Gutachten. Prognose der Luftschadstoffbelastung an den Zubringerstraßen zur A26 bei Buxtehude (Varianten 1, 2e und 2f)

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1 Dr. Klaus Bigalke Jappopweg 9h Pinneberg Tel / Fax / Gutachten Prognose der Luftschadstoffbelastung an den Zubringerstraßen zur 6 bei Buxtehude (Varianten 1, 2e und 2f) Auftraggeber: Landkreis Stade Am Sande Stade Pinneberg, den 16. Oktober 2014 Version 1.0

2 Inhaltsverzeichnis 1. Situation und Aufgabenstellung Methodik und Untersuchungsumfang Datengrundlage Modellgebiet und Bebauung (Variante 1) Meteorologie Emissionen Hintergrundbelastung Ergebnisse Variante Varianten 2e und 2f Literatur... 43

3 1. Situation und Aufgabenstellung Derzeit befindet sich der zweite Abschnitt der 6 zwischen Horneburg und Buxtehude im Bau. Für die Anbindung von Buxtehude an die AS Buxtehude werden aktuell noch verschiedene Trassenvarianten untersucht. Bereits im Jahre 2011 wurde durch unser Büro die Immissionsbelastung entlang zweier Trassenvarianten untersucht [1]: Variante 1: Istfall 2011 Variante 1: Prognose-Planfall 2025 Variante 2a: Prognose-Planfall 2025 Zwischenzeitlich wurden weitere Varianten erarbeitet bzw. modifiziert, so dass eine Aktualisierung und Ergänzung der damaligen Immissionsprognosen erforderlich ist. Einen Überblick über die aktuell untersuchten Trassenverläufe der Varianten gibt die Abbildung 1. In der Variante 1 erfolgt die Anbindung über die bestehende K40 / Rübker Straße, die zur Aufnahme der erwarteten Verkehrsbelastung ausgebaut werden muss. Die Anschlussstelle mündet nordöstlich des Ortsausgangs in die Rübker Straße. Im weiteren Verlauf Richtung Ortskern ist auf einem gut 500 m langen Straßenabschnitt zunächst die nordwestliche, dann die südöstliche Seite nur locker mit überwiegend ein- bis zweigeschossigen Wohnhäusern bebaut. In dem folgenden Abschnitt von knapp 400 m verdichtet sich die Bebauung beidseitig, wobei insgesamt der Charakter aufgelockerter Bebauung erhalten bleibt. Im Unterschied zu der im Jahr 2011 untersuchten Variante 1 verlaufen nun eine separate Anliegerstraße und die Haupttrasse zur Anbindung an die 6 über die gesamte Ausbaustrecke parallel. Entlang der bebauten Abschnitte wird die Haupttrasse durch Lärmschutzwände von max. 3 m Höhe abgeschirmt. Die Anbindung an die Harburger Straße erfolgt nun durch eine Kreuzung mit Lichtsignalanlage statt des 2011 noch vorgesehenen Kreisels. In der Variante 2e erfolgt der Neubau einer Umgehungsstraße, die von der Rübker Straße am nordöstlichen Ortsrand abzweigt, östlich um Buxtehude führt und beim Ostmoorweg an die bestehende K40 angeschlossen wird. Die Trasse führt in ihrem gesamten Verlauf durch offenes, unbebautes Gelände. Aufgrund der geschwungenen Linienführung ist auf der Umgehungsstraße eine Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h möglich. 3

4 Abbildung 1: Überblick über die Trassenverläufe der Varianten 1, 2e und 2f und die Abschnitte bis unterschiedlicher Emissionen. Die Variante 2f unterscheidet sich von Variante 2e durch eine weniger geschwungene Linienführung. Zwei 90 -Kurven reduzieren die maximale Höchstgeschwindigkeit auf 50 km/h. Zu den Varianten 2e und 2f existieren jeweils vier Untervarianten, die sich aus der Kombination ohne / mit Anbindung an die bestehende K40 / Rübker Straße Querung der Bahnlinie beim Grünen Weg mit Brücke / mit Trog ergeben. Jede Untervariante setzt sich zudem aus den drei Streckenabschnitten bis zusammen, die wegen unterschiedlicher Verkehrsstärken und Geländesteigungen hinsichtlich der Verkehrsemissionen zu differenzieren sind. Auf dem Abschnitt unterscheidet sich die Verkehrsbelastung (abhängig von der Anbindung K40) von der restlichen Umgehungsstraße. Auf den Abschnitten liegt ebenes Gelände vor. zeichnet sich dagegen durch Steigung / Gefälle von rund 2 bzw. 4 % im Bereich von Trog bzw. Brücke aus. Im Trogbereich kann zudem die laterale Ausbreitung der Emissionen herabgesetzt sein. 4

5 Aufgabe dieses Gutachtens ist die Prognose der aus dem Verkehr resultierenden Luftschadstoffbelastung mit Stickstoffdioxiden (NO 2 ) und den beiden Feinstaubkomponenten PM 10 und PM 2,5 für die beschriebenen 9 (Unter-)Varianten und das Prognosejahr 2025 sowie deren Bewertung unter Berücksichtigung einer ebenfalls zu prognostizierenden Hintergrundbelastung. Als Planunterlagen standen zur Verfügung: Lageplan 1:500 Ausbau der K40 Rübker Straße Buxtehude vom , Blatt Nr. 1 und 2 (ST0124 K40-Blatt1-500(1).pdf und ST0124 K40-Blatt1-500(2).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2e, Brückenlösung mit Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2eBrücke (mit Anbindung K40- alt).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2e, Brückenlösung ohne Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2eBrücke (ohne Anbindung K40- alt).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2e, Troglösung mit Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2eTrog (mit Anbindung K40-alt).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2e, Troglösung ohne Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2eTrog (ohne Anbindung K40- alt).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2f, Brückenlösung mit Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2fBrücke (mit Anbindung K40- alt).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2f, Brückenlösung ohne Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2fBrücke (ohne Anbindung K40- alt).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2f, Troglösung mit Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2fTrog (mit Anbindung K40-alt).pdf) Lageplan 1:2500 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2f, Troglösung ohne Anbindung K40-alt vom (6ZubringerVar2fTrog (ohne Anbindung K40-alt).pdf) 5

6 Höhenplan 1:1000/100 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2e, Trog- und Brückenlösung vom (Höhenplan V2e (50 kmh-trasse).pdf) Höhenplan 1:1000/100 Autobahnzubringer AS Buxtehuder, Variante 2f, Trog- und Brückenlösung vom (Höhenplan V2f (70 kmh-trasse).pdf) Beschreibung Varianten Lärmausbreitung, Neumann Engineering Consultants GmbH vom Mai 2014 (Beschreibung Varianten Lärmausbreitung.pdf) Luftbilder vom Geodatenportal Metropolregion Hamburg ( 6

