LUFTSCHADSTOFFGUTACHTEN FÜR DEN BEBAUUNGSPLAN NR EINRICHTUNGSHAUS DREIGRENZEN DER STADT WUPPERTAL - AKTUALISIERUNG

Transkript

1 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Immissionsschutz, Klima, Aerodynamik, Umweltsoftware An der Roßweid 3, D Karlsruhe Telefon: +49 (0) 721 / info.ka@lohmeyer.de URL: Messstelle nach 26, 28 BImSchG LUFTSCHADSTOFFGUTACHTEN FÜR DEN BEBAUUNGSPLAN NR EINRICHTUNGSHAUS DREIGRENZEN DER STADT WUPPERTAL - AKTUALISIERUNG Auftraggeber: IKEA Verwaltung-GmbH Am Wandersmann Hofheim/Wallau Dipl.-Umweltwiss. A. Friedrich Dipl. Geogr. T. Nagel Dr.-Ing. W. Bächlin Dezember 2014 Projekt Berichtsumfang 64 Seiten Büro Dresden: Mohrenstraße 14, Radebeul, Tel.: +49 (0) 351 / , info.dd@lohmeyer.de

2 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG I I N H A L T S V E R Z E I C H N I S ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN ZUSAMMENFASSUNG AUFGABENSTELLUNG VORGEHENSWEISE Zusammenfassung der Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffe Berechnungsverfahren Überschreitungshäufigkeit der Stunden- und Tagesmittelwerte EINGANGSDATEN Lage und Beschreibung des Untersuchungsgebietes Verkehrsdaten Meteorologische Daten Schadstoffhintergrundbelastung der Luft EMISSIONEN Betrachtete Schadstoffe Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Motorbedingte Emissionsfaktoren Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Emissionen des ruhenden Verkehrs Emissionen des untersuchten Straßennetzes IMMISSIONEN Stickstoffdioxid-Immissionen (NO 2 ) Feinstaub-Immissionen (PM10) Feinstaub-Immissionen (PM2.5) LITERATUR... 44

3 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG II A1 BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENTRATIONEN AN KFZ-STRASSEN A2 BESCHREIBUNG DES NUMERISCHEN VERFAHRENS ZUR IMMISSIONSERMITTLUNG UND FEHLERDISKUSSION A3 EMISSIONEN DER STRASSENABSCHNITTE Hinweise: Vorliegender Bericht darf ohne schriftliche Zustimmung weder modifiziert noch auszugsweise vervielfältigt werden. Die Tabellen und Abbildungen sind kapitelweise durchnummeriert. Literaturstellen sind im Text durch Name und Jahreszahl zitiert. Im Kapitel Literatur findet sich dann die genaue Angabe der Literaturstelle. Es werden Dezimalpunkte (= wissenschaftliche Darstellung) verwendet, keine Dezimalkommas.

4 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 1 ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN Emission / Immission Als Emission bezeichnet man die von einem Fahrzeug ausgestoßene Luftschadstoffmenge in Gramm Schadstoff pro Kilometer oder bei anderen Emittenten in Gramm pro Stunde. Die in die Atmosphäre emittierten Schadstoffe werden vom Wind verfrachtet und führen im umgebenden Gelände zu Luftschadstoffkonzentrationen, den so genannten Immissionen. Diese Immissionen stellen Luftverunreinigungen dar, die sich auf Menschen, Tiere, Pflanzen und andere Schutzgüter überwiegend nachteilig auswirken. Die Maßeinheit der Immissionen am Untersuchungspunkt ist µg (oder mg) Schadstoff pro m³ Luft (µg/m³ oder mg/m³). Hintergrundbelastung / Zusatzbelastung / Gesamtbelastung Als Hintergrundbelastung werden im Folgenden die Immissionen bezeichnet, die bereits ohne die Emissionen des Straßenverkehrs auf den betrachteten Straßen an den Untersuchungspunkten vorliegen. Die Zusatzbelastung ist diejenige Immission, die ausschließlich vom Verkehr auf dem zu untersuchenden Straßennetz oder der zu untersuchenden Straße hervorgerufen wird. Die Gesamtbelastung ist die Summe aus Hintergrundbelastung und Zusatzbelastung und wird in µg/m³ oder mg/m³ angegeben. Grenzwerte / Vorsorgewerte Grenzwerte sind zum Schutz der menschlichen Gesundheit vom Gesetzgeber vorgeschriebene Beurteilungswerte für Luftschadstoffkonzentrationen, die nicht überschritten werden dürfen, siehe z.b. Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes. Vorsorgewerte stellen zusätzliche Beurteilungsmaßstäbe dar, die zahlenmäßig niedriger als Grenzwerte sind und somit im Konzentrationsbereich unterhalb der Grenzwerte eine differenzierte Beurteilung der Luftqualität ermöglichen. Jahresmittelwert / Kurzzeitwert (Äquivalentwert) An den betrachteten Untersuchungspunkten unterliegen die Konzentrationen der Luftschadstoffe in Abhängigkeit von Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Verkehrsaufkommen etc. ständigen Schwankungen. Die Immissionskenngrößen Jahresmittelwert und weitere Kurzzeitwerte charakterisieren diese Konzentrationen. Der Jahresmittelwert stellt den über das Jahr gemittelten Konzentrationswert dar. Eine Einschränkung hinsichtlich Beurteilung der Luftqualität mit Hilfe des Jahresmittelwertes besteht darin, dass er nichts über Zeiträume mit hohen Konzentrationen aussagt. Eine das ganze Jahr über konstante Konzentration kann

5 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 2 zum gleichen Jahresmittelwert führen wie eine zum Beispiel tagsüber sehr hohe und nachts sehr niedrige Konzentration. Die Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (39. BImSchV) fordert die Einhaltung von Kurzzeitwerten in Form des Stundenmittelwertes der NO 2 -Konzentrationen von 200 µg/m³, der nicht mehr als 18 Stunden pro Jahr überschritten werden darf, und des Tagesmittelwertes der PM10-Konzentration von 50 µg/m³, der maximal an 35 Tagen überschritten werden darf. Da diese Werte derzeit nicht direkt berechnet werden können, erfolgt die Beurteilung hilfsweise anhand von abgeleiteten Äquivalentwerten auf Basis der Jahresmittelwerte bzw. 98-Perzentilwerte (Konzentrationswert, der in 98 % der Zeit des Jahres unterschritten wird). Diese Äquivalentwerte sind aus Messungen abgeleitete Kennwerte, bei deren Unterschreitung auch eine Unterschreitung der Kurzzeitwerte erwartet wird. Verkehrssituation Emissionen und Kraftstoffverbrauch der Kraftfahrzeuge (Kfz) hängen in hohem Maße vom Fahrverhalten ab, das durch unterschiedliche Betriebszustände wie Leerlauf im Stand, Beschleunigung, Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, Bremsverzögerung etc. charakterisiert ist. Das typische Fahrverhalten kann zu so genannten Verkehrssituationen zusammengefasst werden. Verkehrssituationen sind durch die Merkmale eines Straßenabschnitts wie Geschwindigkeitsbeschränkung, Ausbaugrad, Vorfahrtregelung etc. charakterisiert. In der vom Umweltbundesamt herausgegebenen Datenbank Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA sind für verschiedene Verkehrssituationen Angaben über Schadstoffemissionen angegeben. Feinstaub / PM10 / PM2.5 Mit Feinstaub bzw. PM10 / PM2.5 werden alle Partikel bezeichnet, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Partikeldurchmesser von 10 µm bzw. 2.5 µm eine Abscheidewirksamkeit von 50 % aufweist. Die PM10-Fraktion wird auch als inhalierbarer Staub bezeichnet. Die PM2.5-Fraktion gelangt bei Inhalation vollständig bis in die Alveolen der Lunge; sie umfasst auch den wesentlichen Masseanteil des anthropogen erzeugten Aerosols, wie Partikel aus Verbrennungsvorgänge und Sekundärpartikel.

