Das Untersuchungsgebiet weist im Jahre 2025 eher mittlere Verkehrsstärken auf. Darin ha-ben allerdings die LKW einen großen Anteil am Verkehrsgeschehen. Für das Betrachtungs-jahr 2025 beinhaltet das HBEFA 3.1 eine sehr moderne LKW-Flotte. Dadurch fallen die Ge-samt-Emissionen verhältnismäßig gering aus.
Zu dieser Entwicklung der Schadstoffminderung kommt die Senkung der Hintergrundbelas-tung Deutschlandweit und im Untersuchungsgebiet hinzu. Für die 3 betrachteten Schadstoffe werden im Jahr 2025 folgende Immissionen erwartet:
Die NO2-Jahresmittelwerte werden im Planfall sowie auch im Nullfall an allen Stellen im Un-tersuchungsgebiet den Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV nicht überschreiten. Die 98-Perzentilwerte lassen in beiden Betrachtungsfällen ebenfalls keine Überschreitungen des 1h-Grenzwerts von 200 µg NO2/m³ erwarten. Deutliche Entlastungen sind insbesondere an der Cherbourger Straße zu verzeichnen. Geringfügige zusätzliche Belastungen gibt es im Bereich der beiden Tunnelportale, die jedoch weit unterhalb der Grenzwerte liegen.
Für den Schadstoff PM10 ergibt sich das gleiche Bild in beiden Betrachtungsvarianten. Der Grenzwert von 40 µg/m³ wird ebenfalls überall eingehalten. Die Konzentrationen erreichen auch hier nur ein leicht erhöhtes Konzentrationsniveau. Ebenso ist von der Einhaltung des
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strengeren Grenzwerts von maximal 35 Überschreitungen des 50 µg/m³-Tagesmittels in bei-den Fällen auszugehen.
Die ermittelten PM2.5-Konzentrationen erreichen im Maximum eine Zusatzbelastung von 2 µg/m³. Die Gesamtkonzentration bleibt somit bei einer Vorbelastung von 17 µg/m³ unter-halb des Grenzwerts der 39. BImSchV von 25 µg/m³.
Die Berechnungsergebnisse für NO2, PM10 und PM2.5 zeigen, dass die Grenzwerte der Gesetzgebung gemäß 39. BImSchV eingehalten werden. Die Luftschadstoffuntersuchung ermittelt in Wohn-, Erholungs- und sonstigen Gebieten mit längerer Aufenthaltsdauer keine Schadstoffkonzentrationen, die eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit laut §50 BImSchG darstellen könnte. Weitere Minderungsmaßnahmen sind aus diesem Grund nicht erforderlich.
Die Gesamtbelastungen für andere Luftschadstoffe (wie Benzol, SO2, CO, Blei etc.) liegen auch an sehr stark befahrenen Straßen immer deutlich unter ihren gesetzlichen Immissions-grenzwerten und brauchen deshalb nicht prognostiziert zu werden.
Datum Auftraggeber:
BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbH 27568 Bremerhaven
NO2-Differenz Planfall 2025 minus Nullfall 2025
Gesamtimmissionen
Zeichen 11.05.10 MK 11.05.10 FJ
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Mohrenstraße 14, 01445 Radebeul Telefon 0351/ 83914-0
geprüft gezeichnet
Auftragnehmer:
Abb. 6.9
NO2-Jahresmittelwert [ g/m³]
< -5 -2 - -5 -1 0 1 2 - 5
> 5
geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen
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0 125 250 500
Meter
Datum Auftraggeber:
BIS Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbH 27568 Bremerhaven
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Zeichen 11.05.10 MK 12.05.10 FJ
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geprüft gezeichnet
Auftragnehmer:
9::;1<;=2
!"#$%#&'()'*+,-.'(+1>?@A4BC
< -10 -10 - -3 -2 - -1 0 1 - 2 3 - 10
> 10
geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen
D*@'*,'5(:E(81F8G4'H'(174:I1J1K8;1L7
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Meter
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5(3.16&11&33&7*(*
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Auftragnehmer:
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!"#$<.=)(31&66(->()6,?@AB1CD
< -2 -2 -1 0 1 2
>2
geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen
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5)3/16'11'33'7+)+
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geplanter Tunnel berücksichtigte Straßen
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33. BImSchV (2004): Dreiunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immis-sionsschutzgesetzes (Verordnung zur Verminderung von Sommersmog, Versauerung und Nährstoffeinträgen - 33. BImSchV). BGBl I, Nr. 36, S. 1612-1625 vom 20.07.2004.
