Die EG-Luftqualitätsrahmenrichtlinie und ihre Verordnungen

1. Die EG-Luftqualitätsrahmenrichtlinie und ihre Verordnungen Inhalte, Methoden und Kriterien zur Beurteilung der Schadstoffkonzentrationen Dipl.-Met. A. Moldenhauer Tagung: Lärmminderungs- und Luftreinhalteplanung am 24/25.02.2005 in Hamburg Veranstalter: Lärmkontor GmbH

2. Gliederung • Einleitung • Auswirkungen der RL 96/62/EG auf kommunale Planungsprozesse • Schadstoffleitkomponenten NO2 und PM10 • Methoden zur Beurteilung von Schadstoffbelastungen in Städten • Maßnahmen zur Minderung von Luftschadstoffbelastungen in Städten • Ausblick • Offene Fragen

3. Einleitung • „Richtlinie über die Beurteilung und die Kontrolle der Luftqualität“ (RL 96/62/EG vom 27. September 1996), • kurz „Rahmenrichtlinie Luftqualität“ • Neudefinition von Beurteilungsmaßstäben für Luftschadstoffimmissionen • Rahmenrichtlinie benennt Ziele, Grundsätze und grundsätzliche Instrumente für den Vollzug in den Nationalstaaten

4. Rechtliche Grundlagen Europäisches Regelwerk zur Luftqualität • Richtlinie über die Beurteilung und Kontrolle der Luftqualität 96/62/EG • Richtlinie 1999/30/EG für SO2, NO2/NOx, Partikel (PM10) u. Blei • Richtlinie 2000/69/EG für CO und Benzol • Richtlinie 2002/2/EG über den Ozongehalt der Luft • Richtlinie 2004/107/EGzu den Staubinhaltsstoffen Arsen, Cadmium, Quecksilber, Nickel u. polyzyklische Kohlenwasserstoffe (PAK) Deutsches Regelwerk zur Luftqualität • Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) • 22. BImSchV für SO2, NO2/NOx, Partikel (PM10) u. Blei • 33. BImSchV (Ozon, Aufhebung der 23.BImSchV) • TA-Luft (Anlagen)

5. Zielsetzung Zielsetzung der gesetzlichen Regelungen sind: • Grenz-, Alarm- und Richtwerte festzulegen, die nach neuen Erkenntnissen der Wirkungsforschung schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt insgesamt vermeiden oder erheblich vermindern sollen • die Luftqualität nach einheitlichen Methoden zu beurteilen und die Öffentlichkeit darüber umfassend zu unterrichten • gute Luftqualität zu erhalten und in Gebieten mit derzeit schlechter Luftqualität eine dauerhafte Verbesserung zu erreichen. • Durchsetzung eines umfassenden Schutzanspruches, der Vorsorgeaspekte für Mensch und Umwelt einschließt

6. Beurteilungswerte Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffimmissionen nach 22. BImSchV • (Auswahl verkehrsrelevante Schadstoffe) *: ,,alte‘‘ Grenzwerte NO2-JM = 80 µg/m³ Staub-JM = 150 µg/m³

7. Schadstoffleitkomponenten NO2 und PM10 deutliche Verschärfung In der Praxis relevante Schadstoffe sind PM10 und NO2.

8. NO2 (allgemeines)

9. PM10 (allgemeines)

10. Gesundheitsgefährdung durch PM10 (1) • Gesundheitsgefährdung von Feinstäuben ist von der Korngröße abhängig. • Je kleiner die Staubpartikel, desto tiefer können die Partikel in die Atemwege eindringen und kanzerogene Reaktionen hervorrufen.

11. Gesundheitsgefährdung durch PM10 (2) Im Körper deponierte Feinstäube teilen sich in lösliche und unlösliche Fraktionen • Lösliche Fraktion können toxische Substanzen (z.B. Metallverbindungen o. PAK) freisetzen und entzündliche Prozesse auslösen. • Unlösliche Fraktion kann mit Zellen, Gewebe und Lungenflüssigkeit in Verbindung treten. Von PM10 hervorgerufene Krankheiten : Husten, Asthmaanfällen, Herz-Rhythmusstörungen, kardiovaskuläre Krankheiten (Herz-Kreislauf-Beschwerden) und Kanzerogene Reaktionen Die Wirkungen wurden in epidemiologischen, toxikologischen und klinischen Studien nachgewiesen

12. Konsequenzen für kommunale Planungsprozesse Luftreinhaltepläne • müssen aufgestellt werden, wenn Schadstoffe Überschreitungen der jeweiligen Summe aus Grenzwert und Toleranz festgestellt werden • können aufgestellt werden, wenn die Grenzwerte voraussichtlich zum festgelegten Zeitpunkt ihrer Gültigkeit nicht eingehalten werden. Aktionspläne • müssen aufgestellt werden, wenn Schadstoffe Überschreitungen der jeweiligen Summe aus Grenzwert und Toleranz festgestellt werden. • müssen aufgestellt werden, wenn Überschreitungen der Grenzwerte zum festgelegten Zeitpunkt ihrer Gültigkeit auftreten.