7 2. Methodik und Untersuchungsumfang In der 39. BImSchV [2] sind Grenzwerte für die überwiegend verkehrsbedingt emittierten Luftschadstoffe Stickstoffdioxid (NO 2 ), Feinstaub (PM 10 ) und Ultrafeinstaub (PM 2,5 ) festgelegt. Diese Verordnung setzt die Luftqualitäts-Richtlinie der Europäischen Union [3] in nationales Recht um. In der Umgebung verkehrsreicher Straßen können lokal große Unterschiede in der Konzentration der genannten Stoffe bestehen. Tendenziell nehmen diese mit zunehmender Entfernung von der Straße ab. Allerdings wird die Höhe der Konzentrationen nicht nur von der Stärke der Emissionen und der Entfernung, sondern auch maßgeblich von der Art der umgebenden Bebauung bestimmt. Während in freiem Gelände ein schneller Abtransport der freigesetzten Emissionen erfolgen kann, wird z. B. durch eine dichte und hohe Bebauung die Ausbreitung und Verdünnung erheblich eingeschränkt. Von diesen Umgebungsbedingungen hängt unter anderem ab, welches Berechnungsverfahren im konkreten Fall für eine Immissionsprognose geeignet ist. Die Methodik ist deckungsgleich zu der im Jahr 2011 durchgeführten Untersuchung, auch um Vergleichbarkeit mit den damaligen Varianten zu ermöglichen. Allerdings werden heute die mit der wissenschaftlichen und technischen Entwicklung fortgeschriebenen Versionen der Berechnungsverfahren verwendet. Varianten 2e und 2f Die Trassen der Varianten 2e und 2f verlaufen in offenem Gelände, in dem die Wind- und Ausbreitungsverhältnisse nur geringfügig räumlich variieren. Da außerdem auf dieser Trasse Höchstgeschwindigkeiten über 50 km/h erlaubt sein werden, kann zur Prognose der Immissionsbelastung das Modell RLuS 2012 [4] eingesetzt werden. Dieses Modell ist für zweiund mehrstreifige Straßen entwickelt worden, die keine oder nur aufgelockerte Randbebauung aufweisen und in erster Näherung geländegleich (Dammhöhen oder Trogtiefen kleiner als 15 m) verlaufen. Immissionsabschätzungen sind auch im Bereich von Lärmschutzwällen bzw. -wänden möglich. Da in diesem Jahr ein neues Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA 3.2) [5] erschienen ist, entspricht die Emissionsberechnung in RLuS nicht mehr dem aktuellen Stand und wird deshalb separat anhand der aktuellen HBEFA-Berechnungsansätze vorgenommen. 7

8 Die Beschreibung der Umwandlung des primär emittierten NO zu NO 2 erfolgt, abweichend von dem in RLuS integrierten Ansatz, in Übereinstimmung mit dem Berechnungsverfahren zu Variante 1 mit dem so genannten Romberg-Ansatz (siehe unten). Dieser Ansatz liefert im Konzentrationsbereich unterhalb des Grenzwertes von 40 µg/m³ NO 2 annähernd gleiche Ergebnisse wie der RLuS-Ansatz. Variante 1 Die schon bestehende K40 (Variante 1) verläuft im nordöstlichen Abschnitt durch relativ freies bzw. nur einseitig und locker bebautes Gelände. Im südwestlichen Abschnitt trifft sie in einen Bereich stärker verdichteter Bebauung. Auch wenn die Bebauung im innerörtlichen Bereich überwiegend nur zweigeschossig und kleinstädtisch locker ist, so ist eine Anwendung eines einfachen Modellierungsansatzes wie mit dem Modell RLuS unter fachlichen Gesichtspunkten nicht mehr einwandfrei vertretbar. Hinzu kommt, dass RLuS nur für außerörtliche Straßen mit Höchstgeschwindigkeiten oberhalb 50 km/h entwickelt wurden. Die Immissionsprognose für die Variante 1 erfordert deshalb ein den baulichen Gegebenheiten angemessenes Berechnungsverfahren. Prognosen innerstädtischer Immissionsverhältnisse erfordern in der Regel Ausbreitungsrechnungen mit mikroskaligen Simulationsmodellen, die die spezifischen Windund Turbulenzverhältnisse innerhalb komplexer städtischer Bebauung, die verkehrsbedingten Emissionen und die übergeordneten meteorologischen Bedingungen realitätsnah berücksichtigen. Die Strömungs- und Ausbreitungsrechnungen werden für einzelne Windrichtungssektoren und Windgeschwindigkeiten durchgeführt. Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Unterscheidung von zwölf Windrichtungssektoren im Bereich städtischer Bebauung zu ausreichend genauen Ergebnissen führt [6]. Eine Unterscheidung nach atmosphärischen Stabilitäten erfolgt nicht, weil innerhalb städtischer Bebauung in aller Regel die dynamisch bedingte Turbulenz thermisch bedingte Einflüsse überwiegt. Das Jahresmittel der Konzentrationen im Untersuchungsgebiet ergibt sich aus der Wichtung der berechneten Konzentrationen mit der langjährigen Häufigkeit der einzelnen meteorologischen Situationen. Deren Häufigkeiten werden aus der Ausbreitungsklassenstatistik einer für das Untersuchungsgebiet repräsentativen Messstation abgeleitet. Verwendet werden die Daten der etwa 6 km nordnordöstlich gelegenen Station Jork des Wetterdienstes Meteomedia. 8

9 Die vorliegende Untersuchung der Immissionssituation in Umgebung der K40 bei der Variante 1 basiert auf Rechnungen mit dem mikroskaligen Modell MISKAM (Version 6.1, WinMISKAM ) [7], [8]. Dieses Modell wird seit Jahren in der gutachterlichen Praxis verwendet und ist von Genehmigungsbehörden bundesweit anerkannt. MISKAM ist ein prognostisches meteorologisches Modell, das für Gebiete mit fast beliebigen Gebäudekonfigurationen realitätsnah atmosphärische Wind- und Turbulenzfelder berechnet und darauf aufbauend die Ausbreitung passiver Schadstoffe ermittelt. Stickoxide werden in den Ausbreitungsrechnungen summarisch als NO x behandelt. Der Umwandlungsgrad von NO x zu NO 2 wird anschließend nach der so genannten Romberg-Formel [9] bestimmt. Trotz rückläufiger NO x -Emissionen wird in den letzten Jahren an einigen Verkehrsstationen eine Stagnation oder sogar ein leichter Anstieg der NO 2 -Immissionen beobachtet. Dies wird zum Teil auf die rapide zugenommene Zahl an Dieselfahrzeugen und deren Katalysatortechnik zurückgeführt. Vor diesem Hintergrund wird zwar seit einiger Zeit die weitere Anwendbarkeit der Romberg-Formel, die in den 90-er Jahren entwickelt wurde, diskutiert [10]. Dennoch stellt sie noch immer den Stand der Technik dar und beschreibt auch für neuere Messdaten den NO-NO 2 -Umwandlungsgrad auf Basis von Jahresmittelwerten in guter Näherung, siehe z. B. [11]. Alternativen Berechnungsmethoden wird es in absehbarer Zeit noch an den notwendigen Eingangsdaten mangeln. Um auch im Bereich der Kreuzung zur Harburger Straße zuverlässige Immissionswerte zu berechnen, gehen in die Ausbreitungsrechnungen mit MISKAM neben den Emissionen auf der K40 auch diejenigen der Harburger Straße (K40 und K51) sowie auf der Konrad-Adenauer- Allee ein. Verkehre aus den einmündenden Anwohner-Nebenstraßen Kälberweideweg und Feldmannsweg werden zwar auch berücksichtigt, sie leisten aber keine nennenswerten Immissionsbeiträge zur Gesamtbelastung. Varianten 1 und 2a Rechnerische Grundlage für die Emissionen aus dem Straßenverkehr ist das vom Umweltbundesamt herausgegebene Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs in seiner aktuellen Fassung HBEFA 3.2 [5]. Daraus lassen sich auf Basis der durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken (DTV) die Emissionen auf den Straßenzügen im Modellgebiet ableiten. Da dieser Berechnungsansatz dem neuesten Stand entspricht, wird er für alle 9

