Holzstapel mit einem Volumen von einem Kubikmeter inklusive einem Holraum- bzw. Luftanteil von ca. 30 %. Ein Raummeter Buchenholz mit einer Feuchte von 20 % wiegt ca. 530 kg bzw. ca. 0,5 t. Pro Jahr beträgt der Brennholzanteil damit etwa 2,8 Raummeter Buchenholz. Dies entspricht ungefähr einer Buche mit einem Stammdurchmesser von 40 cm und einer Wuchshöhe von 25 m. Um diese Wachstumshöhe zu erreichen braucht die Buche ca. 80 Jahre. Geht man von diesem kontinuierlichen Verbrauch für alle in Berlin mit Scheitholz betriebenen Einzelraumfeuerungsanlagen aus, wurden im Jahr 2021 rechnerisch etwa 115.160 Bäume zur Wärmeversorgung verbrannt. Dafür müssen in einem Jahr Bäume auf einer von ca. 770 Hektar abgeholzt werden, was in etwa einem Sechstel der Waldfläche des Berliner Grunewalds gleichkommt. Alternativ entsprechen 1.460 kg Brennholz etwa 515 kg bzw. 606 l Heizöl mit einem Heizwert von 11,9 kWh/kg oder ca. 479 kg Erdgas mit einem Heizwert von 12,8 kWh/kg. Partikel stammen aus einer Vielzahl von Quellen. Der Anteil der Holzverbrennung am gesamten Berliner Partikelausstoß kann dem sogenannten Emissionskataster entnommen werden Emissionskataster Das Emissionskataster ist ein räumliches Verzeichnis der ausgestoßenen Menge einzelner Quellgruppen von Luftschadstoffen über ein Jahr. Insgesamt werden in Berlin etwa 2.500 Tonnen Partikel pro Jahr emittiert. Dabei hat der Straßenverkehr mit 626 Tonnen pro Jahr den größten Anteil. Er enthält nicht nur den zurückgehenden Partikelausstoß aus dem Auspuff, sondern auch die inzwischen dominierenden, durch Abrieb von Fahrbahn, Reifen und Bremsen sowie durch Aufwirbelung an die Luft abgegebenen Partikel. Vergleicht man die reinen Abgasemissionen des Kfz-Verkehrs von 110 Tonnen pro Jahr mit den Partikelemissionen von 186 Tonnen pro Jahr aus der Holzverbrennung zeigt sich, dass die Quelle Holzverbrennung dennoch nicht unwesentlich ist. Um den Beitrag der Holzverbrennung an der gemessenen Partikelbelastung in der Atmosphäre (Immissionsbelastung) zu bestimmen, können auf Filtern gesammelte Partikel auf ihre chemischen Eigenschaften hin untersucht werden. Ein eindeutiger Indikator für Holzverbrennung ist der Stoff Levoglucosan. Levoglucosan entsteht bei der Verbrennung von Cellulose und kann daher nicht aus Verbrennungsprozessen der Industrie oder des Verkehrs stammen. Da seine Bestimmung jedoch sehr aufwendig ist, werden in Berlin seit 2017 automatische Messgeräte (Aethalometer) zur Erfassung der quellspezifischen Lichtabsorbtion verwendet (siehe Clemen, et al., 2018). Die Absorptionseigenschaften des Rußes unterscheiden sich nämlich, je nachdem ob sie aus der Holzverbrennung (Biomasse) oder aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Dieselkraftstoff stammen. Die empirisch aus der Kohlenstoffbilanzierung ermittelten Beiträge der Holzverbrennung haben seit den letzten Jahren an Tagen mit Überschreitung des Tagesgrenzwertes für Partikel PM 10 (Tagesmittelwerte über 50 Mikrogramm pro Kubikmeter) einen gleichbleibenden mittleren Anteil von etwa 12 % an den PM 10 -Immissionen. Die Abbildung zeigt für die Jahre 2017 bis 2019 an der Messstation Frankfurter Allee die Zahl der Tage mit Überschreitungen des Tagesgrenzwerts (PM 10 > 50 µg/m 3 ) und wie oft dieser überschritten worden wäre, wenn keine Holzverbrennung stattgefunden hätte. Es ist zu