F A C H I N F O R M A T I O N Nr. 4/2014

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1 F A C H I N F O R M A T I O N Nr. 4/2014 Luftqualitätsmessungen im Stadtgebiet von Magdeburg Auswertung des Messfahrzeugeinsatzes in der Otto-von-Guericke-Straße 2013

2 Fachinformation Bericht über Luftqualitätsmessungen im Stadtgebiet von Magdeburg Auswertung des Messfahrzeugeinsatzes in der Otto-von-Guericke-Straße in Magdeburg 2013 Fachbereich Immissionsschutz, Klimaschutz Fachgebiet Imissionsüberwachung, -meteorologie, -begutachtung Autoren: Torsten Bayer Dr. Ulrich Zimmermann Kontakt: PSF ,, Halle, Sitz: Reideburger Str. 47, Halle, Telefon (0345) poststelle@lau.mlu.sachsen-anhalt.de Version (Mai 2014) Titelbild: Luftmessfahrzeug in der Otto-von-Guericke-Straße in Magdeburg am , Quelle LÜSA 2

3 Inhalt 1. Einleitung Messstandorte Messprogramm Partikel PM 10 und PM 2, Stickstoffdioxid (NO 2 ) Aktivmessungen Ergebnisse der NO 2 -Passivsammlermessungen Zusammenfassung

4 1. Einleitung Der Einsatz des Luftmessfahrzeugs zur Durchführung von Luftqualitätsmessungen im Gebiet der Landeshauptstadt Magdeburg, speziell in der Otto-von-Guericke-Straße, erfolgte in zwei getrennten Messphasen als orientierende Messung gemäß 13 der 39. BImSchV (siehe Tabelle 1). Der Standort des Messfahrzeugs befand sich in der Otto-von-Guericke-Straße Nr. 47 innerhalb der ausgewiesenen Umweltzone (westliche Straßenseite). Die hier vorliegende Auswertung beinhaltet eine kurze allgemeine Beschreibung der Messstandorte und die Darstellung der Messergebnisse für Partikel und Stickstoffdioxid aus der Otto-von-Guericke-Straße im Vergleich mit Ergebnissen der LÜSA-Stationen aus dem Stadtgebiet Magdeburg. Tabelle 1: Messphasen Messphase Zeitraum* 1. Messphase Messphase * reine Messtage (ohne Auf- und Abbautage) 2. Messstandorte Basis der Auswertung sind die Messdaten der LÜSA-Stationen Magdeburg/Damaschkeplatz, Magdeburg/Reuter-Allee, Magdeburg/Schleinufer und Magdeburg/West. Mit Ausnahme der zuletzt genannten Station handelt es sich jeweils um verkehrsbezogene Messstationen mit vergleichsweise hoher Belastung. Die Station Magdeburg/West repräsentiert belastungsseitig den städtischen Hintergrund und befindet sich in einem Wohngebiet (Hans-Löscher- Straße). Weitere Details und eine Beschreibung der Standorte finden sich auf den LÜSA- Webseiten ( so dass eine ausführlichere Darstellung hier nicht vorgenommen wird. Abbildung 1: Luftmessfahrzeug in der Otto-von-Guericke-Straße in Magdeburg, Blick in westliche Richtung Der Standort des Messfahrzeugs in der Otto-von-Guericke-Straße befand sich in der Nähe des Hasselbachplatzes. Die Abbildung 1 zeigt das Messfahrzeug an seinem Standort in Höhe der Nr. 47 im Bereich zwischen Keplerstraße und Einsteinstraße. Eine Karte vom 4