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A N H A N G A1:
BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN
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A1 BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN
A1.1 Grenzwerte
Durch den Betrieb von Kraftfahrzeugen entstehen eine Vielzahl von Schadstoffen, welche die menschliche Gesundheit gefährden können, z. B. Stickoxide (NOx als Summe von NO und NO2), Kohlenmonoxid (CO), Schwefeldioxid (SO2), Benzol, Partikel, etc. Im vorliegenden Gutachten werden Konzentrationen bzw. Immissionen von Luftschadstoffen ermittelt. Deren Angabe allein vermittelt jedoch weder Informationen darüber, welche Schadstoffe die wich-tigsten sind, noch einen Eindruck vom Ausmaß der Luftverunreinigung im Einflussbereich einer Straße. Erst ein Vergleich der Schadstoffkonzentrationen mit schadstoffspezifischen Beurteilungswerten, z. B. Grenz- oder Vorsorgewerten lässt Rückschlüsse auf die Luftquali-tät zu. Darauf wird im Folgenden eingegangen.
Grenzwerte sind rechtlich verbindliche Beurteilungswerte zum Schutz der menschlichen Ge-sundheit, der Vegetation oder des Bodens, die einzuhalten sind und nicht überschritten wer-den dürfen. Die in Deutschland für wer-den Einflussbereich von Straßen maßgebenwer-den Grenz-werte sind in der 39. BImSchV (2010) benannt, dort als Immissionsgrenzwert bezeichnet.
Bezüglich verkehrsbedingter Luftschadstoffe sind derzeit NO2, PM10 und PM2.5 von Bedeu-tung, gelegentlich werden zusätzlich noch die Schadstoffe Benzol und Kohlenmonoxid be-trachtet. Ruß wird nicht betrachtet, weil es nach Erscheinen der 33. BImSchV (2004) und dem damit erfolgten Zurückziehen der 23. BImSchV (1996) dafür keinen gesetzlichen Beur-teilungswert mehr gibt. Ruß ist Bestandteil von PM10 und wird damit indirekt erfasst. Ver-kehrsrelevante Grenzwerte der 39. BImSchV sind in Tab. A1.1 angegeben.
Ergänzend zu diesen Grenzwerten nennt die 39. BImSchV Toleranzmargen; das sind in jährlichen Stufen abnehmende Werte, um die der jeweilige Grenzwert innerhalb festgesetzter Fristen überschritten werden darf, ohne in Deutschland die Erstellung von Luftreinhalte-plänen zu bedingen. Diese Werte werden als Übergangsbeurteilungswerte bezeichnet, so-fern sie aufgrund der zeitlichen Zusammenhänge in den Betrachtungen der Planungen Be-rücksichtigung finden.
Zusätzliche Luftschadstoffe zu den genannten werden meist nicht betrachtet, da deren Im-missionen in Deutschland typischerweise weit unterhalb der geltenden Grenzwerte liegen. In der 39. BImSchV (2010) werden auch Zielwerte für PM2.5, Arsen, Kadmium, Nickel und Benzo(a)pyren (BaP) in der Luft als Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion über ein
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jahr gemittelt festgesetzt. Ein Zielwert ist die nach Möglichkeit in einem bestimmten Zeitraum zu erreichende Immissionskonzentration, um die schädlichen Einflüsse auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt insgesamt zu vermeiden, zu verhindern oder zu verringern. Die verkehrsbedingten Zusatzbelastungen dieser genannten Schadstoffe liegen selbst an stark befahrenen Hauptverkehrsstraßen meist deutlich unterhalb der Hintergrundbelastung und werden deshalb ebenfalls nicht mitbetrachtet.
Stoff Mittelungszeit Grenzwert Geltungszeitpunkt
NO2 Stundenmittelwert 200 µg/m3 maximal 18 Überschreitungen / Jahr
seit 2010
NO2 Jahresmittelwert 40 µg/m3 seit 2010
Partikel (PM10) Tagesmittelwert 50 µg/m3 maximal 35 Überschreitungen / Jahr
seit 2005 Partikel (PM10) Jahresmittelwert 40 µg/m3 seit 2005
Partikel (PM2.5) Jahresmittelwert 25 µg/m³ ab 2015
Benzol Jahresmittelwert 5 µg/m3 seit 2010
Kohlenmonoxid (CO) 8 h gleitender Wert 10 mg/m3 seit 2005 Tab. A1.1: Immissionsgrenzwerte nach 39. BImSchV (2010) für ausgewählte
(verkehrsrelevante) Schadstoffe
Der Inhalt der am 11. Juni 2008 in Kraft getretenen EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG ist mit der 39. BImSchV in nationales Recht umgesetzt. Die Inhalte der 22. BImSchV und 33. BImSchV werden u.a. in der 39. BImSchV zusammengefasst, sodass diese beiden BImSchV aufgehoben werden. Ein neues Element der 39. BImSchV ist die Einführung eines Immissionsgrenzwertes für die Feinstaubfraktion PM2.5 (Partikel mit einem aerodynami-schen Durchmesser von 2.5 µm), der ab dem 1. Januar 2015 einzuhalten ist. Für davor lie-gende Jahre werden Toleranzmargen genannt, die hier im Kapitel A1.2 beschrieben werden.