6 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 3 1 ZUSAMMENFASSUNG Im Norden von Wuppertal ist der Bebauungsplan Nr Einrichtungshaus Dreigrenzen in Bearbeitung, der eine Ausweisung als sonstiges Sondergebiet Einrichtungshaus IKEA für großflächigen Einzelhandel mit verkehrlicher Anbindung an das übergeordnete Straßennetz vorsieht. Für diese Planungen war ein Luftschadstoffgutachten hinsichtlich der verkehrsbedingten Luftschadstoffbelastungen entsprechend den Anforderungen an die Bauleitplanung zu erstellen. Zu betrachten war ein Referenzzustand (Prognosenullfall) und ein Planzustand im Bezugsjahr 2016, dem Jahr der frühestmöglichen Inbetriebnahme der geplanten Nutzung. Die Beurteilung erfolgt nach der 39. BImSchV für die verkehrsbedingten Schadstoffe NO 2 und Feinstaub (PM10, PM2.5). Zur Ermittlung der Immissionen im Untersuchungsgebiet wurden mit dem Straßennetzmodell PROKAS die Emissionen des Verkehrs auf den berücksichtigten, bestehenden und geplanten Straßen auf der Grundlage der Verkehrsdaten und Verkehrsflussdaten des Verkehrsgutachters sowie den geplanten Stellplatzanlagen berechnet. Die mittleren spezifischen Emissionen der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie wurden für das Prognosejahr mithilfe des vom Umweltbundesamt herausgegebenen "Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA" Version 3.2 (UBA, 2014) bestimmt. Die Immissionsberechnungen erfolgten mit dem Modellsystem PROKAS unter Einbeziehung der lokalen Wind- und Ausbreitungsklassenstatistik, der berechneten Emissionen des Verkehrs auf den Straßen und den geplanten Stellplatzanlagen sowie der aus den Messdaten abgeleiteten Hintergrundbelastung. Die Beurteilung der Luftschadstoffimmissionen erfolgt im Vergleich mit bestehenden Grenzwerten der 39. BImSchV für die zu betrachtenden Untersuchungsfälle. Ergebnisse Die Immissionssituation im Untersuchungsgebiet wird vor allem durch das Verkehrsaufkommen auf der bestehenden A 46 geprägt; dort werden im Nahbereich der Autobahn NO 2 - Immissionen mit Jahresmittelwerten über 44 µg/m³ berechnet. Mit den Planungen ist entlang den Straßenabschnitten ohne bauliche Änderungen sowie entlang den geplanten Fahrwegen auf dem Gelände des Einrichtungshauses eine Zunahme der Schadstoffbelastungen verbunden; an bestehenden Straßenabschnitten mit baulichen Änderungen (geplanter Kreisverkehrsplatz) sind im Planfall aufgrund der Verkehrsverflüssigung trotz erhöhtem Verkehrsaufkommen keine wesentlichen Erhöhungen der Schadstoffimmissionen berechnet.

7 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 4 Zum Schutz der menschlichen Gesundheit entscheidend ist, ob die ermittelten Immissionen zu Überschreitungen der Grenzwerte an beurteilungsrelevanter Bebauung, z.b. Wohnbebauung, führen. An der zur A 46 nächstgelegenen Bebauung werden im Prognosenullfall NO 2 -Jahresmittelwerte bis 38 µg/m³ berechnet. An der zur bestehenden L 58 (Schmiedestraße) nächstgelegenen Randbebauung auf der Südseite der A 46 werden im Prognosenullfall NO 2 -Immissionen bis 36 µg/m³, an der auf der Nordseite der A 46 zum Kreisverkehrsplatz nächstgelegenen Bebauung knapp unter 40 µg/m³ berechnet. An der zur L 432 (Mollenkotten) nächstgelegenen Bebauung sind NO 2 -Konzentrationen bis 35 µg/m³ ermittelt. An der darüber hinaus im Untersuchungsgebiet bestehenden, beurteilungsrelevanten Bebauung werden im Prognosenullfall NO 2 -Gesamtbelastungen mit Jahresmittelwerten bis 28 µg/m³ prognostiziert. Im Planfall 2016 sind an der zur L 58 (Schmiedestraße) nächstgelegenen Bebauung im Bereich der geplanten Zufahrt zum Bebauungsplangebiet gegenüber dem Prognosenullfall um bis zu 2 µg/m³ erhöhte NO 2 -Gesamtbelastungen mit Jahresmittelwerten bis 38 µg/m³ berechnet. Südlich des ausgebauten Kreisverkehrsplatzes werden an der zur Schmiedestraße nächstgelegenen Bebauung geringfügig erhöhte NO 2 -Gesamtbelastungen mit Jahresmittelwerten bis 40 µg/m³ prognostiziert. Auf dem geplanten Baugelände werden NO 2 - Immissionen bis 32 µg/m³, direkt südlich des Geländes unter 28 µg/m³ ermittelt. An der bestehenden Bebauung im übrigen Untersuchungsgebiet werden im Planfall gegenüber dem Prognosenullfall geringfügig höhere oder vergleichbare NO 2 -Jahresmittelwerte bis 38 µg/m³ an der zur A 46 nächstgelegenen Bebauung berechnet. Der geltende Grenzwert der 39. BImSchV für NO 2 -Jahresmittelwerte von 40 µg/m³ wird somit im Prognosenullfall an der bestehenden, beurteilungsrelevanten Bebauung entlang der L 58 nahezu erreicht, aber nicht überschritten. Im Planfall mit realisiertem Bauvorhaben wird der Grenzwert an der zur bestehenden L 58 (Schmiedestraße) nächstgelegenen Bebauung südlich des Kreisverkehrsplatzes erreicht, aber nicht überschritten, an der zum geplanten Baugelände nächstgelegenen Bebauung nahezu erreicht, aber nicht überschritten. An der Bebauung im übrigen Untersuchungsgebiet wird der Grenzwert im Planfall nicht erreicht und nicht überschritten. Die berechneten PM10-Immissionen führen im Prognosenullfall an der zur A 46 nächstgelegenen Bebauung zu PM10-Jahresmittelwerten bis 26 µg/m³ und an der zur L 58 südlich des Kreisverkehrs nächstgelegenen Bebauung bis 27 µg/m³. An der Bebauung im übrigen Untersuchungsgebiet werden PM10-Gesamtbelastungen bis 26 µg/m³ prognostiziert.