erkennen, dass die Anzahl der Überschreitungstage in den letzten Jahren kontinuierlich gesunken ist – allerdings fast nur der Anteil ohne Holzverbrennung. Ohne die Beiträge aus der Holzverbrennung wäre die Anzahl der Überschreitungstage wesentlich kleiner. Auch wenn die gesetzlich zulässige Anzahl an Überschreitungstagen von 35 seit 2016 eingehalten wird, sollte die Belastung nach den neuen verschärften Richtwerten der Weltgesundheitsorganisation (WHO(World Health Organisation.)) wesentlich geringer sein. Um negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit weitgehend zu vermeiden, empfiehlt die WHO die Zahl der Tageswertüberschreitungen für Feinstaubpartikel auf drei zu begrenzen. Berlin hat sich langfristig zum Ziel gesetzt, die Luftqualität in Richtung der WHO-Richtwerte zu verbessern. Ohne Maßnahmen zur Verminderung von Partikelemissionen bei der Holzverbrennung wird dieses Ziel nicht erreichbar sein. Richtig Heizen mit Holz Regulierung von Kaminöfen Sollten Sie sich von Holzfeuerungen in der Nachbarschaft belästigt fühlen, ist es zunächst sinnvoll, ein offenes Gespräch mit dem verantwortlichen Nachbarn zu führen. Sollten Sie Hinweise haben, dass ungeeignete Brennstoffe oder sogar Müll verbrannt werden, können Sie bei Nichteinsicht und Wiederholung des verantwortlichen Nachbarn die zuständige Behörde informieren . Ansprechpartner sind das Ordnungs- oder das Umweltamt in Ihrem Bezirk .
Detaillierte Ursachenanalyse von PM 10 -Feinstaub-Immissionen in den Ländern Brandenburg, Berlin, Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern durch gravimetrische Messungen, chemische Analytik und Rezeptormodellierung zur Bestimmung des Beitrags der grenzüberschreitenden Luftverunreinigung Das Vorhaben wurde gemeinsam von den Bundesländern Berlin (Federführung), Brandenburg, Sachsen und Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt. Das Umweltbundesamt wirkte im Projektbeirat mit. Gegenstand des Projektes war die Auswertung von Feinstaub-PM 10 -Messungen zur Identifizierung des Anteils verschiedener Quellen an der Feinstaubbelastung. Genutzt wurden sowohl Analysen der PM 10 -Inhaltsstoffe als auch Rezeptormodellierungen. Die Besonderheit des Vorhabens lag darin, dass einheitliche Daten für ein bundesländerübergreifendes Teilgebiet der Bundesrepublik Deutschland erhoben und nach einheitlichen Kriterien ausgewertet wurden. Es wurden Proben aus dem Zeitraum 01.09.2016 bis 31.03.2017 analysiert. Juni 2016 – November 2017 Im Projekt PM OST wurde eine detaillierte Ursachenanalyse von Feinstaub-PM 10 für ausgewählte Messstationen der Länder Brandenburg, Berlin, Sachsen, Mecklenburg-Vorpommern und des Umweltbundesamtes (UBA) erstellt. Der Fokus lag hierbei auf Episoden mit östlicher Anströmung der Luftmassen, die im ostdeutschen Raum regelmäßig zu erhöhten PM 10 -Konzentrationen führen. Dies wird häufig auf grenzüberschreitenden Eintrag vorbelasteter Luftmassen aus östlichen Nachbarländern zurückgeführt. Als Grundlage des Projekts diente ein Datensatz, der für 10 Messstationen im Untersuchungsgebiet und für den Zeitraum September 2016 bis März 2017 Tageswerte der PM 10 -Massekonzentration sowie der Inhaltsstoffe anorganische Ionen und Kohlenstoffsummenparameter (OC/EC) enthielt. Darüber hinaus wurden an 80 ausgewählten Sondermesstagen polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Levoglucosan