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Verkehrsbedingte Luftbelastung durch Benzol, Stickoxide und Dieselruß 1993

Einleitung

Ausgangslage

Die Stadt Berlin ist seit der Vereinigung mit einer erheblichen Zunahme des Verkehrs konfrontiert. So hat alleine die Zahl der in Berlin zugelassenen Kraftfahrzeuge seit 1989 um fast 30 % auf nunmehr 1 280 000 Kraftfahrzeuge zugenommen. Auch für die Zukunft wird ein weiteres Verkehrswachstum, insbesondere beim belastungsintensiven Straßen-Güterverkehr erwartet.

Diese weitreichenden Veränderungen sind noch nicht abgeschlossen. Die Zunahme des Verkehrs wird u.a. durch den kontinuierlichen Ausbau des gemeinsamen Lebens- und Wirtschaftsraumes Berlin-Brandenburg bestimmt, durch die Intensivierung der internationalen Wirtschaftsverflechtungen und in Berlin besonders durch die sich verstärkenden Verflechtungen mit Ost-Europa.

In Berlin ist der Kraftfahrzeugverkehr mittlerweile der größte Verursacher der Luftverschmutzung. Besonders hoch sind die vom Kraftfahrzeugverkehr verursachten Belastungen in der Innenstadt, wo auf etwa 100 km2 Fläche über 1 Mio. Menschen leben. Infolge der künftigen Funktionen der Innenstadt werden das Verkehrsaufkommen und damit die Belastungen in diesem Gebiet weiter deutlich zunehmen.

Die vorliegende Karte zeigt die räumliche Verteilung der Emissionen und Immissionen zu drei entscheidenden – hauptsächlich vom Verkehr verursachten – Luftschadstoffen: Benzol, Dieselruß und Stickstoffdioxid. Alle drei Stoffe wirken gesundheitsschädlich (vgl. Wirkungen) und sind in einer eigenen Verordnung zum Bundes-Immissionschutzgesetz geregelt (vgl. Gesetzliche Regelungen und Grenzwerte).

Beitrag des Kraftfahrzeugverkehrs zu den Luftschadstoffkonzentrationen, Verursacher und Trends

Der Beitrag des Kraftfahrzeugverkehrs zu den straßennahen Schadstoffkonzentrationen hängt bezüglich der Emissionen von der in jedem Straßenabschnitt unterschiedlichen Zusammensetzung der Fahrzeugflotte und den jeweiligen Betriebsbedingungen, in bezug auf die Ausbreitung von den lokal sehr unterschiedlichen Ausbreitungsbedingungen ab. Beispielsweise reicht der Anteil der besonders schadstoffintensiven Nutzfahrzeuge an der einen Straßenabschnitt passierenden Fahrzeugflotte im Hauptverkehrsstraßennetz von weniger als 1 % bis über 20 %.

Gleichwohl sind auf der Grundlage der Zusammensetzung der in Berlin zugelassenen Kraftfahrzeugflotte, ihrer je nach Fahrzeuggruppe unterschiedlichen innerstädtischen Fahrleistung und ihrem fahrsteckenspezifischen Schadstoffausstoß Angaben möglich.

Tabelle 1 gliedert die im Stadtgebiet von Berlin vom Kraftfahrzeugverkehr erbrachten Fahrleistungen (Mio. Fahrzeug-km/Jahr), den Kraftstoffverbrauch (t) und die Auspuff- und Abriebemissionen des Kraftfahrzeugverkehrs (t/Jahr) nach Fahrzeugarten für das Bezugsjahr 1993. Motorisierte Zweiräder und Verdunstungsemissionen sind hierbei nicht erfaßt, da sie den Straßenarten nicht zugeordnet werden können.

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Tab. 1: Fahrleistungen (Mio. Fahrzeug-km/Jahr), Kraftstoffverbrauch (t) und Auspuff- und Abriebemissionen (t/Jahr) nach Fahrzeugarten im Stadtgebiet Berlin - Bezugsjahr 1993 (ohne motorisierte Zweiräder und Verdunstungsemissionen)
Bild: Liwicki, Garben 1993

Tabelle 2 zeigt den mittleren Beitrag des Kfz-Verkehrs zur Immissionsbelastung in Straßenschluchten und den Beitrag der Fahrzeuggruppen zu den Emissionen des Kfz-Verkehrs in Berlin 1993.