5 Stadtgebiet Magdeburg, welche alle genannten Standorte und die Grenzen der Umweltzone enthält, ist als Anlage 1 beigefügt. 3. Messprogramm Das Messprogramm beinhaltete die Luftschadstoffe Partikel PM 10 und PM 2,5, Ozon, Stickstoffoxide (NO, NO 2 ), Kohlenmonoxid (CO) und Schwefeldioxid (SO 2 ), wobei die Erfassung der Partikel- und Stickstoffoxidbelastung den eigentlichen Schwerpunkt der Messungen bildete und nur diese Inhalt des vorliegenden Berichtes ist. Darüber hinaus erfolgte die Erhebung verschiedener meteorologischer Kenngrößen. Die Messungen von Ruß (elementarer Kohlenstoff = EC) und organischem Kohlenstoff (= OC) waren ebenfalls Bestandteil des Messprogramms. Sie dienen als wesentliche Grundlage der Nachweisführung in Bezug auf die mit Einführung der Umweltzone langfristig erwarteten Minderungseffekte. Die Ergebnisse dieser Messungen werden in einem gesonderten Bericht dargestellt. Einzelheiten zu den erhobenen Parametern, angewandten Messprinzipien und entsprechenden DIN/EN-Normen finden sich in der nachfolgenden Tabelle 2. Tabelle 2: Messprogramm gemessene Schadstoffe Partikel PM 10 Partikel PM 2,5 Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO 2 ) Messgerätetyp Messprinzip Norm/Richtlinie SHARP 5030 Hochvolumensammler (HVS) DHA-80 SHARP 5030 Nephelometer, Beta- Absorption Gravimetrie Nephelometer, Beta- Absorption DIN EN TE42C Chemilumineszenz DIN EN Stickstoffdioxid (NO 2 ) Passivsammler DIN EN Schwefeldioxid (SO 2 ) TE43C Fluoreszenz DIN EN Kohlenmonoxid (CO) TE 48C Infrarot-Photometrie DIN EN Elementarer Kohlenstoff (EC), Organischer Kohlenstoff (OC) im PM10 Filterproben vom DHA-80 thermografische Analysenmethode VDI 2465 meteorologische Parameter relative Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur, Windrichtung, Windgeschwindigkeit Am Standort des Messfahrzeugs in der Otto-von-Guericke-Straße Nr. 47 finden seit dem Jahr 2012 NO 2 -Passivsammlermessungen statt. NO 2 -Passivsammler werden bereits seit einigen Jahren ergänzend zu den aktiven Messungen zur Überwachung der NO 2 -Immissionen eingesetzt. Die Passivsammler ermöglichen die Ermittlung der NO 2 -Konzentrationen in der Außenluft mit Hilfe eines Laborverfahrens. Die Gleichwertigkeit dieses Verfahrens mit der Referenzmethode, bezogen auf den Jahresmittelwert, wurde nachgewiesen. NO 2 -Passivsammlermessungen eignen sich jedoch nicht für zeitnahe Aussagen, da das angewendete Verfahren auf die Ermittlung von Jahresmittelwerten abzielt. 5

6 4. Partikel PM 10 und PM 2,5 Die Bewertung der Partikelbelastung (PM 10 ) erfolgt hauptsächlich auf der Basis von gravimetrisch bestimmten Tagesmittelwerten. Da an der Messstation Magdeburg/West ein solches Verfahren nicht zeitdeckend zum Einsatz kommt, dienen hier die Messergebnisse des automatischen Verfahrens als Grundlage. Die nachfolgende Abbildung 2 zeigt die Tagesmittelwerte PM 10 der LÜSA-Stationen 1 in Magdeburg im Vergleich zum Standort des Messfahrzeugs in der Otto-von-Guericke-Straße (1. Messphase). Darüber hinaus ist die Anzahl der im Messzeitraum beobachteten Überschreitungen aufgeführt. Überschreitungen des zulässigen Tagesmittelwertes in Höhe von 50 µg/m³ traten in Form von zwei kurzen Episoden (Mitte Februar und Anfang März) an allen Messstationen auf. Abbildung 2: Vergleich der Tagesmittelwerte Partikel PM 10 (Gravimetrie, Magdeburg/West = automatische Messung), 1. Messphase Abbildung 3 zeigt die Tagesmittelwerte PM 10 der LÜSA-Stationen in Magdeburg im Vergleich zum Standort des Messfahrzeugs in der Otto-von-Guericke-Straße (2. Messphase). Überschreitungen des zulässigen Tagesmittelwertes in Höhe von 50 µg/m³ wurden an keiner Messstation registriert. Mit dem Auftreten von Überschreitungen ist im Normalfall in den Sommermonaten auch nicht zu rechnen, da das Belastungsniveau im Allgemeinen sehr niedrig ist. 1 Die Messstation Magdeburg/Schleinufer fehlt in diesem Vergleich, da an diesem Standort kein gravimetrisches Verfahren zum Einsatz kommt. 6