A1.2 Vorsorgewerte
Da der Vergleich von Luftschadstoffkonzentrationen mit Grenzwerten allein noch nicht aus-reichend ist, um eine Luftschadstoffkonzentration zu charakterisieren, gibt es zusätzlich zu den Grenzwerten so genannte Vorsorgewerte bzw. Zielwerte zur langfristigen Verbesserung der Luftqualität.
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Die 39. BImSchV weist als Zielwert einen PM2.5-Jahresmittelwert von 25 µg/m³ aus, der bereits heute eingehalten werden sollte.
Um die Einhaltung des Immissionsgrenzwertes für PM2.5 von 25 µg/m³ ab den Jahr 2015 einzuhalten, wird eine die Toleranzmarge von 5 µg/m³ erlassen, die sich ab dem 1. Januar 2009 jährlich um ein Siebentel (ca. 0.7 µg/m³) vermindert.
In der 39. BImSchV wird als nationales Ziel gefordert, ab dem Jahr 2015 den Indikator für die durchschnittliche PM2.5-Exposition von 20 µg/m³ im Jahresmittel einzuhalten. Die durch-schnittliche PM2.5-Exposition für das Referenzjahr 2010 ist vom UBA festzustellen und ba-siert auf dem gleitenden Jahresmittelwert der Messstationen im städtischen und regionalen Hintergrund für die Jahre 2008 bis 2010. Ab dem Jahr 2020 soll als Zielwert eine reduzierte durchschnittliche PM2.5-Exposition eingehalten werden. Das Reduktionsziel beträgt in Ab-hängigkeit vom Ausgangswert im Referenzjahr 2010 bis zu 20 %, mindestens jedoch soll das Ziel von 18 µg/m³ erreicht werden.
A1.3 Europäische Richtlinien zur Bewertung von Luftschadstoffen
Die EU-Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG ist mit ihrer Veröffentlichung im Amtsblatt der Eu-ropäischen Union am 11. Juni 2008 in Kraft getreten. Mit der 39. BImSchV hat die Bundes-regierung die EU-Richtlinie weitgehend in nationales Recht umsetzt.
Im Unterschied zur 39. BImSchV soll nach der EU-Luftqualitätsrichtlinie ab dem Jahr 2020 ein PM2.5-Richtgrenzwert von 20 µg/m3 im Jahresmittel (Stufe 2 im Anhang XIV) zum Grenzwert werden. Im Jahr 2013 wird dieser Richtgrenzwert von der EU-Kommission an-hand zusätzlicher Informationen über die Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt, die technische Durchführbarkeit und die Erfahrungen mit dem Zielwert in den Mitgliedstaaten überprüft.
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A N H A N G A2:
BERECHNUNGSVERFAHREN PROKAS
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A2 BERECHNUNGSVERFAHREN PROKAS
A2.1 PROKAS - Berechnungsverfahren zur Bestimmung verkehrserzeugter Schadstoffbelastungen
Für die Berechnung der Immission an einem Untersuchungspunkt wird das mathematische Modell PROKAS verwendet, welches den Einfluss des umgebenden Straßennetzes bis in ei-ne Entfernung von mehreren Kilometern vom Untersuchungspunkt berücksichtigt. Damit werden zum Beispiel die NO2-Konzentrationen als Folge des Betriebs des Netzes errechnet.
Schadstoffbelastungen durch Ferntransport und andere Quellen (zum Beispiel Industrie) werden in der Hintergrundbelastung berücksichtigt.
Das Straßennetz besteht aus einer Vielzahl von „Emissionsbändern“, so genannten „Linien-quellen“, welche die Schadstoffe emittieren. Die Ausbreitung wird mit einem Gaußfahnenmo-dell oder dem Lagrange'schen PartikelmoGaußfahnenmo-dell LASAT simuliert. Für die Berechnung der Im-missionen in Straßen mit dichter Randbebauung wird ein integriertes Bebauungsmodul ein-gesetzt (siehe Abschnitt A2.3), in das Ergebnisse einfließen, die auf Berechnungen mit dem mikroskaligen Ausbreitungsmodell MISKAM sowie Ergebnissen aus Windkanalversuchen und Feldexperimenten basieren.