8 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 5 Im Planfall sind an der zur L 58 im Bereich der geplanten Zufahrt zum Einrichtungshaus nächstgelegenen Bebauung gegenüber dem Prognosenullfall um bis zu 1 µg/m³ erhöhte PM10-Immissionen mit Jahresmittelwerten bis 27 µg/m³ ermittelt. An der südlich des geplanten Kreisverkehrsplatzes zur Schmiedestraße nächstgelegenen Bebauung sind im Planfall mit dem Prognosenullfall vergleichbare PM10-Immissionen bis 27 µg/m³ prognostiziert. An der zur A 46 nächstgelegenen Bebauung werden PM10-Konzentrationen bis 27 µg/m³, an der Bebauung im übrigen Untersuchungsgebiet bis 26 µg/m³ prognostiziert. Der seit dem Jahr 2005 geltende Grenzwert für PM10-Jahresmittelwerte von 40 µg/m³ wird somit sowohl im Prognosenullfall als auch im Planfall 2016 an der beurteilungsrelevanten Bebauung im Untersuchungsgebiet deutlich nicht erreicht und nicht überschritten. Die jahresmittleren PM10-Konzentrationen sind sowohl im Prognosenullfall als auch im Planfall als leicht erhöhte Konzentrationen einzustufen. Der Schwellenwert von 29 µg/m³ zur Ableitung der PM10-Kurzzeitbelastung wird entsprechend den Berechnungsergebnissen an der bestehenden und geplanten Bebauung im Untersuchungsgebiet ebenfalls nicht erreicht und nicht überschritten. Die berechneten PM2.5-Immissionen führen im Prognosenullfall an der zur A 46 nächstgelegenen Bebauung zu PM2.5-Jahresmittelwerten bis 19 µg/m³. An der zur L 58 nächstgelegenen Randbebauung sind PM2.5-Immissionen bis 18 µg/m³ im Jahresmittel berechnet. An der Bebauung im übrigen Untersuchungsgebiet werden im Prognosenullfall mit der angesetzten Hintergrundbelastung vergleichbare PM2.5-Immissionen unter 17 µg/m³ ermittelt. Im Planfall mit realisiertem Bauvorhaben werden an der zur L 58 südlich des Kreisverkehrsplatzes nächstgelegenen Bebauung mit dem Prognosenullfall vergleichbare PM2.5-Gesamtbelastungen mit Jahresmittelwerten bis 18 µg/m³ berechnet, so auch an der zur geplanten Zufahrt zum Einrichtungshaus nächstgelegenen Bebauung. An der zur Schmiedestraße nördlich des geplanten Kreisverkehrsplatzes nächstgelegenen Bebauung sind im Planfall gegenüber dem Prognosenullfall geringfügig erhöhte PM2.5-Immissionen bis 18 µg/m³ berechnet. An der darüber hinaus im Untersuchungsgebiet bestehenden, beurteilungsrelevanten Bebauung werden im Planfall mit dem Prognosenullfall vergleichbare PM2.5- Immissionen mit Jahresmittelwerten unter 17 µg/m³ prognostiziert. Der ab dem Jahr 2015 geltende Grenzwert für PM2.5-Jahresmittelwerte von 25 µg/m³ wird entsprechend den Immissionsberechnungen sowohl im Prognosenullfall als auch im Planfall 2016 an der bestehenden und geplanten Bebauung im Untersuchungsgebiet deutlich nicht

9 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 6 erreicht und nicht überschritten. Der ab dem Jahr 2020 einzuhaltende Richtgrenzwert (Jahresmittelwert) von 20 µg/m³ wird sowohl im Prognosenullfall als auch im Planfall an der bestehenden und geplanten Bebauung ebenfalls nicht erreicht und nicht überschritten. Aus lufthygienischer Sicht ist festzuhalten, dass im Betrachtungsgebiet aufgrund der Nähe zur A 46 teilweise hohe NO 2 -Belastungen an der bestehenden Bebauung vorliegen, dort die Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit jedoch nicht überschritten werden. Aufgrund der mit den Planungen verbundenen erhöhten Verkehrsaufkommen ist entlang den bestehenden Straßen ohne bauliche Änderungen eine Erhöhung der Schadstoffbelastungen verbunden. An dem Kreisvekehr Schmiedestraße/Mollenkotten sind aufgrund der geplanten baulichen Änderungen und der damit verbundenen Verkehrsverflüssigung keine nennenswerten Änderungen der Immissionen an nächstgelegener Bebauung berechnet. Auch im Planfall werden die geltenden Grenzwert im Betrachtungsgebiet nicht überschritten.

10 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 7 2 AUFGABENSTELLUNG Im Norden von Wuppertal ist der Bebauungsplan Nr Einrichtungshaus Dreigrenzen in Bearbeitung, der eine Ausweisung als sonstiges Sondergebiet Einrichtungshaus IKEA für großflächigen Einzelhandel mit verkehrlicher Anbindung an das übergeordnete Straßennetz vorsieht. Für diese Planungen wurde durch unser Büro im Jahr 2012 ein Luftschadstoffgutachten erstellt. Zwischenzeitlich wurde das Planungskonzept angepasst und die Verkehrsbelegungsdaten aktualisiert. Dementsprechend ist eine Aktualisierung des Luftschadstoffgutachtens erforderlich. Zu betrachten sind ein Referenzzustand (Prognosenullfall) und ein Planzustand für das Jahr der frühesten Inbetriebnahme der geplanten Nutzung. Die Beurteilung erfolgt nach der 39. BImSchV für die verkehrsbedingten Schadstoffe NO 2 und Feinstaub (PM10, PM2.5).