13. Aktions- und Luftreinhaltepläne (nach 22. BImSchV) Luftschadstoffkonzentration für Gebiete Schadstoffbelastung unterhalb des Grenzwertes Schadstoffbelastung nach §48a Abs. 1 oberhalb Summe aus Grenzwert und Toleranz Schadstoffbelastung nach §48a Abs. 1a oberhalb Grenzwert aber unterhalb GW + Toleranz Überschreitung der Grenzwerte (nach §48a Abs. 1a) nach den in den Tochterrichtlinien festgelegten Stichtagen (PM10: 01.01.2005) Art.9 RL 96/62 EG Art. 8, Abs.1 und Art. 8, Abs.3 RL 96/62/EG Art. 7 Abs.1 und Art. 8, Abs.2 RL 96/62/EG Art.7, Abs. 3 RL 96/62/EG Aufstellung von Aktionsplänen nach §47(2) BlmschG-neu: Vollziehbare Maßnahmen, mit denen die Gefahr der Überschreitung der Grenzwerte unmittelbar verringert oder die Dauer der Überschreitung verkürzt wird, z.B. Beschränkung von Tätigkeiten einschließlich Beschränkung und Verbot des Kfz-Verkehrs. Der Aktionsplan kann (und sollte) Teil des Luftreinhalteplanes sein Die bestmögliche Luftqualität im Einklang mit der Strategie einer dauerhaften und umweltgerechten Entwicklung ist zu gewährleisten. Erfassung der Gebiete und Aufstellung von Luftreinhalteplänen nach § 47(1) BlmSchG mit langfristig wirkenden Maßnahmen, um die Grenzwerte (dauerhaft) einhalten zu können Erfassung der Gebiete und Aufstellung von Luftreinhalteplänen nach § 47(3) BlmSchG Bei Aufstellung Luftreinhalteplan: Öffentlichkeitsbeteiligung Durchsetzung durch Träger öffentlicher Verwaltung Bei Aufstellung Aktionsplan: Öffentlichkeitsbeteiligung

14. Ermittlung der lufthygienischen Situation in Städten Vorgehen: • Ausgangsbeurteilung (Lokalisierung der hot-spots) • Ableitung von Maßnahmen • Abschätzung der Minderungspotenziale der Maßnahmen • Erstellung LRP

15. Ermittlung der lufthygienischen Situation in Städten Straßenschlucht städtische Zusatzbelastung großräumige + regionale Belastung

16. Ermittlung der Ausgangssituation • Allgemeines (kostenreduziertes) Vorgehen: • Großräumige+regionale VB aus Messdaten • Städtische Vorbelastung aus Messdaten • Ermittlung Verkehrs-hot-spots mittels Screening • Detailuntersuchung der hot-spots mit mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodellen Wichtig: Im Innerortsbereich ist unbedingt der durchlüftungshemmende Einfluss der Bebauung in den Modellrechnungen (auch im Screening) zu berücksichtigen.

17. Transportverhalten von Autoabgasen • Abgasfahne bei Straße ohne Rand- • bebauung. Gute Abführung der Schadstoffe. (b) Abgasfahne in Straßenschlucht. Schlechte Abführung der Schad-stoffe. Diese rotieren mit dem Wirbel in der Straßenschlucht und werden nur zögerlich vom Wind ausgetragen.

18. Verfahren zur Immissionsprognose (1) Beispiele von Abschätzverfahren: • Kriterienkatalog LUA Brandenburg • Mustergutachten StBA Bautzen

19. Verfahren zur Immissionsprognose (2) • Beispiele von Immissionsprognosemodellen: • MLuS 02 einzelne Straße ohne oder mit lockerer Randbebauung im Außerortsbereich • STREETeinzelne Straße mit Randbebauung im Innerortsbereich • IMMI Straßennetz ohne Berücksichtigung Randbebauung • PROKAS, Straßennetz, Randbebauung in typisierter Form IMMIS • LASAT Straßennetz, Punkt- und Flächenquellen • AUSTALPunkt- und Flächenquellen(Anlagen) • MISKAM dichte Bebauung

20. Eingangsdaten / Einflussgrößen (Screening)

21. IMMIKART Teil 2 Wind Emissionskataster Digitales Höhenmodell Sachsens LASAT Mittelwerte der PM10-Konzentration Immissionsmessungen Verfahren zur Immissionsprognose (3) Komplexe Informationssysteme: z.B. IMMIKART, FLADIS

22. IMMIKART Ballungsräume

23. PM10 Immissionssituation (1) Arithmetisches Jahresmittel der PM 10-Immission über alle Verkehrsstationen (BRD) sowie über die 15 am wenigsten belasteten (Reinluft) und alle stadtnahen Hintergrundstationen für die Jahre 2001, 2002 und 2003. Quelle: UBA 2004

24. PM10 Immissionssituation (2) Überblick über die Immissionssituation an den Verkehrsstationen in Deutschland für die Jahre 2001, 2002 und 2003 (Quelle: UMK)

