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Ersatz der beiden Kleinen Schleusenkammern und Anpassung der Vorhäfen in Kiel-Holtenau

VORHABENTRÄGER:

WASSERSTRASSEN- UND SCHIFFFAHRTSAMT KIEL-HOLTENAU SCHLEUSENINSEL 2

24159 KIEL-HOLTENAU

5.8

Luftschadstoff- untersuchung

(2)

LAIRM CONSULT GmbH , Haferkamp 6, 22941 Bargteheide, Im Auftrag von:

BHF Landschaftsarchitekten Knooper Weg 99-105

Innenhof Haus A 24116 Kiel

Ersatz der beiden kleinen Schleusenkammern und Anpassung der Vorhäfen in Kiel-Holtenau

Luftschadstoffuntersuchung

Projektnummer: 16258 3. Mai 2019

Dieses Gutachten wurde im Rahmen des erteilten Auftrages für das oben genannte Pro- jekt / Objekt erstellt und unterliegt dem Urheberrecht. Jede anderweitige Verwendung, Mit- teilung oder Weitergabe an Dritte sowie die Bereitstellung im Internet – sei es vollständig oder auszugsweise – bedarf der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Urhebers.

(Geräuschmessungen) Prüfbefreit nach

§ 9 Abs. 2 AIK-Gesetz für den Bereich Schallschutz

(3)
(4)

Inhaltsverzeichnis

1. Anlass und Aufgabenstellung... 3

2. Örtliche Situation ... 3

3. Untersuchungsrahmen... 6

4. Luftschadstoffquellen ... 7

4.1. Verbrennungsmotoren ... 7

4.2. Weitere Emissionsquellen... 9

5. Beurteilungsgrundlagen ... 9

5.1. Immissionsgrenzwerte ... 9

5.2. Anwendung der 39. BImSchV ... 13

6. Emissionen ... 14

6.1. Schiffsverkehr ... 14

6.1.1. Schiffsfahrten und Liegezeiten ... 14

6.1.2. Emissionsfaktoren ... 15

6.1.3. Treibstoffarten ... 17

6.1.4. Auslastungsgrade der Aggregate ... 18

6.1.5. Schiffsspezifische Eingangsdaten ... 19

6.2. Straßenverkehr ... 19

6.2.1. Verkehrsbelastungen ... 19

6.2.2. Emissionsfaktoren ... 20

6.2.2.1. Kfz-Abgase ... 20

6.2.2.2. Staubaufwirbelung durch den Kfz-Verkehr ... 21

6.3. Bauphase ... 22

6.3.1. Betriebsbeschreibung ... 22

6.3.2. Staubklassen ... 26

6.3.3. Umschlag ... 26

6.3.4. Sieb- und Brecheranlage ... 27

6.3.5. Staubaufwirbelung durch Betriebsverkehr ... 27

6.3.6. Schüttgutlagerung ... 28

(5)

6.4. Gesamtemissionen im Untersuchungsgebiet ... 28

6.4.1. Betrieb ... 28

6.4.2. Bauphase ... 33

7. Immissionen ... 34

7.1. Allgemeines ... 34

7.2. Berechnungsverfahren ... 35

7.2.1. Rechenmodell ... 35

7.2.2. Quellenmodell ... 36

7.3. NO-NO2-Konversion ... 37

7.3.1. Allgemeines ... 37

7.3.2. Umwandlungsmodelle ... 38

7.4. Hintergrundbelastung ... 39

7.5. Gesamtbelastungen (Betrieb) ... 40

7.5.1. Allgemeines ... 40

7.5.2. Stickstoffdioxid-Belastungen (NO2, Jahresmittelwert) ... 41

7.5.3. Stickstoffdioxid-Belastungen (NO2, Spitzenbelastungen) ... 43

7.5.4. Schwefeldioxid-Belastungen (SO2, Jahresmittelwert) ... 45

7.5.5. Schwefeldioxid-Kurzzeitbelastungen ... 46

7.5.6. Benzol-Belastungen (Jahresmittelwert) ... 47

7.5.7. Feinstaub(PM10)-Belastungen (Jahresmittelwert) ... 49

7.5.8. Feinstaub(PM10)-Belastungen (Überschreitungstage) ... 51

7.5.9. Feinstaub(PM2,5)-Belastungen ... 53

7.6. Gesamtbelastungen (Bauphase) ... 55

7.6.1. Allgemeines ... 55

7.6.2. Feinstaub(PM10)-Belastungen (Jahresmittelwert) ... 56

7.6.3. Feinstaub(PM10)-Belastungen (Überschreitungstage) ... 58

7.6.4. Feinstaub(PM2,5)-Belastungen ... 60

7.7. Qualität der Prognose ... 62

8. Zusammenfassung und Beurteilung... 62

9. Quellenverzeichnis ... 65 10. Anlagenverzeichnis ... I

(6)

1. Anlass und Aufgabenstellung

Die Kleine Schleuse der Schleusenanlage Kiel-Holtenau (kleine Schleusenkammern) weist massive Schäden im Mauerwerksbereich auf. Sie ist zurzeit für die Schifffahrt gesperrt und soll durch einen Ersatzbau saniert werden. Darüber hinaus ist die Anpassung der Vorhäfen geplant. Vorhabenträger ist das Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Kiel-Holtenau (WSA).

Im Rahmen des Planfeststellungsverfahrens ist der Schutz der Nachbarschaft vor Luft- schadstoffimmissionen für den Bau und Betrieb nachzuweisen.

Die Luftschadstoffimmissionen werden mit Hilfe einer rechnerischen Immissionsprognose ermittelt.

Für die Bauphase erfolgen überschlägige Ermittlungen im Hinblick auf die Feinstaubimmis- sionen, da diese die relevanten Beeinträchtigungen der Luftqualität im Zusammenhang mit Baustellen darstellen.

Die Beurteilung erfolgt auf Grundlage der aktuellen Grenz- und Richtwerte auf nationaler und europäischer Ebene (39. BImSchV, EU-Richtlinien, TA Luft). Als maßgebliche Schad- stoffkomponenten werden Stickstoffdioxid, Schwefeldioxid, Feinstaub (Größenklassen PM10 und PM2,5) sowie Benzol einbezogen.

Zur Bewertung der Gesamtbelastung werden ergänzend auch die Luftschadstoffemissio- nen vom maßgebenden Straßenverkehrsnetz und die vorhandenen großräumigen Hinter- grundbelastungen auf Grundlage aktueller Messergebnisse der Lufthygienischen Überwa- chung Schleswig-Holstein berücksichtigt.

Die vorliegende Untersuchung basiert weitgehend auf den Grundlagen einer vorhergehen- den Untersuchung [65], die im Rahmen des Planfeststellungsverfahrens zum Ausbau der Oststrecke des Nord-Ostsee-Kanals erstellt wurde.

2. Örtliche Situation

Die Schleusenanlage befindet sich in der Stadt Kiel zwischen den Ortsteilen Kiel-Holtenau im Norden und Kiel-Wik im Süden. Sie liegt am Nord-Ostsee-Kanal (NOK) bei Kanalkilome- ter 98,0 und verbindet den NOK mit der Kieler Förde und der Ostsee.

Der Nord-Ostsee-Kanal und die Schleusenkammern verlaufen in west-östlicher Richtung.

Von Norden nach Süden betrachtet gliedert sich die Gesamtanlage wie folgt:

• nördliches Förde-Ufer im Ortsteil Kiel-Holtenau;

• Entwässerungskanal mit Betriebshafen des WSA;

• Schleuseninsel mit Verwaltungs- und Betriebsgebäuden des WSA;

• Kleine Schleuse (zwei kleine Schleusenkammern);

• Mittelinsel mit dem Bauhof des WSA;

(7)

• Große Schleuse (zwei große Schleusenkammern);

• südliches Förde-Ufer im Ortsteil Kiel-Wik.

Die Schleusenanlage Kiel-Holtenau liegt an öffentlichen Verkehrswegen. Die Zufahrt zur Kleinen Schleuse erfolgt von Norden her über die Kanalstraße und eine Brücke über den Entwässerungskanal zur Straße „Schleuseninsel“. Dort befinden sich auch die Verwal- tungsgebäude des WSA Kiel-Holtenau. Die Große Schleuse kann von der Südseite unmit- telbar mit LKW aus Kiel-Wik erreicht werden.

Die Schleusenanlage ist auf dem Wasserweg über den NOK aus westlicher Richtung und über die Kieler Förde bzw. Ostsee aus östlicher Richtung erreichbar. Schiffe können för- deseitig an Anlegestellen nördlich der Kleinen Schleuse festmachen. NOK-seitig stehen Anlegestellen im nördlichen Einfahrtsbereich der Kleinen Schleuse zur Verfügung.

Die Mittelinsel zwischen der Kleinen Schleuse und der Großen Schleuse ist NOK-seitig über einen festen Fähranleger erreichbar. Der Anleger wurde für Baustellentransporte für den Neubau des Versorgungsdükers errichtet und steht auch nach der Bauzeit dauerhaft zur Verfügung. Das Gegenstück des Anlegers auf der Mittelinsel wird zu Beginn der Schleu- senbaumaßnahme im Bereich südwestlich der Großen Schleuse geschaffen. Die beste- henden Wege auf der Schleuseninsel sind überwiegend befestigt.

Die nächstgelegene schutzbedürftige Nutzung befindet sich in folgenden Bereichen:

Wohnbebauung nördlich der Kanalstraße, zwischen Wittenbrook, Apenrader Straße, Richthofenstraße und Köhlstraße (Immissionsort IO 8): Dieser Bereich liegt im Gel- tungsbereich des Bebauungsplans Nr. 708.