11 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 8 3 VORGEHENSWEISE Bei der Verbrennung des Kfz-Kraftstoffes wird eine Vielzahl von Schadstoffen freigesetzt, die die menschliche Gesundheit gefährden können. Im Rahmen des vorliegenden lufthygienischen Gutachtens ist zu prüfen, ob die durch die geplanten Baumaßnahmen verursachten Auswirkungen die Konzentrationen der Luftschadstoffe (Immissionen) unter Berücksichtigung der bereits vorhandenen Hintergrundbelastung in gesetzlich unzulässigem Maße erhöhen. Durch den Vergleich der Schadstoffkonzentrationen mit schadstoffspezifischen Beurteilungswerten, z.b. Grenzwerten, die vom Gesetzgeber zum Schutz der menschlichen Gesundheit festgelegt werden, werden Rückschlüsse auf die Luftqualität gezogen. Für den Kfz- Verkehr relevant ist v.a. die 39. BImSchV, die bei unveränderten Grenzwerten für NO 2 und PM10 die 22. BImSchV ersetzt. Die vorliegende Untersuchung konzentriert sich unter Berücksichtigung der o.g. Grenzwerte und der derzeitigen Konzentrationsniveaus auf die v.a. vom Straßenverkehr erzeugten Schadstoffe Stickoxide und Feinstaubpartikel (PM10 und PM2.5). Im Zusammenhang mit Beiträgen durch den Kfz-Verkehr sind die Schadstoffe Benzol, Blei, Schwefeldioxid SO 2 und Kohlenmonoxid CO von untergeordneter Bedeutung. Für Stickstoffmonoxid NO gibt es keine Beurteilungswerte. Da die 23. BImSchV seit Juli 2004 außer Kraft gesetzt ist, ist die Betrachtung der Schadstoffkomponente Ruß rechtlich nicht mehr erforderlich und wird hier nicht durchgeführt. 3.1 Zusammenfassung der Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffe In Tab. 3.1 werden die in der vorliegenden Studie verwendeten und im Anhang A1 erläuterten Beurteilungswerte für die relevanten Autoabgaskomponenten zusammenfassend dargestellt. Diese Beurteilungswerte sowie die entsprechende Nomenklatur werden im vorliegenden Gutachten durchgängig verwendet. Schadstoff Beurteilungswert Zahlenwert in µg/m³ Jahresmittel Kurzzeit NO 2 Grenzwert seit (Stundenwert, maximal 18 Überschreitungen/Jahr) PM10 Grenzwert seit (Tagesmittelwert, maximal 35 Überschreitungen/Jahr) PM2.5 Grenzwert ab PM2.5 Richtgrenzwert ab Tab. 3.1: Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffimmissionen nach 39. BImSchV (2010)

12 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 9 Die Beurteilung der Schadstoffimmissionen erfolgt durch den Vergleich relativ zum jeweiligen Grenzwert. Weiter orientiert sich die Bewertung an der Einstufung von Schadstoffimmissionen (siehe Tab. 3.2) durch die Landesanstalt für Umweltschutz, Baden-Württemberg (LfU, 1993). Immissionen in % der entsprechenden Grenzwerte bis 10 % Bewertung sehr niedrige Konzentrationen über 10 % bis 25 % niedrige Konzentrationen über 25 % bis 50 % mittlere Konzentrationen über 50 % bis 75 % leicht erhöhte Konzentrationen über 75 % bis 90 % erhöhte Konzentrationen über 90 % bis 100 % hohe Konzentrationen über 100 % bis 110 % geringfügige Überschreitungen über 110 % bis 150 % deutliche Überschreitungen über 150 % hohe Überschreitungen Tab. 3.2: Bewertung von Immissionen nach LfU (1993) 3.2 Berechnungsverfahren Die Richlinie über Luftschadstoffbelastungen an Straßen ohne oder mit lockerer Randbebauung (RLuS 2012) wird für solche Betrachtungen als einfach anwendbares Verfahren bevorzugt. Im Untersuchungsgebiet besteht eine Anschlussstelle mit mehreren Rampen und es queren innerörtliche Straßenabschnitte. In diesen Bereichen des zu betrachtenden Gebietes sowie im Bereich der geplanten Stellplatzanlagen wird der Anwendungsbereich der RLuS 2012 überschritten. Damit ist dort RLuS formal nicht einsetzbar und es ist nicht sichergestellt, dass Betrachtungen mit RLuS auf der sicheren Seite liegen. Für das gesamte Betrachtungsgebiet wird daher das Straßennetzmodell PROKAS (Beschreibung: unter Berücksichtigung von lokal repräsentativen Windverhältnissen angewendet; mit diesem Verfahren können Straßennetze, Stellplatzanlagen, in typisierter Form Randbebauung und Lärmschutzbauten berücksichtigt werden.

13 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 10 Auf der Grundlage der vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Verkehrsmengen werden für das Prognosejahr 2016 die von den Kraftfahrzeugen emittierten Schadstoffmengen und -immissionen ermittelt. Die mittleren spezifischen Emissionen der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (PKW, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mithilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.2 (UBA, 2014) bestimmt. Die Emissionen der Feinstaubpartikel (PM10, PM2.5) des Straßenverkehrs aufgrund von Abrieb und Aufwirbelung werden im HBEFA nicht behandelt. Die Berechnung dieser Emissionen erfolgt auf der Grundlage der Ergebnisse von aktuellen Forschungsarbeiten (BASt, 2005; Düring und Lohmeyer, 2011; CORINAIR, 2007). Die Vorgehensweise zur Emissionsbestimmung entspricht somit dem Stand der Technik. Sie basiert auf der Richtlinie VDI 3782 Blatt 7 (VDI, 2003). Unter Einbeziehung der Auftretenshäufigkeit aller möglichen Fälle der meteorologischen Verhältnisse (lokale Wind- und Ausbreitungsklassenstatistik), der berechneten Emissionen des Verkehrs auf den Straßen innerhalb des Untersuchungsgebietes und des Wochengangs der Emissionen sowie der typisiert berücksichtigten Randbebauung werden die im Untersuchungsgebiet auftretenden Immissionen berechnet. Das verwendete Berechnungsverfahren PROKAS (siehe Anhang A2) ist in der Lage, sämtliche in Abb. 4.1 dargestellten Straßenzüge und Fahrwege gleichzeitig für jede Stunde der Woche mit ihrer jeweiligen Emission emittieren zu lassen. Aus der Häufigkeitsverteilung der berechneten verkehrsbedingten Schadstoffkonzentrationen (Zusatzbelastung) werden die statistischen Immissionskenngrößen Jahresmittel- bzw. Kurzzeitwerte des untersuchten Luftschadstoffes ermittelt. Dieser Zusatzbelastung, verursacht vom Verkehr innerhalb des Untersuchungsgebietes, wird die großräumig vorhandene Hintergrundbelastung überlagert. Die Hintergrundbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne die Emissionen auf den berücksichtigten Straßen vorläge, wird auf der Grundlage von Messwerten an nahe gelegenen Messstandorten abgeschätzt. 3.3 Überschreitungshäufigkeit der Stunden- und Tagesmittelwerte Die 39. BImSchV definiert u.a. als Kurzzeitgrenzwert für NO 2 einen Stundenmittelwert von 200 µg/m 3, der nur 18 mal im Jahr überschritten werden darf. Entsprechend einem einfachen praktikablen Ansatz basierend auf Auswertungen von Messdaten (Lohmeyer et al., 2000) kann abgeschätzt werden, dass dieser Grenzwert dann eingehalten ist, wenn der 98-Perzentilwert 115 µg/m 3 bis 170 µg/m 3 nicht überschreitet. Die genannte Spannbreite, abgeleitet aus

