Verkehr

Schadstoffbelastung durch Motorabgase und Kraftstoffverdunstung

Straßenverkehrsbedingte Immissionen liefern nach wie vor den größten Beitrag zur Luftverschmutzung in unseren Städten. Der Gesetzgeber fordert deshalb z.B. für Straßenbauvorhaben Umweltverträglichkeitsuntersuchungen (UVU), die unter anderem Aussagen über die vorherrschende und die zu erwartende Schadstoffbelastung enthalten müssen.

Auch bei der Beurteilung von Maßnahmen zur Minderung verkehrsbedingter Schadstoffkonzentrationen - z.B. bei der Umsetzung der 39.BImSchV (39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes) - sind Prognosen der zu erwartenden Schadstoffimmissionen erforderlich.

Beispiele für Anwendungsbereiche:

• Straßenplanung/-ausbau, Stichworte: Ortsumgehung, UVU, Tunnel, Brücken, Lärmschutzwände, Dämme
• Ermittlung von Schwerpunkten bestehender Schadstoffbelastungen in Städten und Beurteilung von Minderungsmaßnahmen, Stichwort: 39.BImSchV/Luftreinhaltepläne.
• Planung/Betrieb von Tiefgaragen, Parkhäuser sowie Tankstellen, Tank- und Rastanlagen in der Nachbarschaft von Wohn-, Erholungs- und Arbeitsbereichen
• Planung neuer Wohn- oder Gewerbegebiete, die zusätzlichen Verkehr erzeugen
• Planung/Ausbau von Schifffahrtsstraßen, Stichworte: Schleusen, Häfen, Sportboote
• Planung/Ausbau von Flughäfen

Wie berechnen wir Schadstoffimmissionen?

Wir bieten Ihnen der jeweiligen Problemstellungen angepaßte Verfahren zur Prognose der durch den Verkehr verursachten Belastung der Luft mit Schadstoffen an. Zur ersten Einschätzung der Immissionssituation oder bei einfachen Verhältnissen (z.B. sehr geringe Verkehrsmengen und freie Ausbreitung) kommen einfache Verfahren zur Anwendung. Die Untersuchungen von Straßennetzen, komplexen Strömungsverhältnissen in Innenstadtbereichen, von Ausbreitungsverhältnissen in engen Tälern oder in Tunnelportalbereichen erfordern die Anwendung aufwendigerer Methoden.

Außerortsstraßen ohne oder mit lockerer Randbebauung

• Abschätzung der Immissionen im Nahbereich einer Außerortsstraße ohne oder mit lückenhafter Randbebauung nach dem Merkblatt über Luftverunreinigungen an Straßen (MLuS 02, geänderte Fassung 2005).
• Emissions- und Immissionsberechnung mit dem Linienquellen-Modell PROKAS-V für Straßennetze. PROKAS ist konzipiert für Straßennetze mit Straßenkreuzungen, Brücken und Tunnelstrecken.
• Ausbreitungsmodellierung mit dem Lagrange-Ausbreitungsmodell LASAT bei topographisch stark strukturiertem Gelände, ggfs. Berücksichtigung regionaler und lokaler Windsysteme (z.B. Kaltluftströmungen).

Straßen mit dichter Randbebauung, Innerortsbereiche

• Abschätzung der Immissionen für Untersuchungspunkte in Straßen mit dichter Randbebauung (Straßenschluchten) mit PROKAS-B für definierte, charakteristische Randbebauungstypen. PROKAS-B basiert auf Ergebnissen von MISKAM (s.u.) für typisierte Bebauungsstrukturen.
• Emissions- und Immissionsberechnung mit dem Linienquellen-Modell PROKAS-V für Straßennetze zur Ermittlung der Schadstoffvorbelastung und mit dem mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodell MISKAM. MISKAM ist ein 3-dimensionales numerisches Modell zur Prognose von Windverteilungen und Schadstoffkonzentrationen in bebauten Gebieten. Die Gebäude und sonstige Strömungshindernisse werden in Form von rechtwinkligen Blockstrukturen simuliert.
• Immissionsberechnung basierend auf Windkanalmessungen an maßstabsgetreuen physikalischen Modellen. Diese Ergebnisse können mit den Berechnungen des Programms PROKAS kombiniert werden.

Wasserstraßen

• Abschätzung der schifffahrtsbedingten Lufschadstoffbelastung an Wasserstraßen mit dem von uns entwickelten Programmsystem LUWAS unter Berücksichtigung von Schleusen, Kanälen, Liege- und Wartestellen sowie 14 verschiedenen Schiffstypen.

Flughäfen

• Ausbreitungsmodellierung mit dem Lagrange-Ausbreitungsmodell LASAT

Schritte bis zu den KFZ-Abgasimmissionen

Für eine Immissionprognose müssen in einem ersten Schritt die Emissionen bestimmt werden. Hierzu fließen u.a. die Verkehrsmenge, die Emissionsfaktoren und das charakteristische Fahrverhalten ein:

• Verkehrsmenge (DTV/LKW-Anteil)

• Emissionsfaktoren

Bestimmung streckenbezogener Emissionsfaktoren auf der Grundlage des charakteristischen Fahrverhaltens (Verkehrssituation) auf den betrachteten Straßenabschnitten unter Verwendung des "Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs". (UBA/INFAS, 2010)

• Charakteristisches Fahrverhalten

Als Zwischenergebnis erhält man die Emissionen der betrachteten Schadstoffe in [mg Schadstoff /(ms)]

Mit der

• zeitliche Verteilung der Emissionsdichten der betrachteten Schadstoffe

• der Ausbreitungsklassenstatistik

• und der Vorbelastung

erhält man zusammen mit dem mathematischen Ausbreitungsmodell die gewünschten Immissionen.

Typische Ergebnisse der Immissionsrechnung sind:

• Prognose der Jahresmittel- und 98-Perzentilwerte der Immission der untersuchten Luftschadstoffe
• Punktbezogene oder flächenhafte Bewertung der Abgasimmissionen
• Gesamtemission des betrachteten Straßennetzes
• Immissionsbilanz durch Überlagerung mit Empfindlichkeitskriterien
• Bewertung des Lufthygiene durch Luftbelastungsindex

Das folgende Bild zeigt als Beispiel die Stickoxid-Gesamtbelastung (98-Perzentilwert)