7 Abbildung 3: Vergleich der Tagesmittelwerte Partikel PM 10 (Gravimetrie), 2. Messphase Die PM 10 -Belastung in der Otto-von-Guericke-Straße liegt oberhalb der Belastung im städtischen Hintergrund, aber noch unterhalb des Belastungsniveaus am Damaschkeplatz und in der Ernst-Reuter-Allee. Für eine Gesamteinschätzung der Partikelbelastung wurden die Daten beider Messperioden stationsweise zusammengefasst. Die im Ergebnis berechnete mittlere Belastung wurde mit den Jahresmittelwerten 2013 der beteiligten LÜSA-Stationen verglichen (Abbildung 4). Dabei zeigte sich, dass das ermittelte Belastungsniveau an allen Stationen unterhalb des Jahresmittelwertes 2013 lag. Die größte Differenz wurde mit 6 µg/m³ für den Standort Magdeburg/West ermittelt. Der mit einer Höhe von 2 µg/m³ geringste Unterschied zwischen orientierender Messung und Jahresmittelwert trat in der Reuter-Allee auf. Am Damaschkeplatz betrug die Differenz 5 µg/m³. Um auch für die Otto-von-Guericke-Straße eine Aussage hinsichtlich der zu erwartenden Jahresbelastung treffen zu können, ist, entsprechend der gewählten Vorgehensweise, der in der Ernst-Reuter-Allee (Referenz) ermittelte Belastungsunterschied (2 µg/m³) auf das Ergebnis der orientierenden Messung zu übertragen. Damit ergibt sich für diesen Standort somit ein abgeleiteter Jahresmittelwert in Höhe von 24 µg/m³. Mithin kann für diesen Standort die Gefahr einer Grenzwertüberschreitung nicht mit völliger Sicherheit ausgeschlossen werden. Diese Aussage steht vor dem Hintergrund, dass die Partikelbelastung im Jahr 2013 weit unterhalb des Niveaus der vergleichsweise hoch belasteten Jahre 2010 und 2011 gelegen hat und sie darüber als eine der niedrigsten Belastungen überhaupt zu charakterisieren ist. 7

8 Abbildung 4: Mittelwerte der orientierenden Messung und Jahresmittelwerte für Partikel PM 10 Die für die Otto-von-Guericke-Straße ermittelte PM 2,5 -Jahresbelastung liegt bei 15 µg/m³ und damit um 1 µg/m³ niedriger als in der Reuter-Allee und auf gleicher Höhe wie an der Messstation Magdeburg/West (Abbildung 5). Der gemäß 39. BImSchV ab dem gültige Immissionsgrenzwert für PM 2,.5 in Höhe von 25 µg/m³ wird an allen drei Standorten schon jetzt eingehalten. Abbildung 5: Mittelwerte der orientierenden Messung und Jahresmittelwerte für Partikel PM 2,5 8

9 5. Stickstoffdioxid (NO 2 ) 5.1 Aktivmessungen Für die Bewertung der Stickstoffdioxidbelastung (NO 2 ) wurden zunächst die Zeitverläufe (Halbstundenmittelwerte) ausgewertet. Darüber hinaus wurden für alle Standorte Mittelwerte sowohl für die einzelnen Messperioden (Abbildung 6) als auch für den Gesamtzeitraum berechnet (Abbildung 7). Die Auswertung erfolgt unter Bezugnahme auf den NO 2 -Jahresgrenzwert in Höhe von 40 µg/m³. Es ist erkennbar, dass der Standort Damaschkeplatz das höchste Belastungsniveau aufweist, dicht gefolgt von der Ernst-Reuter-Allee und dem Standort Schleinufer. Die niedrigste Belastung wurde im städtischen Hintergrund in Magdeburg/West registriert. Der Standort Otto-von-Guericke-Straße rangiert belastungsseitig oberhalb des städtischen Hintergrundes, aber noch unterhalb der Belastung am Schleinufer. Der Belastungsunterschied zum Hotspot Damaschkeplatz lag im Mittel beider Messperioden bei 16 µg/m³. Zu den Standorten Ernst-Reuter-Allee und Schleinufer ergab sich eine Differenz von 11 µg/m³ bzw. 10 µg/m³. Bezogen auf den städtischen Hintergrund in Magdeburg/West betrug die Differenz 5 µg/m³. Abbildung 6: Mittlere Stickstoffdioxidbelastung im Vergleich 1. und 2. Messphase Überschreitungen des Stundenmittelwertes in Höhe von 200 µg/m³ (18 ÜS im Kalenderjahr sind zulässig) gab es an keinem Standort. Der höchste 1-Stundenmittelwert wurde mit 133 µg/m³ am der Damaschkeplatz gemessen. Das Maximum in der Otto-von-Guericke- Straße lag bei 108 µg/m³, in der Ernst-Reuter-Allee bei 130 µg/m³, am Schleinufer bei 122 µg/m³ und in Magdeburg/West bei 91 µg/m³. Für eine Gesamteinschätzung der Stickstoffdioxidbelastung wurden zunächst die Daten beider Messperioden stationsweise zusammengefasst. Die im Ergebnis berechnete mittlere Belastung wurde mit den Jahresmittelwerten 2013 der beteiligten LÜSA-Stationen verglichen. Dabei zeigte sich, dass das ermittelte Belastungsniveau in etwa den gemessenen Jahresmittelwerten entsprach. In der Ernst-Reuter-Allee lag der Mittelwert der 9