14 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 11 der Analyse von Messdaten verschiedener Messstellen, ist groß; die Interpretationen der Messdaten deuten darauf hin, dass bei einer Unterschreitung des 98-Perzentilwertes von 130 µg/m 3 (= Äquivalentwert) der genannte Grenzwert für die maximalen Stundenwerte eingehalten wird. Zur Ermittlung der in der 39. BImSchV definierten Anzahl von Überschreitungen eines Tagesmittelwertes der PM10-Konzentrationen von 50 µg/m 3 wird ein ähnliches Verfahren eingesetzt. Im Rahmen eines Forschungsprojektes für die Bundesanstalt für Straßenwesen wurde aus 914 Messdatensätzen aus den Jahren 1999 bis 2003 eine gute Korrelation zwischen der Anzahl der Tage mit PM10-Tagesmittelwerten größer als 50 µg/m 3 und dem PM10-Jahresmittelwert gefunden (Abb. 3.1). Daraus wurde eine funktionale Abhängigkeit der PM10-Überschreitungshäufigkeit vom PM10-Jahresmittelwert abgeleitet (BASt, 2005). Die Regressionskurve nach der Methode der kleinsten Quadrate ( best fit ) und die mit einem Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöhte Funktion ( best fit + 1 sigma ) sind ebenfalls in der Abb. 3.1 dargestellt. Im Oktober 2004 stellte die Arbeitsgruppe,,Umwelt und Verkehr der Umweltministerkonferenz (UMK) aus den ihr vorliegenden Messwerten der Jahre 2001 bis 2003 eine entsprechende Funktion für einen best fit vor (UMK, 2004). Diese Funktion zeigt bis zu einem Jahresmittelwert von ca. 40 µg/m 3 einen nahezu identischen Verlauf wie der o.g.,,best fit nach BASt (2005). Im statistischen Mittel wird somit bei beiden Datenauswertungen die Überschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes bei einem PM10-Jahresmittelwert von 31 µg/m 3 erwartet. Im vorliegenden Gutachten wird wegen der Unsicherheiten bei der Berechnung der PM10- Emissionen sowie wegen der von Jahr zu Jahr an den Messstellen beobachteten meteorologisch bedingten Schwankungen der Überschreitungshäufigkeiten eine konservative Vorgehensweise gewählt. Dazu wird die in BASt (2005) angegebene best fit -Funktion um einen Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöht. Mehr als 35 Überschreitungen eines Tagesmittelwertes von 50 µg/m 3 (Grenzwert) werden mit diesem Ansatz für PM10- Jahresmittelwerte ab 29 µg/m 3 abgeleitet. Dieser Ansatz stimmt mit dem vom Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen vorgeschlagenen Vorgehen überein (LUA NRW, 2006).

15 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Anzahl PM10-Tagesmittel > 50 µg/m Grenzwert Messwerte best fit best fit + 1sigma Anzahl = PM10-Jahresmittel [µg/m 3 ] Abb. 3.1: Anzahl der Tage mit mehr als 50 µg PM10/m 3 im Tagesmittel in Abhängigkeit vom PM10-Jahresmittelwert für Messstationen der Länder und des Umweltbundesamtes ( ) sowie die daraus abgeleiteten Funktionen (BASt, 2005)

16 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 13 4 EINGANGSDATEN Für die Emissions- bzw. Immissionsberechnungen sind als Eingangsgrößen die Lage des Straßennetzes im zu betrachtenden Untersuchungsgebiet und verkehrsspezifische Informationen von Bedeutung. Für das Untersuchungsgebiet wurden die Verkehrsdaten durch den Auftraggeber zur Verfügung gestellt. Weitere Grundlagen der Immissionsberechnungen sind die basierend auf den Verkehrsdaten berechneten Schadstoffemissionen (Kap. 5), die meteorologischen Daten und die Schadstoffhintergrundbelastung. Die der vorliegenden Untersuchung zugrunde liegenden Verkehrsdaten, meteorologischen Daten und die Schadstoffhintergrundbelastung werden in den Abschnitten 4.2 bis 4.4 erläutert. 4.1 Lage und Beschreibung des Untersuchungsgebietes Das Untersuchungsgebiet mit dem Bebauungsplangebiet Dreigrenzen befindet sich ca. 5 km nordöstlich des Stadtzentrums von Wuppertal an der A 46 zwischen der Anschlussstelle (AS) Wuppertal-Oberbarmen und dem Autobahnkreuz Wuppertal-Nord. Die A 46 verläuft im Untersuchungsgebiet von Südwest nach Nordost und quert dabei die L 58 im Bereich der Anschlussstelle. Die L 58 verläuft im Untersuchungsgebiet in nordsüdlicher Richtung. Nördlich der A 46 besteht derzeit im Mündungsbereich der von Westen kommenden L 432 in die L 58 ein Kreisverkehr, der im Zuge des geplanten Bauvorhabens ausgebaut werden soll. Das zu betrachtende Baugebiet befindet sich auf der Südseite der A 46 im Nahbereich der AS Wuppertal-Oberbarmen und wird im Westen durch die L 58 (Schmiedestraße) und im Norden durch den Eichenhofer Weg begrenzt. Auf dem zu betrachtenden Baugelände bestand bis Anfang 2014 ein Ausstellungsgelände für Musterhäuser, das zwischenzeitlich rückgebaut wurde. Im Planzustand ist auf dem Gelände ein Einrichtungshaus und auf den Freiflächen südwestlich des geplanten Einrichtungshauses ein ebenerdiger Parkplatz für PKW geplant; weitere PKW-Stellplätze sind auf der Nordostseite des geplanten Einrichtungshauses vorgesehen. Auf der Nordseite des Einrichtungshauses ist eine Anlieferungszone für LKW geplant. Die Zufahrt zum geplanten Baugebiet ist über die L 58 (Schmiedestraße) mit einer Lichtsignalanlage vorgesehen. Das Untersuchungsgebiet ist in Abb. 4.1 dargestellt. Das bestehende Straßennetz ist schwarz und die geplanten Fahrwege im Bereich des Bebauungsplangebietes sowie der modifizierte Kreisverkehr sind blau eingezeichnet. Auf der Nordseite der A 46 bestehende Lärmschutzwände mit Höhen bis ca. 3 m werden in den Immissionsberechnungen berücksichtigt.

17 L 58 ± L 432 (Mollenkotten) Eichenhofer Weg A 46 L 58 (Schmiedestraße) Eichenhofer Weg Abb Lageplan des Untersuchungsgebietes. Bestehende Straßen sind schwarz und die geplanten Fahrwege sind blau eingezeichnet. Einrichtungshaus A 46 Parkplatz L 58 (Schmiedestraße) Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

