Geruchs- und Ammoniakimmissionen sowie Stickstoffdepositionen

Transkript

1 Geruchs- und Ammoniakimmissionen sowie Stickstoffdepositionen Gutachten zur Errichtung eines Boxenlaufstalles, einer Silagelagerfläche und eines Güllebehälters in Flögeln In der Flur 11, auf dem Flurstück 111, Gemarkung Flögeln - Landkreis Cuxhaven- Im Auftrag von Herrn Werner Rademacher Flögelinger Str Flögeln Tel.: 04745/1347 Fax: 04745/ Ingenieurbüro Prof. Dr. Oldenburg Immissionsprognosen Umweltverträglichkeitsstudien Landschaftsplanung Beratung und Planung in Lüftungstechnik und Abluftreinigung Bearbeiter: Frau Dr. rer. nat. Sabine Franke-Scherbarth SFS@ing-oldenburg.de Osterende Oederquart Tel Fax Prof. Dr. sc. agr. Jörg Oldenburg Von der Industrie- und Handelskammer zu Neubrandenburg öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Emissionen und Immissionen sowie Technik in der Innenwirtschaft (Lüftungstechnik von Stallanlagen) Büro Niedersachsen: Osterende Oederquart Büro Mecklenburg- Vorpommern: Rittermannshagen Faulenrost Tel Fax Gutachten Mai 2012

2 Inhalt 1 Problemstellung Aufgabe Vorgehen Das Vorhaben Bauliche Anlagen Nachbarliche Betriebe Das betriebliche Umfeld Emissionen und Immissionen Geruchsimmissionen Winddaten Ausbreitungsrechnung Rechengebiet Bodenrauhigkeit Geruchsemissionspotential Emissionsrelevante Daten Zulässige Häufigkeiten von Geruchsimmissionen Beurteilung der Immissionshäufigkeiten Ergebnisse und Beurteilung Ammoniakimmissionen Mindestabstand nach TA-Luft Ausbreitungsrechnung Ergebnisse und Beurteilung Stickstoffdeposition Vorsorge nach TA-Luft Zusammenfassende Beurteilung Anhang Parameterdateien zu den Berechnungen

3 1 Problemstellung Herr Rademacher hält auf seiner Hofstelle Flögelinger Str. 11 und in einem zugepachteten Stallgebäude des Nachbarbetriebes Butt, Flögelinger Str. 12 in der Innerortslage von Flögeln 60 Milchkühe mit der kompletten Nachzucht. Wegen des begrenzten Platzangebotes auf seiner Hofstelle plant Herr Rademacher im Rahmen der Zukunftssicherung einen neuen Boxenlaufstall für 250 Milchkühe, eine Silagelagerfläche und einen Güllebehälter auf dem Flurstück 111 in der Flur 11, Gemarkung Flögeln zu errichten. Die aus der Tierhaltung des Betriebes Rademacher sowie den dazu gehörenden Nebenanlagen stammenden Gerüche können im Umfeld des geplanten Vorhabens zu Belästigungen führen. Die aus der Tierhaltung und den dazu gehörenden Nebenanlagen stammenden Ammoniakemissionen werden im Sinne der TA-Luft 2002 hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt betrachtet. Abb 1: Lage des Betriebes Rademacher in Flögeln und Umgebung. 2

4 2 Aufgabe Es soll gutachterlich Stellung genommen werden zu den Fragen: 1. Wie hoch ist die geruchliche Vorbelastung am geplanten Standort? 2. Gibt es weitere Emissionsverursacher? 3. Sind die Vorhaben in der geplanten Form aus Sicht der damit verbundenen Geruchs- und Ammoniakemissionen genehmigungsfähig? 4. Unter welchen technischen Voraussetzungen sind die Vorhaben evtl. genehmigungsfähig? 3 Vorgehen 1. Die Ortsbesichtigung der betroffenen Flächen und Gebäude auf dem Betriebsgelände des landwirtschaftlichen Betriebes von Herrn Rademacher fand durch Frau Dr. Sabine Franke- Scherbarth am 20. Februar 2012 statt. Mit Herrn Rademacher wurden der vorhandene Umfang der Tierhaltung (Bestandsgröße, Haltungsverfahren und Produktionsorganisation) und die geplanten Vorhaben besprochen: die diesbezüglichen Aussagen von Herrn Rademacher und die von ihm zur Verfügung gestellten Unterlagen sind Grundlage dieses Gutachtens. 2. Aus dem Umfang der Tierhaltung, der technischen Ausstattung der Ställe und Lagerstätten und den transmissionsrelevanten Randbedingungen ergibt sich die Geruchsschwellenentfernung. Im Bereich der Geruchsschwellenentfernung ist ausgehend von den Emissionsquellen bei entsprechender Windrichtung und Windgeschwindigkeit mit Gerüchen zu rechnen. 3. Die Bewertung der Immissionshäufigkeiten für Geruch wurde im Sinne der Geruchsimmissions-Richtlinie GIRL des Landes Niedersachsen vom 23. Juli 2009 in der Fassung der Länderarbeitsgemeinschaft-Immissionsschutz vom mit der Ergänzung vom mit dem von den Landesbehörden der Bundesländer empfohlenen Berechnungsprogramm AUSTAL2000 austal_g Version WI-x und der Bedienungsoberfläche P&K_TAL2K, Version auf Basis der entsprechenden Ausbreitungsklassenstatistik für Wind nach KLUG/MANIER vom Deutschen Wetterdienst vorgenommen. 4. Die Bewertung der Ammoniakimmissionen wurde nach der TA-Luft 2002 vorgenommen. 3

5 4 Das Vorhaben Herr Rademacher hält auf seiner Hofstelle Flögelinger Str. 11 und in einem zugepachteten Stallgebäude des Nachbarbetriebes Butt, Flögelinger Str. 12 in der Innerortslage von Flögeln 60 Milchkühe mit der dazugehörigen Nachzucht. Wegen des begrenzten Platzangebotes auf seiner Hofstelle plant Herr Rademacher im Rahmen der Zukunftssicherung einen neuen Boxenlaufstall für 250 Milchkühe, eine Silagelagerfläche und einen Güllebehälter in der südlichen Randlage von Flögeln auf dem Flurstück 111 in der Flur 11, Gemarkung Flögeln zu errichten. Abb. 2: Lageplan des Vorhabenstandortes in Flögeln mit den Nachbarbetrieben Maßstab 1 : ~ Bauliche Anlagen Die Zuordnung der Ordnungszahlen zu den Betriebsbereichen siehe Abb. 2. 1) Geplanter Liegeboxenlaufstall: In diesem geplanten Stallgebäude sollen 250 Milchkühe gehalten werden. Die Versorgung der Tiere mit Frischluft soll über eine 4

6 Trauf-First-Lüftung in Kombination mit verschließbaren Seitenwänden erfolgen. Es wurde eine Firsthöhe von 8 m angenommen. 2) Neue Silagelagerfläche Es sollen jeweils 2 Mieten geöffnet werden. 3) Neuer Güllebehälter. Es wurden ein Durchmesser von 20 m und eine Höhe von 3 m über Grund angenommen. Da der Behälter für Rindergülle vorgesehen ist, wurde die Ausbildung einer natürlichen Schwimmdecke angenommen. Weitere als die hier dargestellten Veränderungen des Betriebes Rademacher sind derzeit nicht geplant. 4.2 Nachbarliche Betriebe Im Umfeld des Betriebes von Herrn Rademacher liegen weitere Betriebe mit emissionsrelevanter Tierhaltung. Die Angaben zu den nachbarlichen Betrieben in der Umgebung stammen von Herrn Rademacher und aus aktuellen Gutachten aus diesem Büro. Der Betrieb Meisel: Auf dem Betrieb Meisel werden 80 Milchkühe mit der weibl. Nachzucht gehalten. Die Silage wird gelagert. Der Betrieb Dücker: Auf dem Betrieb Dücker werden 120 Milchkühe gehalten und die Silage wird gelagert. Der Betrieb Dröge: Auf dem Betrieb werden noch 50 Jungrinder gehalten. Reithalle: In diesem Gebäudekomplex befinden sich Boxen für 27 Pferde. Der Betrieb Sengstaken: Auf dem Betrieb werden 160 Milchkühe mit Nachzucht gehalten. Eine Erweiterung für einen Kälberstall und einen Bullenstall wurde beantragt. Silage, Gülle und Festmist werden am Standort gelagert. 4.3 Das betriebliche Umfeld Die Vorhaben liegen am südlichen Rand des Siedlungsbereichs von Flögeln. In der Umgebung des Vorhabens befinden sich mehrere Betriebe mit Tierhaltung und Wohnhäuser ohne landwirtschaftlichen Bezug, sowie eine Reithalle. In östlicher Richtung befindet sich ein kleineres Waldgebiet auf dem Gelände einer ehemaligen Sandgrube. Dieser befindet sich im Be- 5