Wohnbebauung nördlich der Kanalstraße, östlich Apenrader Straße, westlich Kanal- straße sowie im weiteren Stadtteil Holtenau (Immissionsorte IO 1 bis IO 7 und IO 9 bis IO 14): Diese Bereiche sind gemäß Flächennutzungsplan der Landeshauptstadt Kiel als Wohnbauflächen dargestellt. Rechtskräftige Bebauungspläne liegen nicht vor.

Bebauung nördlich des NOK am Tiessenkai und nördlich angrenzend im Uferbereich der Förde sowie am südlichen Ufer des NOK und an der Förde: Diese Bereiche sind gemäß Flächennutzungsplan als Sonderbauflächen Hafenanlage eingestuft.

Wohnbebauung auf der Südseite des Nord-Ostsee-Kanals in Kiel-Wik westlich der Schleusenstraße (Immissionsort IO 15): Dieser Bereich ist gemäß Bebauungsplan Nr. 850 der Landeshauptstadt Kiel überwiegend als Mischgebiet (MI) festgesetzt. Im westlichen Teilbereich sind auch Flächen für Dauerkleingärten und Sportanlagen, im südlichen Bereich auch Sondergebiete für Hochschule und Forschung festgesetzt.

Bebauung auf der Südseite des Nord-Ostsee-Kanals in Kiel-Wik östlich der Schleusen- straße, nördlich Schleiweg, im Bereich der Straße Am Kiel-Kanal Kanal (Immissionsort IO 16): Dieser Bereich ist gemäß Bebauungsplan Nr. 874a der Landeshauptstadt Kiel als Gewerbegebiet (GE) festgesetzt (entspricht gemäß AVV Baulärm Gebieten, in de- nen vorwiegend gewerbliche Anlagen untergebracht sind).

(8)

Tabelle 1: Immissionsorte

Bebauung auf der Südseite des Nord-Ostsee-Kanals in Kiel-Wik östlich des Geltungs- bereiches des Bebauungsplans Nr. 874a, entlang Weimarer Straße, Rostocker Straße und Herthastraße (Immissionsort IO 20): Dieser Bereich ist gemäß Flächennutzungs- plan als gemischte Baufläche eingestuft. Daran angrenzend sind gemäß Flächennut- zungsplan Bundeswehrflächen vorhanden.

Bebauung auf der Südseite des Nord-Ostsee-Kanals östlich Mecklenburger Straße so- wie westlich angrenzende Bereiche (Immissionsorte IO 17 bis IO 19): Hier liegt gemäß Bebauungsplan Nr. 968 eine Nutzung als Gewerbegebiet (GE) vor. Gemäß Flächen- nutzungsplan ist dies auch für die benachbarten Flächen gegeben.

Die nächstgelegenen Wohngebiete südlich des Nord-Ostsee-Kanals sind an der Prinz- Heinrich-Straße, Adalbertstraße und Holtenauer Straße vorhanden (Immissionsorte IO 21 bis IO 24): Der Bereich zwischen Prinz-Heinrich-Straße und Holtenauer Straße liegt im Geltungsbereich des Bebauungsplans Nr. 694 mit einer Ausweisung als allge- meines Wohngebiet. Für die weiteren Wohnnutzungen liegen keine Bebauungspläne vor, gemäß Flächennutzungsplan sind hier Wohnbauflächen vorhanden.

Sp 1 2 3 4

1 IO 1 Kanalstraße 67 2 WA

2 IO 2 Kanalstraße 55 3 WA

3 IO 3 Kanalstraße 50 2 WA

4 IO 4 Kanalstraße 45 4 WA

5 IO 5 Kanalstraße 38 6 WA

6 IO 6 Kanalstraße 32a 4 WA

7 IO 7 Johann-Sump-Straße 8a-b 6 WA

8 IO 8 Kanalstraße 25b 3 WA

9 IO 9 Kanalstraße 20 4 WA

10 IO 10 Kanalstraße 15 4 WA

11 IO 11 Kanalstraße 8 3 WA

12 IO 12 Gravensteiner Straße 121 3 WA

13 IO 13 Friedrich-Voß-Ufer 14 2 WA

14 IO 14 Friedrich-Voß-Ufer 38 2 WA

15 IO 15 Auberg 70 4 MI

16 IO 16 Am Kiel-Kanal 44 2 GE

17 IO 17 Maklerstraße 8 2 GE

18 IO 18 Mecklenburger Straße 50 4 GE

19 IO 19 Mecklenburger Straße 41 4 GE

20 IO 20 Herthastraße 36 4 MI

21 IO 21 Adalbertstraße 31 5 WA

22 IO 22 Holtenauer Straße 364 6 WA

23 IO 23 Holtenauer Straße 353 9 WA

24 IO 24 Tingleffer Straße 19 2 WA

25 IO 25 Tonderner Straße 16-18 2 WR

Ze

Immissionsort

Bezeichnung Adresse Zahl der

Geschosse Gebiet

(9)

Wohnbebauung nördlich Tonderner Straße (Immissionsort IO 25): Hier liegt gemäß Be- bauungsplan Nr. 408 eine Nutzung als reines Wohngebiet (WR) vor.

Für die Büronutzung auf der Schleuseninsel ist festzustellen, dass diese überwiegend dem WSA zuzurechnen ist und gegenüber der eigenen Baumaßnahme als nicht schutz- bedürftig anzusehen ist. Bei Bedarf können geeignete Maßnahmen ergriffen werden.

Die Nutzungsverträge für von Dritten genutzte Liegenschaften (Gebäude der Bundes- polizei, Kanalsteuerer, Lotsen, Seemannsmission, Wohnmobilpark) auf dem Schleu- sengelände enthalten Bedingungen, die die uneingeschränkte Duldung von betriebs- und baustellenbedingten Beeinträchtigungen umfassen. Dementsprechend stellen diese keine schutzbedürftigen Nutzungen dar.

Die genauen örtlichen Gegebenheiten sind den Plänen der Anlage A 1 zu entnehmen.

3. Untersuchungsrahmen

Folgende Zustände wurden im Rahmen dieser Untersuchung einbezogen:

Prognose-Planfall 1:

o Betrieb aller vier Schleusenkammern;

o Prognoseverkehrsbelastungen für den Schiffsverkehr auf dem Nord-Ostsee- Kanal (Bezugsjahr 2025) nach Umsetzung des geplanten Ausbaus der Ost- strecke des NOK;

o Belegung der Liegeplätze am Nord-Ostsee-Kanal;

o Verkehrsbelastungen der verkehrsreichen Straßen im Untersuchungsgebiet (Prognosehorizont 2025/30);

Prognose-Planfall 2:

o Betrieb ausschließlich über die großen Schleusenkammern;

o Prognoseverkehrsbelastungen für den Schiffsverkehr auf dem Nord-Ostsee- Kanal (Bezugsjahr 2025) nach Umsetzung des geplanten Ausbaus der Ost- strecke des NOK;

o Belegung der Liegeplätze am Nord-Ostsee-Kanal;

o Verkehrsbelastungen der verkehrsreichen Straßen im Untersuchungsgebiet (Prognosehorizont 2025/30);

Prognose-Planfall 3:

o Betrieb von drei Schleusenkammern bei Ausfall bzw. Ertüchtigung einer gro- ßen Schleusenkammer;

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o Prognoseverkehrsbelastungen für den Schiffsverkehr auf dem Nord-Ostsee- Kanal (Bezugsjahr 2025) nach Umsetzung des geplanten Ausbaus der Ost- strecke des NOK;

o Belegung der Liegeplätze am Nord-Ostsee-Kanal;

o Verkehrsbelastungen der verkehrsreichen Straßen im Untersuchungsgebiet (Prognosehorizont 2025/30);

Bauphase (nur Staubimmissionen):

o repräsentativer Baubetrieb (Aushub, Abbruch, Aufbereitung und Betonie- rung), ungünstigstes Jahr im Hinblick auf die Staubemissionen;

o Betrieb ausschließlich über die großen Schleusenkammern;

o Prognoseverkehrsbelastungen für den Schiffsverkehr auf dem Nord-Ostsee- Kanal (Bezugsjahr 2025) nach Umsetzung des geplanten Ausbaus der Ost- strecke des NOK;

o Belegung der Liegeplätze am Nord-Ostsee-Kanal;

o Verkehrsbelastungen der verkehrsreichen Straßen im Untersuchungsgebiet (Prognosehorizont 2025/30).

4. Luftschadstoffquellen

4.1. Verbrennungsmotoren

Durch Verbrennungsprozesse in Verbrennungsmotoren entstehen Abgase, die zu Luftver- unreinigungen führen. Zu diesen primären Luftschadstoffen, die Bestandteil der Abgase sind, zählen im Wesentlichen:

Stickoxide (in der Regel angegeben als NOX: Summe aus Stickstoffmonoxid NO und Stickstoffdioxid NO2),

Kohlenmonoxid (CO),

Schwefeldioxid (SO2),

Kohlenwasserstoffe (HC, darunter Benzol (C6H6), Toluol (C7H8) und Xylole (C8H10)),

Partikel (PM, darunter Dieselruß und Feinstaub) und

Blei (Pb).

Die Stickoxide im Abgas setzen sich in der Regel zu mehr als 90 % aus Stickstoffmonoxid (NO) und weniger als 10 % aus Stickstoffdioxid (NO2) zusammen. Bei Dieselfahrzeugen mit Katalysatortechnik kann der Anteil an NO2 auch deutlich höher liegen. Auf dem Ausbrei- tungsweg in der Atmosphäre wird das Stickstoffmonoxid zu Stickstoffdioxid oxidiert, wobei

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eine Vielzahl von chemischen Reaktionen möglich ist. Der wichtigste Umwandlungsprozess von NO in der Atmosphäre ist die Oxidation durch Ozon (O3). Die Reaktion läuft relativ schnell ab, so dass im straßennahen Bereich ein großer Teil des als natürliches Spurengas in der Luft vorhandenen Ozons aufgebraucht wird. Bei Sonnenlicht kann sich NO2 durch Photolyse wieder in NO und O3 umwandeln.

