Straßenverkehr - Emissionen und Immissionen 2009

Methode

Karte 03.11.1 Emissionen des Kfz-Verkehrs

Grundlage der Darstellung der Emissionen des Kfz-Verkehrs waren die 2009 durchgeführten Verkehrszählungen im Hauptstraßennetz Berlin. Wie im Kapitel “Erhebung der Emissionen” beschrieben, wurden auf dieser Basis die verkehrsrelevanten Schadstoffe für das Zählnetz 2009 berechnet.

Bewertung der Emissionsmengen

Die Karte präsentiert die räumliche Verteilung der verkehrsverursachten Emissionen. Um eine Einstufung der Emissionsmengen zu erreichen, wurden 4 Emissionsklassen gebildet, die sich an der Verteilung der absoluten Emissionen im Berliner Hauptstraßennetz orientieren.

Zur Differenzierung dieser Klassen wurden die beiden Indikatoren mit besonderer lufthygienischer Bedeutung, die Schadstoffe Stickoxide (NO_x) und Feinstaub (PM10), herangezogen. Auf der Grundlage einer Größensortierung der Emissionsmengen pro Stoff und Abschnitt wurden für jeden Stoff getrennt Gruppen von jeweils 10 Prozent (‘Dezile’) gebildet. In einem weiteren Schritt wurde eine gemeinsame Gruppenbildung für NO_x und PM10 durchgeführt.

Die Zuordnung der Dezilbereiche zu Gruppen und Bewertungen zeigt Abbildung 9.

Abb. 9: Gruppenbildung der Emissionsmengen in den Hauptstraßenabschnitten anhand der Indikatoren NOx und PM10

Aus der Einstufung in eine der 4 Emissionsklassen kann nicht unmittelbar auf die im Streckenabschnitt resultierende Belastungs- (Immissions-) -situation geschlossen werden. Dazu werden eigene Berechnungen für Schadstoffkonzentrationen der wichtigsten Stoffe durchgeführt (vgl. Karte 03.11.2 Verkehrsbedingte Luftbelastung).

Datenanzeige zur Karte 03.11.1 Emissionen des Kfz-Verkehrs

Die Datenanzeige im FIS-Broker umfasst detaillierte Informationen zum ausgewählten Streckenabschnitt. Neben der Schlüsselnummer des Abschnittes werden folgende Parameter dargestellt:

• Länge des Abschnittes
• Name des Straßenabschnittes
• Anzahl schwerer Lkw ( > 3,5 t) pro Tag
• Anzahl leichter Lkw ( < 3,5 t) pro Tag
• Anzahl Motorräder pro Tag
• Anzahl Busse pro Tag
• Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke (DTV)
• Emission Stickstoffdioxid in [g/(m/Tag)]
• Emission Stickoxide in [g/(m/Tag)]
• Emission Partikel in [g/(m/Tag)]
• Emission Feinstaub PM10 in [g/(m/Tag)]
• Emission Feinstaub PM2.5 in [g/(m/Tag)]
• Emission Benzol in [g/(m/Tag)]
• Emission Kohlenmonoxid in [g/(m/Tag)]
• Emission Kohlendioxid in [g/(m/Tag)]
• Emission Kohlenwasserstoffe in [g/(m/Tag)]
• Emission Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe in [g/(m/Tag)]
• Datenquelle der Verkehrszählung 2009
• Bewertung der Emissionsmengen anhand NO_x und PM10

Karte 03.11.2 Verkehrsbedingte Luftbelastung

Modelleinsatz

Die Ergebnisse der Straßenmessungen zeigen, dass die Konzentrationswerte der Richtlinie 99/30/EG bzw. der 39. BImSchV an einer großen Anzahl von Hauptverkehrsstraßen – beim Stickstoffdioxid durchgängig- überschritten werden. Da eine Messstechnische Untersuchung an allen Straßen im Stadtgebiet allein aus Kostengründen nicht möglich ist, wurden die Immissionsbelastungen für das gesamte Berliner Hauptverkehrsstraßennetz mit Emissions- und Ausbreitungsberechnungen abgeschätzt. Dabei werden die Straßenzüge ermittelt, in denen die gesetzlichen Konzentrationswerte mit großer Sicherheit überschritten bzw. eingehalten werden.

Dazu wurden die beschriebenen Messungen mit Modellrechnungen in allen verkehrsreichen Straßen, in denen Grenzwerte potenziell überschritten werden, ergänzt. Allerdings spielt selbst in einer verkehrsbelasteten Straßenschlucht der Anteil der durch die übrigen Quellen in der Stadt oder durch Ferntransport von Schadstoffen erzeugten Vorbelastung eine wichtige Rolle. Deshalb wurde für die Planung von Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität in Berlin ein System von Modellen angewandt, das sowohl den großräumigen Einfluss weit entfernter Quellen als auch den Beitrag aller Emittenten im Stadtgebiet bis hinein in verkehrsreiche Straßenschluchten berechnen kann. Für eine solche Abschätzung für alle Hauptverkehrsstraßen (Screening) eignet sich das hierfür entwickelte modulare Programmsystem IMMIS▪▪▪.