7 sitz der Gemeinde. Das weitere Umfeld wird in Form von Grün- und Ackerland ausschließlich landwirtschaftlich genutzt. 5 Emissionen und Immissionen Gerüche und Ammoniakemissionen treten an Stallanlagen in unterschiedlicher Ausprägung aus drei verschiedenen Quellen aus: je nach Stallform und Lüftungssystem aus dem Stall selbst, aus der Futtermittel- und Reststofflagerung (Silage, Festmist, Gülle) und während des Ausbringens von Gülle oder Festmist. Auf die Emissionen während der Gülle- und Mistausbringung wird im Folgenden wegen ihrer geringen Häufigkeit und der wechselnden Ausbringflächen bei der Berechnung der Immissionshäufigkeiten nicht eingegangen. Die Gülle- und Mistausbringung ist kein Bestandteil einer Baugenehmigung und war bisher auch nicht Bestandteil von immissionsrechtlichen Genehmigungsverfahren, obwohl allgemein über diese Geruchsquellen immer wieder Beschwerden geäußert werden. Die Lästigkeit begüllter Felder ist kurzfristig groß, die daraus resultierende Immissionshäufigkeit (als Maß für die Zumutbar-, resp. Unzumutbarkeit einer Immission) in der Regel jedoch vernachlässigbar gering. Auch sieht die GIRL eine Betrachtung der Geruchsemissionen aus landwirtschaftlichen Düngemaßnahmen ausdrücklich nicht vor (siehe Ziff und der Geruchs-Immissions-Richtlinie GIRL), dies vor allem wegen der Problematik der Abgrenzbarkeit zu anderen Betrieben. 5.1 Geruchsimmissionen Das Geruchsemissionspotential einer Anlage äußert sich in einer leeseitig auftretenden Geruchsschwellenentfernung. Gerüche aus der betreffenden Anlage können bis zu diesem Abstand von der Anlage, ergo bis zum Unterschreiten der Geruchsschwelle, wahrgenommen werden. 1. Die Geruchsschwelle ist die kleinste Konzentration eines gasförmigen Stoffes oder eines Stoffgemisches, bei der die menschliche Nase einen Geruch wahrnimmt. Die Meßmethode der Wahl auf dieser Grundlage ist die Olfaktometrie (siehe DIN EN ). Hierbei wird die Geruchsstoffkonzentration an einem Olfaktometer (welches die geruchsbelastete Luft definiert mit geruchsfreier Luft verdünnt) in Geruchseinheiten ermittelt. Eine Geruchseinheit ist als mittlere Geruchsschwelle definiert, bei der 50 % der geschulten Probanden einen Geruchseindruck haben (mit diesem mathematischen Mittel wird gearbeitet, um mögliche Hyper- und Hyposensibilitäten von einzelnen Anwohnern egalisieren zu können). Die 6

8 bei einer Geruchsprobe festgestellte Geruchsstoffkonzentration in Geruchseinheiten (GE/m³) ist das jeweils Vielfache der Geruchsschwelle. 2. Die Geruchsschwellenentfernung ist nach VDI Richtlinie 3940 definitionsgemäß diejenige Entfernung, in der die anlagentypische Geruchsqualität von einem geschulten Probandenteam noch in 10 % der Messzeit wahrgenommen wird. 3. Die Geruchsemission einer Anlage wird durch die Angabe des Emissionsmassenstromes quantifiziert. Der Emissionsmassenstrom in Geruchseinheiten (GE) je Zeiteinheit (z.b. GE/s oder in Mega-GE je Stunde: MGE/h) stellt das mathematische Produkt aus der Geruchsstoffkonzentration (GE/m³) und dem Abluftvolumenstrom (z.b. m³/h) dar. Die Erfassung des Abluftvolumenstromes ist jedoch nur bei sog. "gefassten Quellen", d.h., solchen mit definierten Abluftströmen, z.b. durch Ventilatoren, möglich. Bei diffusen Quellen, deren Emissionsmassenstrom vor allem auch durch den gerade vorherrschenden Wind beeinflusst wird, ist eine exakte Erfassung des Abluftvolumenstromes methodisch nicht möglich. Hier kann jedoch aus einer bekannten Geruchsschwellenentfernung durch Beachtung der bei der Erfassung der Geruchsschwellenentfernung vorhandenen Wetterbedingungen über eine Ausbreitungsrechnung auf den kalkulatorischen Emissionsmassenstrom zurückgerechnet werden. Typische Fälle sind Gerüche aus offenen Güllebehältern oder Festmistlagern. Die Immissionsbeurteilung erfolgt anhand der Immissionshäufigkeiten nicht ekelerregender Gerüche. Emissionen aus der Landwirtschaft gelten in der Regel nicht als ekelerregend. Das Beurteilungsverfahren läuft in drei Schritten ab: 1. Es wird geklärt, ob es im Bereich der vorhandenen oder geplanten Wohnhäuser (Immissionsorte) aufgrund des Emissionspotentiales der vorhandenen und der geplanten Geruchsverursacher zu Geruchsimmissionen kommen kann. Im landwirtschaftlichen Bereich werden hierfür neben anderen Literaturstellen, in denen Geruchsschwellenentfernungen für bekannte Stallsysteme genannt werden, die VDI-Richtlinien 3471, 3472 und 3473 eingesetzt. Bei in der Literatur nicht bekannten Emissionsquellen werden entsprechende Messungen notwendig. 2. Falls im Bereich der vorhandenen Immissionsorte nach Schritt 1 Geruchsimmissionen zu erwarten sind, wird in der Regel mit Hilfe mathematischer Modelle unter Berücksichtigung repräsentativer Winddaten berechnet, mit welchen Immissionshäufigkeiten zu rechnen ist (Vor-, Zusatz- und Gesamtbelastung). Die Geruchsimmissionshäufigkeit und -stärke im 7

