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Umweltatlas Berlin

03.11 Verkehrsbedingte Luftbelastung durch NO2 und PM10 (Ausgabe 2008)

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Kartenbeschreibung

Index der Luftbelastung für PM10 und NO2 im Jahr 2005

Messungen der Schadstoffkonzentrationen sind nur für ein begrenztes Gebiet in der Umgebung der Messstelle repräsentativ und vor allem bezogen auf den Feinstaub PM10 stark von den meteorologischen Randbedingungen abhängig.

Diese Abhängigkeiten werden anhand der nachfolgenden Darstellungen der Abbildungen 9 bis 11 deutlich werden.

Entwicklung der PM10-Tagesmittelwerte in den Jahren 2002, 2005 und 2007 an den Messstellen des BLUME-Messstellen

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Abb.9: 90,41%-Wert der Feinstaubkonzentration PM10 [µg/m³] im Jahre 2002 an den Messstellen des BLUME-Messnetzes

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Abb. 10: 90,41%-Wert der Feinstaubkonzentration PM10 [µg/m³] im Jahre 2005 an den Messstellen des BLUME-Messnetzes

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Abb. 11: 90,41%-Wert der Feinstaubkonzentration PM10 [µg/m³] im Jahre 2007 an den Messstellen des BLUME-Messnetzes

Der zum 90,41%-Wert korrespondierende Tagesmittelwert der Feinstaubkonzentration PM10 von 50 µg/m³ darf an nicht mehr als 35 Tagen im Jahr überschritten werden.

Auswertungen zu den Ursachen der Feinstaubbelastung zeigen, dass etwa die Hälfte der Staubkonzentration an verkehrsnahen Messpunkten der Berliner Innenstadt aus Quellen außerhalb des Großraums Berlin stammt. Je nach Verlauf der meteorologischen Randbedingungen kann dieser Außeneinfluss zu einer mehr oder weniger starken Überschreitung insbesondere des zweiten PM10-Grenzwertes führen. Dabei werden nicht mehr als 35 Überschreitungen eines Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ Feinstaub PM10 zugelassen.

Während in den Jahren 2002 und 2005 zum Teil deutliche Überschreitungen des Kurzzeitgrenzwertes zu verzeichnen waren (z.B. 2005 mit 82 Überschreitungen an der Messstelle Frankfurter Allee), wurde im Jahr 2007 aufgrund günstiger meteorologischer Bedingungen mit einem hohen Anteil austauschreicher West-Wind-Wetterlagen zum ersten mal nicht nur der Jahresmittelwert an allen Messstationen eingehalten, sondern auch der zweite Grenzwert unterschritten.
Dieser nachgewiesene Außeneinfluss auf die Feinstaubkonzentration entbindet jedoch nicht von eigenen Anstrengungen, um eine dauerhafte Minderung der PM10-Belastungen zu gewährleisten.

Um über die an den BLUME-Messstellen gewonnene Information hinaus ein vollständiges Bild der Vorbelastung sowie der Verteilung der Schadstoffe im Stadtgebiet zu erhalten, wurden aufwändige Modellrechnungen im Rahmen der Erstellung des Luftreinhalte- und Aktionsplan Berlin 2005-2010 durchgeführt, die im Kapitel Methode bezogen auf die Straßenschluchten ausführlich beschrieben werden. Als Grundlage dienten Wetterbedingungen sowie Verkehrs- und Emissionsdaten des Jahres 2005.

Die städtische Hintergrundbelastung von PM10 für das Beispieljahr 2002 veranschaulicht Abbildung 12; deutlich ist ein merklicher Anstieg der Werte vom Stadtrand zum Stadtzentrum innerhalb des S-Bahnrings (großer Hundekopf) festzustellen.
Die in der Innenstadt berechnete Konzentration zwischen 25 und 30 µg/m³ ist repräsentativ für die Belastung in Wohngebieten mit geringem Straßenverkehr und in größerer Entfernung von Industrieanlagen.

Abb. 12
[Ca. 152 KB groß.]

Abb. 12: Mit IMMISnet berechnete und an BLUME-Messstellen gemessene PM10-Belastung (Jahresmittel) im städtischen Hintergrund Berlins für das Basisjahr 2005 (SenGesUmV o.J.)