Der Gaußansatz entspricht dem „Ausbreitungsmodell für Luftreinhaltepläne“, Richtlinie VDI 3782 Blatt 1 (VDI, 1992). Die Luftschadstoffe in der Abgasfahne werden mit einer reprä-sentativen Geschwindigkeit ut transportiert, die sich durch die gewichtete Mittelung des Windprofils u(z) über die Konzentrationsverteilung in der Abgasfahne ergibt. Da sich das vertikale Konzentrationsprofil mit der Entfernung zur Quelle ändert, wird auch ut eine Funk-tion des Quellabstandes. Dadurch ist gewährleistet, dass die Kontinuitätsgleichung für die Schadstoffmasse in jeder betrachteten Entfernung von der Straße eingehalten wird.
Für die Rechnung wird das gesamte Straßennetz in kurze Linienquellen zerlegt und die Emission jeder der Linienquellen auf mehrere Punktquellen verteilt. Der Abstand zwischen den zu einer Linienquelle gehörenden Punktquellen beträgt maximal 1/5 der Entfernung der Punktquelle zum Untersuchungspunkt. Insgesamt wird somit ein Straßennetz je nach seiner Dichte durch einige 1 000 Punktquellen angenähert. Sensitivitätsuntersuchungen haben ge-zeigt, dass das Rechenergebnis bei einer weiteren Verkürzung der Abstände zwischen den Punktquellen unbeeinflusst bleibt. Mit diesem Aufteilen in Einzelquellen ist zum Beispiel auch der Fall berücksichtigbar, wenn sich die Emissionen im Verlauf einer Straße ändern, zum Beispiel bei Geschwindigkeitsbeschränkung auf einem Teil einer Straße. Dann emittieren die
Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 60
Anbindung des Überseehafens an die A 27 in Bremerhaven
Luftschadstoffgutachten für die Planfeststellung 70658-10-01_2NT.doc
Punktquellen, die dieses Straßenstück repräsentieren, mit einer anderen Quellstärke als die Quellen auf dem Straßenstück ohne Geschwindigkeitsbegrenzung.
Mit Hilfe der oben aufgeführten Vorgehensweise ist gewährleistet, dass jeder der Straßen-züge gleichzeitig emittieren kann, das heißt, dass jeweils das gesamte Straßennetz emittiert.
Damit können auch die Verhältnisse im Nahbereich von Kreuzungen realistisch nachgebildet werden, wo es Aufpunkte gibt, die bei einigen Windrichtungen gleichzeitig von Schadstoffen von mehreren Straßen beaufschlagt werden. Bei der Bestimmung der 98-Perzentilwerte (= Konzentrationen, die in 98 % der Zeit erreicht oder unterschritten werden) ist es in solchen Fällen nicht korrekt, den Einfluss jedes Straßenzuges einzeln zu berechnen und dann später zusammenzufassen.
Auch der Einfluss von Lärmschutzmaßnahmen endlicher Länge kann so berücksichtigt wer-den. Der Einfluss von Lärmschutzmaßnahmen wird den Arbeiten von Romberg et al. (1986) für die Bundesanstalt für Straßenwesen entnommen. Die Wirkung der Lärmschutzwand wird als Anfangsverdünnung interpretiert, indem dem vertikalen Ausbreitungsparameter z ein Wert zo als additiver Term zugeschlagen wird. Das Ausbreitungsmodell ist in der Lage, für jede der Linienquellen einen eigenen Wert für zo zu berücksichtigen.
Die Ausbreitungsparameter y und z der Richtlinie VDI 3782 Blatt 1 entsprechen denen der TA Luft 86.
Für eine korrekte Bestimmung des 98-Perzentilwertes ist es wichtig, die mit der Tageszeit veränderliche Verkehrsstärke zu berücksichtigen. Dabei kommt es auch auf die korrekte Er-fassung der Verkehrs- und damit Emissionsspitzen an. Das Modell berücksichtigt deshalb die Eingabe von 5 verschiedenen Emissionsniveaus und deren Auftretenshäufigkeit.
Bezüglich der Meteorologie wird mit 36 verschiedenen Windrichtungsklassen, 9 verschiede-nen Windgeschwindigkeitsklassen und 6 verschiedeverschiede-nen Ausbreitungsklassen gerechnet. Die Ausbreitungsklassen berücksichtigen, dass die Verdünnung der Abgase für eine gegebene Windrichtung und Windgeschwindigkeit auch noch von der Stabilität der Atmosphäre
Bezüglich der Meteorologie wird mit 36 verschiedenen Windrichtungsklassen, 9 verschiede-nen Windgeschwindigkeitsklassen und 6 verschiedeverschiede-nen Ausbreitungsklassen gerechnet. Die Ausbreitungsklassen berücksichtigen, dass die Verdünnung der Abgase für eine gegebene Windrichtung und Windgeschwindigkeit auch noch von der Stabilität der Atmosphäre