als Marker für Holzfeuerung, sowie teilweise (in Berlin) verschiedene Metalle analysiert. Bei der Auswahl der Sondermesstage wurden vor allem Tage und Episoden mit hohen PM 10 -Massekonzentrationen berücksichtigt, allerdings als Kontrast auch einige Tage mit mittleren und niedrigen Konzentrationen eingeschlossen. Die Daten zeigen einen typischen abfallenden Konzentrationsgradienten von den Verkehrsstationen Berlin – Frankfurter Allee und Potsdam – Zeppelinstraße über die städtischen Hintergrundstationen Berlin – Nansenstraße und Cottbus hin zu den Stationen im ländlichen Hintergrund. Im Ergebnis zeigte sich, dass zusätzliches antransportiertes PM 10 aus östlicher Richtung je nach meteorologischen Randbedingungen im Mittel über 6 ländliche Hintergrundstationen 0-30 µg/m 3 , an einzelnen Stationen sogar bis zu 50 µg/m 3 ausmachte. Für meteorologische Bedingungen, die hohe PM10-Massekonzentrationen von über 30 µg/m 3 zur Folge haben, hatte dieses “Inkrement Ost” im Mittel einen Anteil von 50% an der Gesamtkonzentration. Für Bedingungen mit mittleren Konzentrationen zwischen 20 und 30 µg/m 3 erklärte es 20% und in Situationen mit geringen PM10-Massekonzentrationen unter 20 µg/m 3 war der grenzüberschreitende Eintrag vernachlässigbar. Für die städtische Verkehrsstation Frankfurter Allee in Berlin ergab sich für Episoden mit östlicher Anströmung und hoher lokaler PM 10 -Belastung folgende grobe Quellaufteilung: Verkehr: 15 – 20% Städtischer Hintergrund: 10 – 15% Ländlicher Hintergrund: 35% Ferneintrag: 35% Die Quellen des importierten PM 10 -Anteils lagen in primären Emissionen der Holz- und Kohleverbrennung, sowie sekundär gebildetem Ammoniumsulfat und organischem Material, das sich während des Transportes der Luftmassen vermutlich überwiegend aus den gasförmigen Verbrennungsemissionen SO 2 und VOCs gebildet hatte. Die Zunahme des “Inkrementes Ost” mit abnehmender Temperatur ließ Emissionen aus Hausbrand bzw. Anlagen zur Gebäudeheizung als wahrscheinlicher erscheinen als Emissionen des Industrie- oder Energiesektors. Darüber hinaus deuteten die Auswertungen auf Quellregionen eher im etwas weiter entfernteren östlichen Mitteleuropa und Südosteuropa als in den direkt angrenzenden Regionen der Nachbarländer hin, wobei diese auf Rückwärtstrajektorien beruhenden Ergebnisse mit hohen Unsicherheiten behaftet sind. Zur genaueren Beurteilung der Quellregionen erscheinen weitere Untersuchungen als zwingend notwendig.
Holzverbrennung in Öfen und Kaminen ist eine potentielle Feinstaubquelle in Berlin und Brandenburg, die zu erhöhten Feinstaubbelastungen und zur Überschreitung des Feinstaub-Tagesgrenzwertes gerade in der kalten Jahreszeit beitragen kann. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt wurde Levoglucosan als eindeutiger Indikator für Holzverbrennung gemessen. Anhand eines Umrechnungsfaktors kann aus der Menge Levoglucosan auf die Menge Feinstaub aus Holzverbrennung geschlossen werden. An folgenden Stationen in Berlin und Brandenburg wurde Levoglucosan im Feinstaub PM 10 gemessen Frankfurter Allee (Berliner Hauptverkehrsstraße), Neukölln-Nansenstraße (Berliner Wohngebiet), Buch (Berliner Stadtrand) Blankenfelde/Mahlow (Brandenburg nahe der Berliner Stadtgrenze im Süd-Osten) und Hasenholz, einem Brandenburger Dorf ca. 30 km östlich der Berliner