10 untersuchten Varianten verwendet, d.h. insbesondere auch bei den Varianten 2e und 2f statt der in RLuS integrierten Emissionsberechnung. Im weiteren Verlauf wird zwischen der Hintergrundbelastung und der Zusatzbelastung aus dem in den Modellrechnungen berücksichtigten Straßenverkehr unterschieden. Die Summe aus Hintergrund- und Zusatzbelastung wird als Gesamtbelastung bezeichnet. Als Hintergrundbelastung wird das Konzentrationsniveau verstanden, das sich aus dem großräumigen, ländlichen Hintergrund und der Summe der im weiteren Umfeld verteilten Quellen relativ homogen über größeren Flächen des Stadtgebiets einstellt. Diese Skalentrennung von Hintergrund und Zusatz aus lokalen Verkehrsemissionen ist üblich und zulässig, weil Verkehrsimmissionen mit zunehmendem Abstand von Straßen relativ schnell abklingen und deshalb nur in unmittelbarer Nachbarschaft einen spezifischen, quantifizierbaren Beitrag zur Gesamtbelastung leisten. 10

11 3. Datengrundlage 3.1. Modellgebiet und Bebauung (Variante 1) In der Abbildung 2 ist ein Luftbild der Rüpker Straße und deren Umgebung wiedergegeben. Darin ist die Größe und Lage des MISKAM-Modellgebietes mit einem roten Rahmen markiert. Die Ergebnisse der Modellrechnungen werden später in einem Ausschnitt dieses Gebietes ohne Modellgebietsränder dargestellt. Abbildung 2: Luftaufnahme Rübker Straße und Umgebung mit Lage des MISKAM- Modellgebietes (rotes Rechteck), Quelle Luftbilder: Geoportal der Metropolregion Hamburg. 11

12 Das Modellgebiet ist gegenüber Nord um 43 gedreht und orientiert sich damit etwa an der Ausrichtung der Rübker Straße. Aufgrund der Drehung ist das Modellgebiet an den Untersuchungsraum angepasst und die meist straßenparallelen Gebäude können optimal an dem Modellgitter ausgerichtet werden. Das Modellgebiet hat eine Ausdehnung von 330 m in Südost-Nordwest-Richtung und 1100 m in Südwest-Nordost-Richtung. Es erstreckt sich nach Südwesten bis an die Kreuzung Konrad- Adenauer-Allee / Hinter der Linah und nach Nordosten etwa 150 m über den bebauten Bereich an die Kreuzung zwischen alter K40 und AS Buxtehude heran. Senkrecht zur K40 wird zu beiden Seiten ein Streifen von m durch das Modellgebiet abgebildet. Das verwendete Rechengitter weist straßenparallel zur K40 eine horizontale räumliche Auflösung von 3 m auf, im Straßenraum quer zur Achse eine Auflösung von 1 m. Zu den westlichen und östlichen Rändern hin spreizt sich das Gitter allmählich auf maximal 3 m Gitterweite. Die vertikale Gitterauflösung beträgt bis in 2 m Höhe 0,4 m, wird dann ebenfalls langsam gespreizt und liegt in einer Höhe von 15 m noch bei 1 m. Oberhalb der Bebauungshöhen erfolgt eine weitere allmähliche Spreizung um einen Faktor 1,2. Die Rechengebietshöhe ist mit 65 m etwa 4-mal höher als das höchste Gebäude im Rechengebiet, um Randeinflüsse zu vermeiden. Die Bebauung wurde auf Grundlage der Lagepläne, GoogleEarth-Luftaufnahmen und einer Ortsbegehung digitalisiert. Die Kfz-Emissionen werden im Modell als Linienquellen in 0,6 m Höhe angesetzt, das entspricht der zweiten Gitterzelle über dem Boden Meteorologie Im Fall der Varianten 2e und 2f wird für die Modellrechnungen ein für das Untersuchungsgebiet repräsentatives Jahresmittel der Windgeschwindigkeit benötigt. Bei der Variante 1 erfolgen die Modellrechnungen für zwölf Windrichtungssektoren und neun Windgeschwindigkeitsklassen, insgesamt also für 108 unterschiedliche meteorologische Situationen. Die Ergebnisse dieser Einzelrechnungen werden durch Wichtung mit der langjährigen Häufigkeit der korrespondierenden Situation überlagert. Hierfür wird eine repräsentative meteorologische Statistik benötigt. 12

13 Die nächstgelegenen Messstationen des Deutschen Wetterdienstes liegen am Flughafen Hamburg-Fuhlsbüttel sowie in Ruthenstrom, etwa 35 km stromab der Elbe. Der Wetterdienst Meteomedia betreibt weitere Stationen in Stade, Jork und Buxtehude. Nach eingehender Prüfung unter Berücksichtigung der topographischen Situation und der Standortumgebungen aller Stationen können die Messungen der Station Jork, die 5-6 km Luftlinie nordnordwestlich des Untersuchungsgebietes liegt, als repräsentativ für das Untersuchungsgebiet angesehen werden. Trotz der räumlichen Nähe sind die Daten der Station Buxtehude weniger gut geeignet, da sie zu stark von rein lokalen Umgebungseinflüssen geprägt sind. Windrichtung Windgeschwindigkeit Abkürzung Sektorengrenze Häufigkeit Klassengrenze Häufigkeit N 345 bis 15 3,66 % 0 bis 1,3 m/s 15,91 % NNE 15 bis 45 3,18 % 1,4 bis 1,8 m/s 11,65 % ENE 45 bis 75 4,27 % 1,9 bis 2,3 m/s 12,51 % E 75 bis ,34 % 2,4 bis 3,8 m/s 31,38 % ESE 105 bis ,47 % 3,9 bis 5,4 m/s 17,57 % SSE 135 bis 165 4,55 % 5,5 bis 6,9 m/s 7,93 % S 165 bis % 7,0 bis 8,4 m/s 2,27 % SSW 195 bis ,61 % 8,5 bis 10,0 m/s 0,59 % WSW 225 bis ,80 % mehr als 10,0 m/s 0,21 % W 255 bis 285 9,45 % WNW 285 bis 315 8,57 % NNW 315 bis 345 7,57 % Tabelle 1: Häufigkeiten des Auftretens von Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten in Jork im Zeitraum 2001 bis In der Tabelle 1 sind die Häufigkeiten der berechneten Windrichtungssektoren und Windgeschwindigkeitsklassen an der Station Jork aus dem Zeitraum 2001 bis 2009 zusammengefasst. Südöstliche Windrichtungen sind am häufigsten, ein sekundäres Maximum liegt bei östlichen Windrichtungen. Das langjährige Jahresmittel der Windgeschwindigkeit liegt an der Messstation Jork bei 3 m/s. 13