9 Umfeld einer emittierenden Quelle ergibt sich aus dem Emissionsmassenstrom (Stärke, zeitliche Verteilung), den Abgabebedingungen in die Atmosphäre (z.b. Kaminhöhe, Abluftgeschwindigkeit) und den vorherrschenden Windverhältnissen (Richtungsverteilung, Stärke, Turbulenzgrade). 3. Die errechneten Immissionshäufigkeiten werden an Hand gesetzlicher Grenzwerte und anderer Beurteilungsparameter hinsichtlich ihres Belästigungspotentiales bewertet. Die Immissionsprognose zur Ermittlung der zu erwartenden Geruchsimmissionen im Umfeld eines Vorhabens basiert 1. auf angenommenen Emissionsmassenströmen (aus der Literatur, unveröffentlichte eigene Messwerte, Umrechnungen aus Geruchsschwellenentfernungen vergleichbarer Projekte usw.. Falls keine vergleichbaren Messwerte vorliegen, werden Emissionsmessungen notwendig) und 2. der Einbeziehung einer Ausbreitungsklassenstatistik (AKS) für Wind nach KLUG/MANIER vom Deutschen Wetterdienst (DWD). Da solche Ausbreitungsklassenstatistiken, die in der Regel ein 10-jähriges Mittel darstellen, nur mit einem auch für den DWD relativ hohen Mess- und Auswertungsaufwand zu erstellen sind, existieren solche AKS nur für relativ wenige Standorte Winddaten Die am Standort vorherrschenden Winde verfrachten die an den Emissionsorten entstehenden Geruchsstoffe in die Nachbarschaft. In der Regel gibt es für den jeweils zu betrachtenden Standort keine rechentechnisch verwertbaren statistisch abgesicherten Winddaten. Damit kommt im Rahmen einer Immissionsprognose der Auswahl der an unterschiedlichen Referenzstandorten vorliegenden am ehesten geeigneten Winddaten eine entsprechende Bedeutung zu. Aufgrund der rel. großen Nähe des Vorhabens zum nächsten Messort Bremerhaven und der sehr ähnlichen Orografie an beiden Standorten sowie früherer im Plangebiert durchgeführter Gutachten, erscheint in diesem Fall die Verwendung der AKS Bremerhaven angezeigt. Zwischen dem Betrachtungsort und der Messstelle befinden sich weiterhin keine ausgeprägten Höhenzüge oder Taleinschnitte, die eine signifikante Veränderung des Windfeldes verursachen könnten. Wie in der Norddeutschen Tiefebene allgemein üblich, so stellt die Windrichtung Südwest das primäre Maximum und die Windrichtung Nord das Minimum dar. Die Verfrachtung der Emissionen erfolgt daher am häufigsten in Richtung Nordost (siehe Abb. 3). 8

10 Es wurde im Folgenden mit dem 10-Jahres-Mittel von 1999 bis 2008 gerechnet. Abb. 3: Häufigkeitsverteilung der Winde am Standort Bremerhaven (10 -Jahres- Mittel von 1999 bis 2008) Ausbreitungsrechnung Insbesondere aufgrund der Größe des Betriebes Rademacher und der geplanten Vorhaben ist eine genauere Analyse der zu erwartenden Immissionshäufigkeiten notwendig. Die Ausbreitungsrechnung wurde mit dem von den Landesbehörden der Bundesländer empfohlenen Berechnungsprogramm AUSTAL2000 austal_g Version WI-x mit der Bedienungsoberfläche P&K_-TAL2K, Version von Petersen & Kade (Hamburg) durchgeführt. Die Ausbreitungsrechnung erfolgte im Sinne der Geruchsimmissions-Richtlinie GIRL des Landes Niedersachsen vom 23. Juli 2009 in der Fassung der Länderarbeitsgemeinschaft- Immissionsschutz vom mit der Ergänzung vom unter Einrechnung der Ausbreitungsklassenstatistik des Standortes Bremerhaven. Die Immissionsprognose zur Ermittlung der zu erwartenden Immissionen im Umfeld eines Vorhabens (Rechengebiet) basiert 1. auf angenommenen Emissionsmassenströmen und effektiven Quellhöhen (emissionsrelevante Daten) unter 2. Berücksichtigung der Bodenrauhigkeit des Geländes und 3. der Einbeziehung von meteorologischen Daten (Winddaten). 9

11 5.1.3 Rechengebiet Das Rechengebiet für eine Emissionsquelle ist laut TA-Luft 2002 das Innere eines Kreises um den Ort der Quelle, dessen Radius das 50fache der Schornsteinbauhöhe ist. Im vorliegenden Fall ist die maximale Quellhöhe 9 m. Daher wurde um den zentralen Emissionsschwerpunkt mit den Koordinaten (Rechtswert) und (Hochwert) ein geschachteltes Rechengitter mit einer Maschenweite von 15 m und einer Ausdehnung von 600 x 600 m und einer Maschenweite von 30 m und einer Ausdehnung von m x m gelegt. Aus hiesiger Sicht sind Raster mit einem Maß von 15 m x 15 m bei den gegebenen Abständen zwischen Quellen und Immissionsorten ausreichend, um die Immissionsmaxima mit hinreichender Sicherheit zu bestimmen, in größerer Entfernung zum Vorhabenstandort wurde aufgrund der höheren Rechengenauigkeit eine größere Maschenweite gewählt. Für die Berechnung der Ammoniakkonzentration und Stickstoffdeposition wurde ein Rechengitter mit einer Maschenweite von 25 m und einer Ausdehnung von x m verwendet Bodenrauhigkeit Die Bodenrauhigkeit des Geländes wird durch eine mittlere Rauhigkeitslänge z 0 bei der Ausbreitungsrechnung durch das Programm austal2000 berücksichtigt. Sie ist aus den Landnutzungsklassen des CORINE-Katasters (vgl. Tabelle 14 Anhang 3 TA-Luft 2002) zu bestimmen. Die Rauhigkeitslänge ist für ein kreisförmiges Gebiet um den Schornstein festzulegen, dessen Radius das 10fache der Bauhöhe des Schornsteines beträgt. Setzt sich dieses Gebiet aus Flächenstücken mit unterschiedlicher Bodenrauhigkeit zusammen, so ist eine mittlere Rauhigkeitslänge durch arithmetische Mittelung mit Wichtung entsprechend dem jeweiligen Flächenanteil zu bestimmen und anschließend auf den nächstlegenden Tabellenwert zu runden. Die Ermittlung der Bodenrauhigkeit erfolgt i.d.r. automatisch mit der an das Programm austal2000 angegliederten, auf den Daten des Corinekatasters 2006 basierenden Software. Es ist zu prüfen, ob sich die Landnutzung seit Erhebung des Katasters wesentlich geändert hat oder eine für die Immissionsprognose wesentliche Änderung zu erwarten ist. HARTMANN (LUA NRW 2006) empfiehlt bei Quellhöhen unter 20 m einen Mindestradius von 200 m um die Quellen zu legen, um die Rauhigkeitslänge zu bestimmen. Für die Bestimmung der Rauhigkeitslänge wurde wegen der nachbarlichen Betriebe der Radius auf 300 m erweitert. (siehe Abb. 4 und Tabelle 1). 10

12 Abb. 4: Darstellung der Rauhigkeitsklassen entsprechend des CORINE Katasters im unmittelbaren Umfeld des Vorhabenstandortes 11

13 Tabelle 1: Rauhigkeitsklassen entsprechend Abbildung 4 CORINE-Code Klasse z 0 in m Fläche in m² Produkt z 0 *Fläche 211 nicht bew. Ackerland 0,1 30 1,5 211 nicht bew. Ackerland 0, , nicht bew. Ackerland 0, , nicht bew. Ackerland 0, nicht bew. Ackerland 0, ,3 211 nicht bew. Ackerland 0, , nicht bew. Ackerland 0, ,1 211 nicht bew. Ackerland 0, ,7 313 Mischwälder 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, nicht durchgehend städt. Prägung 1, Straßen 0, Summe: ,15 Die Rauhigkeitslänge ergibt sich aus dem Quotienten aus den beiden Summen zu 0,24 m, der auf die nächste Corine-Klasse zu runden ist. Somit wurde in den Berechnungen die Rauhigkeitslänge auf 0,2 m, entsprechend der Corine-Klasse 5 gesetzt. Nach den Angaben des Deutschen Wetterdienstes für die Messstation Bremerhaven wurde die Anemometerhöhe angepasst an diese Rauhigkeitslänge auf 8,5 m gesetzt Geruchsemissionspotential Die Geruchsschwellenentfernungen hängen unter sonst gleichen Bedingungen von der Quellstärke ab. Die Quellstärken der emittierenden Stallgebäude und der Nebenanlagen sind von 12