Stadtgrenze im Naturpark Märkische Schweiz Januar und Februar 2012 vornehmlich an Tagen mit Inversionswetterlagen, im Sommer 2012, um zu sichern, dass Holzverbrennung in dieser Jahreszeit keine Rolle spielt, im Herbst 2012, um den Beginn der Holzheizperiode zu erfassen, Januar bis April 2013 vornehmlich an Tagen mit Inversionswetterlagen, um die Ergebnisse der Periode des Vorjahrs statistisch zu bestätigen, Oktober bis Dezember 2013 durchgehend, um alle Wetterlagen zu berücksichtigen, Ende Februar bis Mitte März 2014, da viele Überschreitungstage gemessen wurden. In die Auswertung der Daten sind neben den analysierten Levoglucosan-Werten die PM 10 und PM 2,5 -Konzentrationen, Benzo[a]Pyren (BaP)-Werte sowie die meteorologischen Daten Windrichtung und Windgeschwindigkeiten, Temperaturen und Heizgradzahl, die Mischungsschichthöhen und Rückwärtstrajektorien eingeflossen. Die Auswertung der Daten hat ergeben, dass im Herbst erhöhte PM 10 -Werte mit erhöhten Levoglucosan-Werten einhergehen. Im Winter ist dieser Zusammenhang nicht so deutlich. Die zeitlichen Verläufe der Levoglucosan-Werte zwischen den analysierten Berliner und Berlin-nahen Stationen sind ähnlich, Hasenholz zeigte teilweise ein etwas anderes Verhalten. Des Weiteren konnte nachgewiesen werden, dass bei niedrigeren Temperaturen sowie bei geringeren Mischungsschichthöhen erhöhte Levoglucosan-Werte auftraten. Dies lässt den Schluss zu, dass bei niedrigen Temperaturen erhöhte Beiträge aus der Holzverbrennung zu erhöhten PM 10 -Werten führen. Niedrige Mischungsschichthöhen gehen in der kalten Jahreszeit mit Inversionswetterlagen einher. Die Schadstoffe aus der Holzverbrennung häufen sich somit in der Region an. Die Windanalyse hat keinen nennenswerten Ferntransport erkennen lassen. Dies wiederum bedeutet, dass Holzverbrennung lokal zu erhöhten Feinstaubwerten beiträgt, bei austauscharmen meteorologischen Bedingungen betrifft dies gleichzeitig und gleichmäßig ein größeres Gebiet. Die Verteilung der Holzverbrennungsimmissionen ist schwächer von eingetragenen Luftmassen und stärker von Akkumulation geprägt. Die höchsten Levoglucosan-Werte und somit die höchsten Holzverbrennungsimmissionen wurden in Blankenfelde/Mahlow gemessen, wohingegen die höchsten PM 10 -Werte an der Frankfurter Allee nachgewiesen wurden. Aufgrund der hohen Feinstaubbelastung an der Frankfurter Allee kann der Holzverbrennungsbeitrag zur Überschreitung des Tagesgrenzwertes führen. So hätten während der hoch belasteten Periode im Februar-März 2014 von den analysierten 13 Tagen, bei denen es 11 Überschreitungen des PM 10 -Tagesgrenzwertes gab, 4 bis 5 Überschreitungen vermieden werden können, wenn nicht mit Holz in der Umgebung geheizt worden wäre. Da Holzverbrennungsimmissionen sich bei Inversionswetterlagen stark lokal und regional anhäufen, tragen sie im Herbst und Winter zu der städtischen Hintergrundbelastung bei. Auch die stadtnahen Brandenburger Holzheizungen erhöhen die Hintergrundbelastung sowohl vor Ort als auch in den Berliner Randbezirken. Ein hoher Eintrag von Holzverbrennungsimmissionen über die Stadtgrenzen hinweg in die Innenstadt konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Dies war aus den teilweise sehr unterschiedlichen Werten und zeitlichen Verläufen zwischen Blankenfelde/Mahlow und den Berliner Innenstadtbezirken ersichtlich.