Ausbreitungsrechnung in der Landwirtschaft

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1 1 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA (Instituts-Vergleich Ausbreitungsrechnung) Ausblick auf Keime in der Ausbreitungsrechnung Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: Windfelder mit KALAS Jost Nielinger, Werner-Jürgen Kost, Markus Hasel, Stephan Fischer ima Richter & Röckle GmbH & Co.KG Niederlassung Stuttgart Hauptstraße Gerlingen

2 2 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA: Aufgabenstellung Betrieb Wohngebiet Wohnnutzung, Irrelevanz Einwender

3 3 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA: Aufgabenstellung Die maximale Geruchsstundenhäufigkeit im Wohngebiet wurde zwischen 3 % und 5 % berechnet.

4 4 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA: Aufgabenstellung Die Irrelevanz wurde bei allen TN nicht eingehalten; Rechenwerte 5 % - 7%.

5 5 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA: Aufgabenstellung Am Haus des Einwenders wurden zwischen 2,3 % und 3,5 % berechnet.

6 6 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA Analyse: Auswahl Rauhigkeitslänge z 0 3 x 0,02 m (R-Kl. 2) 2 x 0,2 m (R-Kl. 5) 1 x 0,5 m (R-Kl. 6) Mit der Rauhigkeit variiert die Anemometerhöhe!!!! Anemometerhöhe 2 x z0 = 0,02 m ha = 10,1 m 1 x z0 = 0,02 m ha = 5,0 m 2 x z0 = 0,2 m ha = 11,1 m 1 x z0 = 0,5 m ha = 16,0 m

7 7 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA Analyse: Auswahl Kalbinnen (Färsen) 4 x 1,2 GV korrekt 1 x 0,6 GV weibl. JV 1-2 Jahre 1 x 0,19 GV Kälber Quellhöhe 2 x Volumenquelle bis 5 m Höhe 2 x Volumenquelle bis 8.75 m Höhe 1 x Gebäude bis 8.75 m Höhe + u.a. Firstquelle 1 x Gebäude bis 7 m Höhe + u.a. Firstquelle

8 8 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA Analyse: Auswahl VDI 3894 Blatt 1: Minderungsgrad Schwimmschicht % 2 x 70 % Minderung 1 x 66 % Minderung (2/3) 1 x 60 % Minderung 1 x 55 % Minderung (Mitte der Spanne) 1 x 30 % und 80 %

9 9 ima Tag der Umweltmeteorologie IVA Analyse: Auswahl Mehr-Emissionen frischer Anschnitt berücksichtigt? 3 x Ja 3 x Nein Ja 1 (2 x): 1 h / Tag 50 GE/s Ja 2 (1 x): 2 h / Tag 10facher Wert (Gras 60, Mais 30 GE/s)

10 1. IVA Analyse: Auswahl Laufhöfe berücksichtigt? 4 x Ja 2 x Nein Nicht überdachter Laufhof nach Rinder-Regelung Sachsen 2,7 GE/(m 2 s) Hier: 2 x 130 GE/s! 10

11 1. IVA Analyse: Auswahl GIRL-Gitter 3 x Gitter 25 m 3 x Gitter 50 m Orientierung / Lage: 4 x Wohnhaus Einwender in einer Zelle 1 x Nullpunkt im Zellkreuz 1 x Emissionsschwerpunkt in einer Zelle 11

12 1. IVA Analyse: Auswahl Fazit: Das Sicherstellen der Qualitätsanforderungen z.b. der VDI 3783 Blatt 13 durch eine Akkreditierung für Ausbreitungsrechnungen nach TA Luft und GIRL führt im Geruchsbereich zu einer Konvergenz der Berechnungsergebnisse verschiedener Institute. Die Ursachen verbleibender Unterschiede liegen hauptsächlich in Bereichen, für die es (bislang) keine konkreten Vorschriften oder einheitliche Konventionen gibt und die daher im Rahmen der Akkreditierung (noch) nicht durch vereinheitlichte Standards abgesichert werden können. 12