14 den Tierarten, dem Umfang der Tierhaltung in den einzelnen Gebäuden, den Witterungsbedingungen und den Haltungs- bzw. Lagerungsverfahren für Jauche, Festmist, Gülle und Futtermittel abhängig (siehe KTBL-Schrift 333, 1989). Die VDI-Richtlinien Emissionsminderung Tierhaltung Schweine- (1986) und Emissionsminderung Tierhaltung Rinder- (Gründruck 1994, vom VDI bisher ersatzlos zurückgezogen in 1996) quantifizieren einen mittleren Zusammenhang zwischen der Form der Emissionsquelle und der Geruchsschwellenentfernung, die in Metern angegeben wird. Die Abstandsregelungen der VDI-Richtlinien 3471 und 3472 basieren auf Immissionsmessungen in Form von Begehungen, die der 3473 auf einem Analogieschluss zu den Richtlinien 3471 und 3472 unter Beachtung der Umrechnungsfaktoren aus der KTBL-Schrift 333. Rinderställe Bereits in der KTBL-Schrift 333 (OLDENBURG, 1989) wurde darauf hingewiesen, dass man beim Vergleich der Tierarten Schwein und Huhn mit der Art Rind nicht grundsätzlich vom Emissionsmassenstrom auf die Geruchsschwellenentfernung schließen kann (es ist zu vermuten, dass dies mit der Oxidationsfähigkeit der spezifischen Struktur der geruchswirksamen Substanzen zusammenhängt. Diese Theorie wurde bisher jedoch nicht verifiziert). Abb. 5: Abhängigkeit der Geruchsschwellenentfernung von der Stallbelegung Quelle: Zeisig u. Langenegger,

15 Diese Aussage wird seit 1994 durch die Arbeiten von ZEISIG und LANGENEGGER unterstützt. Sie fanden bei Begehungen in 206 Abluftfahnen von 45 Rinderställen in den Sommermonaten 1993 bei Bestandsgrößen von bis zu 400 Rindern keinen signifikanten Zusammenhang zwischen der Bestandsgröße (und damit dem Emissionsmassenstrom als Produkt aus Geruchsstoffkonzentration und Abluftvolumenstrom) und der Geruchsschwellenentfernung. ZEISIG und LANGENEGGER ermittelten die Geruchsschwellenentfernungen sowohl für Milchvieh- als auch für Rindermastställe. Für die von ihnen gewählten Klassierungen "Stallgeruch schwach wahrnehmbar" liegen die durchschnittlichen Geruchsschwellenentfernungen in einer Größenordnung von 20 m und teilweise deutlich darunter, während für die Klassierung "Stallgeruch deutlich wahrnehmbar" durchschnittliche Geruchsschwellenentfernungen von unter 10 m festgestellt wurden. Die Ergebnisse der Begehungen dürften wegen der zum Zeitpunkt der Begehungen rel. hohen Lufttemperaturen von über 20 o Celsius und Windgeschwindigkeiten von weniger als 2,5 m/s den jeweiligen Maximalfall (worst case) darstellen. Unabhängig davon kommt es in einem Rinderstall nach der Vorlage von Saftfutter, wie z.b. Anwelkgras- oder Maissilage zu erhöhten Geruchsemissionen. Diese äußern sich in einer erhöhten Geruchsemission, die bei Ställen der hier vorliegenden Technik und Größenordnung für in der Regel bis zu eine Stunde nach der Futtervorlage zu Geruchsschwellenentfernungen von 50 m führen. Lagerung der Silage Die Qualität und damit die geruchliche Wirkung von Silage hängt neben der Futterart in entscheidendem Maße von den Erntebedingungen, der Sorgfalt beim Silieren, der Anschnittfläche (Größe, Zustand) beim Entnehmen des Futters, der Entnahmeart, der Sauberkeit auf den geräumten Siloplätzen sowie Fahrwegen und von den Luft- und Silagetemperaturen bei der Entnahme der Silage ab. Bei der ordnungsgemäßen Silierung, d.h. bei ausreichender Verdichtung und sauberer Futterentnahme entstehen nur geringe Geruchsemissionen. Trotzdem kann es entweder personell bedingt oder durch schlechte Wetterbedingungen bei der Einsilierung zu Fehl- oder Nachgärungen und insbesondere zum Winterausgang bei höheren Außenlufttemperaturen in den Sommermonaten zu nicht unerheblichen Geruchsemissionen kommen. Die Geruchsschwellenentfernungen können dann, ausgehend von den äußeren Ecken der Fahr- oder Flachsiloanlage (wegen der regulär verschmutzten geräumten Flächen), insbesondere im Frühjahr und im Frühsommer bis zu 50 m, in extremen Fällen auch bis zu 70 m 14

16 und mehr betragen. Die Geruchsschwellenentfernungen der Siloanlage können damit deutlich größer als die der Ställe sein (siehe auch ZEISIG und LANGENEGGER, 1994). Das größte Problem bei der Immissionsprognose ist die situationsabhängige Entstehung von Geruchsemissionen aus der Lagerung von Silage. Der von ZEISIG und LANGENEGGER ermittelte Silagegeruch bezieht sich auf die Geruchsemissionen des Silagebehälters einschließlich evtl. in unmittelbarer Nähe befindlicher Silage- Transportfahrzeuge sowie in unmittelbarer Nähe abgelagerter Silagereste. Es wurde kein Zusammenhang zwischen der Siloraumgröße und der Geruchsschwellenentfernung gefunden, weil sich die emissionsaktive Oberfläche im Normalfall auf die Anschnittfläche der Silage begrenzt. Und diese ist von der Siloraumgröße unabhängig. Sie ist eine Funktion aus Silobreite und Silohöhe. Die Form des Silos (Flach- oder Fahrsilo) hat keinen nennenswerten Einfluss auf mögliche Geruchsemissionen. Andere Faktoren wie die Qualität der eingelagerten Silage und die Sauberkeit der Anlage wiegen erfahrungsgemäß schwerer Emissionsrelevante Daten Tabelle 2: Liste der Emissionsdaten, Geruch Nr. in Abb. 2 Quelle 2) Berechnungsgrundlagen Spezifische Emission 4.1) Stärke 4.2) Summe je Quelle GE/sec Belästigungsfaktor Temp.6) 5) Abluft- Volumen 7) m³/sec Betrieb Rademacher, Vorhaben Gewicht GV 3) GE/s*GV MK , ,75 Oberfläche in m² GE/m²s 2 Silage1 20 4,5 90 1, Silage2 20 4,5 90 1, Gülle 314 0,6 8) 188,4 1, Nachbarbetrieb Meisel Gewicht GV 3) GE/s*GV MK ,5 15 3,8-80 Ri 40JR 40 Kä , ,2 0,5 15 2,8 Fortsetzung der Tabelle s. Folgeseite 15

17 Nr. in Abb. 2 Quelle 2) Berechnungsgrundlagen Nachbarbetrieb Meisel, Fortsetzung Oberfläche in m² Spezifische Emission 4.1) GE/m²s Summe Stärke 4.2) GE/sec je Quelle Belästigungsfaktor Temp.6) 5) Abluft- Volumen 7) - Silage 20 4,5 90 1, Silage 20 4,5 90 1, Nachbarbetrieb Dröge Gewicht GV 3) GE/s*GV JR ,5 15 1,4 Nachbarbetrieb Dücker Gewicht GV 3) GE/s*GV -1 m³/sec MK ,5 15 5,64 Oberfläche in m² GE/m²s - Silage , Reithalle Gewicht GV 3) GE/s*GV Pf ,0 15 1,1 Nachbarbetrieb Sengstaken Gewicht GV 3) GE/s*GV MK ,5 15 2, MK ,5 15 4,7-90 Kä 25 JR ,5 12, ,5 15 1,4-24 MB , ,6 0,5 15 0,7 Oberfläche in m² GE/m²s - Silage 20 4,5 90 1, Silage 20 4,5 90 1, Gülle 200,1 0,6 9) 120 1, Mist , Legende: 1) Quellenbezeichnung 2) Legende: MK = Milchkühe, JR = Jungrinder, Kä = Kälber, Pf = Pferde 3) GV = Großvieheinheit, entsprechend 500 kg Lebendgewicht. 4.1) Spezifische Emission in Geruchseinheiten je Sekunde und Großvieheinheit nach OLDENBURG, 1989 und VDI Richlinie 3894 vom September ) Angegeben als mittlere Emissionsstärke in Geruchseinheiten je Sekunde (GE/sec). 5) Zugeordneter Belästigungsfaktor lt. GIRL Erlass vom 23. Juli ) Geschätzte mittlere Jahres-Ablufttemperatur. Aufgrund der Besonderheiten der hier vorliegenden Quellen wurde im Sinne einer worst case-annahme bei allen Quellhöhen ohne thermischen Auftrieb gerechnet. Fortsetzung der Legende s. Folgeseite 16