18 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Verkehrsdaten Die Verkehrsbelegungsdaten wurden durch den Auftraggeber mit der Verkehrsuntersuchung VU IKEA Wuppertal zur Verfügung gestellt (BBW, 2014). Das sind für das Betrachtungsgebiet mit direkter Umgebung fahrtrichtungsfeine Angaben der durchschnittlichen werktäglichen Verkehrsstärken (DTVw) und der LKW-(SV)-Anteile in % für den Istzustand und den Planfall im Bezugsjahr Weiterhin liegen vom Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW) Verkehrsdaten vor, die für das Emissionskataster NRW erarbeitet wurden. Aus diesen Daten wurden die LKW-(SV)-Anteile auf den darüber hinaus im Untersuchungsgebiet berücksichtigten, bestehenden Straßen entnommen und um Verkehrszählungen der Bundesanstalt für Straßenwesen 2011 (BASt, 2012) für die Autobahnabschnitte ergänzt. Die Verkehrsbelegungsdaten werden im vorliegenden Gutachten unverändert auf das Bezugsjahr 2016, dem Jahr der möglichen Fertigstellung der Planungen angesetzt und es wird angesetzt, dass sich das Verkehrsaufkommen von 2014 bis 2016 nicht erhöht. Die Verkehrsbelegungsdaten sind für die zu betrachtenden Untersuchungsfälle in Abb. 4.2 und Abb. 4.3 aufgezeigt. Ergänzend wurden durch den Verkehrsgutachter detaillierte Angaben zu den Knotenstrombelastungen und Verkehrsflussqualitäten für die Kreuzungsbereiche Mollenkotten/Schmiedestraße, Schmiedestraße/Eichenhofer Weg, Schmiedestraße/Autobahnzufahrt und Schmiedestraße/geplante Zufahrt zum Einrichtungshaus auf der Grundlage mikroskopischer Verkehrsflusssimulationen zur Verfügung gestellt. Damit liegen für den derzeitigen Zustand und den Planfall für alle Kreuzungsbereiche Angaben zu den Qualitätsstufen des Verkehrsablaufs entsprechend des Handbuchs für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen HBS vor (HBS, 2001). Im Istzustand besteht entsprechend den Angaben des Verkehrsgutachters auf der Schmiedestraße unmittelbar südlich des Kreisverkehrs in Fahrtrichtung Nord sowie auf der Straße Mollenkotten westlich des Kreisverkehrs lediglich eine ausreichende, bzw. mangelhafte Verkehrsqualität; das entspricht einem gestörtem Verkehrsfluss aufgrund hoher Auslastung. Im Planfall mit ausgebautem Kreisverkehrsplatz ist auf allen Zufahrtsstraßen zum Kreisverkehr eine gute bzw. sehr gute Verkehrsqualität prognostiziert. Diese Angaben zu den Verkehrsqualitäten an den Kreuzungsabschnitten werden bei der detaillierten Emissionsberechnung berücksichtigt.

19 ± DTVw [Kfz/24h] /5.5% 74160/12.6% 8700/3.2% 16700/9.4% 15000/13.3% 74160/12.6% Abb Durchschnittliche werktägliche Verkehrsstärke in Kfz/24h und SV-Anteil in % auf dem Straßennetz im Prognosenullfall Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

20 ± DTVw [Kfz/24h] /5.4% 8800/3.2% 20800/7.7% 77860/12.2% 77860/12.0% 15100/12.7% Abb Durchschnittliche werktägliche Verkehrsstärke in Kfz/24h und SV-Anteil in % auf dem Straßennetz im Planfall Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

21 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 18 Im Planzustand ist auf dem Gelände des Einrichtungshauses ein ebenerdiger Parkplatz mit ca PKW-Stellplätzen geplant, der sich über die Fläche zwischen dem geplanten Einrichtungshaus und der Schmiedestraße erstreckt; des Weiteren sind auf der Nordostseite des Einrichtungshauses 127 Stellplätze für PKW vorgesehen. Entsprechend den Angaben des Verkehrsgutachters ist auf dem geplanten Gelände an Werktagen ein zusätzliches Verkehrsaufkommen von PKW/24h und an Samstagen von PKW/24h jeweils in Einund Ausfahrt zu erwarten. Auf der Nordseite des geplanten Einrichtungshauses ist eine Anlieferungszone für LKW vorgesehen, deren verkehrliche Anbindung von Norden über den Eichenhofer Weg erfolgen soll. Entsprechend den Angaben des Verkehrsgutachters sind auf dem geplanten Gelände pro Tag 16 LKW-Fahrten in Zu- und Abfahrt prognostiziert. Zur Berechnung der zeitlichen Verteilung der Emissionen werden zusätzlich zu den Verkehrsstärken und LKW-Anteilen die Verkehrstagesganglinien an Werktagen, Samstagen und Sonntagen benötigt, die insbesondere der Ermittlung der Kurzzeitbelastungen dienen. Die in diesem Gutachten verwendeten Verkehrstagesganglinien beruhen auf typisierten Tagesganglinien der A 46 bei Wuppertal-Oberbarmen aus BASt (2012). 4.3 Meteorologische Daten Für die Berechnung der Schadstoffimmissionen werden so genannte Ausbreitungsklassenstatistiken benötigt. Das sind Angaben über die Häufigkeit verschiedener Ausbreitungsverhältnisse in den unteren Luftschichten, die durch Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Stabilität der Atmosphäre definiert sind. Für das Stadtgebiet von Wuppertal liegen mehrere Windmessdaten vor, die in der CD Wuppertal (1999) zusammengestellt sind; für den Bereich innerhalb des Untersuchungsgebietes liegen jedoch keine Windmessdaten vor. An der Station Wuppertal Am Jagdhaus wurden von 1996 bis 1999 Windmessungen durchgeführt. Die Windrose der Station Wuppertal, Am Jagdhaus ist in Abb. 4.4 dargestellt. Die Station befand sich ca. 10 km westlich des Untersuchungsgebietes in einem Siedlungsgebiet in Kuppenlage. Die Hauptwindrichtung wird durch südwestliche Winde geprägt. Winde aus südlichen und nordöstlichen Richtungen bilden ein Nebenmaximum. Die in 15 m über Grund gemessene mittlere jährliche Windgeschwindigkeit beträgt ca. 3.0 m/s. Weiterhin liegen Winddaten von der Station Wuppertal, Otto-Hahn-Straße vor, die ca. 10 km südlich des Untersuchungsgebietes und südlich des Tals der Wupper in Kuppenlage gelegen ist; dort wurde bei einer ähnlichen Windrichtungsverteilung eine mittlere jährliche Windgeschwindigkeit von ca. 3.5 m/s gemessen.

22 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG N NW NO W 5% 10% O SW SO S Station Zeitraum Meßhöhe Wind.Geschw. : Wuppertal, Am Jagdhaus : : 15.0 m : 3.0 m/s kleiner 1.4 m/s 1.4 bis 2.3 m/s 2.4 bis 3.8 m/s 3.9 bis 6.9 m/s 7.0 bis 10 m/s größer 10 m/s Abb. 4.4: Windrichtungs- und Windgeschwindigkeitsverteilung an der Station Wuppertal, Am Jagdhaus (Quelle: Wuppertal Stadt)

