4 Emissionen, Immissionen und Depositionen von Luftverunreinigungen 1
Vor dem Hintergrund der gegenüber 1998 weiter gesenkten Emissionen
• stationäre Anlagen: SO2 von 83 kt auf 79 kt; NOx von 50 kt auf 47 kt, Staub von 13,5 kt auf 11 kt
• Straßenverkehr: NOx von 37 kt auf 36 kt und Staub von 1,5 kt auf 1,4 kt setzte sich der seit Anfang der 90-er Jahre anhaltende Rückgang der Emissionen (vor allem SO2 und Staub) auch 2000 fort.
Diese Reduzierung der Emissionen spiegelt sich auch im Immissions- und Depositionseintrag wider. Das Jahresmittel der SO2- Konzentration betrug an den Messpunkten des telemetri- schen Messnetzes des Landes Brandenburg nur noch 5,7 µg/m³ und nahm seit Beginn der sys- tematischen Messungen im Jahr 1991 stetig ab.
Der hohe Belastungsrückgang von 1997 zu 1998 ( -30%) setzte sich mit -24% fast unverändert fort. Das SO2- Immissionsjahresmittel sank damit auf 14% von 1991 (40µg/m³ ) und unterschritt das NO2 - Landesmittel von 18 µg/m³ mit knapp 70% noch stärker als im Vorjahr. Allerdings geschah das auch durch die wieder leicht auf das Niveau von 1996/97 (18µg/m³) angestiegen NO2- Immissionsbelastung. Eine ähnliche Entwicklung der Immissionsbelastung ist an den Backgroundstationen im Land Brandenburg zu beobachten.
Die mittleren Jahreskonzentrationen an den UBA- Stationen Neuglobsow und Lindenberg sind von 33,4 µg/m³ im Jahr 1985 auf 7,6 µg/m³ 1998 gefallen. Den gleichen Trend zeigen die ge- messenen SO2- Konzentrationen an den Waldmesspunkten. Die mittleren SO2- Jahreskonzent- rationen gingen im Zeitraum von 1991 (14,8 µg/m³) auf 6,1 µg/m³ 1999 zurück. Seit 1995 scheint sich ein relativ stabiles Konzentrationsniveau sowohl an den UBA-Stationen als auch an den Waldmessflächen ( DBF ) eingestellt zu haben (Abb.1). Der von der UN-ECE vorge- schlagene kritische Konzentrationswert zur Bewertung der Wirkung von Schwefeldioxid auf empfindliche Kulturpflanzen und Wälder von 30 µg/m³ und Jahr bzw. 70 µg/m³ und Tag wurde während der gesamten Messzeit (1991-1999 ) nur in Ausnahmen (exponierte Lagen in der Nä- he von Emittenten) an Waldmesspunkten überschritten.
Abb. 1: Jahreswerte SO2- Konzentration
Die höchsten SO2 - Konzentrationen wurden im November 1991 in einem Waldgebiet Nahe Spremberg gemessen (mittl. Konz. 32,1µg/m³, Max. 276,2 µg/m³). Geringe Erhöhungen der SO2- Konzentrationen im Winterhalbjahr sind in erster Linie auf lokale Nahemittenten (Haus- brand) zurückzuführen.
Die NO2- Immissionsbelastung weist seit Beginn der Messungen im Jahr 1987 ein relativ kon- stant niedriges Konzentrationsniveau auf. Die Jahresmittelwerte liegen an den beiden UBA- Stationen zwischen 8 und 12,4 µg/m³ und an den Waldmesspunkten bewegen sich die mittle- ren Jahreskonzentrationen seit 1994 in einem Bereich von 1,5 bis 5 µg/m³ wobei ein geringer Anstieg der Konzentrationen in den letzten 3 Jahren zu verzeichnen ist. Erhöhte NO2- Immissi- onswerte wurden nur in unmittelbarer Nähe der Autobahn (A10) gemessen (Max. ½ - Stunden- wert 84, 6 µg/m³). Der von der UN-ECE zum Schutz der Pflanzen empfohlene kritische Kon- zentrationswert von 30 µg/m³ *a, der in urbanen Gebieten teilweise überschritten werden kann, wurde an den untersuchten Waldmesspunkten wesentlich unterschritten (Abb. 2).
Abb. 2: Jahreswerte NO2- Konzentration
Der Rückgang der Schwebstaubimmissionen setzte sich weiterhin in konstantbleibenden Um- fang fort und führte mit einem Jahresmittel (telemetrisches Messnetz) von knapp 26 µg/m³ zu einem Belastungspegel in Brandenburg, der innerhalb der Bundesländer als eher unauffällig zu bezeichnen ist. An der Waldmessstation (DBF-Kienhorst ) wurde im Jahr 1999 eine mittlere Staubkonzentration von 15,8 µg/m³ ermittelt.