13 Keime in der Ausbreitungsrechnung ist daher zu prüfen, ob entsprechende Anhaltspunkte für schädliche Umwelteinwirkungen durch Bioaerosolbelastungen vorliegen und somit ggf. der Schutz der menschlichen Gesundheit nicht gewährleistet ist. Es hat sich gezeigt, dass die Umsetzung dieser Forderung in der Genehmigungspraxis zu Unsicherheiten bei den zuständigen Genehmigungs- und Überwachungsbehörden führen kann. Vor allem die umweltmedizinische Bewertung bereitet derzeit auf Grund fehlender konkreter Hilfestellungen bzw. Konventionen zur einheitlichen Vorgehensweise erhebliche Schwierigkeiten. [ ] Ziel war es,, eine bundesweit einheitliche, standardisierte Methodik zur Ermittlung und Bewertung von Bioaerosolbelastungen zu entwickeln. Dieses Verfahren soll zu Rechtssicherheit bei der Anlagengenehmigung sowie auch zur Vereinfachung und Beschleunigung des Vollzugs in den Ländern beitragen. Erfahrungsbericht in 2 Jahren vermutlich

14 Keime in der Ausbreitungsrechnung (Weitergehende) Prüfung erforderlich, wenn: Neue Anlage oder Erweiterung: - Abstand zur Wohnnutzung: Geflügel < 500 m Schweine < 350 m - Kaltluftströmung Richtung Wohnnutzung - Andere Betriebe (Vorbelastung) im 1000 m Radius - empfindliche Nutzung (Krankenhaus, Altenheim?, Kindergarten?) - Beschwerden (spez. Erkrankungsbilder) Bestehende Anlage: Substantiierte Anhaltspunkte z.b. spezifische Erkrankungsbilder) Beweislast liegt bei Behörde! Siehe auch Schaubild Anhang 1 des Leitfadens 14

15 Keime in der Ausbreitungsrechnung Prüfungsschritt 1: Bestimmung der Feinstaub-Zusatzbelastung (PM10) des Gesamt-Betriebes (Jahresmittel) Prüfung auf Einhaltung der Irrelevanz 3% des Beurteilungswertes, hier: Zusatzbelastung 1,2 µg/m 3 Zusätzlich: Gesamtwürdigung der Situation Weitere Prüfung auch bei Einhaltung der Irrelevanz erforderlich, wenn große Geflügelanlage oder hohe Vorbelastung 15

16 Keime in der Ausbreitungsrechnung Prüfungsschritt 2: Ausbreitungsrechnungen für Vorbelastung und Zusatzbelastung für die Leitparameter Emissionen Ausbreitungsrechnung Quelle: Vortrag F. Geburek, LANUV NRW, VDI-Expertenforum 2014, Berlin Weitere Tierarten siehe auch VDI 4255 Bl. 2! 16

17 Keime in der Ausbreitungsrechnung Prüfungsschritt 3: Beurteilung für die Gesamtbelastung (Vor + Zusatz) und die Leitparameter Hinweis: Die abgebildete Tabelle ist ein pragmatischer Vorschlag des Leitfadens Stand Januar Die neuere! - VDI-RL 4250 Blatt 1 vom August 2014 arbeitet mit einem anderen Schema aus Hintergrundwert, Aufmerksamkeitswert, Bestimmungsgrenze. Welche Vorgehensweise zur Beurteilung verwendet werden soll, muss in jedem Fall vorab mit der Behörde abgestimmt werden! 17

18 Keime in der Ausbreitungsrechnung 1499 Plätze Plätze Diese Abstände deuten an, dass u.u. die Bewertung von Gerüchen ein strengeres Kriterium für die Genehmigungsfähigkeit ist und eine Keim-Untersuchung daher entbehrlich ist! 18

19 Keime in der Ausbreitungsrechnung Plätze Plätze Geruch, 15%: > 700 m 19

20 Keime in der Ausbreitungsrechnung Prüfungsschritt 4: Sind die Orientierungswerte nicht eingehalten: Sonderfallprüfung nach TA Luft 4.8! Immissionsmessung, Analyse Keimspektrum, Minderungsmaßnahmen, Stand der Technik, Verbesserungsgenehmigung, Änderung des Gebietscharakters, Änderung der Planungssituation, etc. Eine Überschreitung des Orientierungswertes den Bioaerosol-Leitparameter um den Faktor 2 bis 3, (480 oder 720 KBE/m³), maximal ein Wert von KBE/m³, ist als sehr kritisch zu bewerten. Schädliche Umwelteinwirkungen können dann nicht mehr mit hinreichender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden. 20