23 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 20 An der Station Essen, ca. 20 km nordwestlich des Betrachtungsgebietes, werden in Kuppenlage mittlere jährliche Windgeschwindigkeiten von ca. 3.9 m/s gemessen. Aufgrund der ähnlichen topografischen Lage des Messstandortes in Kuppenlage wird für die Ausbreitungsrechnungen im Plangebiet die Windstatistik der Station Wuppertal, Am Jagdhaus angewendet. Die Ausbreitungsklassen wurden anhand der aus den Bewölkungsangaben der Wetterstation Hagen abgeleiteten Häufigkeitsverteilung mit dem Verfahren nach Kolb (1976) auf den Standort Wuppertal, Am Jagdhaus übertragen. 4.4 Schadstoffhintergrundbelastung der Luft Die Immission eines Schadstoffes im Nahbereich von Straßen setzt sich aus der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung und der straßenverkehrsbedingten Zusatzbelastung zusammen. Die Hintergrundbelastung entsteht durch Überlagerung von Immissionen aus Industrie, Hausbrand, nicht detailliert betrachtetem Nebenstraßenverkehr und weiter entfernt fließendem Verkehr sowie überregionalem Ferntransport von Schadstoffen. Es ist die Schadstoffbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne Verkehr auf den explizit in die Untersuchung einbezogenen Straßen vorliegen würde. In Wuppertal liegen Messdaten von unterschiedlichen Messnetzbetreibern vor. Durch das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW) werden mit dem Luftqualitäts-Überwachungssystem (LUQS) u.a. an den Stationen Wuppertal Langerfeld, Wuppertal Gathe, Hattingen-Blankenstein und Solingen Wald Messdaten erfasst. Im Rahmen des Luftmessprogramms Wuppertal werden von der Stadt Wuppertal u.a. an der Station Wuppertal, Schwarzbach 78 mittels Passivsammler die NO 2 -Belastungen erfasst. Die Messdaten dieser Messstationen für die dem Betrachtungsgebiet nahe gelegenen Stationen sind auszugsweise in Tab. 4.1 aufgeführt. Die Stationen Wuppertal Langerfeld und Wuppertal Schwarzbach 78 stellen die dem Untersuchungsgebiet nächstgelegenen Messstationen dar und befinden sich ca. 4 km südwestlich des Untersuchungsgebietes in einem Wohngebiet bzw. an einer Hauptverkehrsstraße. Die Station Wuppertal Gathe ist ca. 9 km westlich des Untersuchungsgebietes in städtischem Gebiet an einer Hauptverkehrsstraße gelegen. Die Station Hattingen-Blankenstein befindet sich ca. 11 km nördlich, die Station Solingen Wald ca. 20 km südwestlich des Plangebietes in vorstädtischem Gebiet. Die Station Münster Geist ist ca. 74 km nordnordöstlich des Untersuchungsgebietes in städtischem Gebiet gelegen.

24 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 21 Schadstoffkomponente NO 2 Jahresmittelwert NO Perzentilwert PM10 Jahresmittelwert PM10- Überschreitung (Anzahl der Tage über 50 µg/m³) Wuppertal Wuppertal Hattingen- Zeitraubach 78 Gathe Wald Geist Schwarz- Wuppertal Solingen Münster Langerfelstein Blanken- (*) Tab. 4.1: Jahreskenngrößen der Luftschadstoff-Messwerte in [µg/m 3 ] an Messstationen in Wuppertal und Umgebung (LANUV NRW, , (*) Stadt Wuppertal )

25 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 22 Weiterhin liegt der Luftreinhalteplan Wuppertal (Bezirksregierung Düsseldorf, 2013) vor, in dem für Wuppertal auf Grundlage von Messwerten des Jahres 2010 als regionale Hintergrundbelastung ein NO 2 -Jahresmittelwert von 21 µg/m³ angegeben wird, wobei für den städtischen Hintergrund in Orientierung an den Messwerten des Jahres 2010 der Station Münster-Geist ein NO 2 -Jahresmittelwert von 24 µg/m³ genannt wird. An den in Tab. 4.1 aufgeführten Messstationen werden nur an der Station Wuppertal Langerfeld seit 2008 PM2.5-Konzentrationen messtechnisch erfasst. Dort wurden PM2.5-Jahresmittelwerte von 13 µg/m³ (2012), 16 µg/m³ (2010, 2011) bis 19 µg/m³ (2009) gemessen. Entsprechend aktueller Untersuchungen (De Leeuw et al., 2009; Bruckmann et al., 2009) gibt es eine Korrelation zwischen PM10 und PM2.5. De Leeuw et al. (2009) erhielten bei der Datenauswertung ein Verhältnis von PM2.5 zu PM10 zwischen 0.5 und 0.8. Bruckmann et al. (2009) beziffern das Verhältnis zwischen 0.63 und Dabei wird hier an Hintergrundstationen im Vergleich zu Stationen in Quellnähe (Verkehr und Industrie) ein höheres Verhältnis von PM2.5 zu PM10 bestimmt. Auf Grundlage dieser Verhältnisse von PM2.5 zu PM10 und der oben genannten Messwerte wird für das Untersuchungsgebiet eine PM2.5-Hintergrundbelastung von 16 µg/m³ angesetzt. Mit Hilfe von technischen Maßnahmen und politischen Vorgaben wird angestrebt, die Emissionen der o.a. Schadstoffe in den kommenden Jahren in Deutschland zu reduzieren. Deshalb wird erwartet, dass auch die großräumig vorliegenden Luftschadstoffbelastungen im Mittel im Gebiet von Deutschland absinken. Für das zu betrachtende Prognosejahr zeigen Abschätzungen (RLuS 2012) bezogen auf die heutige Situation Reduktionen der Immissionen für NO 2 um ca. 8% und für Feinstaub (PM10 und PM2.5) um ca. 3%. Diese Abschätzungen beziehen sich auf das Gebiet von Deutschland; im Einzelfall kann die Entwicklung der Schadstoffkonzentrationen aufgrund regionaler Emissionsentwicklungen davon abweichen. Im Rahmen dieser Untersuchung wird auf die Berücksichtigung dieser Reduktionen verzichtet. Auf diesen Grundlagen werden für die Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet die Werte der Tab. 4.2 angesetzt, die aus den verfügbaren Messdaten der in Tab. 4.1 aufgeführten Stationen Wuppertal Langerfeld und Hattingen-Blankenstein abgeleitet sind und die Entwicklung bis 2013 berücksichtigen.

26 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 23 Schadstoff Jahresmittelwert [µg/m 3 ] 98-Perzentilwert [µg/m 3 ] NO PM PM Tab. 4.2: Angesetzte Schadstoffhintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet im Bezugsjahr 2013/2016