10 orientierenden Messung um 2 µg/m³ niedriger als der Jahresmittelwert. Am Damaschkeplatz und am Schleinufer betrug die Differenz jeweils 1 µg/m³. Um auch für die Otto-von-Guericke-Straße eine Aussage hinsichtlich der zu erwartenden Jahresbelastung treffen zu können, wurde der an der Ernst-Reuter-Allee (Referenz) ermittelte Belastungsunterschied in Höhe von 2 µg/m³ auf das Ergebnis der orientierenden Messung übertragen. Daraus ergibt sich für diesen Standort ein abgeleiteter Jahresmittelwert in Höhe von 27 µg/m³ (Abbildung 7). Mithin kann für diesen Standort die Gefahr einer Grenzwertüberschreitung in Bezug auf Stickstoffdioxid sehr wahrscheinlich ausgeschlossen werden. Abbildung 7: Mittelwerte der orientierenden Messung und Jahresmittelwerte für Stickstoffdioxid 5.2 Ergebnisse der NO 2 -Passivsammlermessungen Die Jahresmittelwerte der NO 2 -Passivsammlermessung in der Otto-von-Guericke-Straße lagen bei 29 µg/m³ (2012) bzw. bei 26 µg/m³ (2013). Sie befinden sich damit in einem Bereich, der eine grenzwertkritische Belastung nicht erwarten lässt. Der aus dem Ergebnis der orientierenden Messung abgeleitete Jahresmittelwert 2013 liegt mit 27 µg/m³ auf vergleichbarem Niveau. 10

11 6. Zusammenfassung Gegenstand des vorliegenden Berichtes ist die Auswertung des Einsatzes des Luftmessfahrzeugs (orientierende Messung gemäß 13 der 39. BImSchV)in der Otto-von- Guericke-Straße in Magdeburg. Die Messungen erfolgten jeweils für die Dauer von ca. 6 Wochen, beginnend am (1. Messphase) bzw. am (2. Messphase). Grundlage für die Bewertung der Messergebnisse aus der Otto-von-Guericke-Straße ist der Vergleich mit den LÜSA-Stationen im Stadtgebiet von Magdeburg und den Grenz- bzw. Zielwerten der 39. BImSchV. Die orientierenden Messungen in der Otto-von-Guericke-Straße zeigen eine Einhaltung der Grenzwerte für Partikel PM 10 und Stickstoffdioxid. Der ab einzuhaltende Grenzwert für Partikel PM 2,5 in Höhe von 25 µg/m³ als Jahresmittelwert wird aktuell bereits ebenfalls eingehalten. In Auswertung der Messergebnisse für Partikel PM 10/2,5 konnte weiterhin festgestellt werden, dass das Belastungsniveau in der Otto-von-Guericke-Straße im Messjahr 2013 durchaus die Höhe des Niveaus der Hotspots Damaschkeplatz und Ernst-Reuter-Allee erreichen konnte. In Bezug auf Stickstoffdioxid kann für den Standort Otto-von-Guericke-Straße die Gefahr einer Grenzwertüberschreitung sehr wahrscheinlich ausgeschlossen werden. Die Einsätze des Luftmessfahrzeugs sind vom Grundsatz her als längerfristiges Programm angelegt, da Veränderungen der Belastungssituation erst durch die Wiederholung der Messungen am gleichen Standort sichtbar werden. Insofern tragen die bislang durchgeführten Messeinsätze zwingend jeweils den Charakter einer Statuserhebung, welche zur Erfassung der gegenwärtigen Belastungssituation dient. Für die Dokumentation möglicher Veränderungen wird eine Wiederholung der Messungen im Abstand von etwa vier Jahren angestrebt. 11

12 Anlage 1 LÜSA-Messstationen und Standort des Luftmessfahrzeugs im Bereich der Stadt Magdeburg Magdeburg/Damaschkeplatz Magdeburg/Reuter-Allee Magdeburg/West Magdeburg/ Otto-von-Guericke-Straße Magdeburg/Schleinufer Stadtgebietsmessstation Verkehrsmessstation Standort Luftmessfahrzeug 12