Auf Grundlage dieser Belastungsverteilung wurde die in der Karte dargestellte Berechnung der Immissionen von PM10 und NO2 im Hauptverkehrsstraßennetz mit dem Modell IMMISLuft durchgeführt, die durch eine ausführliche Datenanzeige für jeden bewerteten Straßenabschnitt ergänzt wird. Sie resultiert aus der Überlagerung der jeweiligen Konzentration im städtischen Hintergrund und der berechneten Zusatzbelastung durch den lokalen Verkehr im jeweiligen Abschnitt einer Hauptverkehrsstraße.
Alle rot eingefärbten Straßenabschnitte zeigen Überschreitungen der Grenzwerte des 24-Wertes von PM10 und/oder des Jahresmittelwertes von NO2, bezogen auf das Jahr 2005 (vgl. Tabelle 2).
Für den Feinstaub mit sehr kleinen Partikeln unter 2,5 µm (PM2,5) ist ab 2015 ein EU-weiter Grenzwert von 25 µg/m³ im Jahresmittel vorgesehen. Diese Abschnitte, in denen Grenzwertüberschreitungen berechnet werden, wurden daher als "sehr hoch belastet" eingestuft und erfordern für die Zukunft weiterhin ein besonderes Augenmerk im Hinblick auf die Minimierung der bodennahen Luftbelastung. Die Abschnitte sind über die ganze Stadt verteilt, konzentrieren sich aber ringförmig um die Innenstadt, auf die großen Ausfallstraßen nach Süden und Osten bzw. die bedeutenden innerstädtischen Verbindungsstraßen wie den Straßenzug Bismarckstr./Kaiserdamm in Charlottenburg, den Tempelhofer Damm einschließlich südlicher Verlängerung, die Frankfurter Allee oder das Adlergestell in Köpenick. Die Gesamtlänge der Straßenabschnitte summiert sich auf etwa 163 km Straßenlänge (= 12 % des übergeordneten Straßennetzes), an denen mehr als 63.000 Menschen leben (vgl. Tabelle 4).

Die meisten Betroffenen wohnen im Gebiet des sogenannten "Großen Hundekopfes" und entlang der Ausfallstraßen. An der in der Karte deutlich mit hohen Werten hervorstechenden Stadtautobahn sind nur wenige Anwohner betroffen, da der Abstand zu den Häusern relativ groß ist und sich die Luft wegen der offenen Lage der Stadtautobahn gut durchmischt.
Die Karte zeigt darüber hinaus, dass ein Viertel aller Abschnitte den Indexwert von 1,76 - 2,00 überschreitet. Auch dieser rund 294 km langer Teil des Hauptstraßennetzes kann zukünftig zumindest in Teilbereichen ein Problem darstellen, da hier i.d.R. ebenfalls mindestens ein Parameter den jeweiligen Grenzwert überschreitet.

ta311_04
Tab. 4: Abschnittslängen des Luftbelastungsindexes und betroffene Anwohner im übergeordneten Straßennetz Berlins 2005

Excel
[Die Tabelle liegt auch im Excel-Format vor (MS-Excel wird benötigt).]

Der verwendete Ansatz zur Berechnung der von Grenzwertüberschreitung betroffenen Anwohner wurde aus der Lärmkartierung übernommen (siehe auch Karten 07.05 Strategische Lärmkarten (Ausgabe 2008)). Dabei wird die Zahl der Bewohner der zur Straßenfront reichenden Wohnungen gezählt. Die so ermittelte Anzahl der von Grenzwertüberschreitungen betroffenen Bürger stellt eine eher konservative Abschätzung dar, weil sich die Schadstoffe überall hin ausbreiten und so auch außerhalb hoch belasteter Straßenschluchten erhöhte Konzentrationen auftreten können.