Für das Kohlenmonoxid liegen aufgrund zahlreicher Wirkungsuntersuchungen Immissions- werte als Grenz- und Vorsorgewerte vor. Sie liegen jedoch im Vergleich zu den Messwerten so hoch, dass CO im Freien keine kritische Komponente ist.

In den Kohlenwasserstoffen ist eine Vielzahl von Stoffen enthalten, die die unterschiedlichs- ten Wirkungsspektren aufweisen. Derzeit sind bis zu 200 organische Stoffe im Abgas be- kannt. Darunter befinden sich auch das Benzol sowie die Gruppe der flüchtigen Kohlen- wasserstoffverbindungen (VOC). Aufgrund der unterschiedlichen Wirkungsspektren ist die Summe der Kohlenwasserstoffe einer Bewertung nicht zugänglich. Stellvertretend erfolgt eine Beurteilung anhand des in den Kohlenwasserstoffen enthaltenen Benzols.

Die Schadstoffkomponenten Blei und Schwefeldioxid verlieren mit zunehmendem Einsatz bleifreier und schwefelarmer Kraftstoffe für den Straßenverkehr immer mehr an Bedeutung und können daher bei der Bewertung einer Immissionssituation vernachlässigt werden. Für den Schiffsverkehr werden schwefelhaltige Kraftstoffe verwendet, somit muss Schwefeldi- oxid bei der Immissionsprognose für den Schiffsverkehr berücksichtigt werden.

Eine weitere Komponente im Abgas von Verbrennungsmotoren stellen die Partikel dar (Staub). Bei den mit dem Abgas von Motoren emittierten Partikelemissionen handelt es sich aktuellen Erkenntnissen entsprechend vollständig um Feinstaub PM2,5 (Partikeldurchmes- ser kleiner als 2,5 µm), der im Feinstaub PM10 (Partikeldurchmesser kleiner als 10 µm) enthalten ist.

Die Staubemissionen der Abgase beinhalten auch die Dieselrußemissionen. Aufgrund der Emissionsminderungen an modernen Dieselmotoren ist in den letzten Jahren zwar eine Abnahme der Emissionsfaktoren (angegeben als Gramm pro Kilometer) zu verzeichnen.

Diese Abnahme wird jedoch teilweise durch eine stetige Zunahme der Fahrzeuge mit Die- selantrieb kompensiert. Hinsichtlich der Korngrößenverteilungen der Dieselrußpartikel ist anzumerken, dass einige Untersuchungen Hinweise auf einen nicht unerheblichen Teil an kleinen und sehr kleinen Teilchen auch bei modernen Abgaskonzepten ergeben haben.

Hierzu sind jedoch weitere systematische Untersuchungen erforderlich, auch im Hinblick auf den Einsatz von Partikelfiltern. Bezüglich der Schiffsabgase ist Dieselruß eine deutlich sichtbare Schadstoffkomponente, insbesondere bei den An- und Ablegemanövern.

Ein weiterer Bestandteil des Abgases ist das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung fossiler Energieträger als Endprodukt entsteht. Da es bereits zum Teil in der Luft vorhanden ist, wird es nicht unmittelbar als „Luftschadstoff” bezeichnet. Kohlendioxid wird jedoch als kli- marelevantes Gas für den Treibhauseffekt mit verantwortlich gemacht, so dass es in diesem Zusammenhang von Interesse ist. In der vorliegenden Untersuchung erfolgt daher eine Bi- lanzierung der Kohlendioxidemissionen.

(12)

4.2. Weitere Emissionsquellen

Durch die Aufwirbelung von Staub durch das Fahren von Fahrzeugen auf Straßen ist eine weitere maßgebliche Quelle für Feinstaubemissionen gegeben. Hierbei ist nach befestigten und unbefestigten Fahrwegen zu unterscheiden.

Des Weiteren können durch den Reifen-, Bremsbelag und Straßenabrieb Stäube emittiert werden. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um gröbere Partikel. Der PM10-Anteil wird in der Literatur mit ca. 10 % abgeschätzt. Der Reifenabrieb ist in den Emissionsfaktoren der Staubaufwirbelung implizit enthalten, so dass weitergehende Untersuchungen – auch an- gesichts des geringen Feinstaubanteils – hier nicht erforderlich sind.

5. Beurteilungsgrundlagen

5.1. Immissionsgrenzwerte

Die Beurteilung von Luftverunreinigungen erfolgt anhand der Immissionswerte aus den gel- tenden Regelwerken (39. BImSchV, EU-Richtlinien, TA Luft).

Die Umsetzung der Luftqualitätsrichtlinie 2008/50/EG [7] der Europäischen Union in natio- nales Recht wurde mit der Neuaufstellung der 39. BImSchV [4] vorgenommen.

Die erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Techni- sche Anleitung zur Reinhaltung der Luft –TA Luft [5] dient zum Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen und der Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen.

Diese Vorschriften sind im Rahmen von Genehmigungsverfahren von Anlagen sowie bei nachträglichen Anordnungen zu beachten. Für verkehrsbedingte Immissionen ist sie nicht anzuwenden, da diese nicht im Geltungsbereich der TA Luft enthalten sind.

In der Tabelle 1 sind die aktuellen Grenz-, Leit-, und Vorsorgewerte zum Schutz des Men- schen aufgeführt.

Bezüglich der Stickstoffdioxid-Immissionen wurde für den Jahresmittelwert in der Neufas- sung der 39. BImSchV und der TA Luft ein Grenzwert von 40 µg/m³ festgesetzt.

Seit 2010 werden gemäß 39. BImSchV die Spitzenbelastungen der Stickstoffdioxid-Immis- sionen mit einem Kurzzeitbelastungswert von 200 µg/m³ beurteilt, der als Stundenmittel 18- mal pro Jahr überschritten werden darf. Dieser Immissionswert wurde auch in die aktuell geltende Fassung der TA Luft übernommen.

Die Berechnung der Überschreitungshäufigkeit des NO2-Stundenmittelwertes kann anhand einer Berechnungsfunktion gemäß RLuS 2012 [33] bestimmt werden. Hierzu wurden vom Ingenieurbüro Lohmeyer landesweite Messdaten der Jahre 2000 bis 2009 ausgewertet.

Demnach ist eine Überschreitung der pro Jahr 18 erlaubten NO2-Stundenmittelwerte erst ab einem NO2-Jahresmittelwert von 57 µg/m³ eingetreten.

(13)

Tabelle 1: Beurteilungsrelevante Immissionswerte [µg/m3] zum Schutz des Menschen (wenn nicht anders angegeben)

Für den Schutz der Vegetation ist auch eine Bewertung der gesamten Stickoxide (NOx) vorgesehen. Gemäß 39. BImSchV beträgt der Grenzwert für den Jahresmittelwert der NOx- Konzentrationen 30 µg/m³. Dieser Wert wurde auch in die TA Luft übernommen. Der Grenz- wert zum Schutz der Vegetation ist jedoch gemäß 39. BImSchV nur an Messstellen einzu- halten, die mehr als 20 km von Ballungsräumen oder 5 km von anderen bebauten Gebieten, Industrieanlagen oder Straßen entfernt sind. Im vorliegenden Fall eines innerstädtischen Einwirkbereiches ist dieser Grenzwert nicht maßgebend.

Für die Schwefeldioxid-Belastungen sind in der 39. BImSchV zum Schutz des Menschen nur Kurzzeitbelastungswerte festgelegt: Der 1-Stunden-Grenzwert beträgt 350 µg/m³ bei 24

Wert

[µg/m³] Quelle Charakter

NOx Jahresmittel 30 39. BImSchV Schutz der Vegetation abseits von Ballungszentren

Jahresmittel 40 39. BImSchV Grenzwert

200 39. BImSchV Grenzwert, max. 18

Überschreitungen im Jahr

200 TA Luft Immissionswert, max. 18

Überschreitungen im Jahr

Jahresmittel 50 TA Luft Immissionswert

20 39. BImSchV

20 TA Luft

39. BImSchV Grenzwert, max. 3 Überschreitungen im Jahr TA Luft Immissionswert, max. 3

Überschreitungen im Jahr 39. BImSchV Grenzwert, max. 24

Überschreitungen im Jahr TA Luft Immissionswert, max. 24 Überschreitungen im Jahr

5 39. BImSchV Grenzwert

5 TA Luft Immissionswert

5 LAI Vorsorgewert

40 39. BImSchV Grenzwert

40 TA Luft Immissionswert

50 39. BImSchV Grenzwert, max. 35

Überschreitungen im Jahr

50 TA Luft Immissionswert, max. 35

Überschreitungen im Jahr Luftschadstoff

Immissionswerte

NO2

1 Stunde

SO2

Jahr und Winter

Schutz von Ökosystemen abseits von Ballungszentren

24 Stunden 125

1 Stunde 350

Benzol Jahresmittel

Feinstaub (PM10)

Jahresmittel

24 Stunden

Feinstaub

(PM2,5) Jahresmittel 25 39. BImSchV Grenzwert

(14)

zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr, der 24-Stunden-Grenzwert 125 µg/m³ bei 3 zugelassenen Überschreitungen im Jahr.

In der TA Luft wurden für SO2 die ab 2005 einzuhaltenden Grenzwerte übernommen. Zu- sätzlich wurde ein Immissionswert zum Schutz des Menschen von 50 µg/m³ im Jahresmittel festgelegt.