14 3.3. Emissionen Die Emissionen des Straßenverkehrs werden im Wesentlichen durch folgende Parameter bestimmt: die Verkehrsmenge, d.h. die Anzahl der Fahrzeuge pro Stunde bzw. pro Tag die Verkehrszusammensetzung (Zusammensetzung der Fahrzeugflotte) Fahrmuster bzw. Verkehrssituation Parameter der Straße (z.b. Neigung). Mit den Emissionsfaktoren, die im Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) des Umweltbundesamtes [5] pro Fahrmuster / Verkehrssituation, Fahrzeugkategorie und pro Schadstoff bereitgestellt werden, lassen sich bei Kenntnis der oben aufgelisteten Parameter die Emissionen für einen interessierenden Straßenabschnitt ermitteln. Bei der Emissionsbestimmung werden zusätzlich die Vorgaben der VDI-Richtlinie 3782, Blatt 7 (Kfz- Emissionsbestimmung) berücksichtigt [12]. Die Verkehrszusammensetzung, z. B. der Anteil von G-Kat und Nicht-G-Kat-Fahrzeugen, Diesel-Pkw usw. verändert sich von Jahr zu Jahr und kann zudem von Stadt zu Stadt variieren. Die typische Verkehrszusammensetzung für das Bezugsjahr 2025 wurde dem HBEFA entnommen, in dem mittlere Verhältnisse für Deutschland gegeben sind. Eine Verkehrssituation nach neuem HBEFA steht für die Kombination spezifischer Gebiets- und Straßentypen, Tempolimits und Verkehrszuständen. Diese vier Dimensionen führen zu maximal 272 Kombinationsmöglichkeiten, aus denen sich ein typischer Emissionsfaktor ergibt. Je nach Verkehrsstärke und Straßenstruktur wurde für jeden der betrachteten Straßenabschnitte eine passende Kombination der Dimensionen ausgewählt. Die Qualität des Verkehrsablaufs wird nach HBEFA unterteilt in LOS 1 (flüssig) LOS 2 (dicht) LOS 3 (gesättigt) LOS 4 (stop & go). 14

15 Die LOS ( level of service ) treten in Abhängigkeit vom DTV und der Kapazität der Straße in unterschiedlichem Maß auf. Bei Straßen mit relativ geringem Verkehrsaufkommen sowie nachts kann in der Regel von LOS 1 ausgegangen werden. Bei Straßen mit höherem Verkehrsaufkommen hängt das LOS vom jeweiligen Auslastungsgrad ab. Zur Ermittlung der Verkehrsqualität im Tagesverlauf wurde je Straße eine typische stündliche Verteilung zugrunde gelegt. Dieser Verkehrstagesgang basiert auf verallgemeinerten Messergebnissen aus [13]. Aus der Angabe des DTV s, seines Tagesgangs und der Kapazität der Straße wird dann die Verkehrsqualität bestimmt Hinsichtlich der Motoremissionen kann davon ausgegangen werden, dass 100 % der Feinstaubemissionen der Fraktion PM 2,5 zuzurechnen sind. Der Beitrag von Abrieb und Aufwirbelung an den PM 10 -Emissionen wurde nach [14] bestimmt. Die PM 2,5 -Emissionsfaktoren für Abrieb und Aufwirbelung wurden aus den PM10-Faktoren abgeleitet und konservativ mit 54 % angesetzt [15]. Prognosen 2025 der durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken (DTV) aller Fahrzeuge sowie der Anteil der Schwerlastverkehre wurden analog zu den Lärmuntersuchungen angesetzt (Beschreibung Varianten Lärmausbreitung, Neumann Engineering Consultants GmbH). Als Anteil leichter Nutzfahrzeuge wurde ein typischer Wert von 4 % angesetzt. Mit weiteren typischen Annahmen hinsichtlich Abrieb und Aufwirbelung von PM 10 sowie Kaltstarteinflüssen ergeben sich die in der Tabelle 2 angegebenen Kennzahlen und daraus berechneten Emissionen für das Bezugsjahr

16 Variante 1 Straßenabschnitt Verkehrssituation DTV ges. [Fz/d] DTV snfz [Fz/d] NOx [mg/m/s] PM10 [mg/m/s] PM2,5 [mg/m/s] Konrad-Adenauer-Allee ländl. Kreis- o. Gemeindestr Harburger Str. (K40) ländl. Kreis- o. Gemeindestr Rübker Str. südl. Kälber.weg ländl. Kreis- o. Gemeindestr Harburger Str. (K51) ländl. Kreis- o. Gemeindestr Kälberweideweg ländl. Kreis- o. Gemeindestr Rübker Str. südl. Feldm.weg ländl. Kreis- o. Gemeindestr Feldmannsweg ländl. Kreis- o. Gemeindestr Rübker Str. nördl. Feldm.weg ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2e Untervariante mit Anschluss K40 / Brücke ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2e Untervariante mit Anschluss K40 / Trog ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2e Untervariante ohne Anschluss K40 / Brücke ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2e Untervariante ohne Anschluss K40 / Trog ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2f Untervariante mit Anschluss K40 / Brücke ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2f Untervariante mit Anschluss K40 / Trog ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2f Untervariante ohne Anschluss K40 / Brücke ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Variante 2f Untervariante ohne Anschluss K40 / Trog ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr ländl. Kreis- o. Gemeindestr Tabelle 2: DTV-Zahlen und Emissionen 2025 auf den Straßenabschnitten 16