Der Trend zur Angleichung der regionalen Unterschiede in der Immissionssituation setzte sich fort. Der Absolutunterschied zwischen Süd- und Nordbrandenburg verringerte sich gegenüber 1998 um 2 µg SO2/m³ auf 4 µgSO2/m³ . Die wesentlich von den meteorologischen Randbedin- gungen des Sommerhalbjahres (Temperatur, Strahlung, Luftmassentyp, O3- Vorläuferkonzent- ration) abhängige Überschreitungshäufigkeit des Ozon-Tagesmittels von 65 µg/m³ wies an al- len Messstationen des telemetrischen Messnetzes weiterhin eine hohe Dauerbelastung aus (Tab. 1).
Tabelle 1: Entwicklung der Ozon-Immissionen in der Vegetationszeit (April-September), Uberschreitungshäufigkeit der Immissionswerte der 22. BImSchV
Zahl der Tage mit Grenzwertüberschreitung Jahr
1994 1996 1998 2000 1)
24h-Mittel 2)
> 65 µg/m³
85-158 119
15-91 55
18-99 73
43-114 75 1h-Mittel 3)
>200 µg/m³
75/12 1/1 1/1 -/-
1) vorläufige Werte
2) Schwankungsbereich der Überschreitungshäufigkeit aller Messstationen des telemetrischen Landesmessnetzes sowie deren landesweiter mittelwert
3) landesweite gesamtzahl der Tage mit Überschreitungen sowie Anzahl der Messstationen mit Überschreitungen
In den Waldgebieten des Landes Brandenburg konnten im Sommer 1994 die höchsten Ozon- konzentrationen der gesamten Messreihe nachgewiesen werden. So lagen im Juli 1994 an der LEVEL II-Fläche 1203 (Kienhorst) die mittlere Ozonkonzentration bei 128 µg/m³ und der maxi- male 1 Stundenwert bei 378,4 µg/m³ . Aber auch in den andern Jahren traten an den Wald- messpunkten vor allem während der Vegetationszeit sehr hohe Ozonkonzentrationen auf, was zu einer mehrfachen Überschreitung der für Pflanzen kritischen Konzentrationen von 65 µg/m³*d und 200 µg/m3*h führten. Diese hohen Ozonkonzentrationen in den Sommermonaten spiegeln sich auch in den Jahresmittelkonzentrationen wieder (Abb. 3).
Abb. 3: Zeitlicher Verlauf der Jahresmittelkonzentrationen von Ozon
Abb. 4: Vergleich der Ozonkonzentration - Monatsmittelwerte
Im Vergleich mit anderen Messstationen treten an den Waldmessstationen die höchsten Ozon- konzentrationen auf. Ergänzend werden die für 1999 vorliegenden Auswertungen des sog.
AOT40- Wertes ( Accumulated exposure Over a Threshold of 40 ppb ) mitgeteilt. Der AOT 40- Wert ist die Summe der 1 h- Ozonkonzentrationen die bei der Überschreitung der "cut of line" ( Ozonkonzentration>40 ppb und Globalstrahlung >50 Wm-2 ) bezogen auf einen Zeitraum ( ppb-h) errechnet wird. Der AOT40- Wert für Waldökosysteme darf im Zeitraum April bis Sep- tember ( Vegetationszeit) den Critical Level von 10000 ppb-h nicht überschreiten. Dieser Criti- cal Level wurde 1999 in Brandenburg an keiner Messstation überschritten.
Entwicklung der Depositionssituation
In der Trendeinschätzung der Depositionen von Luftverunreinigungen in den Waldgebieten des Landes Brandenburg ist wie bei den gasförmigen Komponenten eine Abnahme der Einträge im Messzeitraum zu beobachten. Besonders deutlich wird dies bei den Schwefeleinträgen. Wäh- rend SIMON und WESTENDORF in den Jahren von 1985 bis 1989 noch S-Einträge von über 70kg/ha auf der Freifläche und über 100 kg/ha unter dem Bestand im Jahr registrierten, wurden auf den Waldflächen in den Jahren 1996 bis 1999 sowohl auf der Freifläche als auch im Be- stand unter 10 kg/ha gemessen (Tab. 2).
Der Vergleich der gewogenen Mittel (die Niederschlagsmenge geht nicht ein) zwischen einem Messpunkt in Nordbrandenburg (Hammelspring) und Südbrandenburg (Babben) bestätigt die bereits bei den Stofffrachten zu erkennenden Tendenzen. Vor allem bei den Bestandeseinträ- gen der untersuchten Stoffparameter ist die Abnahme der atmogenen Belastung von Süd nach Nord vor 1990 deutlich und nach 1993 in abgeschwächter Form erkennbar. Im Niederschlag auf der Freifläche sind diese Unterschiede nach 1993 kaum noch nachweisbar. Im Vergleich zu 1998 verringerte sich die Niederschlagsmenge an den Waldmesspunkten 1999 um ca.20%
(Flächenmittel 679 mm im Jahr 1998 und 566 mm im Jahr 1999). Ebenfalls um 20% ging die Stoffeintrag von SO4-S 1999 gegenüber 1998 zurück. (Südflächen : 1998=7,56 kg/ha;
1999=6,05 kg/ha und Nordflächen 1998= 6,95 kg/ha und 1999=5,51 kg/ha).