Ergänzend wurde in der 39. BImSchV für Schwefeldioxid zum Schutz von Ökosystemen für das Kalenderjahr und das Winterhalbjahr (1. Oktober bis 31. März) ein Grenzwert von 20 µg/m³ eingeführt. Der Grenzwert zum Schutz von Ökosystemen ist gemäß 39. BImSchV nur an Messstellen einzuhalten, die mehr als 20 km von Ballungsräumen oder 5 km von anderen bebauten Gebieten, Industrieanlagen oder Straßen entfernt sind. Im vorliegenden Fall eines städtischen Untersuchungsgebietes ist dieser Grenzwert nicht relevant.

In Bezug auf Schwebstaubbelastungen werden Partikel mit aerodynamischen Durchmes- sern von 10 µm und kleiner bzw. von 2,5 µm und kleiner unterschieden (Bezeichnung PM10

– Particulate Matter 10 µm und PM2,5 – Particulate Matter 2,5 µm).

Im Rahmen der 39. BImSchV wurde für den Jahresmittelwert der PM10-Feinstaubimmissio- nen ein Grenzwert von 40 µg/m³ festgelegt. Der 24-Stunden-Mittelwert der PM10-Immissio- nen darf zusätzlich einen Grenzwert von 50 µg/m³ nicht öfter als 35-mal überschreiten.

Mathematisch entsprechen 35 Überschreitungen des Tagesmittelwerts der Bestimmung des 90,4-Perzentils der Tagesmittelwerte. Die Anzahl der Grenzwert-Überschreitungen kann rechnerisch durch Zeitreihenberechnungen oder aus geeigneten Korrelationen zum Jahresmittelwert prognostiziert werden.

In Abbildung 1 sind die Jahresmittelwerte gegenüber der Anzahl von Tagen mit Tagesmit- telwerten größer als 50 µg/m³ dargestellt, wie sie in den Jahren 2001 bis 2015 an verschie- denen Messstationen der Luftüberwachung Schleswig-Holstein ermittelt wurden. Es zeigt sich, dass die zulässige Zahl von 35 Tagen im Jahr erst bei Jahresmittelwerten von 29 µg/m³ und mehr überschritten wurde.

Zur Ermittlung der Überschreitungshäufigkeiten der Tagesmittelwerte aus den Jahresmit- telwerten der PM10-Gesamtbelastungen stehen verschiedene Ansätze zur Verfügung:

„best fit“: Im Rahmen eines Forschungsprojektes für die Bundesanstalt für Straßenwe- sen (BASt, 2005 [51]) wurde aus zahlreichen Messdatensätzen aus den Jahren 1999 bis 2003 eine gute Korrelation zwischen der Anzahl der Tage mit PM10-Tagesmittel- werten größer als 50 µg/m³ und dem PM10-Jahresmittelwert gefunden und eine Re- gressionskurven nach der Methode der kleinsten Quadrate ermittelt.

„best fit + sigma“: Weiterhin ist die mit einem Sicherheitszuschlag von einer Stan- dardabweichung erhöhte Funktion dargestellt.

RLuS 2012 [33]: Im Bericht „PM10-Emissionen an Außerortsstraßen“ von der Bundes- anstalt für Straßenwesen (BASt, 2005) wird die Anwendung eines Sicherheitszuschla- ges von zwei Sigma (jahresmittelwertabhängig) für die Umrechnung von PM10-Jahres- mittelwerten auf Überschreitungshäufigkeiten vorgeschlagen.

(15)

Abbildung 1: Zusammenhang zwischen Jahresmittelwerten und Anzahl von Tagen mit Tagesmittelwerten größer als 50 µg/m³ der Feinstaub(PM10)-Belastungen an Messstationen der Luftüberwachung Schleswig-Holstein

UMK 2004 [52]: Die Arbeitsgruppe ,,Umwelt und Verkehr’’ der Umweltministerkonfe- renz (UMK) stellte im Oktober 2004 aus den ihr vorliegenden Messwerten der Jahre 2001 bis 2003 eine entsprechende Funktion für einen „best fit“ vor. Diese Funktion zeigt einen vergleichbaren Verlauf wie der o.g. ,,best fit’’.

Aus dem Vergleich mit den Messwerten in Schleswig-Holstein ergibt sich für die relevanten Häufigkeiten der Überschreitungstage die beste Übereinstimmung mit dem Ansatz „best fit + sigma“.

Weiterhin wurde von der EU die Einführung eines Grenzwertes für Feinstäube mit einem aerodynamischen Durchmesser von 2,5 µm und kleiner (PM2,5) beschlossen [7]. Für den Jahresmittelwert der PM2,5-Feinstaubbelastungen ist dementsprechend in der 39. BImSchV ein Grenzwert von 25 µg/m³ festgelegt.

Für Dieselruß sind keine eigenen Grenzwerte in Kraft. Der gesundheitsrelevante Feinstau- banteil ist jedoch im Feinstaub (PM10 und PM2,5) enthalten, so dass frühere Vorsorgewerte des LAI zurückgezogen wurden.

Für Benzol wurden in der 39. BImSchV ein Grenzwert bzw. in der TA Luft ein Immissions- wert von je 5 µg/m³ festgesetzt.

Weitere Luftschadstoffkomponenten wie z.B. Kohlenmonoxid und Blei sind für eine Bewer- tung von straßenverkehrsbedingten Immissionen im Freien nicht bzw. nicht mehr relevant.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Anzahl der Tage mit Tagesmittelwerten > 50 µg/m³

Jahresmittelwert in µg/m³ Messergebnisse (2001-2015)

best fit best fit + sigma RLuS 2012 UMK 2004

Feinstaub(PM10) in Schleswig-Holstein

(16)

5.2. Anwendung der 39. BImSchV

Bei der Beurteilung und dem Vergleich mit den Grenzwerten der 39. BImSchV ist zu beach- ten, dass die Einhaltung der Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit nur in Gebieten erforderlich ist, die repräsentativ für einen hinreichend großen Untersuchungs- raum sind.

Gemäß Nr. A.2 der Anlage 2 zur 39. BImSchV wird die Einhaltung der zum Schutz der menschlichen Gesundheit festgelegten Immissionsgrenzwerte an folgenden Orten nicht be- urteilt:

a) an Orten innerhalb von Bereichen, zu denen die Öffentlichkeit keinen Zugang hat und in denen es keine festen Wohnunterkünfte gibt;

b) nach Maßgabe von § 1 Nummer 20 der 39. BImSchV auf dem Gelände von Arbeitsstät- ten, für die alle relevanten Bestimmungen über Gesundheit und Sicherheit am Arbeits- platz gelten;

c) auf den Fahrbahnen der Straßen und, sofern Fußgänger und Fußgängerinnen für ge- wöhnlich dorthin keinen Zugang haben, auf dem Mittelstreifen der Straßen.

Der aktuellen Auslegung der 39. BImSchV durch die Immissionsschutzbehörden entspre- chend sind die Grenzwerte für die Jahresmittelwerte nur an Orten einzuhalten, die dem ständigen Aufenthalt von Personen dienen. In Bereichen, wo sich Personen nur vorüberge- hend aufhalten (z.B. Gehwege und öffentliche Freiflächen), sind lediglich die Grenzwerte der entsprechenden Kurzzeitbelastungen zu beachten.

Die Größe der Beurteilungsgebiete ist in Nr. B.1.b) der Anlage 3 zur 39. BImSchV wie folgt definiert:

„Der Ort von Probenahmestellen ist im Allgemeinen so zu wählen, dass die Messung von Umweltzuständen, die einen sehr kleinen Raum in ihrer unmittelbaren Nähe betreffen, ver- mieden wird. Dies bedeutet, dass der Ort der Probenahmestelle so zu wählen ist, dass die Luftproben – soweit möglich – für die Luftqualität eines Straßenabschnitts von nicht weniger als 100 Meter Länge bei Probenahmestellen für den Verkehr und nicht weniger als 250 Meter x 250 Meter bei Probenahmestellen für Industriegebiete repräsentativ sind.“

Dieses Kriterium gilt gemäß Nummer A.1 der Anlage 3 zur 39. BImSchV auch für die Be- stimmung der spezifischen Orte, wenn die Luftqualität durch orientierende Messungen oder Modellrechnungen beurteilt wird.

Dementsprechend sind kleinräumig auftretende Grenzwertüberschreitungen an Straßenab- schnitten mit einer Ausdehnung von weniger als 100 Metern nicht beurteilungsrelevant.

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6. Emissionen

6.1. Schiffsverkehr

6.1.1. Schiffsfahrten und Liegezeiten

Für den Schiffsverkehr auf dem Nord-Ostsee-Kanal (NOK) und der Schleuse Kiel-Holtenau werden Prognosezahlen für das Jahr 2025 zugrunde gelegt, wobei die geplante Ausbau- stufe 3 des NOK als Grundlage für die Schiffszahlen benutzt wurde.

In Abstimmung mit dem WSA Kiel-Holtenau erfolgt die Betrachtung auf Grundlage der ak- tuellen Verkehrsprognose von 2009 [60], diese enthält Verkehrsprognosen für 2025 (her- angezogen wird der „Basisfall“). Prognosezahlen für spätere Jahre liegen nicht vor. Mit dem geplanten Ersatz der beiden kleinen Schleusenkammern ist nicht mit einer vorhabenbe- dingten Zunahme des Schiffsverkehrs auf dem NOK zu rechnen, so dass die Zahlen 2025 weiterhin Bestand haben. Neben der Berufsschifffahrt wurden auch Sportboote einbezo- gen, Zahlen hierzu sind ebenfalls in [60] enthalten. Eine Zusammenstellung der Schiffszah- len zeigt die Anlage A 2.1.