17 3.4. Hintergrundbelastung Das Land Niedersachsen betreibt im Rahmen der Luftüberwachung in nur etwa 6 km Entfernung die Hintergrund-Messstation Altes Land. Diese liegt in direkter Nachbarschaft zu der meteorologischen Messstation von Meteomedia und repräsentiert die großräumige ländliche Hintergrundbelastung. Im Rahmen der Luftschadstoffuntersuchung 2011 wurde die Hintergrundbelastung auf Basis der damals verfügbaren Messungen bis 2010 hergeleitet. In den Folgejahren 2011 bis 2013 wurden für NO 2 vergleichbare Jahresmittelwerte, für die Feinstäube in den beiden letzten Jahren deutlich niedrigere Jahresmittelwerte gemessen. Würden auf dieser Basis neue Hintergrundwerte abgeleitet, so lägen diese niedriger als in der Untersuchung aus dem Jahre Einerseits aus Gründen der Vergleichbarkeit der damals und heute untersuchten Varianten, andererseits im Sinne einer eher konservativen Immissionsprognose werden deshalb die damals angesetzten Hintergrundwerte hier wieder verwendet. Ihre Herleitung wird nachfolgend noch einmal erläutert. An der Station Altes Land wurden im Zeitraum 2005 bis 2010 NO 2 -Jahresmittelwerte von µg/m 3 und PM 10 -Jahresmittelwerte von µg/m 3 mit leicht rückläufigem Trend gemessen. Die Jahreswerte von 2010 sind mit 15 bzw. 20 µg/m 3 gegenüber dem Trend leicht erhöht und werden in einem konservativen Sinne als Ausgangswerte für die Prognose der Hintergrundbelastung 2025 verwendet. Ultrafeinstaub PM 2,5 wird an der Station Altes Land nicht gemessen. Als repräsentativ kann in 2010 ein Jahresmittelwert von 13 µg/m 3 auf Basis der Messungen an den Stationen Jadebusen (Wilhelmshafen) und Wendland (Lüchow) abgeleitet werden. Diese Hintergrundbelastungen sind auf das Bezugsjahr 2025 zu prognostizieren. Derzeit findet sich bundesweit an einigen innerstädtischen Verkehrsstationen eine Stagnation oder sogar eine leichte Zunahme in den NO 2 -Immissionen. Diese ist zumindest zu einem erheblichen Teil auf die Zunahme des NO 2 -Anteiles an den verkehrlichen NO X -Emissionen zurückzuführen. Durch die (relative) Zunahme direkter NO 2 -Emissionen kann in den beobachteten Fällen, d. h. im direkten Einflussbereich hoher Verkehrsemissionen, die Abnahme von NO x -Emissionen kompensiert werden. Für die ländliche und auch städtische Hintergrundbelastung ist dagegen tendenziell in den nächsten Jahren von einer Abnahme sowohl von NO 2 als auch PM 10 zu rechnen. Die Prognose auf die Planhorizonte erfolgt entsprechend den Angaben der RLuS [4]. 17

18 Damit ergeben sich für 2010 und den Planhorizont 2025 die in Tabelle 3 aufgeführten Hintergrundkonzentrationen. Ausgangswerte 2010 Prognose-Planfall 2025 NO 2 15 µg/m 3 12,0 µg/m 3 PM µg/m 3 18,0 µg/m 3 PM 2,5 13 µg/m 3 11,7 µg/m 3 Tabelle 3: Gemessene und prognostizierte Hintergrundbelastungen. 18

19 4. Ergebnisse 4.1. Variante 1 Die mit MISKAM berechneten Jahresmittelwerte der Immissionsbelastung mit Stickstoffdioxid (NO 2 ) und den beiden Feinstaubfraktionen (PM 10 und PM 2,5 ) sind in den Abbildungen 3 bis 8 als Farbflächendarstellung entlang der Rübker Straße / K40 aufbereitet. Um eine größere Darstellung zu erreichen werden jeweils die südwestliche und die nordöstliche Hälfte des Modellgebietes in getrennten Abbildungen gezeigt. Die Abbildungen sind gedreht, so dass Nordosten oben und Südwesten unten liegt. Die Farbskalen sind so gewählt, dass Überschreitungen der seit 2005 / 2010 bzw. zukünftig (ab 2015) geltenden Grenzwerte rot erscheinen (siehe Tabelle 4). Die Bezugshöhe in den Abbildungen entspricht mit 1,4 m über Grund etwa der Atemzone nach 39. BImSchV. NO 2 PM 10 PM 2,5 seit 2010 seit 2005 ab 2015 Jahresmittel 40 µg/m 3 40 µg/m 3 25 µg/m 3 Tagesmittel - 50 µg/m 3 (35) - Stundenmittel 200 µg/m 3 (18) - - Tabelle 4: Immissionsgrenzwerte nach 39. BImSchV, in Klammern Anzahl der zulässigen Überschreitungen pro Jahr. Stickstoffdioxid NO 2 (Abb. 3 und 4) Die höchsten Stickstoffdioxidkonzentrationen treten naturgemäß über den Fahrbahnen auf, wo die Emissionen freigesetzt werden. Mit zunehmendem Abstand von den Straßen klingen die NO 2 -Immissionen rasch ab. Im Vergleich zu der früheren Immissionsprognose [1] werden höhere NO 2 -Belastungen berechnet. Sie beschränken sich allerdings auf die Fahrbahnbereiche. Ursache sind die neu in die Planung aufgenommenen Lärmschutzwände, die den seitlichen Abtransport der Verkehrsemissionen reduzieren. Die Schadstoffe müssen zunächst nach oben transportiert 19

20 werden, bevor sie auf der anderen Seite der Lärmschutzwand wieder zum Boden gelangen können. Auf diesem Weg erfahren sie eine Durchmischung und Verdünnung, so dass die Konzentrationen jenseits der Lärmschutzwände geringer sind, als wenn diese nicht existieren würden. Die höchsten NO 2 -Konzentrationen im Jahresmittel findet man deshalb auf den Straßenabschnitten, an denen Lärmschutzwände vorgesehen sind und der Verkehr sich nicht auf einen größeren Straßenquerschnitt verteilt. Es handelt sich um einen kurzen Straßenabschnitt nördlich des Kälberweidewegs, auf dem bis zu 32 µg/m³ berechnet werden, sowie dem längeren, geraden Abschnitt nördlich des Feldmannsweg mit bis zu 35 µg/m³. Die Konzentrationen über den Fahrbahnen sind jedoch für die immissionsrechtliche Bewertung nicht relevant. Innerhalb der für die Bewertung relevanten Bereiche des Untersuchungsgebietes treten die höchsten NO 2 -Immissionswerte dort auf, wo die Geh- und Radwege zwischen Fahrbahnen und Lärmschutzwänden verlaufen. Dies ist auf den Straßenabschnitten vor den Hausnummern 16 bis 18 sowie 34 bis 40 der Fall. Dort werden über den Gehwegen maximale NO 2 - Konzentrationen von 22 bis 26 µg/m³ im Jahresmittel berechnet. In allen anderen Bereichen des Untersuchungsgebietes entlang der Rübker Straße werden noch einmal deutlich geringere Werte berechnet. Sie liegen typischerweise auf den Gehwegen und an den Fassaden der stärker betroffenen Häuser bei 14 bis 18 µg/m³. Nur lokal, beispielsweise an der Einmündung des Kälberweisewegs, können kleinräumig 20 µg/m³ überschritten werden. Im restlichen Untersuchungsgebiet wird mit Werten unter 14 µg/m² die Hintergrundbelastung kaum noch überschritten. Somit liegt die NO 2 -Immissionsbelastung im Prognose-Planfall 2025 in allen nutzungssensiblen Bereichen des Untersuchungsgebietes weit unterhalb des Grenzwertes nach 39. BImSchV. Selbst über den Fahrbahnen wird der Grenzwert noch deutlich unterschritten. 20