25. Ursachen der PM10-Belastungen (1)

26. Ursachen der PM10-Belastungen (2)

27. PM10 Emissionen (1)

28. PM10 Emissionen (2) • Motoremissionen : • Partikel direkt aus dem Auspuff • Handbuch für Emissionsfaktoren HBEFa2.1 (UBA, 2004) • 100% in PM10 • Abhängig von sog. Verkehrssituationen • Differenziert nach Fahrzeugklassen, Schadstoffminderungskonzept etc. • Bezugsjahr Kein Tempo 30 abbildbar

29. PM10 Emissionen (3) • Abriebsemissionen (Brems-, Kupplungs- und Straßenabrieb) • Keine offizielle Datenbank verfügbar. • Wiederaufwirbelung von Straßenstaub •  Keineoffizielle Datenbank/Modell verfügbar

30. PM10 Emissionen (4) Vorschlag für Emissionsfaktoren Düring et al. (2004) (guter Fahrbahnzustand) • Starke Relevanz der LKW (ca. Faktor 10) • keine signifikante Abhängigkeit von Geschwindigkeit • Starke Abhängigkeit vom Verkehrsfluss

31. Hot-spot-Berechnung mit Screeningmodell

32. Maßnahmen und Wirkung (1) Zusammenstellung und Bewertung von Maßnahmen ist durch LAI (2004) und UMK (2004) vorgenommen worden: Bewertungsschema von Maßnahmen zur Minderung der verkehrsbedingten PM10-und NO2-Immission in Luftreinhalte (LRP)- und Aktionsplänen (AP) Niederschrift für die 107. Sitzung des Länderausschusses für Immissionsschutz vom 15.03. bis 17.03.2004 in Goslar Anlage 1 zu TOP 6.7.1 Partikelemissionen des Straßenverkehrs Endbericht der UMK AG „Umwelt und Verkehr“  (Oktober 2004)

33. Maßnahmen KfZ-Verkehr in seiner Gesamtheit (1) Bewertungssynonyme: 0 ohne, + gering, ++ mittel, +++ hoch

34. Maßnahmen KfZ-Verkehr in seiner Gesamtheit (2)

35. Maßnahmen KfZ-Verkehr in seiner Gesamtheit (3)

36. Maßnahmen Verkehr mit Diesel-Kfz u. Fzg. mit Ottomotor ohne G-Kat

37. Beispiel Nauen • Messpunkt: - Berliner Straße • Messdaten liegen vor: - vor und nach Straßensanierung - vor und nach Bau Ortsumfahrung

38. > 40.0 GW überschritten 28.0 – 40.0 ÄW überschritten 25.0 – 28.0 25.5 – 25.0 24.2 – 24.5 24.0 – 24.2 Nicht betrachtet Wirkung Ortsumfahrung Nauen (1) PM10-I1 ohne Ortsumfahrung PM10-I1 mit Ortsumfahrung

39. Wirkung Ortsumfahrung Nauen (2)

40. Wirkung Fahrbahnbelagswechsel Nauen

41. EU-Projekt „Heaven“ Beusselstraße Berlin: DTVw: ca. 25 000 Kfz/24h LKW-Anteilw: ca. 5% Gemessene Reduktion der Schadstoffbelastung

42. Wirksamste Maßnahmen • Verkehrsvermeidung • LKW-Reduktion • Verbesserung Verkehrsfluss • Sanierung schlechter Fahrbahnoberflächen

43. Ausblick zukünftige Entwicklung PM10- Emissionen und Immissionen im Blickpunkt • CAFE-Positionspapier für zukünftige Bewertung: • PM2.5 wird wichtigste Metrik • Grobe Partikel ebenfalls gesundheitsrelevant (PM10-Richtgrenzwerte Zielwerte) • Derzeit Kenntnisstand nicht ausreichend, um PM1 oder UFP zu regulieren

44. Offene Fragen (1) • Viele PM-Quellen sind nicht oder nur ungenügend erfasst: • landwirtschaftliche Aktivitäten, Bautätigkeit, Aufwirbelung durch Kfz-Verkehr • Windbedingte Partikel-Aufwirbelung über naturbelassenen Böden oder in Stadtgebieten • Biogene Partikel (Pollen, Sporen, biologische Abbaureste) Mengen und Zusammensetzung der PM-Emissionen aus Verbrennung ist nicht so gut bekannt, wie bei klassischen Schadstoffen

45. Offene Fragen (2) • Einfluss von Fahrbahnmaterial und Fahrbahnqualität auf PM10-Emission • Einfluss von Fzg.-Geschwindigkeit und Längsneigung auf PM10-Emission • Wechselwirkung zwischen nicht-motorbedingter PM10-Emission und Regen • Einfluss der Verkehrsstärke auf PM10-Emissionsfaktor • Aufteilung der Emissionen auf die Größenklassen PM1/PM2.5/PM10  Physik ist nicht verstanden!!  Wirkung von Maßnahmen?

46. Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!