Für die Belegung der Liegeplätze und Häfen (Nordhafen, UTG (ehemals Bomin), Dalben- liegeplätze Nordhafen, Dalbenliegeplätze Binnenhafen, WSA Betriebshafen und Sicher- heitshafen Kiel-Holtenau) wurden Schiffszahlen und deren Liegezeiten vom Wasserstra- ßen- und Schifffahrtsamt Kiel-Holtenau aus den Jahren 2004 bis 2016 ausgewertet [61]. Es zeigt sich, dass die verschiedenen Häfen in den betrachteten Jahren sehr unterschiedlich ausgelastet waren. Teilweise lagen in vereinzelten Jahren ungewöhnlich lange Liegezeiten vor, die erfahrungsgemäß nicht mit dem normalen Hafenbetrieb verbunden sind, sondern durch nicht ausgelastete auf Reede liegende Schiffe bedingt waren. In der vorliegenden Untersuchung wurde zur sicheren Seite eine gute Auslastung der Liegeplätze zugrunde gelegt, ohne die absoluten nicht repräsentativen Spitzenbelastungen einzubeziehen. Daher wurde für jeden einzelnen Hafen bzw. Liegeplatzbereich das 90 %-Quantil der jährlichen Schiffszahlen und Liegezeiten herangezogen. Für den Sicherheitshafen Kiel erfolgte dage- gen nur eine Auswertung der Jahre 2007 bis 2016, da die früheren Jahre ebenfalls aufgrund der damaligen sehr langen Liegezeiten für den aktuellen Betrieb nicht repräsentativ sind.

Für die Schiffe am WSA Betriebshafen sind ebenfalls sehr lange Liegezeiten vorhanden.

Da hier im Wesentlichen die Arbeitsschiffe des Wasserstraßen- und Schifffahrtsamtes fest- gemacht werden, ist nicht davon auszugehen, dass die Maschinen während der gesamten Liegezeit in Betrieb sind. Im Folgenden wurde daher davon ausgegangen, dass je Schiffs- liegezeit ein achtstündiger Betrieb der Maschinen erfolgt. Die Ansätze sind in der Anlage A 2.2 zusammengestellt.

Für den Betrieb der Schleusenanlage Kiel-Holtenau für den Prognose-Planfall 1 wurden Angaben aus der Verkehrsprognose [60] zugrunde gelegt (vgl. Anlage A 2.3.1). Darin sind Angaben zur Belegung der Kleinen Schleuse und Großen Schleuse sowie zu den Warte- zeiten enthalten (s. Anlage A 2.3). Die tatsächliche Aufenthaltsdauer in den Schleusen (Schleusenzeit) wurde gemäß [63] zu etwa 20 Minuten für die Kleine Schleuse und 35 Mi- nuten für die Große Schleuse angesetzt. Für die weiteren Planfälle ist davon auszugehen,

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dass ein störungsfreier Schleusenbetrieb weiterhin möglich ist und sich keine anderen War- tezeiten ergeben.

Die in [60] noch zugrunde gelegte Nutzlänge der Schleusenkammern von 125 m wird im Rahmen des Ersatzneubaus auf 155 m verlängert. Zudem erhalten die neuen Kammern einen Rechteckquerschnitt. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass größere Schiffe als bis- her die Kleine Schleuse nutzen können.

Die Baulänge der das Verkehrsaufkommen bestimmenden Verkehrsgruppe 3 (ca. 50 % des Berufsschiffsverkehrs) beträgt zwischen 65 und 140 m Länge über alles. Eine Belegung der Kleinen Schleuse mit zwei oder mehr Schiffen der Berufsschifffahrt, die signifikant für Lärm- und Luftschadstoffemissionen sein können, findet daher nicht statt.

Im Prognose-Planfall 2 ohne Betrieb der kleinen Schleusenkammern wurde der Schiffsver- kehr der Kleinen Schleuse zu je 50 % auf die beiden großen Schleusenkammern umgelegt (vgl. Anlage A 2.3.2).

Im Prognose-Planfall 3 bei Betrieb einer einzigen großen Schleusenkammer erfolgte eine Umlegung der Schiffe auf die verbleibenden drei Schleusenkammern (vgl. Anlage A 2.3.3).

Dabei mussten die großen Schiffe (Verkehrsgruppen VG5 und VG6) auf die verbleibende große Schleusenkammer gelegt werden. Die Gesamtzahl an Schiffen in der verbleibenden großen Schleusenkammer wurde etwa auf die Zahl im Regelbetrieb (Planfall 1) begrenzt.

Die weiteren Schiffe wurden auf die kleinen Schleusenkammern umgelegt. Dieser Ansatz liegt im Bereich der nächstgelegenen Wohnbebauung (Kiel-Holtenau) auf der sicheren Seite, da eine deutliche Zunahme des Schiffsverkehrs in den beiden kleinen Schleusen- kammern eingerechnet wurde. Dies umfasst auch mögliche Zunahmen durch die Verlän- gerung der Kleinen Schleuse.

Aus den zusammengestellten Daten für die Schiffsfahrten wurde ein Jahresmodell entwi- ckelt (8760 Stunden). Für die Schiffspassagen auf dem Nord-Ostsee-Kanal und dem Schleusenverkehr wurde vereinfachend eine gleichmäßige Verteilung über den Tag und das Jahr angenommen. Für die Belegung der Liegeplätze in den Häfen am NOK wurden für die jeweiligen Schiffsklassen und Schiffsgrößen mit den jeweiligen Liegezeiten über das Jahr weitgehend gleichmäßig verteilt. Für die Emissionen der Sportboote wurde der Jah- resgang aus [60] berücksichtigt.

6.1.2. Emissionsfaktoren

Die Emissionen aus dem Schiffsverkehr ergeben sich durch die Fahrten auf dem Nord- Ostsee-Kanal und der Kieler Förde, die An- und Abfahrten von/zu den Schleusen, die War- tezeiten der Schiffe vor und innerhalb der Schleusen sowie die Liegezeiten in den Häfen.

Die Energieversorgung eines Schiffes erfolgt in der Regel durch drei bis vier verschiedene Aggregattypen:

Hauptmaschine(n) (Antriebsmotor für Propeller und Wellengenerator): Dauerbetrieb auf See, Teillastbetrieb beim Manövrieren und der Revierfahrt,

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Hilfsdiesel (2 bis 4 Maschinen, elektrische Versorgung): Auf See laufen die Hilfsdiesel nicht, wenn es einen Wellengenerator/Verstellpropeller gibt, Teil- oder Volllastbetrieb beim Manövrieren und der Revierfahrt;

Abgaskessel (nicht immer installiert, Wärmeerzeugung): Läuft auf See mit Abgasen von Haupt- und Hilfsmotoren, Teillastbetrieb beim Manövrieren und der Revierfahrt;

Hilfskessel (Wärmeerzeugung): Läuft auf See meist nicht, Teillastbetrieb beim Manöv- rieren und der Revierfahrt,

Einige neuere Schiffe sind mit einem dieselelektrischen Generator ausgerüstet, der elektri- schen Strom erzeugt, mit dem sowohl der Antrieb als auch die Stromversorgung an Bord erfolgt. Hilfsdiesel sind bei diesen Schiffen nicht installiert.

Die Größe der Abgasemissionen lässt sich mithilfe von motorspezifischen Emissionsfakto- ren ermitteln, die üblicherweise in Bezug auf die erbrachte Motorleistung oder den Treib- stoffverbrauch angegeben werden. Zur Berechnung der Emissionen sind daher neben den Emissionsfaktoren auch Angaben über den Betriebszustand der Antriebsaggregate erfor- derlich, insbesondere zur Auslastung. Da sowohl die Emissionsfaktoren als auch die Aus- lastungsgrade je nach Betriebszustand, Motorenkonzept und/oder Schiffstyp schwanken, sind für die Schiffsemissionen im Einzelfall größere Abweichungen vom Mittelwert möglich.

Hinsichtlich der Emissionsfaktoren von Schiffsmotoren stehen folgende Quellen zur Verfü- gung:

Für den Betrieb der Hilfsaggregate und der Hauptmaschinen liegen veröffentlichte Da- ten des Germanischen Lloyd vor, die zum Teil jedoch bereits aus 1980 bzw. 1985 stam- men [11]. Darüber hinaus verfügt der Germanische Lloyd (GL) über ein Emissionska- taster, das jedoch nicht frei zugänglich ist. Die aus Emissionsmessungen im Auftrag von Schiffsmotorenherstellern gewonnenen Daten sind häufig projektbezogen und ste- hen nur dem Auftraggeber zur Verfügung. Da die Leistung und dementsprechend auch der Verbrauch empfindlich von der Last abhängen, ist eine Rückrechnung auf pau- schale Emissionsfaktoren häufig nur sehr begrenzt möglich, so dass im Einzelfall zu den jeweiligen Emissionsfaktoren auch genaue Angaben über die Betriebsbedingun- gen erforderlich sind.

Zur Ermittlung und Beurteilung der Emissionen des Schiffsverkehrs hat das Hansestadt Bremische Hafenamt im Auftrag des Umweltbundesamtes das Emissionsmodell MA- RION entwickelt, mit dem die Gesamtemissionen von Häfen schiffsgenau berechnet werden können. Die darin enthaltenen Emissionsfaktoren und Auslastungsgrade sind jedoch pauschale Werte und für alle Schiffsklassen gleich.

Angaben zu den Schadstoffemissionen finden sich u. a. in Veröffentlichungen von I- sensee et al. [12]. Dort sind sowohl ältere Faktoren (Angaben des Umweltamtes Ham- burg, Stand 1980 (Quelle: Ministry of Health and Environment Protection, Holland)) als auch zukünftige Faktoren aus dem Vorhaben CLEAN (Verbundvorhaben „Emissions- arme Schiffsantriebsanlagen“, Germanischer Lloyd) aufgeführt.

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Für die Vergabe des Umweltzeichens „Blauer Engel“ wurde von Isensee im Auftrag des Umweltbundesamtes das EDV-Programm EMISS [14] zur Berechnung von Schiffsemissionen erstellt. Darin wurden plausible mittlere Emissionsfaktoren und Aus- lastungsgrade zugrunde gelegt, die mit Werten aus aktuellen Veröffentlichungen ver- gleichbar sind.