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Tab. 2: Mittlerer Beitrag des Kfz-Verkehrs zur Immissionsbelastung in Straßenschluchten und Beitrag der Fahrzeuggruppen zu den Emissionen des Kfz-Verkehrs in Berlin 1993 (Abweichungen durch Rundungen, einschl. motorisierte Zweiräder, EC: elementarer Kohlenstoff aus Auspuffemissionen und Reifenabrieb, Pfeile = erwarteter Trend)
Bild: Umweltatlas Berlin

Die Trends lassen bei Ruß, der Schadstoffkomponente mit dem derzeit größten Handlungsbedarf, eine Verschärfung der Situation befürchten. Der Ausstoß der krebserzeugenden Dieselpartikel schwerer Nutzfahrzeuge wird zwar durch die ab 1996 von Neufahrzeugen einzuhaltende Euro-II-Abgasanforderung deutlich reduziert (EU-Richtlinie 91/542/EWG, Stufe II). Ein nennenswerter Beitrag zu den Rußkonzentrationen ist zudem dem Reifenabrieb zuzuordnen und damit unabhängig von der Antriebsart, sondern alleine vom Verkehrsaufkommen und den Anteilen schwerer Kraftfahrzeuge mit überdurchschnittlichem Reifenabrieb. Die überdurchschnittliche Zunahme des Lkw-Verkehrs und der erhebliche Anstieg der Bestandsanteile von Diesel-Pkw und leichten Diesel-Lkw läßt – zumindest für die nächsten zehn Jahre – einen weiteren Anstieg der Gesamtpartikelemission erwarten.

Dagegen werden bei den Immissionen des krebserzeugenden Benzols durch die weitere Zunahme des Drei-Wege-Katalysators sowie Verbesserungen der Benzinqualität auch ohne zusätzliche politische Maßnahmen weitere Entlastungen erreicht werden.

Bei der Stickoxidbelastung ist – ebenfalls durch den überdurchschnittlichen Anstieg des Nutzfahrzeugverkehrs – keine signifikante Minderung zu erwarten. Diese Entwicklung ist zwar hinsichtlich der innerstädtischen Belastungen weniger problematisch, hinsichtlich der wesentlich von den Stickoxidemissionen des Kfz-Verkehrs bestimmten sommerlichen Ozonkonzentrationen aber völlig unbefriedigend. Aus dieser Sicht sind Entlastungen von 80 % zu fordern (zu den Ozonbildungsprozessen vgl. Karte 03.06, SenStadtUmTech 1996).

Wirkungen

Stickoxide sind Säurebildner. Sie sind schädlich für die menschliche Gesundheit, bewirken Schäden Pflanzen, Bauwerken und Denkmälern und sind wesentlich an der übermäßigen Bildung von bodennahem Ozon und anderen gesundheitsschädlichen Oxidantien während sommerlicher Hitzeperioden beteiligt.

Bei Menschen und Tieren führen Stickoxide und insbesondere Stickstoffdioxid zu Reizungen der Schleimhäute im Atemtrakt und können das Infektionsrisiko erhöhen (vgl. Kühling 1986). Auch Zellveränderungen wurden beobachtet (BMUNR 1987). Verschiedene epidemiologische Untersuchungen haben einen Zusammenhang zwischen Verschlechterungen der Lungenfunktion, Atemwegssymptomen und erhöhter Stickstoffdioxidkonzentration gezeigt (vgl. Nowak et al. 1994).

Benzol gehört zur Gruppe der Kohlenwasserstoffe und ist als besonders gesundheitsgefährdend einzustufen (vgl. Klippel, Jäcker-Küppers 1997). Es verursacht bei Menschen nachweislich Knochenmarksschädigungen, Leukämien und Lymphome (vgl. Kalker 1993).

Dieselruß birgt zum einen als Trägerstoff für polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) ein Krebsrisiko, gilt aber auch für sich gesehen als mögliche Ursache für Lungen- und Blasenkarzinome (vgl. Kalker 1993).

Gesetzliche Regelungen und Grenzwerte

Die Beurteilung der Luftbelastung durch den Kraftfahrzeugverkehr ist für die Immissionsschutzbehörden erst ab 1985 konkretisierbar geworden, nachdem die Europäische Gemeinschaft in der “Richtlinie des Rates vom 7. März 1985 über Luftqualitätsnormen für Stickstoffdioxid” (Richtlinie 85/203/EWG) Grenz- und Leitwerte für diesen Schadstoff festgelegt hat, außerdem schrieb sie vor, daß die Konzentration in Straßenschluchten und an Verkehrsbrennpunkten gemessen werden soll.

In Umsetzung dieser Richtlinie und nach entsprechenden Forderungen der Umweltministerkonferenz wurde das Bundes-Immissionsschutzgesetz im Jahre 1990 um den § 40 Abs. 2 ergänzt. Auf dieser Grundlage wurde im Dezember 1996 die 23. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (23. BImSchV) verabschiedet, die am 1. März 1997 in Kraft trat. Diese Verordnung enthält Konzentrationswerte für die Benzol und Rußpartikel (Jahresmittelwerte, Ruß ermittelt als elementarer Kohlenstoff EC) sowie für den 98 %-Wert für Stickstoffdioxid (vgl. Tab. 3). Bei Überschreitungen dieser – aus Gründen des Gesundheitsschutzes festgelegten – Konzentrationen, sind Verkehrsbeschränkungen unter Berücksichtigung der Verkehrsbedürfnisse und der städtebaulichen Belange von der Straßenverkehrsbehörde zu prüfen.