Die kritische Depositionsrate (critical load) für basenarme Waldböden wird damit nicht über- schritten (3-8 kg S/ha*a). Noch deutlicher sinken die Einträge des wichtigsten basischen Kati- ons, dem Calcium. Gegenüber 1998 verringern sich die Frachten 1999 im südlichen Branden- burg um 41% auf 4,92 kg/ha und im Norden des Landes um 35% auf 5,11 kg/ha*a. Beide Er-
gebnisse liegen in dem nun schon 10 Jahre andauernden Trend der Abnahme der Stoffeinträge o.g. Parameter. Im Gegensatz dazu stiegen die N- Frachten auch 1999 gegenüber dem Vorjahr trotz geringerer Niederschlagsmengen an. In den Waldgebieten im Süden Brandenburgs erhöhten sich die N-Einträge um 18% auf 11,9 kg/ha*a und im Norden um 21% auf 12,1 kg/ha*a.
Tabelle 2: Entwicklung der Depositionssituation in Kiefern-Waldgebieten Nord- und Süd- brandenburgs an Freiflächen und unter dem Kronendach im Bestand Angaben in mittleren Konzentrationen und Jahresfrachten
gew. Mittel Konzentrationen (mg/l) Fracht ( kg/ha*a) Frei-
flä- chen
N- Nord
N- Süd
S- Nord
S- Süd
Ca- Nord
Ca- Süd
Frei- flä- chen
S- Süd
S- Nord
N- Süd/Fr
N- Nord/Fr
Ca- Süd
Ca- Nord 1986# 3,41 2,38 4,98 5,45 5,19 8,86 1986# 38,1 38,2 16,65 26,19 61,9 39,8 1987# 1,9 2,5 3,23 9,91 4,38 8,34 1987# 63,2 20,2 15,98 11,89 53,2 27,4 1988# 2,22 2,16 4,54 10,71 4,64 8,21 1988# 69 22,7 13,92 11,08 52,9 23,2 1989# 2,18 3,33 4,58 12,15 4,63 5,29 1989# 81,8 18,3 22,38 8,7 35,6 18,5
1993 1,55 2,17 1,36 2,05 1,47 1,74 1993 14,98 11,2 15,82 12,72 12,67 12,1 1994 1,54 1,43 1,49 1,61 1,34 1,12 1994 13,53 10,7 12,01 11,05 9,41 9,6 1995 1,34 1,6 1,38 1,61 2,23 2,03 1995 12,82 8,2 12,74 7,93 16,09 13,2 1996 1,6 2,38 1,34 1,76 1,34 1,28 1996 9,21 6,3 12,45 7,53 6,7 6,3 1997 1,34 1,86 0,8 1,33 1,45 1,1 1997 7,61 4,5 10,6 7,51 6,27 8,15 1998 1,54 1,54 0,9 0,9 0,63 0,63 1998 5,64 5,64 9,69 9,69 3,93 3,93 1999 1,71 1,85 0,91 0,95 0,71 0,74 1999 4,7 5,37 9,18 10,11 3,66 4,17 2000* 1,94 2,08 1,06 1,24 1 0,62 2000* 5,4 4,8 9,76 9,02 2,34 3,08
gew. Mittel Konzentrationen (mg/l) Fracht (kg/ha*a) Be-
stand
N-
Nord N- Süd
S- Nord
S- Süd
Ca- Nord
Ca- Süd
Be- stand
S-
Süd S- Nord
N-Süd N-Nord Ca- Süd
Ca- Nord 1986# 6,88 3,81 13,59 11,31 7,01 15,18 1986# 57 68,1 19,22 34,46 76,5 35,1 1987# 4,59 4,51 11,84 15,4 5,54 11,17 1987# 69,9 46,4 20,49 18,01 50,7 21,7 1988# 4,65 4,1 15,63 24,4 8,31 21,79 1988# 101 47,2 16,98 14,04 90,2 25,1 1989# 6,34 5,03 23,98 20,84 9,1 13,25 1989# 92,3 48,2 22,3 12,75 58,7 18,3
1993 2,56 4,5 3,33 8,62 2,7 5,95 1993 45,27 20,9 23,62 16,06 31,25 16,9 1994 2,43 3,47 3,52 5,83 2,73 3,62 1994 34,99 17,2 20,8 11,88 21,71 13,3 1995 2,35 4,11 3,25 6,3 3,4 4,27 1995 29,63 13,4 19,33 9,68 20,09 14 1996 3,37 5,01 3,33 7,03 3,02 3,99 1996 23,61 10,7 16,82 10,83 13,39 9,7 1997 2,62 4,67 2,08 4,09 1,49 2,92 1997 16,03 9,18 18,31 11,56 11,45 6,56 1998 3,14 3,14 2,24 2,24 1,81 1,81 1998 9,48 9,48 13,33 13,33 7,69 7,69 1999 3,82 6,18 1,83 3,58 1,53 2,47 1999 10,49 6,49 18,1 13,52 7,25 5,41 2000* 6,18 7,02 3,11 3,99 2,28 2,31 2000* 8,7 6,44 15,3 12,8 5,05 4,73 #= Werte von Simon und Westendorf * = ermittelte Werte
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1 Immissionsschutzbericht der LUA Brandenburg; ergänzt durch LFE
