FGSV-Nr. FGSV 002/109
Ort Bergisch Gladbach
Datum 04.03.2015
Titel Untersuchung der räumlichen Verteilung der NOx-Belastung im Umfeld von hoch belasteten Luftmessstationen
Autoren Andrea Wellhöfer, Dr. Jürgen Diemer, Dr. Heinz Ott, Dr. Susanne Schmid, Dr. Silke Schädel, Wolfgang Schunk
Kategorien Luftqualität
Einleitung

Anlass und Durchführung

An vielen verkehrsnahen Stellen in Bayern können – wie auch in anderen Ländern Europas – die strengen Grenzwerte für NO2 nach wie vor nicht eingehalten werden. Vor allem der Jahresgrenzwert von 40 µg/m³ wird derzeit an verkehrsnahen Stellen noch häufig überschritten. Eine wichtige Voraussetzung für die Planung und Durchführung effizienter Maßnahmen zur Minderung der NO2-Belastung ist eine gute Kenntnis der Belastungssituation, sowie deren Ursachen und Einflussgrößen. Das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) führt daher seit 2010 das Projekt „Untersuchung der räumlichen Verteilung der NOx-Belastung im Umfeld von vorhandenen, hoch belasteten Luftmessstationen“ durch.

Die Untersuchungsgebiete im Projekt erstrecken sich entlang Hauptverkehrsstraßen sowie in Seitenstraßen und umliegende Wohngebiete, auch an der Inntal-Autobahn wurde gemessen. Für die Messungen werden insbesondere NO2-Passivsammler sowie kontinuierliche Messgeräte für NOx und Ozon eingesetzt, ergänzend werden Modellrechnungen durchgeführt. Der Schwerpunkt der Messungen liegt in München an der Landshuter Allee. Dort werden noch immer NO2-Konzentrationen gemessen, die doppelt so hoch sind wie der Jahresgrenzwert.

Ergebnisse

Die bisherigen Ergebnisse des Projektes zeigen an verschiedenen Standorten den deutlichen Einfluss der Meteorologie auf die NOx-Konzentrationen. Dabei spielen nicht nur Windrichtung und -geschwindigkeit, sondern auch die Ozonkonzentration eine bedeutende Rolle, ebenso die zu verschiedenen Jahreszeiten unterschiedlichen Ausbreitungsbedingungen. So scheinen die Jahreszeiten einen höheren Einfluss auf die NO2-Konzentrationen an eher niedrig belasteten Messpunkten zu haben als an höher belasteten. Es zeichnet sich ab, dass hierbei neben den Ausbreitungsbedingungen auch der Jahresgang der Ozonkonzentration und das photochemische Gleichgewicht (NO / NO2 / Ozon) eine wichtige Rolle spielt.

In München wird an den Verkehrsmessstationen Stachus und Landshuter Allee neben NOx auch Ozon gemessen, weshalb dort eine Berechnung der Beiträge aus dem lokalen Ozonabbau zur lokalen NO2-Immission möglich ist. Unsere Auswertungen zeigen, dass der NO2-Beitrag aus dem Ozonabbau im Sommer deutlich höher ist als im Winter und weiterhin an der Landshuter Allee insgesamt deutlich höher als am Stachus. Als Hauptursache dafür kann eine wesentlich höhere Ozonverfügbarkeit im Sommer und die damit verbundene höhere NO2-Bildung in der Straße durch Ozonabbau angesehen werden. Die NO-Verfügbarkeit ist an der Landshuter Allee fast doppelt so hoch wie am Stachus, was dort die luftchemische Bildung von NO2 offenbar zusätzlich begünstigt.

Weiterhin zeigen unsere Messergebnisse den ausgeprägten Windeinfluss auf die kleinräumige Immissionsbelastung in Straßen. Bei Querwind werden durch die Bildung von Luftwirbeln quer zum Straßenverlauf hohe Konzentrationsunterschiede an gegenüberliegenden Straßenrändern festgestellt. So wurden in ausgeprägt schluchtartigen Bereichen der Landshuter Allee auf gegenüberliegenden Straßenseiten Unterschiede in der NO2-Konzentration von bis zu 40 % festgestellt.

Abb. 1: Messpunkte für NO2-Passivsammler an der Landshuter Allee (links). Die Messwerte für ausgewählte Messpunkte, die einander gegenüber liegen, sind rechts dargestellt. Im überwiegenden Zeitraum – bei Westwind – sind die Messwerte auf der Westseite höher als auf der Ostseite. Weht der Wind vermehrt aus östlicher Windrichtung, so sind die Messwerte auf der Ostseite höher. Im Bereich der Messpunkte MLA2 und MLA13 ist die Randbebauung nicht komplett geschlossen, sodass hier insgesamt niedrigere Schadstoffkonzentrationen vorliegen (Karte: Bayerische Vermessungsverwaltung 2014).  

Abb. 2: Unterschiedliche Jahresbeiträge zur NO2-Gesamtbelastung an der Verkehrsmessstation München/Stachus, an der bereits seit mehreren Jahren auch Ozon erfasst wird. Die Beiträge aus dem Ozonabbau waren dabei im Jahresmittel relativ konstant.

Abb. 3: Beiträge der vorstädtischen Hintergrundbelastung (München/Johanneskirchen), des Ozonabbaus und restliche lokale Beiträge zur NO2-Gesamtbelastung in München an der Landshuter Allee anhand von Wochenmittelwerten

Abb. 4: Beiträge der vorstädtischen Hintergrundbelastung (München/Johanneskirchen), des Ozonabbaus und restliche lokale Beiträge zur NO2-Gesamtbelastung in München am Stachus anhand von Wochenmittelwerten

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