18 7) 8) 9) Geschätzter mittlerer Abluftvolumenstrom der einzelnen Quellen. In der Rinderhaltung wird ein Wert von im Mittel maximal 300 m 3 je Stunde und GV (in Anlehnung an DIN , 2004, bei einer maximalen Temperaturdifferenz von 3 Kelvin zwischen Außen- und Stallluft bei maximaler Sommerluftrate in Sommertemperaturzone II) und eine mittlere Auslastung der Lüftungsanlage von 47 % (interpoliert aus den Angaben bei SCHIRZ, 1989) angenommen. Da jedoch ohne thermischen Auftrieb gerechnet wird (siehe vorherige Anmerkung Nr. 6), hat die Angabe des Abluftvolumenstromes nur informativen Charakter, jedoch keine Auswirkungen auf das Berechnungsergebnis: Würde der thermische Auftrieb der Abluftfahne mit in die Berechnung einfließen, käme es wegen der Berücksichtigung des Abluftvolumenstromes mit der kinetischen Energie der Abluftfahne zu geringeren Immissionswerten. Emissionsfaktor der Immissionsschutzrechtliche Regelung zu Rinderanlagen des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft (siehe Heidenreich et al., 2008) vom März 2008 in GE/s und m² (Festmist 2 GE/m² und Gülle mit Schwimmdecke 1 GE/m², im Mittel 6 GE/s*m 2 bei Grassilage, 3 GE/s*m 2 bei Maissilage und 4,5 GE/s*m 2 bei gleichzeitigem Vorhandensein von Gras- und Maissilage). nach der VDI Richtlinie 3894, Tabelle 23 ist für Rindergülle ohne Schwimmdecke ein Wert von 3 GE/m² s und für Schweinegülle von 7 GE/m² anzusetzen. Auf der Rindergülle bildet sich durch den hohen Rauhfutteranteil eine natürliche Schwimmdecke aus. Tabelle 3: Liste der Quelldaten, Koordinaten Nr. in Abb. 2 1) Quelle 2) Quellform 3) Koordinaten 4) Xq 5) Yq 6) Hq 7) Aq 8) Bq 9) Cq 10) Wq 11) Qq 12) Dq 13) [m] [m] [m] [m] [m] [m] [ ] [MW] [m] Plan Rademacher MK sf , , Silage sf , , Silage sf , , Gülle V , ,8 - - Nachbarbetrieb Meisel - 80 MK sf ,1 38,9-9 29, JR 80 Kä sf ,1 37, , Silage sf , Silage sf , Nachbarbetrieb Dröge - 50 JR sf , ,3 - - Nachbarbetrieb Dücker MK sf ,1 62, , Silage sf , ,5 - - Reithalle - 27 Pf sf , Nachbarbetrieb Sengstaken - 60 MK sf ,1 26, , MK sf ,1 41, , Kä 25 JR V ,1 40,5 9, , MB sl ,1 15, , Silage sl , , Silage sl , , Gülle V , Mist V , ,9 - - Legende s. Folgeseite 17

19 Legende zu Tabelle 3: 1) Quellenbezeichnung 2) Legende: MK = Milchkühe, JR = Jungrinder, Kä = Kälber, MB = Mastbullen, Pf = Pferde 3) Siehe Kapitel 5.1.6, P = Punktquelle, sl = stehende Linienquelle, sf =stehende Flächenquelle, V = Volumenquelle. Fortsetzung der Legende s. Folgeseite 4) Für die Berechnung wurde folgender Koordinaten-Nullpunkt festgelegt: Rechtswert ; Hochwert ; basierend auf dem Gauß-Krüger-Koordinatensystem. Der Mittelpunkt befindet sich in der Nähe des Bauvorhabens. 5) X-Koordinate der Quelle, Abstand vom Nullpunkt in m (Standardwert 0 m = Mitte des Rechengitters). 6) Y-Koordinate der Quelle, Abstand vom Nullpunkt in m (Standardwert 0 m = Mitte des Rechengitters). 7) Höhe der Quelle (Unterkante) über dem Erdboden in m 8) X-Weite: Ausdehnung der Quelle in x-richtung in m 9) Y-Weite: Ausdehnung der Quelle in y-richtung in m 10) Z-Weite: vertikale Ausrichtung der Quelle in m 11) Drehwinkel der Quelle um eine vertikale Achse durch die linke untere Ecke (Standardwert 0 Grad) 12) Wärmestrom des Abgases in MW zur Berechnung der Abgasfahnenüberhöhung nach VDI 3782 Blatt 3. Er berechnet sich aus der Abgastemperatur in Celsius und dem Abgasvolumenstrom. Wird nur der Wärmestrom vorgegeben und die Ausströmgeschwindigkeit nicht angegeben berechnet sich die Abgasfahnenüberhöhung nach VDI 3782 Blatt 3 nur mit dem thermischen Anteil. 13) Durchmesser der Quelle in m. Dieser Parameter wird ggf. nur zur Berechnung der Abgasfahnenüberhöhung nach VDI 3782 Blatt 3 verwendet. Die Höhe der jeweiligen Emissionsmassenströme jeder Quelle ergibt sich aus der zugrunde gelegten Tierplatzzahl, den jeweiligen Großvieheinheiten und dem Geruchs- bzw. Ammoniakemissionsfaktor. Die relative Lage der einzelnen Emissionsaustrittsorte (Abluftkamine) ergibt sich aus der Entfernung von einem im Bereich der Betriebsstätte festgelegten Fixpunkt (Koordinaten x und y in Tabelle 3) und der Quellhöhe (Koordinaten z in Tabelle 3). Der Gebäudeeinfluss kann unter der Bedingung, dass eine freie Abströmung gewährleistet ist durch die Rauhigkeitslänge berücksichtigt werden. Die hierfür erforderlichen Rahmenbedingungen werden unter Kapitel sowie Anhang 3 Punkt 10 der TA-Luft 2002 wie folgt formuliert: - eine Schornsteinhöhe von 10 m über Flur - eine den Dachfirst um 3 m überragende Kaminhöhe - ein mindestens in 1,7-facher Gebäudehöhe liegender Abluftaustritt Wenn die zuvor genannten Bedingungen nicht erfüllt werden können, der Abluftaustritt aber mindestens dem 1,2-fachen der Höhe des Dachfirstes entspricht, besteht die Möglichkeit, Verwirbelungen im Lee des Gebäudes näherungsweise mit einer Ersatzquelle mit der halben Gebäudehöhe zu beschreiben. Entsprechend der Publikation des Landesumweltamtes Nordrhein-Westfalen (2006) beginnt die Ersatzquelle in Höhe der halben Gebäudehöhe und erstreckt sich nochmals um den Wert der halben Gebäudehöhe in die Vertikale. Werden diese Bedingung nicht erfüllt, so wird eine stehende Linienquelle über die gesamte Gebäudehöhe mit Basis auf dem Boden eingesetzt. Durch diese Vorgehensweise können Verwirbelungen im Lee des Gebäudes näherungsweise berücksichtigt werden (vgl. hierzu HARTMANN et al., 2003). 18

