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3. Gesundheitliche und ökologische Begruendung für eine weitere Verschaerfung der
Abgasgrenzwerte
Im Folgenden werden die quantitativen Emissionsund
Immissionsminderungsziele und weitere
qualitativen Anforderungen aus Umweltsicht der Entwicklung der Schadstoffemissionen des
Strassenverkehrs gegenüber gestellt.
3.1 Immissionssituation und EUEmissionsminderungsziele
Im Hinblick auf die Luftreinhaltung wird zur Zeit insbesondere in westlichen Laendern das
Problem der Feinstaubemissionen diskutiert. Die Weltgesundheitsorganisation, die EUKommission
sowie der National Research Council und die Umweltbehoerde der USA stellen die
Feinstaeube als eines der gegenwaertig vorrangigen umwelthygienischen Schwerpunktthemen in
Europa und den USA heraus.
Der Laenderausschuss für Immissionsschutz geht davon aus, dass der Strassenverkehr mit ca.
45 % bis 65 % an den in Verkehrsnaehe auftretenden PM 10 –Spitzenbelastungen beteiligt ist.
In Staedten geht ein Drittel der PM 10 Masse
auf Sekundaeraerosole zurück, die aus dem
Ferntransport stammen. Eine weiterreichende Quellenzuordnung der Schwebstaub – Fraktionen
an der PM 10 –Fraktion ist mit Vorsicht zu betrachten. Der Massenanteil der PM 2,5 Fraktion
betrug in der Innenstadt Frankfurts Ende der 90erJahre
schaetzungsweise zwei Drittel der PM 10
Fraktion
und duerfte sich nach vorsichtigen Schaetzungen von einem Jahresmittel von 77 μg pro
Kubikmeter im Jahr 1978 auf 22 μg pro Kubikmeter im Jahre 1998 verringert haben [3].
In Deutschland wird die Groessenverteilung von Partikeln seit 1991 in Erfurt gemessen. Dabei
wird der Groessenbereich von 0,01 μm bis 2,5 μm abgedeckt. Der zeitliche Trend der
Partikelanzahl und der Massenkonzentration ist in Abb. 9 angegeben. Die Gesamtpartikelzahl
(0,01 μm bis 2,5 μm) blieb nach einem deutlichen Anstieg seit 1995/96 in etwa stabil. Das
gleiche gilt für ultrafeine Partikel (0,01 μm bis 0,1 μm), deren Konzentration seitdem in einem
Bereich zwischen 14 000 und 20 000 Partikeln pro cm3 liegt, mit einem 24 hMaximum
von
50.000 Partikeln pro cm 3 . Die Fraktion der kleinsten Partikel (0,01 μm bis 0,03 μm) nahm
hingegen weiter zu . Im Gegensatz dazu nahm der Anteil an PM 2,5 wärend der
Beobachtungszeit deutlich ab [3].
Eine ueberschreitung der ab 2005 geltenden Grenzwerte der 22. BImschV für PM 10 wird
insbesondere für Strassenmesspunkte erwartet. Im Jahr 2001 wurde z.B. in Berlin der 24StundenGrenzwert
von 50 μg/m³ (35 ueberschreitungen zulaessig) an den drei PM 10Strassenmessstationen
zwischen 50 und 60 mal ueberschritten. Die Jahresmittelwerte lagen an den
drei Stationen jeweils bei 35 μg/m³, womit der ab 2005 geltende Jahresmittelwert von 40 μg/m³ knapp eingehalten wurde. Der ab 2010 geltende, verschaerfte Grenzwert von 20 μg/m³ wurde
dagegen deutlich ueberschritten [30].
Staubherkunftsanalysen [31] zeigten, dass etwas mehr als die Haelfte der an Strassen gemessenen
PM 10Konzentration
vom direkten Verkehr, der an der Station vorbei fährt, verursacht wird.
Dieser Verkehrsbeitrag lässt sich aufteilen in den Beitrag der Dieselabgasemissionen mit einem
Anteil von etwa 40%, Reifenabrieb von 7 – 25% und Aufwirbelung/Strassenabrieb von
40 – 53 % [32; 33].
über den verkehrsbedingten Anteil an der PM 10Hintergrundbelastung
existieren dagegen
kaum Angaben.
Die Konzentration von elementarem Kohlenstoff (EC) liegt an den Berliner
Hintergrundstationen ohne direkten Verkehrseinfluss im Jahresmittel zwischen 2 und 3 μg/m³ [30, 31]. EC wird im Schwebstaub stellvertretend für Dieselruss gemessen, stammt aber auch aus
anderen Verbrennungsprozessen, von denen der Hausbrand die wichtigste Quelle darstellt. Geht
man vereinfachend davon aus, dass im Sommer der Einfluss dieser Quellen vernachlaessigbar ist,
dann werden etwa 75% der staedtischen ECHintergrundkonzentration,
also 1,5 – 2,3 μg/m³ durch den Verkehr verursacht 1 . Da Dieselrusspartikel in erster Naeherung aus 50% EC bestehen, ergibt
sich damit ein verkehrsbedingter Hintergrundbeitrag zur PM 10Immission
an Strassen von
34 μg/m³, also circa 10% des in Berlin gemessenen Jahresmittelwertes der
Strassenmessstationen. Damit verursachen Dieselrussemissionen etwa 30% der PM 10Immission.