Berechnete Trends für das Jahr 2015 für die Stoffe PM10 und Stickstoffdioxide (NO2)

Im Hinblick auf die dauerhafte Einhaltung der Grenzwerte zur Luftreinhaltung ist die Berechnung von Trendszenarios von großer Bedeutung. Durch sie lässt sich die zukünftige Entwicklung der großräumigen und lokalen Luftbelastung abschätzen und beurteilen, ob über die eingeleiteten Maßnahmen hinaus zusätzliche Anstrengungen notwendig sind, um zu einer Verringerung der Luftbelastung zu gelangen. Die Immissionswerte für 2005, die auch Grundlage der Berechnung des Luftbelastungsindices sind, bilden die Ausgangslage ab. Das davon ausgehende Trendszenario berücksichtigt für den Trendzeitpunkt 2015 emissionsseitige Minderungen in Europa und Deutschland ebenso wie auf lokaler Ebene in Berlin selbst. Dabei werden Fortschritte infolge der Umsetzung europäischer Vorschriften für den Schadstoffausstoß von Anlagen, Kraftwerken und Kraftfahrzeugen ebenso einbezogen wie z.B. Emissionen der Landwirtschaft im Bereich der Feinstäube.
Die Auspuffemissionen des Kfz-Verkehrs nehmen, bedingt durch die allmähliche Verdrängung der älteren Fahrzeuge mit hohen Schadstoff-Emissionen, bis 2015 bei den Stickoxiden um fast 40 % und bei den Partikeln um mehr als 50 % ab. Allerdings wird der durch den Abrieb der Fahrbahn, Reifen und Bremsen sowie durch die Aufwirbelung von Straßenstaub erzeugte Feinstaub wegen der erhöhten Fahrleistung geringfügig zunehmen.

Ingesamt ergibt sich für Berlin bis 2015 bezogen auf 2005 ein Rückgang der NOx-Emissionen um gut 21 % und der PM10-Emissionen um etwa 7 %.

Um den 24 h-Grenzwert für Feinstaub überall einzuhalten, ist jedoch ein wesentlich stärkerer Rückgang der Konzentrationen erforderlich. Eine solche Verbesserung ist aber ohne zusätzliche Minderungsmaßnahmen weder für den hausgemachten noch für den importierten Teil der Feinstaubbelastung zu erwarten, so dass auch für 2015 noch an rund 153 km Hauptstraßennetz mit etwa 61.000 betroffenen Anwohnern mit Überschreitungen des 24h-Wertes für PM10 zu rechnen ist (vgl. Tabelle 5). Es müssen also zusätzliche Maßnahmen in Berlin auf nationaler und europäischer Ebene ergriffen werden, um beide Anteile weiter zu reduzieren.

Ein ähnliches Fazit lässt sich für die vorhersehbare Entwicklung der Stickstoffdioxidbelastung ziehen. Durch die bisher eingeleiteten Maßnahmen des Trendszenarios wird sich die Konzentration in den Hauptverkehrsstraßen bis 2015 wesentlich reduzieren, wodurch auch die Zahl der Straßen mit Grenzwertüberschreitungen und die davon betroffenen Anwohner um etwa 86 % sinken wird. Es bedarf aber auch hier zusätzlicher, vorwiegend in Berlin zu treffender Maßnahmen, um die verbleibenden knapp 16 km Straßen und die dort lebenden 4.300 Betroffenen zu entlasten.

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Tab. 5: Von Grenzwertüberschreitungen betroffene Abschnittslängen und Anwohner im übergeordneten Straßennetz, Berechnung für 2005 und Trendrechnung für 2015

Excel
[Die Tabelle liegt auch im Excel-Format vor (MS-Excel wird benötigt).]

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass

  • auf der Maßnahmenseite in Berlin der Schadstoffausstoß von Industrieanlagen deutlich unter die seit 2007 vorgeschriebenen Grenzwerte gesenkt werden konnte,
  • die schon umgesetzten oder eingeleiteten Maßnahmen dazu führen werden, dass in städtischen Wohngebieten bis 2010 die Feinstaubbelastung um 7-10 % und die Stickstoffdioxidwerte um 22% zurückgehen werden,
  • diese Rückgänge ausreichen werden, um den als Jahresmittel definierten Grenzwert für Feinstaub auch in Jahren mit ungünstigen Wetterverhältnissen einhalten zu können sowie die Länge der Straßenabschnitte mit Überschreitungen des 24h-Grenzwertes für Feinstaub bis 2015 mehr als zu halbieren und des Jahresgrenzwertes für Stickstoffdioxid um fast 90 % zu senken.

Die zusätzlich möglichen Maßnahmen und ihre Wirkung auf die Luftqualität beschreibt im einzelnen der im August 2005 vom Berliner Senat beschlossene Luftreinhalte- und Aktionsplan Berlin 2005-2010.

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