20 5.1.7 Zulässige Häufigkeiten von Geruchsimmissionen Die Immissionshäufigkeit wird als Wahrnehmungshäufigkeit berechnet. Die Wahrnehmungshäufigkeit berücksichtigt das Wahrnehmungsverhalten von Menschen, die sich nicht auf die Geruchswahrnehmung konzentrieren, ergo dem typischen Anwohner (im Gegensatz zu z.b. Probanden in einer Messsituation, die Gerüche bewusst detektieren). So werden singuläre Geruchsereignisse, die in einer bestimmten Reihenfolge auftreten, von Menschen unbewusst in der Regel tatsächlich als durchgehendes Dauerereignis wahrgenommen. Die Wahrnehmungshäufigkeit trägt diesem Wahrnehmungsverhalten Rechnung, in dem eine Wahrnehmungsstunde bereits erreicht wird, wenn es in mindestens 6 Minuten pro Stunde zu einer berechneten Überschreitung einer Immissionskonzentration von 1 Geruchseinheit je Kubikmeter Luft kommt (aufgrund der in der Regel nicht laminaren Luftströmungen entstehen insbesondere im Randbereich einer Geruchsfahne unregelmäßige Fluktuationen der Geruchsstoffkonzentrationen, wodurch wiederum Gerüche an den Aufenthaltsorten von Menschen in wechselnden Konzentrationen oder alternierend auftreten). Die Wahrnehmungshäufigkeit unterscheidet sich damit von der Immissionshäufigkeit in Echtzeit, bei der nur die Zeitanteile gewertet werden, in denen tatsächlich auch Geruch auftritt und wahrnehmbar ist. In diesem Zusammenhang ist jedoch auch zu beachten, dass ein dauerhaft vorkommender Geruch unabhängig von seiner Art oder Konzentration von Menschen nicht wahrgenommen werden kann, auch nicht, wenn man sich auf diesen Geruch konzentriert. Ein typisches Beispiel für dieses Phänomen ist der Geruch der eigenen Wohnung, den man in der Regel nur wahrnimmt, wenn man diese längere Zeit, z.b. während eines externen Urlaubes, nicht betreten hat. Dieser Gewöhnungseffekt tritt oft schon nach wenigen Minuten bis maximal einer halben Stunde ein, z.b. beim Betreten eines rauch- und alkoholgeschwängerten Lokales oder einer spezifisch riechenden Fabrikationsanlage. Je vertrauter ein Geruch ist, desto schneller kann er bei einer Dauerdeposition nicht mehr wahrgenommen werden. Unter Berücksichtigung der kritischen Windgeschwindigkeiten, dies sind Windgeschwindigkeiten im wesentlichen unter 2 m/sec, bei denen überwiegend laminare Strömungen mit geringer Luftvermischung auftreten (Gerüche werden dann sehr weit in höheren Konzentrationen fortgetragen - vornehmlich in den Morgen- und Abendstunden-), und der kritischen Windrichtungen treten potentielle Geruchsimmissionen an einem bestimmten Punkt innerhalb der Geruchsschwellenentfernung einer Geruchsquelle nur in einem Bruchteil der Jahresstunden auf. Bei höheren Windgeschwindigkeiten kommt es in Abhängigkeit von Bebauung und Be- 19

21 wuchs verstärkt zu Turbulenzen. Luftfremde Stoffe werden dann schneller mit der Luft vermischt, wodurch sich auch die Geruchsschwellenentfernungen drastisch verkürzen. Bei diffusen Quellen, die dem Wind direkt zugänglich sind, kommt es durch den intensiveren Stoffaustausch bei höheren Luftgeschwindigkeiten allerdings zu vermehrten Emissionen, so z.b. bei nicht abgedeckten Güllebehältern ohne Schwimmdecke und Dungplätzen, mit der Folge größerer Geruchsschwellenentfernungen bei höheren Windgeschwindigkeiten. Die diffusen Quellen erreichen ihre maximalen Geruchsschwellenentfernungen im Gegensatz zu windunabhängigen Quellen bei hohen Windgeschwindigkeiten Beurteilung der Immissionshäufigkeiten Nach den Vorgaben der Geruchsimmissionsrichtlinie (GIRL) des Landes Niedersachsen vom 23. Juli 2009 in der Fassung der Länderarbeitsgemeinschaft-Immissionsschutz 29. Februar 2008 und der Ergänzung vom 10. September 2008 hat bei der Beurteilung von Tierhaltungsanlagen eine belästigungsabhängige Gewichtung der Immissionswerte zu erfolgen. Dabei tritt die belästigungsrelevante Kenngröße IG b an die Stelle der Gesamtbelastung IG. Um die belästigungsrelevante Kenngröße IG b zu berechnen, die anschließend mit den Immissionswerten für verschiedene Nutzungsgebiete zu vergleichen ist, wird die Gesamtbelastung IG mit dem Faktor f gesamt multipliziert: 20

22 Durch dieses spezielle Verfahren der Ermittlung der belästigungsrelevanten Kenngröße ist sichergestellt, dass die Gewichtung der jeweiligen Tierart immer entsprechend ihrem tatsächlichen Anteil an der Geruchsbelastung erfolgt, unabhängig davon, ob die über Ausbreitungsrechnung oder Rasterbegehung ermittelte Gesamtbelastung IG größer, gleich oder auch kleiner der Summe der jeweiligen Einzelhäufigkeiten ist. Grundlage für die Novellierung der GIRL sind die aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisse, wonach die belästigende Wirkung verschiedener Gerüche nicht nur von der Häufigkeit ihres Auftretens, sondern auch von der jeweils spezifischen Geruchsqualität abhängt (Sucker et al., 2006 sowie Sucker, 2006). Tabelle 4: Gewichtungsfaktoren für einzelne Tierarten Tierart 1) Mastgeflügel (Puten, Masthähnchen) Legehennen/Sonstiges (z.b. Silage/Güllelagerung) Gewichtungsfaktor f 1,5 1 Mastschweine, Sauen (bis zu Tierplätzen) 0,75 Milchkühe mit Jungtieren (einschließlich Mastbullen und Kälbermast, sofern diese zur Geruchsbelastung nur unwesentlich beitragen) 0,5 1) Alle Tierarten, für die kein tierartspezifischer Gewichtungsfaktor ermittelt und festgelegt wurde, werden bei der Bestimmung von f gesamt so behandelt, als hätten sie den spezifischen Gewichtungsfaktor 1. Durch die Einführung des Gewichtungsfaktors wird in einem nun zusätzlichen Berechnungsschritt immissionsseitig auf die wie bislang errechneten Wahrnehmungshäufigkeiten aufgesattelt. Die Berechnung der im Umfeld des Vorhabens im Jahresmittel wahrscheinlich zu erwartenden Immissionen erfolgte nach Anhang 3 der TA-Luft 2002 mit dem dort vorgeschriebenen Programm austal2000 mit der an diese Aufgabe angepassten Version WI-x unter Verwendung der hierfür entwickelten Bedienungsoberfläche P&K_TAL2K Version In Dorfgebieten mit landwirtschaftlicher Nutztierhaltung darf nach der GIRL des Landes Niedersachsen eine maximale IG b von 15 % der Jahresstunden bei 1 Geruchseinheit (GE) nicht überschritten werden; bei Wohn- und Mischgebieten sind bis zu 10 % der Jahresstunden tolerierbar. Andernfalls handelt es sich um erheblich belästigende Gerüche. Im Außenbereich gelten bei einer entsprechenden Vorbelastung bis zu 25 % der Jahresstunden als tolerabel. 21

23 5.1.9 Ergebnisse und Beurteilung Die Geruchsimissionen durch die in Flögeln ansässigen Betriebe liegen an allen Immissionsorten im Istzustand unter 15 % der Jahresstunden. Die durch das Vorhaben verursachten Wahrnehmungshäufigkeiten von Geruch steigen proportional zu den steigenden Tierzahlen an. Tabelle 5: Immissionshäufigkeiten an ausgewählten Immissionsorten in Flögeln im Umfeld des Vorhabens (siehe Abb. 6, Seite 23) bei einer Immissionskonzentration von 1 Geruchseinheit je m 3 Immissionsort Häufigkeit in % der Jahresstunden bei 1 GE/m³ Szenarien Ausbreitungsklassenstatistik Bremerhaven Rauhigkeitslänge 0,2 m VB A B 1 7,5 8,8 1,3 2 5,6 7 1,4 3 13,6 14,4 0,8 4 11,4 12 0,6 5 3,9 6,2 2,3 6 4,1 6,9 2,8 7 4,4 6 1,6 8 5,5 6,6 1,1 9 5,1 6,3 1,2 10 3,2 4,3 1,1 11 2,8 4,1 1,3 12 3,9 5,9 2,0 13 4,4 6,5 2,1 14 3,6 4,7 1, ,7 17,1 6,4 16 5,7 11,7 6, ,9 7,9 18 4,3 9,3 5,0 19 4,2 9,9 5,7 Legende zu Tabelle 5: VB: Vorbelastung: Betrieb Rademacher im genehmigten Zustand (inkl. Nachbarbetriebe) A: Belastung durch den Betrieb Rademacher im Planzustand (inkl. Nachbarbetriebe) B: Zusatzbelastung (B VB) 22