Doch nicht nur die Russpartikel aus Dieselabgasen tragen zur PM 10Immission
bei, sondern
auch die aus NO gebildeten Nitrate. Der LAI geht davon aus, dass die verkehrsbedingten Nitrate
ca. 10 – 15% zur PM 10Belastung
beitragen [34]. Sie dürfen daher bei der Diskussion um die
Partikelbelastungen durch Dieselabgase nicht vernachlaessigt werden.
Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die Werte für die Partikelanzahl über 4 ZehnerPotenzen
variieren. Das Konzentrationsmaximum an einer Verkehrsmessstelle in Dresden [35]
lag im Bereich des Partikeldurchmessers von 20 – 50 nm mit einem Jahresmittelwert von
5.800 cm³ und einem relativen Anteil an der Partikelanzahl (Messbereich: 3 – 800 nm) von
35,5%. Die Anzahlkonzentration im gesamten Messbereich betrug im Mittel von April 2001 bis
März 2002 16.330 cm³ . Wichmann fand in Erfurt in Strassennaehe für den Groessenbereich 10 bis
500 nm im Mittel über 3 Jahre mit einer Konzentration 17.900 cm³ vergleichbare Werte. Das
Maximum seiner Verteilung lag im Intervall 10 – 30 nm.
In einer ersten Schaetzung kommt der LAIBericht
[35] zu dem Schluss, dass der Beitrag der KfzEmissionen
für das Durchmesserintervall 5 bis 50 nm etwa 50% beträgt. Die
Anzahlkonzentration wird damit staerker von Dieselemissionen beeinflusst als die
Partikelmassenkonzentration. Aus Gruenden des Gesundheitsschutzes sollte sowohl die Masse der
Dieselpartikel im Abgas als auch deren Anzahl weiter reduziert werden.
Die verkehrsbedingten Stickoxidemissionen in Deutschland werden nach den aktuellen
Rechenszenarien im Jahr 2015 um 72 % niedriger liegen als 1987, eine weitere signifikante
Reduktion ist in den Folgejahren jedoch nicht mehr zu erwarten. Nach diesen Berechnungen ist
eine Unterschreitung der Empfehlungswerte der WHO (Jahresmittelwert: 40 mg/m 3 ) an
verkehrsreichen Strassen zwar wahrscheinlich, aber nicht sicher. Gegenüber heutigen Prognosen
koennten sich dann Probleme ergeben, wenn zukuenftig ein ueberproportionaler Anteil der
Fahrleistung von OttoPkw
durch DieselPkw
(d.h. erheblich mehr als 40 %) mit deutlich
höheren Stickoxidemissionen ohne weitergehende Minderung über EURO IV hinaus ersetzt
wird.
Ein wichtiger Anlass für eine weitergehende NOxMinderung
im Verkehrsbereich ist die
Richtlinie über nationale Emissionshoechstmengen (National Emission Ceilings, NECRichtlinie
2001/81/EG vom 23.10.2001) zur Begrenzung der jaehrlichen Emissionsfrachten von SO2, NOx,
NH3 und NMVOC in den Mitgliedsstaaten bis zum Jahr 2010. Nach Artikel 6 der Richtlinie war
der EUKommission
bis zum Ende des Jahres 2002 ein nationales Programm zur Einhaltung der
NECs vorzulegen. Bei den Kraftfahrzeugemissionen wurden alle verabschiedeten EGRichtlinien
einschliesslich beschlossener Verschaerfungen sowie Verbesserungen der
Kraftstoffqualitaet bis 2010 berücksichtigt. Nach den neuesten Berechnungen sind in Deutschland
zur Einhaltung der nationalen Emissionshoechstmenge für NOx bis 2010, die 1051 kt beträgt,
190 kt NOx zu vermindern, ausserdem sind 35 kt NH3 und 197 kt NMVOC bei allen Quellen
insgesamt zu vermindern, bei SO2 wird die nationale Emissionshoechstmenge im
Referenzszenario bereits eingehalten. Ohne weitere Massnahmen produzieren alle Quellen in Deutschland im Jahr 2010 nach den bisher vorliegenden Berechnungen eine Gesamtmasse von
1241 kt NOx, wovon allein rund 534 kt auf den Strassenverkehr und 736 kt auf den Verkehr
(Strassenverkehr plus uebriger Verkehr) entfallen [5].
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1 Abgeleitet aus den Kenngroessen des Winterund
Sommerhalbjahres der ECImmissionsbelastung
an der staedtischen Hintergrundstation Nansenstrasse von 4,6 und 3,5 μg/m³ [2, S. 99]
21
Deutschland im Jahr 2010 nach den bisher vorliegenden Berechnungen eine Gesamtmasse von
1241 kt NOx, wovon allein rund 534 kt auf den Strassenverkehr und 736 kt auf den Verkehr
(Strassenverkehr plus uebriger Verkehr) entfallen [5].
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