Die aktuellste Zusammenstellung schiffsspezifischer Emissionsfaktoren und der weite- ren Einflussgrößen findet sich im Abschlussbericht „Quantifizierung der Schiffsemissi- onen durch Schiffsbewegungen zwischen Häfen in der Europäischen Union“ der EN- TEC UK Limited aus dem Jahr 2002 [13]. Neben mittleren Emissionsfaktoren für spe- zielle Schiffsklassen sind dort ebenfalls detaillierte Angaben für die Hauptmaschinen und die Hilfsdiesel je nach Motorenkonzept und Treibstoffart verfügbar. Weiterhin fin- den sich Angaben zu den Aggregaten, Treibstoffen und Auslastungsgraden. Emissi- onsfaktoren für die Hilfskessel stehen in der ENTEC-Studie jedoch nicht zur Verfügung.

Zur Abschätzung der Emissionen der Hilfskessel hat Isensee einen ersten Modellan- satz erstellt, der sich jedoch noch in der Weiterentwicklung befindet [15]. Der Wärme- bedarf und damit die erforderliche Größe der Hilfskessel kann anhand von typischen Parametern geschätzt werden (Containerschiffe, Tanker, RoRoCargo: Tragfähigkeit tdw, RoPax und Passagier-Schiffe: Anzahl der Besatzung und Passagiere). Weiterhin werden von Isensee Anhaltswerte für die Auslastung, den Wirkungsgrad und die Emis- sionsfaktoren angegeben. Es ist jedoch zu beachten, dass bisher nur eine geringe Da- tengrundlage zur Verfügung steht, für eine Abschätzung der Größenordnung der Emis- sionen der Hilfskessel ist das Modell jedoch geeignet.

In der vorliegenden Untersuchung werden die nach Motoren-/ und Treibstoffklassen diffe- renzierten Emissionsfaktoren der ENTEC-Studie zugrunde gelegt. Diese Ansätze stellen die aktuellsten verfügbaren Daten dar und sind geeignet, die Emissionen für jedes Schiff abzuleiten, sofern Motorenkonzept und Treibstoffart bekannt sind. Für die Hilfskessel wer- den die Ansätze gemäß Isensee berücksichtigt. Eine Zusammenstellung der Emissionsfak- toren findet sich in der Anlage A 2.4.

Die verfügbaren Emissionsfaktoren beschränken sich auf die Schadstoffkomponenten NOx, SO2, CO2, HC und Feinstaub. Es wird zur sicheren Seite davon ausgegangen, dass der Feinstaub zu 100 % durch die PM2,5-Fraktion gegeben ist, also auch zu 100 % im PM10- Anteil enthalten ist. Die Emissionsfaktoren für Benzol werden in Analogie zu LKW-Diesel- motoren anhand des Anteils an den gesamten HC-Emissionen abgeschätzt (etwa 1,9 %).

6.1.3. Treibstoffarten

Als Treibstoffarten werden für die Schiffsaggregate Schweröl („residual oil“, RO), Marinedie- selöl (MDO) und Marinegasöl (MGO) eingesetzt. Hinsichtlich der Abgasemissionen ist der wesentliche Unterschied im Schwefelgehalt gegeben, da bei der Verbrennung in erster Nä- herung der gesamte Schwefel im Treibstoff in SO2 umgewandelt wird.

(21)

Seit 2006/2007 sind die Ostsee und die Nordsee als SOx-Emissions-Überwachungsgebiete eingestuft, in denen der Schwefelgehalt der Schiffskraftstoffe seit 2015 nur noch maximal 0,1 % betragen darf. Diese Vorschrift wurde im Rahmen der Anpassung des internationalen maritimen Abkommens MARPOL, Anhang VI [10] beschlossen und in einer aktuellen EU- Richtlinie [6] übernommen. In der Bundesrepublik Deutschland wurden diese Vorschriften ebenfalls eingeführt.

In der vorliegenden Untersuchung wird dementsprechend von folgenden mittleren Schwe- felgehalten ausgegangen:

Schweröl (RO): Schwefelgehalt 0,1 %;

Marinedieselöl (MDO): Schwefelgehalt 0,1 %;

Marinegasöl (MGO): Schwefelgehalt 0,1 %.

6.1.4. Auslastungsgrade der Aggregate

Weiterhin sind die Auslastungsgrade der Maschinen für die Ermittlung der Emissionen der verschiedenen Zustände wichtig. Hier werden ebenfalls die Ansätze gemäß ENTEC zu- grunde gelegt, die z.B. auch für die Hauptmaschinen während der Liegezeit eine mittlere Auslastung von 1 % zugrunde legen. Dies ist sinnvoll, um pauschal die Emissionen beim Anfahren und Runterfahren der Maschinen zu berücksichtigen. Eine Zusammenstellung findet sich in der Anlage A 2.5.

Geht man von den Auslastungen der Aggregate aus dem Programm EMISS gemäß Isen- see aus, so ergeben sich erfahrungsgemäß um etwa 5 bis 10 % geringere Gesamtemissi- onen. Die Unterschiede sind also gering, so dass im Folgenden zur sicheren Seite mit den ENTEC-Ansätzen gerechnet wird.

Für die Auslastung der Hilfskessel schlägt Isensee Werte von 30 % bei der Revierfahrt bzw.

25 % im Hafen vor (Schätzwerte). Aufgrund von Plausibilitätstests zwischen Modellrech- nungen und Immissionsmessungen im Rahmen anderer Untersuchungen [16] hat sich ein Ansatz von jeweils 10 % bewährt, der im Folgenden verwendet wird. Im Übrigen sind die Hilfskessel zur Wärmeerzeugung auch nur für Schiffe mit großem Wärmebedarf, d.h. ins- besondere für große Passagierschiffe, von maßgebender Bedeutung.

Für die Fahrten auf dem NOK und in den Weichen sowie auf der Kieler Förde wird im Fol- genden von den Ansätze für eine Revierfahrt mit einer mittleren Geschwindigkeit von 12 km/h ausgegangen.

Für den Betrieb der Schleuse werden in Anlehnung an vorhergehende Untersuchungen für die Schleusen Kiel-Holtenau [63] und Brunsbüttel [64] folgende Betriebszustände unter- schieden:

• An- und Abfahrt der Schiffe mit etwa 10 km/h auf einer Länge von etwa 2.000 Metern vor und nach der Schleuse;

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• Einfahrt und Ausfahrt in bzw. aus der Schleuse mit etwa 3 km/h (Länge etwa 400 Meter);

• Wartezeit vor und Liegezeit in den Schleusen.

Für die Fahrten mit 10 km/h und 3 km/h wurde die mittlere Nennlast der Hauptmaschinen mit einer in [63] und [64] angegebenen Beziehung ermittelt. Für die Wartezeit vor und in- nerhalb der Schleusen wurde gemäß [64] von 10 % der Hauptmaschinenleistung ausge- gangen. Für die Hilfsaggregate und die Hilfskessel werden demgegenüber die Auslastun- gen bei einer Revierfahrt in Ansatz gebracht, da für diese Aggregate keine Unterschiede zu erwarten sind.

Die zugrunde gelegten Auslastungsgrade zeigt die Anlage A 2.5.

6.1.5. Schiffsspezifische Eingangsdaten

Die mittleren Maschinenleistungen für die verschiedenen Schiffstypen und Größenklassen wurden anhand von statistischen Daten des Germanischen Lloyd abgeschätzt. Dabei wurde die Plausibilität anhand konkreter Schiffe überprüft. Die Größe der Hilfskessel wurde gemäß Isensee [15] geschätzt. Eine Zusammenstellung der Ansätze findet sich in der An- lage A 2.6.

Für alle Seeschiffe wurde bei der Revierfahrt für die Hauptmaschinen und die Hilfskessel ein Einsatz von Schweröl, für die Hilfsmaschinen ein Einsatz von Marinedieselöl zugrunde gelegt.

Unter Berücksichtigung der Emissionsfaktoren, Treibstoffarten, Auslastungsgrade und der weiteren schiffsgenauen Eingangsdaten wurden die Emissionen für jedes Schiff für die ent- sprechenden Lastfälle ermittelt. Eine Zusammenstellung findet sich in der Anlage A 2.6.

Als Basis für die Verknüpfung mit dem stundenfeinen Modelljahr der Schiffsbewegungen, der Wartezeiten und der Liegezeiten in den Häfen wurden anschließend die Gesamtemis- sionen je Betriebsstunde für jeden Lastfall als Summe über alle Schiffsaggregate verwen- det. Mit diesen Ansätzen wurde für jede Luftschadstoffkomponente eine Jahresganglinie erstellt, die als Emissionszeitreihe bei der Ausbreitungsberechnung berücksichtigt wird.

6.2. Straßenverkehr

6.2.1. Verkehrsbelastungen

Als Eingangsdaten für die Berechnung der Luftschadstoffbelastungen werden geeignete Straßenverkehrsbelastungen als DTV (Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke an allen Tagen des Jahres) und die maßgeblichen LKW-Anteile benötigt. Dabei wird die Verteilung auf PKW, leichte Nutzfahrzeuge (LNF: Kfz bis 3,5 t) und schwere Nutzfahrzeuge (SNF: Kfz über 3,5 t) unterschieden.

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Die Straßenverkehrsbelastungen (DTV) auf den öffentlichen Straßen wurden für den Istfall 2017 vom Tiefbauamt Kiel zur Verfügung gestellt [58], wobei für einige Straßenabschnitte auch aktuelle Zählergebnisse zur Verfügung standen. Aktuelle Prognosebelastungen liegen derzeit noch nicht vor, so dass im Folgenden eine Hochrechnung mit dem Faktor 1,05 auf den Prognosehorizont 2025/30 vorgenommen wurde (entspricht etwa 0,5 Prozentpunkten pro Jahr).

