Betonpflastersteine zum Schadstoffabbau. Illussion oder Realität?

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1 Betonpflastersteine zum Schadstoffabbau Illussion oder Realität? Dr.Tischer 1

2 Stickstoffdioxid-Verteilung in Europa Quelle: European Space Agency /IUP Heidelberg Dr.Tischer 2

3 Stickstoffdioxidkonzentration in Deutschland Dr.Tischer 3

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5 Luftverunreinigende Stoffe (TA Luft) vom 24. Juli 2003 A. Benzol B. Blei und seine anorganischen Verbindungen im Schwebstaub C. Schwebstaub (PM-10) D. Schwefeldioxid E. Stickstoffdioxid Jahreswert: 40 µg/m³ Stundenwert: 200 µg/m³ (18 Überschreitungen) F. Tetrachlorethen Dr.Tischer 5

6 Luftreinhaltepläne z.b. Luftreinhalteplan für den Ballungsraum Rhein-Main: - Vermeidung von Kfz-Fahrten, Ausbau ÖPNV und P+R - Lenkung der Verkehrsströme, Ableitung Schwerlastverkehr - Verbesserte Katalysatoren und Partikelfilter, etc. Referenzprognose für NO 2 : Die Minderung reicht nicht aus, um dafür Sorge zu tragen, dass an den verkehrsbezogenen Messstationen der Immissionsgrenzwert für NO 2 im Jahr 2010 sicher eingehalten werden kann; es sind daher zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Hessisches Ministerium für Umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz Dr.Tischer 6

7 Betonpflastersteine z.b. AirClean unterstützen den Abbau von Luftschadstoffen Dr.Tischer 7

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9 Stickstoff- Oxide Flüchtige (volatile) organische Kohlenstoff- Verbindungen UV-Licht Sonne NO x + VOC + Schwebstaub PM + Ozon = (Partikelgröße < 2,5 µm) SMOG Dr.Tischer 9

10 Quelle: CASSAR, L. (2005) Dr.Tischer 10

11 Modell zur NO X - Reduktion: Berücksichtigung verschiedener Lichtstärken R = 100 % * ( 1 - exp( Lux -1 * E) ) R: Reduktionsrate (%) E (Lux): Beleuchtungsstärke (Lux) Dr.Tischer 11

12 Quelle: BEELDENS, A. u.a. (2008) Dr.Tischer 12

13 Kombination von Strahlung und Windgeschwindigkeit Reduktion (%) Wind (m/s) Strahlung (W/m²) Dr.Tischer 13

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15 Japan: Flächenversuche seit 1997, erstes Objekt Osaka Mittlerweile Verlegung von photokatalytisch wirkendem Betonsteinpflaster in über 30 Städten Erste Patentanmeldung 1997 durch Mitsubishi Materials Corp. Tokio 2003 geht EUROVIA Partnerschaft mit Mitsubishi ein. Unter der Bezeichnung Noxer kommen Betonpflastersteine auf den Markt. Italcementi S.P.A. entwickelt einen eigenen Zement, der photokatalytisch aktives TiO 2. Patentanmeldung 2003 Zementbezeichnung TX Millennium, TX Active Dr.Tischer 15

16 Vorreiter in Europa bei der Verlegung von photokatalytisch wirkenden Pflastersteinen ist Italien mit bereits über m² in über 50 Kommunen, darunter Bergamo, Mailand, Bologna, Brescia und deren im Umfeld liegenden Städte. Aktives Betonsteinpflaster der Firma Magnetti wird z.b. unter dem Markennamen Renova vertrieben. Andere Betonsteinhersteller, z.b. in Südtirol werben mittlerweile auch mit photokatalytisch aktivem Pflaster. Betonpflasterflächen finden sich weiter z.b. in Frankreich: Paris - Portes des Vances Großbritannien: London - City of Westminster Belgien: Antwerpen - Amerikalei Dr.Tischer 16

17 Segrate - Italien Via Rodolfo Morandi m² Betonstraße Quelle: CASSAR, L. (2005) Dr.Tischer 17

18 Segrate Via Rodolfo Morandi Quelle: CASSAR, L. (2005) Dr.Tischer 18

19 Quelle: CASSAR, L. (2005) Dr.Tischer 19

20 Quelle: CASSAR, L. (2005) Dr.Tischer 20

21 Calusco Zementfabrik m² Betonsteinpflaster Quelle: CASSAR, L. (2005) Dr.Tischer 21

22 Quelle: CASSAR, L. (2005) Dr.Tischer 22

23 Bergamo - Italien Via Borgio Palazzo m² Betonsteinpflaster Quelle: GUERRINI,L. & PECCATI,E. (2007) Dr.Tischer 23

24 Bergamo Via Borgo Palazzo Quelle: GUERRINI,L. & PECCATI,E. (2007) Dr.Tischer 24

25 Via Borgo Palazzo: 24-h - NO X -Werte vom 07.November 2006 Quelle: GUERRINI,L. & PECCATI,E. (2007) Dr.Tischer 25

26 Via Borgo Palazzo: 8-h - NO X -Werte vom 07.November 2006 Quelle: GUERRINI,L. & PECCATI,E. (2007) Dr.Tischer 26

27 Bergamo Via Borgo Palazzo November h-Mittelwert NO Asphalt Photakatalysator µg/m³ Quelldaten: GUERRINI,L. & PECCATI,E. (2007) Dr.Tischer 27