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Tab. 3: Konzentrationswerte und Termine der 23. BImSchV, bei Überschreitung Prüfung verkehrsbezogener Maßnahmen
Bild: Umweltatlas Berlin

Weiterhin werden in der 23. BImSchV die Meß- und Beurteilungsverfahren sowie der Meßort festgelegt. Die Verordnung regelt, daß die Immissionsbelastung in einer Höhe von 1,5 bis 3,5 m und einem diagonalen Mindestabstand von vier Metern zur Mittellinie der benachbarten Fahrspur und einem Mindestabstand von einem Meter zur Hauswand ermittelt werden muß (vgl. gekennzeichneten Bereich in Abb. 1).

Abb. 1: Schadstoffverteilung in einer Straßenschlucht mit Meßbereich nach der 23. BImSchV und Aufpunkten für die Berechnung mit dem Straßenschluchtmodell Immis-Luft (x)
Abb. 1: Schadstoffverteilung in einer Straßenschlucht mit Meßbereich nach der 23. BImSchV und Aufpunkten für die Berechnung mit dem Straßenschluchtmodell Immis-Luft (x)
Bild: Umweltatlas Berlin

Umsetzungsprobleme des § 40 Abs. 2 BImSchG, der 23. BImSchV und der VwV-STV-ImSch

Die 23. BImSchV regelt die Bildung der Kenngrößen und ihren zeitlichen Bezug (Jahreskennwerte), es fehlen jedoch insbesondere zeitlich konkrete Vorgaben zur Zielerreichung. Die Kommunen müssen dann einerseits bei zu hoher Luftverschmutzung aktiv werden, andererseits engt die von der Bundesregierung und den Ländern formulierte Verwaltungsvorschrift den Handlungsspielraum der kommunalen Politik ein, statt ihn abzusichern (Primat der Verkehrsplanung, zahlreiche Ausnahmen usw.). Es ist auch hier nicht festgelegt, ob die Ziele überhaupt und wenn, wann sie erreicht werden sollen.

Die Konzentrationswerte der Verordnung sind lediglich als Immissionswerte festgelegt, die eine weitergehende Prüfung veranlassen sollen. Ein Überschreiten löst allein noch keine Verkehrsbeschränkung aus.

Die in der 23. BImSchV festgelegten Konzentrationswerte sind vielfach höher als die vom Länderausschuß Immissionsschutz (LAI) empfohlenen und von der Umweltministerkonferenz vorgeschlagenen Ziele, beispielsweise bei Rußpartikel fünf- bis neunfach höher (LAI 1992). Der Rat der Sachverständigen für Umweltfragen (SRU) vertrat die Ansicht, daß die von der Bundesregierung vorgeschlagenen Konzentrationen bei Ruß eher niedriger, bei Benzol eher höher festgesetzt werden sollten. Als mittelfristiges Ziel empfahl der SRU eine Senkung des Gesamtkrebsrisikos durch verkehrsrelevante Umweltbelastungen um 90 % bis zum Jahr 2005, langfristig um 99 %, jeweils bezogen auf die Situation in 1988.

Auch bei einem Überschreiten der Konzentrationswerte der 23. BImSchV fällt die Umsetzung des § 40 Abs. 2 BImSchG schwer, da weder im Gesetz noch in der Verwaltungsvorschrift Hinweise auf Eingriffsschwellen für Vorsorge und Gefahrenabwehr, die städtebaulichen und die verkehrlichen Belange zu finden sind, an denen sich die gesetzlich vorgeschriebene Abwägung und der Ermessensentscheid der Verwaltung orientieren könnten.

Nach Klippel und Jäcker-Küppers (1997) können in Übereinstimmung mit tatsächlich gemessenen räumlichen Verteilungsmustern für Schadstoffimmissionen in Ballungsräumen Vorsorge-Orientierungswerte von

  • 5,0 µg/m3 für Benzol und
  • 3,0 µg/m3 für Dieselruß

angesetzt werden. Gegenüber Werten im ländlichen Raum von 2,5 µg/m3 für Benzol bzw. 1,5 µg/m3 für Dieselruß bedeutet dies die Akzeptanz einer Verdopplung der durchschnittlichen Belastung, für Berliner Verhältnisse würden diese Werte zumindest beim Dieselruß unter dem städtischen Hintergrundwert des Jahres 1995 von 4,1 µg/m3 liegen.

Die Gefahrenschwelle, die weit schwieriger zu definieren ist, wird danach und nach Ausführungen des LAI 1992 sowie Ergebnissen eines F&E-Vorhabens des Umweltbundesamts bezogen auf Ballungsgebiete auf Werte unterhalb

  • 12,6 µg/m3 für Benzol (Konzentrationswert nach 23. BImSchV ab 01.07.1998: 10 µg/m3) und
  • 7,6 µg/m3 für Dieselruß (Konzentrationswert nach 23. BImSchV ab 01.07.1998: 8 µg/m3)

vorgeschlagen. Die damit getroffene vorläufige Annahme geht damit von einem – im Vergleich zu ländlichen Gebieten – fünffachen Erkrankungsrisiko aus.