Die maßgeblichen Schwerverkehrs-Anteile (Kfz mit mehr als 3,5 t zulässigem Gesamtge- wicht) wurden aus den vorliegenden Zählergebnissen abgeleitet. Sofern keine detaillierten Schwerverkehrsanteile vorlagen, wurden die Ansätze der benachbarten Straßenabschnitte oder entsprechende Schätzwerte zugrunde gelegt. Nach Auskunft des Tiefbauamtes ist für den Schwerverkehrsanteil in den Gewerbe- und Industriegebieten von etwa 10 %, auf den weiteren Straßen von etwa 5 % auszugehen. In den Wohngebieten, insbesondere in Hol- tenau, sind demgegenüber geringere Schwerverkehrsanteile zu erwarten. Bei der Abschät- zung wurden weiterhin zur Orientierung die Ansätze aus der vorhergehenden Untersu- chung [65] beachtet.

Für die leichten Nutzfahrzeuge wird wie in der vorhergehenden Untersuchung [65] ein Anteil von pauschal 3 % an den Kfz ohne Schwerverkehr zugrunde gelegt, da keine detaillierten Ermittlungen zur Verfügung stehen.

Die Verkehrsbelastungen der maßgebenden Straßenabschnitte im Untersuchungsgebiet sind für alle untersuchten Planfälle identisch. In der Anlage A 3.2 sind die mittleren Ver- kehrsbelastungen (DTV) für die entsprechenden Abschnitte dargestellt.

6.2.2. Emissionsfaktoren 6.2.2.1. Kfz-Abgase

Zur Ermittlung der Emissionsfaktoren der Kfz-Abgase wird die aktuelle Fassung des „Hand- buchs Emissionsfaktoren“ [19] herangezogen. (Version 3.3, April 2017).

Die Emissionsfaktoren hängen u. a. von folgenden Parametern ab:

Fahrzeugkategorien und -zusammensetzungen;

Verkehrssituation (Fahrmuster, Straßentypen);

Umgebungstemperatur, Längsneigung, Laufleistung, Anteil Klimaanlagen etc;

Bezugsjahr.

Das EDV-Programm „Handbuch Emissionsfaktoren“ berechnet die Emissionen für unter- schiedliche Straßentypen und Verkehrssituationen. Darin sind je nach Bezugsjahr entspre- chende Verteilungen der Fahrleistungsgewichte (Zusammensetzung der Fahrzeugflotte) sowie typische Temperaturganglinien und Kaltstarthäufigkeiten angegeben, die bei Fehlen exakter Zähldaten verwendet werden können.

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Die Emissionsfaktoren hängen zum Teil erheblich vom Bezugsjahr ab, das für die Berech- nung zugrunde gelegt wird, da sich die Zusammensetzung der Fahrzeugflotte nach Alter, Motorenkonzept und Abgas-Norm ändert. Das „Handbuch Emissionsfaktoren“ legt daher je nach Bezugsjahr eine entsprechende Prognoseverteilung der Fahrzeugflotte zugrunde. Zu- sätzlich werden absehbare bzw. bereits gesetzlich beschlossene Verbesserungen der Kraftstoffqualitäten berücksichtigt.

In der vorliegenden Untersuchung wird zur Ermittlung der Emissionsfaktoren das Bezugs- jahr 2020 zugrunde gelegt. Damit ist sichergestellt, dass die verwendeten Emissionen auf der sicheren Seite liegen, auch wenn die Abnahmen der Emissionsfaktoren aufgrund einer Verbesserung der Fahrzeugtechnik und der Kraftstoffe nicht in dem Umfang eintreten soll- ten, wie sie für die Jahre bis 2025/30 prognostiziert werden. Dabei wird der Anteil durch den Betrieb von Kfz-Klimaanlagen eingerechnet (Mittelwert gemäß Handbuch Emissions- faktoren).

Bei den mit dem Abgas von Motoren emittierten Partikelemissionen handelt es sich aktuel- len Erkenntnissen entsprechend vollständig um Feinstaub PM2,5, der im Feinstaub PM10

enthalten ist. Dementsprechend werden die Feinstaubemissionen aus den Abgasen sowohl bei der Beurteilung der PM10-Immissionen als auch bei der Beurteilung der PM2,5-Immissi- onen eingerechnet.

Die Basisemissionsfaktoren aus dem „Handbuch Emissionsfaktoren“ finden sich in der An- lage A 3.4.1. Die relevanten Verkehrssituationen für die Ermittlung der Emissionen sind in der Anlage A 3.3 zusammengestellt. Die Emissionen des berücksichtigten Straßennetzes sind in der Anlage A 3.5 aufgeführt. Die Emissionen sind als mittlere Emissionsfaktoren je Kfz und Kilometer für den entsprechenden Straßenabschnitt angegeben. Die Gesamtemis- sionen im Jahresmittel finden sich in Anlage A 3.6.

6.2.2.2. Staubaufwirbelung durch den Kfz-Verkehr

Eine weitere Staubquelle ist durch die Aufwirbelung durch das Fahren von Fahrzeugen auf Straßen gegeben. Während für die Partikelemissionen im Abgas von Kraftfahrzeugen de- taillierte Emissionsfaktoren zur Verfügung stehen, ist die Prognose der Staubaufwirbelung auf Straßen weitaus schwieriger. In der VDI-Richtlinie 3790, Blatt 3 [22] steht zwar ein ent- sprechender Berechnungsansatz zur Verfügung, der allerdings auf älteren Daten der U.S.

Environmental Protection Agency (EPA, 4. Auflage [24]) basiert und die tatsächlich gemes- senen Belastungen an deutschen Straßen erheblich überschätzt.

Eine andere Methode besteht in der Anwendung des aktuellen Berechnungsverfahrens der EPA (5. Auflage [25]), das in den USA seit einigen Jahren als offizielles Berechnungsver- fahren für Partikelemissionen verwendet wird. Hierzu wird neben Angaben zum mittleren Fahrzeuggewicht auch die Staubbeladung der entsprechenden Straßenabschnitte benötigt.

In den USA stehen zwar umfangreiche Messungen der Staubbeladungen von Straßen zur Verfügung, die allerdings kaum auf deutsche Verhältnisse zu übertragen sind. Für Deutsch- land sind bisher nur Messergebnisse an wenigen Standorten bekannt [28], umfangreiche Messkampagnen haben jedoch begonnen.

(25)

Zur Übertragung auf deutsche Verhältnisse wurde vom Ingenieurbüro Lohmeyer im Rah- men eines Forschungsprojektes auf Basis der vorhandenen Literatur und aktueller Mess- ergebnisse eine Anpassung der EPA-Formel vorgenommen und entsprechende Hinweise zur Anwendung gegeben [27]. Aktuelle Immissionsmessungen zeigen allerdings, dass auch der Ansatz von Lohmeyer die Staubemissionen überschätzt.

Daher wurde vom Ingenieurbüro Lohmeyer (2004) auf Grundlage aktueller Messergebnisse ein Modell auf Basis von Emissionsfaktoren für die Staubaufwirbelung auf Straßen vorge- schlagen [29]. Dementsprechend hängt die Größe der Staubaufwirbelung von der Ver- kehrssituation und der Fahrzeugart ab (Unterscheidung PKW/LKW).

Diese Emissionsfaktoren wurden für die Verkehrssituationen gemäß Handbuch Emissions- faktoren, Version 2.1 (HBEFA 2.1) abgeleitet. Durch die Veröffentlichung der Neufassung des Handbuchs Emissionsfaktoren (Version HBEFA3.1) wurde eine Anpassung der nicht motorbedingten Emissionen erforderlich [31], da die Methodik geändert worden ist. Die ak- tuelle Version HBEFA 3.3 basiert auf den Ansätzen gemäß HBEFA 3.1. Im Folgenden wird der aktualisierte Ansatz von Lohmeyer (2011) verwendet, da die anderen Ansätze im Ver- gleich mit Naturmessdaten überwiegend zu unrealistischen Ergebnissen führen.

Für den Anteil der PM2,5-Fraktion an der Staubaufwirbelung stehen verschiedene vorläufige Modellansätze zur Verfügung. Hier besteht jedoch weiterer Forschungsbedarf. Im Rahmen einer Studie [32] wurde eine umfangreiche Literaturrecherche durchgeführt. In der aktuellen Studie von Lohmeyer [31] erfolgte neben der Anpassung der PM10-Emissionsfaktoren auch eine Zusammenstellung der PM2,5-Emissionsfaktoren, welche im Folgenden zugrunde ge- legt werden.

Die Emissionsfaktoren sind in den Anlagen A 3.4.2 und A 3.4.3 zusammengestellt.

6.3. Bauphase

6.3.1. Betriebsbeschreibung

Bei der Ermittlung der Lastfälle für die Beurteilung des Baulärms wurden vorläufige Bauzei- ten- und Geräteeinsatzpläne von dem Vorhabenträger zur Verfügung gestellt.

Vor Beginn der Bauarbeiten wurden die vorhandenen Schleusen mit Sand verfüllt, um die erforderliche Standsicherheit des Bauwerks während der Bauarbeiten sicherzustellen. Der Anfangszustand in dem vorliegenden Verfahren beinhaltet somit die bereits verfüllten klei- nen Schleusen.