21 Feinstaub PM 10 (Abb. 5 und 6) Die Immissionsbelastung mit Feinstaub (PM 10 ) ist, gemessen an den gültigen Grenzwerten, etwas höher als für Stickstoffdioxid, was vor allem auf die vergleichsweise höhere Hintergrundbelastung zurückzuführen ist. So liegen die PM 10 -Konzentrationen über den Fahrbahnen auf den schon erwähnten Fahrbahnabschnitten entlang der Lärmschutzwände nördlich des Kälberweidewegs und des Feldmannswegs bei 36 bis 38 µg/m³ im Jahresmittel. Lokal wird auf Höhe der Hausnummer 71 über der Fahrbahn sogar der Grenzwert von 40 µg/m³ erreicht. Betrachtet man dagegen die für eine Bewertung relevanten nutzungssensiblen Bereiche des Untersuchungsgebietes, so liegen die dort berechneten Feinstaubkonzentrationen deutlich niedriger. Die höchsten Werte werden im Gehwegbereich hinter der Lärmschutzwand vor Haus Nr. 18 mit 26 bis 28 µg/m³ erreicht. Etwas weiter nördlich im Abschnitt vor den Häusern Nr. 36 bis 40 können auf dem Geh- und Radweg stellenweise bis zu 32 µg/m³ erreicht werden. Abseits dieser beiden Belastungsschwerpunkte ist die PM 10 -Belastung deutlich geringer. Sie liegt entlang der Gehwege und Hausfassaden meist, auch aufgrund der Abschirmung durch die Lärmschutzwände, in einem Niveau um 22 µg/m³, vereinzelt bis 24 µg/m³. Weiter abseits der Rübker Straße, d.h. meist hinter der ersten Bebauungsreihe, sinkt die PM 10 - Belastung auf ein Niveau nur knapp über der Hintergrundbelastung von 18 µg/m³. Der Grenzwert nach 39. BImSchV wird also auch für die PM 10 -Feinstaubbelastung in allen nutzungssensiblen Bereichen im Prognose-Planfall 2025 klar eingehalten. Feinstaub PM 2,5 (Abb. 7 und 8) Das Jahresmittel der berechneten PM 2,5 -Immissionen in Höhe der Atemzone liegt im Niveau unter dem der PM 10 -Immissionen, da PM 2,5 in PM 10 enthalten ist. Die höchsten Immissionen werden natürlich auch für diese Feinstaubfraktion direkt über den Fahrbahnen berechnet. Sie liegen hier bei maximal 23 bis 24 µg/m 3. 21

22 Über den am höchsten belasteten Gehwegbereichen vor den Häusern Nr. 18 bis 20 und 36 bis 40 werden PM 2,5 -Konzentrationen von 16 bis 18 µg/m³ berechnet. In allen anderen Gehwegbereichen und an den Hausfassaden liegt die Immissionsbelastung unterhalb von 14 µg/m³, nur vereinzelt kann dort, wo sich die Lärmschutzwände öffnen, 16 µg/m³ erreicht werden. Auch für PM 2,5 wird somit der Grenzwert nach 39. BImSchV für das Jahresmittel klar eingehalten. 22

23 Abbildung 3: Jahresmittel der NO 2 - Immissionen [µg/m³] in 1,4 m ü. Gr. für Variante 1 und das Prognosejahr 2025 auf dem südwestlichen Abschnitt der Rübker Straße 23

24 Abbildung 4: Jahresmittel der NO 2 - Immissionen [µg/m³] in 1,4 m ü. Gr. für Variante 1 und das Prognosejahr 2025 auf dem nordöstlichen Abschnitt der Rübker Straße 24

25 Abbildung 5: Jahresmittel der PM 10 - Immissionen [µg/m³] in 1,4 m ü. Gr. für Variante 1 und das Prognosejahr 2025 auf dem südwestlichen Abschnitt der Rübker Straße 25

26 Abbildung 6: Jahresmittel der PM 10 - Immissionen [µg/m³] in 1,4 m ü. Gr. für Variante 1 und das Prognosejahr 2025 auf dem nordöstlichen Abschnitt der Rübker Straße 26

27 Abbildung 7: Jahresmittel der PM 2,5 - Immissionen [µg/m³] in 1,4 m ü. Gr. für Variante 1 und das Prognosejahr 2025 auf dem südwestlichen Abschnitt der Rübker Straße 27

28 Abbildung 8: Jahresmittel der PM 2,5 - Immissionen [µg/m³] in 1,4 m ü. Gr. für Variante 1 und das Prognosejahr 2025 auf dem nordöstlichen Abschnitt der Rübker Straße 28

29 Überschreitungshäufigkeiten / Kurzzeitwerte Die Anzahl an Überschreitungen der Grenzwerte für Stundenmittel bzw. Tagesmittel lassen sich nicht direkt aus den Modellrechnungen bestimmen. Beim Feinstaub PM 10 ist es derzeit noch Stand der Technik, Kurzzeitwerte bzw. die Anzahl an Überschreitungen aus dem berechneten Jahresmittelwert abzuschätzen. Für das nahe gelegene Hamburg hat sich in den Jahren 2005 bis 2011 der in der Abbildung 9 dargestellte Zusammenhang in den Messungen gezeigt ( Die Regressionsgeraden durch die Datenpunkte der Jahre 2005 bis 2007 weisen bei Jahresmitteln zwischen 32 und knapp 38 µg/m 3 den Grenzwert von 35 Überschreitungen aus, so dass bisher mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden konnte, dass bei Jahresmittelwerten unter dem niedrigsten Schwellwert von 32 µg/m 3 auch die Anzahl der Überschreitungen den Grenzwert nach 39. BImSchV nicht übersteigt. Die Jahre 2008 bis 2010 haben meteorologisch bedingt eine insgesamt geringere Belastung aufgewiesen, so dass die Regression hier keinen belastbaren Schwellenwert liefert. Im Jahr 2011 (dunkelgrüne Punkte) traten bei nur wenig anderen Jahresmittelwerten erstaunlich viel mehr Überschreitungen des Grenzwertes für das Tagesmittel auf. Dies hängt mit einer ungewöhnlichen Häufung anhaltender austauscharmer Wetterlagen zusammen, während derer anhaltend hohe Feinstaubkonzentrationen vorlagen, die sich aber auf das Jahr gesehen kaum ausgewirkt haben. Die Regressionsgerade für 2011 schneidet die zulässige Anzahl an Überschreitungen knapp unter 30 µg/m 3. Um auch solche für die Region Hamburg meteorologisch eher untypischen Jahre abzudecken, wird die Verwendung eines Schwellwertes von 30 µg/m 3 für das Jahresmittel empfohlen. Da jedoch in allen nutzungssensiblen Bereichen des Untersuchungsgebietes Jahresmittelwerte weit unterhalb des Schwellwertes von 30 µg/m 3 berechnet werden, ist im Bebauungsplangebiet und dessen unmittelbarer Umgebung im Bezugsjahr 2025 mit keiner unzulässig hohen Anzahl an Überschreitungen des Tagesgrenzwertes von 40 µg/m 3 zu rechnen. 29

