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Umweltatlas Berlin

03.04 Stäube - Emissionen und Immissionen

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Herkunft und Zusammensetzung des Schwebstaubes

Die Herkunft und Zusammensetzung des in der Berliner Luft vorhandenen Staubes wurde im Rahmen eines Forschungsprojektes an der Technischen Universität Berlin im Auftrag der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umweltschutz sowie des Umweltbundesamtes untersucht (vgl. Israël et al. 1992).

Die nachfolgenden Prozentangaben beziehen sich auf die gesamte gemessene Staubmasse, wenn nicht ausdrücklich ein anderer Bezug genannt wird. Der gemessene Schwebstaub besteht aus Partikeln mit Durchmessern von weniger als 0,01 bis etwa 50 µm. Als lufthygienisch bedeutsam wird Feinstaub mit Korngrößen von weniger als 10 µm angesehen. Der in Berlin gemessene Schwebstaub besteht zu etwa 75 % aus Feinstaub.

Von besonderer Bedeutung im Hinblick auf die Gesundheitsgefährdung ist der lungengängige Feinstaub, der Korngrößen bis etwa 2,5 µm hat. Er ist im Berliner Staub mit etwa 50 % enthalten. Der Rest tritt in Korngrößen bis ca. 50 µm auf.

Der Feinstaub besteht zu etwa einem Drittel aus kohlenstoffhaltigem Material. Hierzu gehören Ruß, Teer und Öl, die vor allem von kleineren Heizungsanlagen und von Kraftfahrzeugen emittiert werden. Der Rußanteil liegt dabei um 10 %. Er wird zum größten Teil von LKW-Dieselmotoren ausgestoßen. Aufgrund der Ergebnisse einer Studie zur Abschätzung der Luftschadstoff-Immissionen für die Hauptstraßen Berlins müssen bei Anwendung des von der Bundesregierung vorgelegten Entwurfs der 23. BImSchV in einer großen Zahl der Straßenabschnitte vertiefende Untersuchungen stattfinden, d.h. hier ist mit einer Rußkonzentration von mindestens 8 µg/m³ im Jahresmittel zu rechnen (vgl. Blümel 1994 und IVU 1993). Der Anteil an organischer Materie liegt bei 20 %. Die Anteile der Hauptverursacher Kohlefeuerungen und Kraftfahrzeuge können bisher nicht angegeben werden. Bei der Erstellung der Emissionskataster wird davon ausgegangen, daß das partikelförmige kohlenstoffhaltige Material überwiegend kurz nach dem Austritt aus den Abgasöffnungen aus gasförmigen Stoffen entsteht, wenn sich die Abgase abkühlen. Bei den Emissionserhebungen wird es noch unter den organischen Gasen erfaßt.

Zu einem weiteren Drittel besteht der emittierte Feinstaub aus Sulfat (SO4)-, Ammonium (NH4)- und Nitrat (NO3)-Partikeln, die sich in der Atmosphäre aus Schwefeldioxid, Stickoxiden und Ammoniak bilden. Die Verursacher sind in erster Linie Feuerungsanlagen, die Schwefeldioxid und Stickoxide ausstoßen, Kraftfahrzeuge, deren Motoren Stickoxide abgeben, und die Landwirtschaft, die einen erheblichen Anteil an der Ammoniakemission hat. Die Umwandlung der Gase in Partikel geht mit einer charakteristischen Geschwindigkeit in der Größenordnung von zwei bis sechs Prozent pro Stunde vor sich. Die Umwandlungsrate ist von den meteorologischen Bedingungen abhängig. Da ein Luftpaket die Stadt im Mittel innerhalb von weniger als drei Stunden überquert, ist davon auszugehen, daß die Partikel zum überwiegenden Teil nicht von Emissionen im Stadtgebiet stammen, sondern auf Ferneinfluß zurückzuführen sind. In Berlin selbst werden unter Zugrundelegung der genannten Umwandlungsraten nur etwa 10 % dieser Sekundärpartikel verursacht.

Etwa ein Viertel des Feinstaubes besteht aus Material der Erdkruste, das zum Beispiel vom Wind oder von fahrenden Kraftfahrzeugen aufgewirbelt wird oder als Asche mit dem Rauchgas von Feuerungsanlagen emittiert wird. Dieser Teil des Staubes beinhaltet die Schwermetalle und ist als inert anzusehen.

Der gröbere Teil des Schwebstaubes hat eine ähnliche Zusammensetzung wie der Feinstaub mit einem höheren Anteil an Material der Erdkruste.

Es wird angenommen, daß ein Rest von etwa zehn Prozent aus Wasser besteht, das an die Staubpartikel angelagert ist und bei der Analyse nicht entfernt werden kann. Die in der Luft enthaltenen Staubpartikel sind zum großen Teil hygroskopisch und an der Wolken- und Nebelbildung beteiligt. Hauptsächlich auf dem Weg über die Wolken und den Regen wird der Staub aus der Atmosphäre ausgeschieden. Vergleiche zu Staubbildung und Zusammensetzung des Staubes auch Abbildung 2.

Figure 2
Abb. 2: Mittlere Schwebstaubbildung an der innerstädtischen Meßstelle Fasanenstraße, Berlin-Charlottenburg (Korngröße < 10 µm) (nach Israël et al. 1992)

Nach den Untersuchungen des genannten Gutachtens der TU Berlin beträgt der Ferntransportanteil an der gesamten Schwebstaubimmission ca. 80 %, während Verursacher aus dem Stadtgebiet mit ca. 20 % beteiligt sind.

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