Die Bauarbeiten lassen sich in folgende Phasen gliedern:

• Bauphase 0:

o Baufeldfreimachung inklusive Rodung;

• Bauphase 1.1 (etwa 9 Monate):

Herstellung Zufahrten für Anleger Kiel-Wik;

(26)

o Neubau Anleger Kiel-Wik;

o Neubau Dalben für Revisionsverschlüsse;

• Bauphase 1.2 (etwa 7 Monate):

o Herstellung Baustellenbetriebsflächen (BE) und Baustraßen Schleuse;

• Bauphase 2.1 (etwa 19 Monate):

o Ausbau Sandcontainer vor den Häuptern;

o Rückbau Bootsanleger und Leitwerke;

o Neubau der Fangedämme;

o Sandverfüllung Fangedämme mit Hopperbagger, 24-Stunden-Betrieb;

o Rückbau des Leitstandes und Leitungsverlegung;

o Teileinbau der Baugrubenwände Häupter;

o Teilabbruch Seitenwände und Mittelwand im Bereich der Häupter;

• Bauphase 2.2 (etwa 8 Monate):

o Teilaushub Sandverfüllung Häupter und Kammer;

o Teileinbau der Baugrubenwände für Seitenwände und Mittelwand;

o Teilabbruch der Seitenwände und der Mittelwand in der Kammer;

o Einbau der 1. Verankerungslage für Baugrubenwände;

• Bauphase 2.3 (etwa 5 Monate):

o Teilaushub Sandverfüllung;

o Teilabbruch Häupter/Kammer;

o Einbau der 2. Verankerungslage für Baugrubenwände Häupter;

• Bauphase 2.4 (etwa 3 Monate):

o Grundwasser-Absenkung auf ca. NHN -4,0 m;

o Aushub Sandverfüllung (Seitenbereiche);

o Teilabbruch Häupter im Bereich der Baugrubenwände;

o Einbau der 3. Verankerungslage für Baugrubenwände Häupter;

• Bauphase 3.1 (etwa 15 Monate):

o Flutung Baugrube, Öffnung binnenseitiger Fangedamm;

o Restlicher Aushub (Nassaushub);

o Abbruch Seitenwände, Mittelwände und Sohle in Häupter/Kammer unter Was- ser bis auf Endtiefe;

o Einbau Spundwände zwischen Kammer und Häupter;

(27)

• Bauphase 3.2 (etwa 12 Monate):

o Einbau der Ausgleichsschicht;

o Einbau der Rückverankerung für die Unterwasserbetonsohle, voraussichtlich Zweischichtbetrieb;

o Einbau der Unterwasserbetonsohle, Großbetonagen teils im 24-Stunden-Be- trieb;

o Aushärten Unterwasserbetonsohle;

o Verschluss Öffnung binnenseitiger Fangedamm;

o Lenzen der Baugrube;

• Bauphase 4 (etwa 17 Monate):

o Herstellung der Stahlbetonkonstruktion der Häupter und der Kammern, Großbe- tonagen teils im 24-Stunden-Betrieb;

o Außerbetriebnahme Grundwasserabsenkung;

o Neubau Leitstandsgebäude;

o Montage Stahlwasserbau;

• Bauphase 5.1 (etwa 8 Monate):

o Rückbau der Fangedämme, Aushub Sandverfüllung Fangedämme;

o Verankerung Flügelwände;

• Bauphase 5.2 (etwa 4 Monate ohne Nassbaggerarbeiten):

o Neubau der Leitwerke;

o Rückbau BE-Flächen und Herstellung Außenanlage und Betriebswege;

o Böschungssicherungen durch Baggerungen, Steinschüttungen und ggf. Einbrin- gung von Spundwänden;

o Nassbaggerarbeiten Vorhafen Förde (überwiegend zeitgleich mit Bauphase 2.1) und Vorhafen binnenseitig (zeitgleich mit Bauphasen 2.2 bis 2.4);

o Nachbaggerungen (etwa 2 Monate, zeitgleich mit Bauphase 5.1).

Zur Herstellung des benötigten Betons ist geplant, auf der Mittelinsel ein Betonwerk zu er- richten. Dieses wird während der Bauphase 2.1 bis einschließlich Bauphase 4 betrieben.

Die Lagerung der Zuschlagstoffe erfolgt auf der vorgesehenen Fläche auf der Mittelinsel.

Der benötigte Beton wird während der Bauphase 1.1 dagegen durch Fahrmischer am Südufer des NOK angeliefert.

Weiterhin ist geplant, das Abbruchmaterial vor Ort aufzubereiten. Hierzu ist auf der Mittel- insel ein Standort für eine Brecher- und Siebanlage vorgesehen. Es ist davon auszugehen, dass der Betrieb dieser Anlagen parallel zu den Abbrucharbeiten während der Bauphasen 2.1 bis einschließlich 3.1 stattfindet.

(28)

Die hinsichtlich der Staubemissionen relevanten Bauphasen sind durch folgende Vorgänge gegeben:

Aushub der mit Sand/Kies verfüllten Schleusen;

Abbruch der Schleusenwände;

Betrieb der Brecher- und Siebanlage;

Betrieb des Betonwerks.

Aus den Umschlagsmengen und den vorläufigen Bauzeiten ist davon auszugehen, dass die höchsten Mengen während der Bauphasen 2.2 bis 2.4 zu erwarten sind. Dies umfasst einen Bodenaushub von insgesamt etwa 97.900 m³, einen Abbruch von etwa 53.500 m³ und eine Betonproduktion von etwa 26.800 m³. Für die Betonproduktion ist die Anlieferung von etwa 56.000 t Sand/Kies erforderlich. Zement wird demgegenüber in geschlossenen Silofahrzeugen angeliefert (etwa 8.200 t) und ist für die Staubemissionen nicht relevant. Die betrachteten Bauphasen umfassen einen Zeitraum von etwa 16 Monaten. Im Folgenden wird für das repräsentative Jahr davon ausgegangen, dass 85 % der obigen Arbeiten inner- halb dieses Jahres stattfinden (Lastfall 1). Die in Ansatz gebrachten Mengen und die damit verbundenen Staubemissionen sind in der Anlage A 4.6 zusammengestellt.

Ergänzend wurden die Staubemissionen abgeschätzt, die während der maßgeblichen Hauptbetonierzeit zu erwarten sind (Bauphase 4, Lastfall 2). Insgesamt ist von etwa 136.000 m³ Beton auszugehen, was eine Anlieferung von etwa 285.000 t Sand/Kies und 41.500 t Zement bedingt. Die zu erwartenden Staubemissionen können der Anlage A 4.6 entnommen werden. Zusammenfassend ist festzustellen, dass diese nur etwa ein Drittel der Staubemissionen aus Lastfall 1 betragen, so dass auch die Immissionen im Lastfall 2 entsprechend geringer ausfallen werden. Auf eine detaillierte Beurteilung des Lastfalls 2 wird daher verzichtet.

Für den Geräteeinsatz beim Bodenaushub wird davon ausgegangen, dass die abzutragen- den Böden mit einem Bagger aufgenommen und auf eine Schute oder einen LKW verladen werden. Das Abbruchmaterial wird ebenfalls mit einem Bagger aufgenommen und für den Transport zur Aufbereitungsanlage auf LKW verladen.

Im Bereich der Aufbereitungsanlage wird der Einsatz eines Radladers zur Beschickung der Anlage und zur Beladung der LKW zur Abfuhr zugrunde gelegt. Es wird davon ausgegan- gen, dass das Brechgut per LKW abgefahren wird.

Für den Betrieb des Betonwerkes wird eine Anlieferung der Zuschlagsstoffe per LKW zu- grunde gelegt. Die Zuschlagsstoffe werden auf Halden abgekippt und mit einem Radlader zum Betonwerk gebracht.

Für den exemplarischen Betrieb der Baustelle werden 250 Arbeitstage im Jahr zugrunde gelegt. Es wird davon ausgegangen, dass sich die staubintensiven Arbeiten auf die Tages- zeit gemäß AVV Baulärm beschränken (7:00 bis 20:00 Uhr). Dies ist für die Ermittlung der Staubemissionen nicht relevant, wird jedoch in der Jahreszeitreihe der Emissionen berück- sichtigt.

(29)

Die weiteren Bauphasen umfassen weitgehend die Verfüllung von feuchtem Material bzw.

den Aushub und Abbruch unter Wasser, so dass keine relevanten Staubemissionen ent- stehen.

6.3.2. Staubklassen

Bei der Ausbreitungsrechnung von Staubemissionen gemäß TA Luft sind vier verschiedene Staubklassen nach Korngrößen zu unterscheiden, die verschiedene Depositions- und Se- dimentationsgeschwindigkeiten aufweisen:

Klasse 1 (PM2,5): Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser unterhalb von 2,5 µm;

Klasse 2 (PM2,5-10): Partikel zwischen 2,5 µm und 10 µm;

Klasse 3 (PM10-50): Partikel zwischen 10 µm und 50 µm;

Klasse 4 (PM>50): Partikel größer als 50 µm.

Schwebstaub wird durch die beiden oberen Klassen repräsentiert, wobei Schwebstaub der Bezeichnung PM10 die Summe der Klassen 1 und 2 enthält. Bei der Berechnung des Staub- niederschlags werden alle Klassen aufsummiert.

Im Folgenden werden, soweit verfügbar, die Korngrößenverteilungen aus den entsprechen- den Regelwerken herangezogen ([22]-[25]). Sofern keine Angaben und/oder andere Klas- sengrenzen vorliegen, werden geeignete Annahmen getroffen.

6.3.3. Umschlag

Die Berechnung der Staubemissionen für den Schüttgutumschlag erfolgt gemäß VDI 3790, Blatt 3 [23]. Beim Umschlag von Schüttgütern wird nach folgenden Staubentwicklungsgra- den unterschieden:

„stark“;

„mittel“;

„schwach“;

„nicht wahrnehmbar“.

Im Folgenden werden folgende Staubentwicklungsgrad gemäß VDI 3790, Blatt 3 in Ansatz gebracht:

Bodenaushub (Kies, Sande, etc.): „schwach“;

Abbruchmaterial (Bauschutt): „mittel“.

Referenzen

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