24 Abb. 6: Darstellung der Immissionsorte in der Umgebung des Vorhabens sowie Isolinien der Geruchshäufigkeiten im Planzustand (siehe auch Spalte A der Tabelle 5) bei Immissionshäufigkeiten von 10 %, 15 % und 20 % der Jahresstunden (hier sog. Wahrnehmungsstunden), interpoliert aus einem geschachtelten Rechengitter (AKS Bremerhaven). Maßstab 1 : ~ Nach der Realisierung der Planung wird auch in Zukunft der für ein landwirtschaftliches Dorfgebiet geltende Grenzwert für Wahrnehmungshäufigkeiten von 15% der Jahresstunden an allen betrachten Immissionsorten mit Ausnahme der Immissionsorte 15 und 17 eingehalten. An diesen Immissionsorten kommt es zukünftig zu Immissionswerten in Höhe von 17,1 % und 18,9 % der Jahresstunden. Diese Immissionsorte werden zwar der dörflichen Wohnbebauung zugeordnet, befinden sich aber in der äußersten Randlage von Flögeln unmittelbar angrenzend an den Betrieb Meisel und sind von intensiv genutzten landwirtschaftlichen Flächen umgeben, die dem bauplanerischen Außenbereich zuzuordnen sind. Für einen solchen Übergangsbereich sieht die geltende GIRL des Landes Niedersachsen einen Mischgrenzwert von bis zu 20 % der Jahresstunden Wahrnehmungshäufigkeiten vor (s.a. Auslegungshinweise zu Ziff. 3.1 GIRL). Dieser Grenzwert kann auch nach Realisierung der Planung deutlich eingehalten werden. 23

25 5.2 Ammoniakimmissionen Es ist im Sinne des Kapitels 4.8 der TA-Luft 2002 zu prüfen, ob durch das Vorhaben schädliche Umwelteinwirkungen hervorgerufen werden können. Die Bewertung der möglichen Ammoniakimmissionen erfolgt in einem vierstufigen Verfahren: 1. Es ist zu prüfen, ob sich innerhalb des Mindestabstandes nach Abbildung 4 im Anhang 1 der TA-Luft 2002 auf Basis der Datentabelle 11 der TA-Luft 2002 empfindliche Pflanzen und Ökosysteme befinden. Ist dies der Fall, muss geprüft werden, wie hoch die im Umfeld des Vorhabens berechneten Immissionskonzentrationen für Ammoniak im Jahresmittel sein werden. 2. Wenn über eine Ausbreitungsrechnung nach Anhang 3 der TA-Luft 2002 unter Berücksichtigung der Haltungsbedingungen nachgewiesen wird, dass auch bei einem geringeren Abstand der Anlagen zu empfindlichen Pflanzen und Ökosystemen die Zusatzbelastung für Ammoniak von 3 µg/m 3 an keinem Beurteilungspunkt überschritten wird, gibt das Unterschreiten dieses geringeren Abstandes einen Anhaltspunkt für das Vorliegen erheblicher Nachteile. Ergo gilt eine Zusatzbelastung von weniger als 3 µg/m 3 als unkritisch. 3. Anhaltspunkte für das Vorliegen erheblicher Nachteile sind dann nicht gegeben, wenn die Gesamtbelastung an Ammoniak an keinem Beurteilungspunkt 10 µg/m 3 überschreitet (siehe Anhang 1 der TA-Luft 2002). Ergo gilt eine Gesamtbelastung von weniger als 10 µg/m 3 als unkritisch. Die Höhe der Vorbelastung ist im Einzelfall festzustellen oder festzulegen. 4. Bei einer Gesamtbelastung von mehr als 10 µg/m 3 liegen nach Punkt 4.8 der TA-Luft 2002 Anhaltspunkte dafür vor, dass der Schutz vor erheblichen Nachteilen durch Schädigung empfindlicher Pflanzen und Ökosysteme durch Stickstoffdeposition nicht gewährleistet ist. In diesem Falle ist unter Berücksichtigung der Belastungsstruktur abzuschätzen, ob die Anlage maßgeblich zur Stickstoffdeposition beiträgt (Grenzwerte für eine vom Ökosystem abhängige maximal tolerierbare Stickstoffdeposition nennt die TA-Luft 2002 jedoch nicht) Mindestabstand nach TA-Luft Bei der Prüfung, ob der Schutz vor erheblichen Nachteilen durch Schädigung empfindlicher Pflanzen und Ökosysteme durch die Einwirkung von Ammoniak gewährleistet ist, ist der Anhang 1 mit der Abbildung 4 der TA-Luft 2002 heranzuziehen. Die zur Beurteilung heranzuziehenden spezifischen Emissionswerte liefert in diesem Beurteilungsverfahren die Tabelle 11 im Anhang 1 der TA-Luft Allerdings ist die dortige Un- 24

26 terscheidung der gängigen Tierhaltungsverfahren eher grob. Im Anhang 1 der TA-Luft 2002 heißt es daher auch: Weichen Anlagen zum Halten oder zur Aufzucht von Nutztieren wesentlich in Bezug auf Tierart, Nutzungsrichtung, Aufstallung, Fütterung oder Wirtschaftsdüngerlagerung von den in Tabelle 11 genannten Verfahren ab, können auf der Grundlage plausibler Begründungen (z. B. Messberichte, Praxisuntersuchungen) abweichende Emissionsfaktoren zur Berechnung herangezogen werden. Tabelle 6: TA-Luft 2002 konforme Ammoniakemission des Betriebes Rademacher im Planzustand Tierart, Nutzungsrichtung, Aufstallung, Wirtschaftsdüngerlagerung Ammoniakemissionsfaktor (kg/tierplatz p.a.) 1) Anzahl Plätze Ammoniakemission (kg p.a.) 1) Milchkühe, Boxenlaufstall 14, ,5 lt. TA-Luft 2002 Bei einem TA-Luft 2002 konformen Ammoniakemissionsmassenstrom in Höhe von insgesamt kg p.a. ergibt sich nach Anhang 1 der TA-Luft 2002 ein Mindestabstand von Anlagen zu empfindlichen Pflanzen und Ökosystemen in Höhe von ca. 390 m für die Hofstelle. Abb. 7: Mindestabstand der geplanten Anlage zu empfindlichen Ökosystemen wegen der mit der Anlage verbundenen Ammoniakemissionen gemäß Anhang 1 der TA-Luft