30 Abbildung 9: Bezug zwischen der Anzahl der Überschreitungen des Kurzzeitwertes von PM 10 nach 39. BImSchV und dem Jahresmittelwert an Hamburger Messstationen in den Jahren 2005 bis Für NO 2 streut die Anzahl an Überschreitungen des Stundenmittelwertes von 200 µg/m 3 in Abhängigkeit von dem korrespondierenden Jahresmittelwert sehr viel stärker. Die Abbildung 10 zeigt den Zusammenhang zwischen beiden Größen an vier Hamburger Verkehrsstationen für die Jahre 2001 bis Die Anzahl an Überschreitungsstunden scheint in Hamburg mehr von der Lage der Messstation als von dem Jahresmittelwert abzuhängen. Dennoch zeigt sich seit 2001 keine mehr als 18-malige Überschreitung eines Stundenwertes von 200 µg/m 3 bei Jahresmittelwerten unter 60 µg/m 3. Dieser Befund deckt sich gut mit den Angaben im LUBW- Leitfaden für die Modellierung verkehrsbedingter Immissionen [16], in dem ebenfalls ein Schwellwert von 60 µg/m 3 als Jahresmittel angegeben wird. Dieser Schwellenwert wird im Untersuchungsgebiet im Bezugsjahr 2025 bei weitem nicht erreicht, so dass auch die Anzahl der zulässigen Überschreitungen des NO 2 - Stundenmittelwertes sicher eingehalten werden. 30

31 Abbildung 10: Bezug zwischen der Anzahl der Überschreitungen des Kurzzeitwertes von NO 2 nach 39. BImSchV und dem Jahresmittelwert an Hamburger Messstationen in den Jahren 2001 bis Varianten 2e und 2f Die Immissionswerte entlang der Trassenverläufe der Varianten 2e und 2f werden mit dem Modell RLuS berechnet. Wegen der einfacheren Randbedingungen (keine Bebauung; offenes Gelände) hängen bei der Berechnung für diese Varianten die Immissionswerte nur von der Entfernung von der Straße ab. Allerdings wird berücksichtigt, dass im Trassenverlauf auf den Abschnitten und / unterschiedliche Verkehrszahlen vorliegen und sich die Abschnitte und durch Steigung bzw. Gefälle an der Brücke über die Bahnlinie (rund 4 %) bzw. an dem darunter führenden Trog (rund 2 %) unterscheiden. Diese Faktoren führen zu unterschiedlichen Emissionsraten auf den drei Abschnitten (Tab. 2) und demzufolge zu unterschiedlich hohen Immissionen. In den Abbildungen 11 bis 18 sind die berechneten Stickstoffdioxid- und die Feinstaubkonzentrationen im Jahresmittel in ihrem Verlauf mit zunehmender Entfernung vom 31

32 Fahrbahnrand aufgetragen. Jede Abbildung entspricht jeweils einer Kombination von Trassenvariante und Untervariante und zeigt die Konzentrationsverläufe für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Da letztlich das Immissionsniveau bei dieser Berechnungsmethodik nur vom Niveau der Emissionen auf den betrachten Abschnitten der jeweiligen Varianten abhängt, lassen sich die Differenzen zwischen Varianten, Untervarianten und Abschnitten bereits weitgehend aus der Betrachtung der Emissionen (vgl. Tabelle 2) erklären. Die wesentliche Einflussgröße für die Berechnung der Emissionen ist die durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke. Diese ist am höchsten auf dem Trassenabschnitt Rübker Straße (), wenn die K40 an den Autobahnzubringer angeschlossen wird und nur geringfügig niedriger, wenn die K40 nicht angeschlossen wird. Demzufolge treten die höchsten Immissionen fast immer auf diesem Abschnitt auf unabhängig von Trassenverlauf und Untervariante. Lediglich in dem Fall, dass die K40 nicht angeschlossen wird und die Bahn über eine Brücke gequert wird, sind die NO 2 -Immissionen auf dem Abschnitt geringfügig niedriger als auf, weil dort der Brückenanstieg mit 4 % Steigung zu höheren Emissionen führt (Abb. 14 und 18 oben). Wird die K40 nicht angeschlossen, so weisen alle Abschnitte bis ähnliche Verkehrszahlen auf und unterscheiden sich demzufolge nur geringfügig in Emissionen und Immissionen voneinander. Abgesehen von den Verkehrszahlen spielt die unterschiedliche Steigung der Trassen an Trog oder Brücke eine Rolle für die Emissionen. In den Untervarianten mit Brücke werden auf dem Abschnitt rund 15 bis 20 % mehr Stickoxide freigesetzt, jedoch nur rund 1 % mehr Feinstäube. Auch wenn sich emissionsseitig teilweise erhebliche Differenzen zwischen den verschiedenen Varianten und Trassenabschnitten zeigen (Tab. 2), so wirken sich diese letztlich nur sehr geringfügig auf die Immissionen aus, wie ein Vergleich zwischen den Abbildungen 11 bis 18 zeigt. Die Emissionen entscheiden nur über das Niveau der Zusatzbelastung, die zu der bestehenden Hintergrundbelastung hinzukommt. Betrachtet man die maximalen Gesamtbelastungen in 10 m Abstand von dem Fahrbahnrand, so liegen diese, je nach Variante, in Wertebereichen von 13,7 15,3 µg/m³ für NO 2, von 19,4 20,8 µg/m³ für PM 10 und von 32

33 12,5 13,3 µg/m³ für PM 2,5. Mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand gleichen sich zudem die Differenzen zwischen den untersuchten Varianten noch weiter an. Die Immissionsbelastung lässt sich somit für alle Varianten pauschal so zusammenfassen: In Fahrbahnnähe liegt die NO 2 -Gesamtbelastung zwischen 14 und 15 µg/m 3. Mit zunehmender Entfernung klingen die Stickstoffdioxidkonzentrationen zunächst schnell, dann langsamer ab. In 100 m Entfernung liegen sie noch bei 13 µg/m 3 und in 200 m Entfernung mit etwa 12,5 µg/m 3 nur noch knapp über der Hintergrundbelastung. Das Jahresmittel für PM 10 liegt in Fahrbahnnähe bei 20 µg/m 3, für PM 2,5 bei 13 µg/m 3. In 100 m Entfernung sind die Werte unter 19 µg/m 3 (PM 10 ) bzw. 12 µg/m 3 (PM 2,5 ) abgesunken und in 200 m Entfernung wird die Hintergrundbelastung nur noch wenig überschritten. Die drei Schadstoffkomponenten NO 2, PM 10 und PM 2,5 erreichen entlang der gesamten Trasse maximal 40 bis 50 % der gesetzlichen Grenzwerte für das Jahresmittel. Da die PM10-Jahresmittelwerte weit unterhalb eines Schwellwertes von 30 µg/m 3 berechnet werden, ist auch mit keiner unzulässig hohen Anzahl an Überschreitungen des Tagesgrenzwertes von 40 µg/m 3 zu rechnen. Analog gilt für NO 2, dass die Anzahl der zulässigen Überschreitungen des NO 2 -Stundenmittelwertes sicher eingehalten wird, weil der korrespondierende Schwellwert von 60 µg/m 3 im Jahresmittel bei weitem nicht erreicht wird. Hinsichtlich der Immissionsbelastung kann keiner der untersuchten Varianten ein klarer Vorteil gegenüber einer anderen Variante bescheinigt werden. Zwar treten auf den längeren Abschnitten und der Umgehungsstraße geringfügig niedrigere Immissionen in den Untervarianten auf, in denen die K40 angeschlossen ist. Andererseits wird dann ein Großteil des Verkehrs innerörtlich über die K40 geleitet (Variante 1) und somit werden die Immissionen nur räumlich umverteilt. 33