IMMIS-Luft▪▪▪ ist ein Screening-Programmsystem zur Beurteilung der Belastungen durch den Straßenverkehr. Es wurde speziell für Anwendungen im Zusammenhang mit verkehrsbezogenen Auswertungen entwickelt. Mit Hilfe dieses Programms ist – vorausgesetzt, dass die notwendigen Eingabegrößen bekannt sind – eine schnelle Berechnung der Immissionsbelastung sowohl für einzelne Straßen als auch für ein umfassendes Straßennetz möglich.

Hierbei wird die Immissionsbelastung auf beiden Straßenseiten für je einen Punkt in 1,5 m Höhe und 0,5 m Entfernung zur Gebäudekante berechnet (vgl. Abbildung 6). Das Mittel der errechneten Immission an diesen beiden Punkten wird als charakteristische Abschätzung der Immissionsbelastung in diesem Abschnitt angesehen.

Die Luftschadstoff-Immissionen des Verkehrs in Straßenschluchten wurden mit dem Programmteil IMMIS^cpb modelliert. Es ermöglicht die Berechnung von Stundenwerten der durch den lokalen Verkehr erzeugten Immissionsbelastung an beliebigen Aufpunkten (Rezeptoren) in einer Straßenschlucht mit differierender Bebauungshöhe und mit winddurchlässigen Gebäudelücken auf der Basis leicht zugänglicher meteorologischer Größen. Als weitere wesentliche Eingangsgröße wird die Emission für jeden Straßenabschnitt benötigt. Die Emissionen wurden mit dem Programmteil IMMIS^em aus den aktuellen Verkehrsdaten berechnet. Die durch die Stadt hervorgerufene Belastung ergibt sich aus der Summe der mit dem Straßenschluchtmodell berechneten Zusatzbelastung, aus dem lokalen Straßenverkehr und der städtischen Hintergrundbelastung, die mit IMMIS^net berechnet wurde.

Bewertung anhand eines Indexes

Die aus diesen Arbeiten abgeleitete Karte präsentiert die räumliche Verteilung der verkehrsverursachten Luftbelastung für NO₂ und PM10. Für beide Stoffe wurde eine zusammenfassende Bewertung vorgenommen. Der ermittelte Index gewichtet die berechneten Konzentrationen beider Schadstoffe anhand ihrer Grenzwerte in dem für diesen Zweck auf rund 10.000 Straßenabschnitte erweiterten Hauptverkehrsnetz für 2009 und addiert die Quotienten. Ein Index von 1,00 ergibt sich z.B. dann, wenn beide Komponenten 50 % des Grenzwertes erreichen. Alle Abschnitte, die einen Indexwert größer 1,8 (über 90 % Ausschöpfung des Grenzwertes) aufweisen, erfordern zukünftig ein besonderes Augenmerk (vgl. Wirkungen auf die menschliche Gesundheit).

Datenanzeige zur Karte Verkehrsbedingte Luftbelastung

Die Datenanzeige im FIS-Broker umfasst folgende detaillierte Informationen zum ausgewählten Streckenabschnitt:

• Abschnittsnummer
• Name des Straßenabschnittes
• Länge des Straßenabschnittes [m]
• Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke (DTV) KFZ 2009
• Anzahl schwerer Lkw ( > 3,5 t) pro Tag 2009
• Anzahl leichter Lkw ( < 3,5 t) pro Tag 2009
• Anzahl BVG-Busse pro Tag 2009
• Anzahl Motorräder pro Tag 2009
• Lage in der Umweltzone (1=ja)
• Betroffene Anwohner am Straßenabschnitt
• Emissionsangaben für 2009 bezogen auf folgende Stoffe:
  • Emission Stickoxide in [g/(m/Tag)]
  • Emission PM10 in [g/(m/Tag)]
  • Emission PM2.5 in [g/(m/Tag)]
• die berechneten Immissionen für 2009 bezogen auf folgende Stoffe:
  • NO[₂[-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2009
  • PM10-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2009
  • PM2.5-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2009
• die Trendrechnungen der Immissionen für 2015 und 2020, jeweils bezogen auf folgende Stoffe:
  • NO₂-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2015
  • PM10-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2015
  • PM2.5-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2015
  • NO₂-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2020
  • PM10-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2020
  • PM2.5-Belastung (Jahresmittel in µg/m³) 2020
• die Berechnung des Luftbelastungsindexes anhand der Schadstoffe NO_x und PM10:
  • Index der Luftbelastung für NO₂
  • Index der Luftbelastung für PM10
  • Gesamtindex der Luftbelastung für NO₂ und PM10