27 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 24 5 EMISSIONEN 5.1 Betrachtete Schadstoffe Die Kraftfahrzeuge emittieren bei ihrem Betrieb eine Vielzahl von Schadstoffen. Die Relevanz dieser Schadstoffe ist recht unterschiedlich. Immissionsgrenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit werden erfahrungsgemäß am ehesten bei NO 2 und PM10 erreicht, weshalb diese Stoffe im vorliegenden Gutachten detailliert betrachtet werden. Zudem werden die PM2.5-Immissionen behandelt. 5.2 Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Zur Ermittlung der Emissionen werden die Verkehrsdaten und für jeden Luftschadstoff so genannte Emissionsfaktoren benötigt. Die Emissionsfaktoren sind Angaben über die pro mittlerem Fahrzeug der Fahrzeugflotte und Straßenkilometer freigesetzten Schadstoffmengen. Im vorliegenden Gutachten werden die Emissionsfaktoren für die Fahrzeugarten Leichtverkehr (LV) und Schwerverkehr (SV) unterschieden. Die Fahrzeugart LV enthält dabei die PKW, die leichten Nutzfahrzeuge (lnfz) inklusive zeitlicher Entwicklung des Anteils am LV nach TRE- MOD (2010) und die Motorräder, die Fahrzeugart SV versteht sich inklusive Lastkraftwagen, Sattelschlepper, Busse usw. Die Emissionsfaktoren der Partikel (PM10, PM2.5) setzen sich aus motorbedingten und nicht motorbedingten (Reifenabrieb, Staubaufwirbelung etc.) Emissionsfaktoren zusammen. Die Ermittlung der motorbedingten Emissionen erfolgt entsprechend der VDI-Richtlinie Kfz-Emissionsbestimmung (VDI, 2003) Motorbedingte Emissionsfaktoren Die motorbedingten Emissionsfaktoren der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (PKW, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mit Hilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.2 (UBA, 2014) berechnet. Die motorbedingten Emissionen hängen für die Fahrzeugarten PKW, lnfz, LKW und Busse im Wesentlichen ab von: den so genannten Verkehrssituationen ( Fahrverhalten ), das heißt der Verteilung von Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Häufigkeit und Dauer von Standzeiten, der sich fortlaufend ändernden Fahrzeugflotte (Anteil Diesel etc.),

28 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 25 der Zusammensetzung der Fahrzeugschichten (Fahrleistungsanteile der Fahrzeuge einer bestimmten Gewichts- bzw. Hubraumklasse und einem bestimmten Stand der Technik hinsichtlich Abgasemission, z.b. EURO 2, 3,...) und damit vom Jahr, für welches der Emissionsfaktor bestimmt wird (= Bezugsjahr), der Längsneigung der Fahrbahn (mit zunehmender Längsneigung nehmen die Emissionen pro Fahrzeug und gefahrenem Kilometer entsprechend der Steigung deutlich zu, bei Gefällen weniger deutlich ab) und dem Prozentsatz der Fahrzeuge, die mit nicht betriebswarmem Motor betrieben werden und deswegen teilweise erhöhte Emissionen (Kaltstarteinfluss) haben. Die Zusammensetzung der Fahrzeuge innerhalb der Fahrzeugkategorien wird für das zu betrachtende Bezugsjahr dem HBEFA (UBA, 2014) entnommen. Darin ist die Gesetzgebung bezüglich Abgasgrenzwerten (EURO 2, 3,...) berücksichtigt. Die Staub-Fraktion der motorbedingten Emissionen kann nach vorliegenden Erkenntnissen (Klingenberg et al., 1991; Israël et al., 1994; Gehrig et al., 2003) zu 100 % der Partikelgröße kleiner 1 μm (aerodynamischer Durchmesser) und damit der PM10- und der PM2.5-Fraktion zugeordnet werden. Die Längsneigung der Straßen wird aus Höhenplänen, Lageplänen bzw. digitalen Geländedaten des Untersuchungsgebietes entnommen. Der Kaltstarteinfluss innerorts für PKW bzw. lnfz wird entsprechend HBEFA angesetzt, sofern er in der Summe einen Zuschlag darstellt. Für diese Ausarbeitung werden folgende Verkehrssituationen herangezogen: AB>130: Autobahn, ohne Tempolimit AB120: Autobahn, Tempolimit 120 km/h AB100: Autobahn, Tempolimit 100 km/h AB80: Autobahn, Tempolimit 80 km/h AOS-FernN100: Außerörtliche Fernstraße, Tempolimit 100 km/h IOS-HVS70: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 70 km/h IOS-HVS70d: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 70 km/h, dichter Verkehr IOS-HVS50: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h IOS-HVS50d: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IOS-HVS50g: Innerstädtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, gesättigter Verkehr IOS-Sam50: Innerstädtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h IOS-NS30: Innerstädtische Neben- bzw. Erschließungsstraße, Tempolimit 30 km/h

29 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 26 IOS-NS30d: IOS-NS30s: Innerstädtische Neben- bzw. Erschließungsstraße, Tempolimit 30 km/h, dichter Verkehr Innerstädtische Neben- bzw. Erschließungsstraße, Tempolimit 30 km/h, Stop & Go-Verkehr In Tab. 5.1 sind die berücksichtigten Verkehrssituationen und die entsprechenden Emissionsfaktoren aufgeführt, klassifiziert wie im HBEFA für Längsneigungsklassen in 2 %-Stufen. Die angesetzten Verkehrssituationen sind exemplarisch in Abb. 5.1 für den Planfall dargestellt. Für die Zufahrtsstraßen zum stark frequentierten Kreisverkehr Mollenkotten/Schmiedestraße wurden die verkehrsbedingten Emissionen unter Berücksichtigung der ergänzend zur Verfügung gestellten Verkehrsflussangaben des Verkehrsgutachters fahrtrichtungsfein für den Prognosenullfall und den Planfall bestimmt und auf die unmittelbar an den Kreisverkehr angrenzende Straßensegmente verteilt. Dabei wurde berücksichtigt, dass im Prognosenullfall (Istzustand) auf der Schmiedestraße unmittelbar südlich des Kreisverkehrs in Fahrtrichtung Nord sowie auf der Straße Mollenkotten ein hoher Auslastungsgrad mit gestörtem Verkehrsfluss besteht; dieser wurde für die betreffende Fahrtrichtung und Straße mit gesättigtem Verkehr ( IOS-HVS50g ) berücksichtigt. Im Planfall ist auf allen Zufahrtsstraßen zum geplanten Kreisverkehrsplatz ein wenig gestörter Verkehrsfluss prognostiziert, der in Fahrtrichtung zum Kreisel mit einem Kreuzungseinfluss berücksichtigt wird ( IOS-Sam50 ). Die fahrspurfein berechneten Emissionen werden für die Ausbreitungsrechnung inklusive Berücksichtigung typisierter Randbebauung auf je ein Segment je Streckenabschnitt zusammengefasst Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Untersuchungen der verkehrsbedingten Partikelimmissionen zeigen, dass neben den Partikeln im Abgas auch nicht motorbedingte Partikelemissionen zu berücksichtigen sind, hervorgerufen durch Straßen- und Bremsbelagabrieb, Aufwirbelung von auf der Straße aufliegendem Staub etc. Diese Emissionen sind im HBEFA nicht enthalten, sie sind auch derzeit nicht mit zufriedenstellender Aussagegüte zu bestimmen. Die Ursache hierfür liegt in der Vielfalt der Einflussgrößen, die bisher noch nicht systematisch parametrisiert wurden und für die es derzeit auch keine verlässlichen Aussagen gibt.

30 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 27 Straßenparameter spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [g/km] 2016 Verkehrssituation Geschwindigkeit (PKW) NO x NO 2direkt PM10 / PM2.5 (nur Abgase) PM 10 (nur Abrieb und Aufwirbelung) PM2.5 (nur Abrieb) LV SV LV SV LV SV LV SV LV SV AB> AB> AB> AB> AB> AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB AB AOS-FernN AOS-FernN100_ IOS-HVS IOS-HVS70_ IOS-HVS IOS-HVS IOS-HVS IOS-HVS