34 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2e, mit Anschluss K40, Trog: Jahresmittel NO Variante 2e, mit Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM Variante 2e, mit Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM2, Abbildung 11: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2e, Untervariante: mit Anschluss K40 und Troglösung 34

35 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2e, mit Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel NO Variante 2e, mit Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM Variante 2e, mit Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM2, Abbildung 12: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2e, Untervariante: mit Anschluss K40 und Brückenlösung 35

36 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2e, ohne Anschluss K40, Trog: Jahresmittel NO Variante 2e, ohne Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM Variante 2e, ohne Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM2, Abbildung 13: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2e, Untervariante: ohne Anschluss K40 und Troglösung 36

37 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2e, ohne Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel NO Variante 2e, ohne Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM Variante 2e, ohne Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM2, Abbildung 14: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2e, Untervariante: ohne Anschluss K40 und Brückenlösung 37

38 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2f, mit Anschluss K40, Trog: Jahresmittel NO Variante 2f, mit Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM Variante 2f, mit Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM2, Abbildung 15: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2f, Untervariante: mit Anschluss K40 und Troglösung 38

39 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2f, mit Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel NO Variante 2f, mit Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM Variante 2f, mit Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM2, Abbildung 16: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2f, Untervariante: mit Anschluss K40 und Brückenlösung 39

40 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2f, ohne Anschluss K40, Trog: Jahresmittel NO Variante 2f, ohne Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM Variante 2f, ohne Anschluss K40, Trog: Jahresmittel PM2, Abbildung 17: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2f, Untervariante: ohne Anschluss K40 und Troglösung 40

41 C [µg/m³] C [µg/m³] C [µg/m³] Luftschadstoffgutachten Zubringer 6 Buxtehude Variante 2f, ohne Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel NO Variante 2f, ohne Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM Variante 2f, ohne Anschluss K40, Brücke: Jahresmittel PM2, Abbildung 18: Verlauf der jahresgemittelten Immissionen [µg/m 3 ] in 1,5 m ü. Gr. im Prognosejahr 2025 mit zunehmender Entfernung vom Fahrbahnrand für NO 2 (oben), PM 10 (Mitte) und PM 2,5 (unten). Variante 2f, Untervariante: ohne Anschluss K40 und Brückenlösung 41

42 Zusammenfassung In der Variante 1 werden für das Prognosejahr 2025 in nutzungssensiblen Bereichen entlang der Rübker Straße maximale Immissionsbelastungen von 26 µg/m 3 für Stickstoffdioxid, von 28 µg/m 3 für PM 10 und von 18 µg/m 3 für PM 2,5 im Jahresmittel berechnet. Die Grenzwerte für die Jahresmittelwerte dieser Schadstoffkomponenten nach 39. BImSchV werden somit deutlich eingehalten. Die Trassenvarianten 2e und 2f mit ihren jeweils vier Untervarianten (ohne / mit Anschluss K40, Brücke, Trog) unterscheiden sich hinsichtlich der Immissionsbelastungen entlang der Trassenverläufe nur geringfügig untereinander. Keiner der Trassenvarianten kann hinsichtlich der zu erwartenden Immissionsbelastungen ein klarer Vorzug gegeben werden. Das Jahresmittel der NO 2 -Belastung in rund 10 m Abstand von den Fahrbahnen liegt im Prognosejahr 2025 zwischen 14 und 15 µg/m 3. Das Jahresmittel für PM 10 liegt in Fahrbahnnähe bei 20 µg/m 3 und für PM 2,5 bei 13 µg/m 3. Die Jahresmittelwerte der drei Schadstoffkomponenten NO 2, PM 10 und PM 2,5 erreichen somit entlang der gesamten Trasse maximal 40 bis 50 % der gesetzlichen Grenzwerte. Die Überschreitungshäufigkeiten können aus den berechneten Mittelwerten abgeschätzt werden. Auch die maximal zulässigen Überschreitungsstunden für NO 2 bzw. Überschreitungstage für PM 10 werden in allen Varianten klar eingehalten. Pinneberg, den 16. Oktober 2014 (Dr. Klaus Bigalke) 42

43 Literatur [1] METCON (2011): Prognose der Luftschadstoffbelastung an der Zubringerstraße zur 6 bei Buxtehude (Varianten 1 und 2a). Gutachten im Auftrag des Landkreises Stade, [2] 39. BImSchV (2010): Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes, Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen vom 2. August [3] EU-LQR (2008): Richtlinie 2008/50/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Mai 2008 über Luftqualität und saubere Luft für Europa. Veröffentlicht im Amtsblatt der Europäischen Union vom [4] RLuS 2012: Richtlinien zur Ermittlung der Luftqualität an Straßen ohne oder mit lockerer Randbebauung. Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.v., Köln. [5] HBEFA (2012): Handbuch für Emissionsfaktoren, Version 3.2, Juli INFRAS AG Bern/Schweiz. Herausgeber: Umweltbundesamt Berlin. [6] Bigalke, K. (1998): Zur statistischen Auswertung mikroskaliger Immissionsprognosen. Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft, 58, [7] Eichhorn, J. (1989): Entwicklung und Anwendung eines dreidimensionalen mikroskaligen Stadtklima-Modells. Dissertation. Meteorologisches Institut, Universität Mainz. [8] Eichhorn, J. (1998): Handbuch zum Strömungs- und Ausbreitungsmodell MISKAM. Giese-Eichhorn, Umweltmeteorologische Software. [9] Romberg, E., Bösinger, R., Lohmeyer, A., Ruhnke, R., Röth, E.-P. (1996): NO-NO 2 - Umwandlungsmodell für die Anwendung bei Immissionsprognosen für Kfz-Abgase. Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft, 56, [10] Görgen, R., Lambrecht, U. (2008): Hohe Stickstoffdioxidbelastungen. Können die NO2- Luftqualitätsgrenzwerte im Jahr 2010 eingehalten werden? Immissionsschutz, 1 (2008), [11] Buchholz, S. (2006): Einfluss meteorologischer und luftchemischer Parameter auf die NO 2 -Immissionskonzentration am Beispiel von ausgewählten Luftmessstationen in Baden- Württemberg. Diplomarbeit, Universität Trier, Fachbereich Geographie/Geowissenschaften. 43

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