21 Keime in der Ausbreitungsrechnung Fazit: Für die Berechnung und Beurteilung von Keim-Emissionen und Immissionen aus der Tierhaltung liegen zwar mittlerweile eine ganze Reihe von VDI-Richtlinien vor, die Anwendung beschränkt sich bislang jedoch eher auf vergleichsweise große Betriebe in Nord- und Ostdeutschland. Bei den kleineren Betriebsgrößen im Süden Deutschlands wurden derartige Untersuchungen bislang nur in Ausnahmefällen durchgeführt. Es fehlt somit insbesondere für kleinere Betriebe im süddeutschen Raum an der Praxis-Erfahrung (u.a. Kosten-Nutzen, d.h. Verhältnismäßigkeit) und allgemein (noch) an einer einschlägigen Rechtsprechung (= Rechtsunsicherheit!). Daher scheint mir bei einer Forderung nach Keim-Untersuchungen derzeit noch eine gewisse Zurückhaltung geboten! 21

22 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS 22

23 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS Synth.AKS/AKTerm GAK Ausbreitungsrechnung führt zu Geruchsstundenhäufigkeiten, kennt aber keine Kaltluft-Situationen Kaltluft-Strömung, Kaltluft-Ausbreitung, aber keine Geruchsstundenhäufigkeiten 23

24 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS Eine solche Situation gibt es in BW besonders oft in Genehmigungsverfahren nach Baurecht, also bei kleinen Betrieben! Es wird eine Technik zur (Geruchs-) Ausbreitungsrechnung benötigt, die automatisch und mit wenig Zusatz-Aufwand die Kaltluftsituationen im Ergebnis enthält! => Modellsystem KALAS (Kaltluft in LASAT-Ausbreitungsrechnungen) 24

25 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS

26 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS Vorteile von KALAS: o Keine zusätzlichen Eingangsdaten erforderlich o Kein höherer Bedienaufwand o Nutzung des LASAT-Windbibliothek-Konzeptes o Berechnung der Windfelder erfordert noch keine Quellen und Emissionen (kann also bei Bearbeitungsstart gleich angestoßen werden!) o Identifizierung und Markierung der Kaltluftsituationen in der meteorologischen Zeitreihe o Zeitabhängige Ausprägung der Kaltluftströmungen wird berücksichtigt (6 Stunden) o Nahezu gleiche Rechenzeiten in der Ausbreitungsrechnung 26

27 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS In der Ausbreitungsklasse 1: (stabile Schichtung) 36 Dynamische Windfelder (mittl.windgeschwindigkeit) + Kaltluft Stunde 1 + Kaltluft Stunde 2 + Kaltluft Stunde 3 + Kaltluft Stunde 4 + Kaltluft Stunde 5 + Kaltluft Stunde 6 = 36 Kaltluft-Windfelder Stunde 1 = 36 Kaltluft-Windfelder Stunde 2 = 36 Kaltluft-Windfelder Stunde 3 = 36 Kaltluft-Windfelder Stunde 4 = 36 Kaltluft-Windfelder Stunde 5 = 36 Kaltluft-Windfelder Stunde 6 Windfeldbibliothek mit 36 x 6 = 216 Kaltluft-Windfeldern in AK I Diese Windfeldbibliothek ist damit doppelt so groß wie eine normale Bibliothek ohne Kaltluft 27

28 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS Datum Uhrzeit AK Windrichtung zu verwendendes Windfeld :00 III/1 170 ( normales Windfeld ) :00 II 200 ( normales Windfeld ) :00 I 190 AK I, 190, Stunde :00 I 180 AK I, 180, Stunde :00 I 190 AK I, 190, Stunde :00 I 190 AK I, 190, Stunde :00 I 180 AK I, 180, Stunde :00 I 170 AK I, 170, Stunde :00 I 180 AK I, 180, Stunde :00 I 190 AK I, 190, Stunde 6 Kaltluftströmungen nach 6 Stunden quasi-stationär 28

29 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS Geruchsstunden in % der Jahresstunden Geruchsstunden in % der Jahresstunden 29

30 Kaltluft in der Ausbreitungsrechnung: KALAS Fazit: Mit KALAS steht eine pragmatische, einfach zu handhabende und mit vertretbarem Aufwand anzuwendende Methode zur Verfügung, Kaltluft-Strömungssituationen in ihrer zeitlichen Variabilität realistisch und direkt innerhalb der Ausbreitungsrechnung zu berücksichtigen. In den Ergebnissen einer Ausbreitungsrechnung mit KALAS-Windfeldern in der herkömmlichen Windfeldbibliothek sind die Kaltluftsituationen vollständig berücksichtigt und enthalten! 30

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