27 Da sich im Bereich des dargestellten Mindestabstandes eine ehemalige Sandgrube, die sich zu einem Waldgebiet entwickelt hat, befindet (siehe Abb. 7), sind nach Kapitel 4.8 der TA- Luft 2002 Anhaltspunkte für das Vorliegen erheblicher Nachteile vorhanden Ausbreitungsrechnung Die Berechnung der im Umfeld des Vorhabens im Jahresmittel wahrscheinlich zu erwartenden Ammoniakkonzentrationen aus den geplanten Anlagen und den umliegenden Betrieben erfolgte nach Anhang 3 der TA-Luft 2002 mit dem dort vorgeschriebenen Programm austal2000 Version WI-x unter Verwendung der Bedienungsoberfläche P&K_TAL2K, Version Es wurde wie bei der Berechnung der Geruchsimmissionen vorgegangen, d.h. ein Emissionsmassenstrom ermittelt und die Ausbreitungsklassenstatistik von Bremerhaven verwendet. Tabelle 7: Liste der Emissionsdaten, Ammoniak Nr. in Abb. 2 1) Quelle 2) Ammoniakemissionsfaktor 3) Spezifische Emission 4) Temp. 5) Abluft- Volumen 6) m³/sec geplante Anlage Rademacher kg/platz p.a. g/sec MK 14,57 0, ,75 Oberfläche in m² g/d*m² 3 Gülle 314 1,2 7) 0, Nachbarbetrieb Meisel kg/platz p.a. g/sec - 80 MK 14,57 0, ,8-80 JR 80 Kä 3,04-8) 0, ,0 Nachbarbetrieb Dröge kg/platz p.a. g/sec - 50 JR 3,04 0, ,4 Nachbarbetrieb Dücker kg/platz p.a. g/sec MK 14,57 0, ,64 Reithalle kg/platz p.a. g/sec - 27 Pf 5,0 0, ,1 Fortsetzung der Tabelle s. Folgeseite 26

28 Nr. in Abb. 2 1) Quelle 2) Ammoniakemissionsfaktor 3) Spezifische Emission 4) Temp. 5) Abluft- Volumen 6) m³/sec Nachbarbetrieb Sengstaken kg/platz p.a. g/sec - 60 MK 14,57 0, , MK 14,57 0, ,7-90 Kä 25 JR - 8) 3,04 0, ,4-24 MB 3,04 0, ,7 Oberfläche in m² g/d*m² Legende: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) - Gülle ,2 0, Mist , Quellenbezeichnung nach Kapitel 4. Legende: MK = Milchkühe, JR = Jungrinder, Kä = Kälber, MB = Mastbullen, Pf = Pferde lt. TA-Luft 2002, Anhang 1, Tabelle 11 angegeben als mittlere Emissionsstärke in Gramm Ammoniak je Sekunde. Geschätzte mittlere Jahres-Ablufttemperatur. Aufgrund der Besonderheiten der hier vorliegenden Quellen wurde im Sinne einer worst case-annahme bei allen Quellhöhen unter 10 m über Grund ohne thermischen Auftrieb gerechnet. Geschätzter mittlerer Abluftvolumenstrom der einzelnen Quellen. In der Rinderhaltung wird ein Wert von im Mittel maximal 300 m 3 je Stunde und GV (in Anlehnung an DIN , 2004, bei einer maximalen Temperaturdifferenz von 3 Kelvin zwischen Außen- und Stallluft bei maximaler Sommerluftrate in Sommertemperaturzone II) und eine mittlere Auslastung der Lüftungsanlage von 47 % (interpoliert aus den Angaben bei SCHIRZ, 1989) angenommen. Da jedoch ohne thermischen Auftrieb gerechnet wird (siehe vorherige Anmerkung Nr. 5), hat die Angabe des Abluftvolumenstromes nur informativen Charakter, jedoch keine Auswirkungen auf das Berechnungsergebnis: Würde der thermische Auftrieb der Abluftfahne mit in die Berechnung einfließen, käme es wegen der Berücksichtigung des Abluftvolumenstromes mit der kinetischen Energie der Abluftfahne zu geringeren Immissionswerten. Fortsetzung der Tabelle s. Folgeseite Nach der VDI Richtlinie 3894, Tabelle 25 beträgt der Ammoniakemissionsfaktor für Rindergülle ohne Schwimmdecke 6 g pro m² und Tag. Da sich auf der Oberfläche der Rindergülle eine natürliche Schwimmdecke ausbildet, wurde eine Restemission von 20% berücksichtigt. In dem Emissionsfaktor für Milchkühe sind die Ammoniakemissionen der Kälber inbegriffen. Daher werden sie auch bei separater Aufstellung nicht mit berücksichtigt. (Vgl VDI Richtlinie 3894, Blatt 1 Tabelle 24) Ergebnisse und Beurteilung Unter den gegebenen Annahmen kommt es im näheren Umfeld des Vorhabens zu einem Überschreiten des Grenzwertes (nach Schritt 2 des Vorgehens) in Höhe von 3 µg/m 3. Eine Gesamtbelastung von 10 µg/m³ aus den Betrieben im Umfeld des Vorhabens wird nach der Realisierung des Vorhabens in einem kleinen Randbereich der ehemaligen Sandgrube erreicht (s. Abb. 8). 27

29 Abb. 8: Isolinien der Zusatzkonzentrationen für Ammoniak für 3µg/m³ und 10 µg/m 3 im Jahresmittel im Umfeld des Bauvorhabens des Bauvorhabens mit den umliegenden Nachbarbetrieben (AKS Bremerhaven). M 1 : ~ In diesem Falle ist unter Berücksichtigung der Belastungsstruktur abzuschätzen, ob die Anlage maßgeblich zur Stickstoffdeposition beiträgt Stickstoffdeposition Die Berechnung der im Umfeld des Vorhabens im Jahresmittel wahrscheinlich zu erwartenden Ammoniak- bzw. Stickstoffdeposition 1) erfolgte analog der Berechnung der Ammoniakkonzentration unter Verwendung der Daten der Tabelle 3. 1 Das Mol-Gewicht der Verbindung NH 3 beträgt näherungsweise 17 g. Der Anteil des Stickstoffes in der Verbindung beträgt 14 g. Daraus ergibt sich ein Umrechnungsfaktor von Ammoniak zu Stickstoff von 1,2143 zu 1,0. 4 kg/ha Stickstoffdeposition entsprechen demnach einer Ammoniakdeposition von näherungsweise 4,9 kg/ha. 28

30 Abb. 9: Anlagenbezogene Stickstoffdeposition aus dem Bauvorhaben des Betriebes Rademacher, dargestellt als Isolinien für eine Stickstoffdeposition von <5 kg pro Hektar und Jahr. M 1 : ~ Entsprechend dem Erlass des Niedersächsischen Umweltministeriums vom Tierhaltungsanlagen; Mindestabstand von Geflügelhaltungsanlagen zum Wald wird davon ausgegangen, dass bei einer Zusatzbelastung von < 4 kg N/(ha*a) Hinweise auf langfristige, negative Auswirkungen auf Ökosysteme nicht vorliegen. Dieser Wert wird mit 5-10% der Grund-/Vorbelastung gleichgesetzt. Analog dazu schlägt der Arbeitskreis Ermittlung und Bewertung von Stickstoffeinträgen der Länderarbeitsgemeinschaft Immissionsschutz (LAI) vor, dass keine Betrachtung der Stickstoffdeposition außerhalb des Bereiches, in dem die Zusatzbelastung (durch die gesamte Anlage) von 4 kg/(ha*a) überschritten (Abschlußbericht 2006) resp. 5 kg/(ha*a) überschritten (Abschlußbericht 2009) wird, erfolgt (Abschneidekriterium). Die Darstellung in den Abbildungen 9 und 10 erfolgt gemäß Erlass des Niedersächsischen Ministeriums für Umwelt und Klimaschutz, Hannover vom , in dem die 29

31 Anwendung der bisher angewendeten Depositionsgeschwindigkeit von Ammoniak (0,01 m/s) am Waldrand als nicht ausreichend angesehen und stattdessen für Waldgebiete die Berechnung der Stickstoffdeposition auf Grundlage einer höheren Depositionsgeschwindigkeit von 0,02 m/s gefordert wird. Abb. 10: Anlagenbezogene Stickstoffdeposition aus dem Bauvorhaben des Betriebes Rademacher (Bildausschnitt aus Abb. 9) mit den Zahlenwerten in kg N/ha*a im Bereich der ehemaligen Sandgrube M 1 : ~ Fazit: Eine anlagenbezogene N-Deposition von mehr als 5 kg/ha*a wird in einem m² großen Teilgebiet des Waldgebietes überschritten. In der Abbildung 10 sind die Zahlenwerte für diesen Bereich wiedergegeben. 30