28 Bergamo Via Borgo Palazzo November h-Mittelwerte NO Asphalt Photakatalysator µg/m³ Quelldaten: GUERRINI,L. & PECCATI,E. (2007) Dr.Tischer 28

29 Bergamo Via Borgo Palazzo Januar 2007 Reduzierungsraten NO X NO 30 cm 30 % 33 % 180 cm 20 % 20 % Quelle: GUERRINI,L. & PECCATI,E. (2007) Dr.Tischer 29

30 Weitere Messergebnisse aus Italien: Pergine Valsugana (östlich Trento): Messung vom NO X über Asphalt: 332 ppb / NO X über aktivem Pflaster: 158 ppb Reduzierung: 52 % Bahnhof - Vollverlegung Comaredo, Via Colombo (Mailand): Messung vom NO X über Asphalt: 147 ppb / NO X über aktivem Pflaster: 135 ppb Reduzierung: 8 % Straße - Bürgersteige belegt Secugnago (südöstlich Mailand): Messung vom NO X über Asphalt: 125 ppb / NO X über aktivem Pflaster: 101 ppb Reduzierung: 19 % Quelle: Magnetti Dr.Tischer 30

31 Antwerpen Amerikalei Photokatalytische Betonsteine Amerikalei m² Betonpflastersteine Straßenbreite: Gesamt 60 m Parkstraßen mit Pflaster belegt 2 x 4,5 m Klassische Betonsteine Quelle: BEELDENS, A. u.a. (2008) Dr.Tischer 31

32 Antwerpen Amerikalei Quelle: BEELDENS, A. u.a. (2008) Dr.Tischer 32

33 Antwerpen Amerikalei, Messung Messzeiten: 1: 10:32-11:32 2: 11:41-12:41 3: 14:10-15:10 Quelle: BEELDENS, A. u.a. (2008) Dr.Tischer 33

34 Airclean-Baustelle Fulda-Mainstraße August 2006 Dr.Tischer 34

35 Mercedes-Benz Niederlassung Fulda 2007 Dr.Tischer 35

36 Deutsche Bundesstiftung Umwelt Projekt Verbesserung der Luftqualität durch photokatalytische Pflastersteine Laufzeit: Unterstützung durch Fraunhofer IME Institut Molekularbiologie und Angewandte Oekologie, Schmallenberg Dr.Tischer 36

37 Ökopflaster RIMA Dr.Tischer 37

38 Testung mit 1 ppm NO Flow rate: 1,1 l/min Relative Feuchte: 50 % Temperatur: C Lichtquelle: max. 700 W Bedeckung: Borosilikatglas Messkammer in Anlehnung an ISO Dr.Tischer 38

39 Pflasterstein Erste Produktionsserie 1. Messung Stein vorkonditioniert 2. Messung Stein zwischenkonditioniert 3. Messung Stein zwischenkonditioniert Bestrahlungszeit in min Dr.Tischer 39

40 Pflasterstein Eigenentwicklung Labormuster 1. Messung Stein zwischenkonditioniert 2. Messung Stein zwischenkonditioniert Bestrahlungszeit in min Dr.Tischer 40

41 Pflasterstein Eigenentwicklung Labormuster Bestrahlungszeit in min 1. Messung Stein nicht vorkonditioniert, nur gewaschen 2. Messung Stein nur gewaschen 3. Messung Stein nur gewaschen 4. Messung Stein nur gewaschen Dr.Tischer 41

42 Gebildetes Nitrat in mg/m²h bei NO-input 1 ppm und ca. 90 W/m² Strahlungsintensität 60 1 ppm NO = 1339 µg/m³ NO; 1 ppm NO 2 = 2053 µg/m³ mg/m²h Abbaurate NO % Dr.Tischer 42

43 ca m² AirClean Projekt Erfurt Gothaer Platz Dr.Tischer 43

44 Dr.Tischer 44

45 AirClean-Varianten in LKW-Fahrstraße Dr.Tischer 45

46 Errichtung AirClean-Testfläche von ca m² Dr.Tischer 46

47 VS5 als Airclean, eingebaut in Testfläche Dr.Tischer 47

48 Abdeckung der Testfläche während eine Messung Dr.Tischer 48

49 Messkammer Fraunhofer IME Dr.Tischer 49

50 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr.Tischer 50