Bericht. Das Luftgüte-Untersuchungsprogramm 2011 des Flughafens Berlin Brandenburg

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1 Bericht Das des Flughafens Berlin Brandenburg

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3 Zusammenfassung Luftschadstoffe Beim Betrieb eines Flughafens werden Schadstoffe an die Umgebungsluft freigesetzt. Hauptquellen sind Flugzeugturbinen, die bei der Verbrennung von Treibstoff unter anderem Kohlenmonoxid, Stickoxide, Kohlenwasserstoffe und Ruß emittieren. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), Feinstaub und Spuren- und Schwermetalle sind für Flug- und Kraftfahrzeugverkehr typische Luftschadstoffe. Sie entstehen auch im Bodenbetrieb und durch An- und Abreise der Passagiere und Mitarbeiter des Flughafens. Umwelt-Untersuchungsprogramm Um die Luftqualität und die Umweltwirkungen des Luftverkehrs langfristig zu untersuchen, hat der Flughafen Berlin Brandenburg im Jahr 2011 ein Luftgüte- und Umwelt-Untersuchungsprogramm gestartet: Er betreibt seit Juli 2011 eine Luftgütemessstelle am östlichen Kopf der derzeitig einzigen Start- und Landebahn, um Luftschadstoffkonzentrationen kontinuierlich zu erfassen. Mittels Biomonitoring werden Luftschadstoffanreicherungen mit Bioindikatorpflanzen als Stellvertreter für Vegetation und Nahrungsmittel gemessen. So wird deren Verbreitung und Wirkung auf die Umwelt erfasst. Einen weiteren freiwilligen Baustein bildet das Bienenmonitoring, bei dem Bienenprodukte auf Luftschadstoff-Rückstände analysiert werden. Luftgütemessungen An der Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER werden seit Juli 2011 die verkehrstypischen Schadgase Kohlenmonoxid, Stickstoffoxide sowie Feinstaub aus Startvorgängen der Flugzeuge, aus dem Kraftfahrzeugverkehr und bei Westwind aus dem Bodenbetrieb auf dem Vorfeld kontinuierlich erfasst. Diese Immissionsmessungen werden auf Grundlage von Grenzwerten nach 39. Bundes- Immissionsschutzverordnung bewertet. Zusätzlich werden seit Ende 2011 Proben auf Filtern und in Röhrchen gesammelt und zur Analyse auf Benzol, Benzo(a)pyren als Leitsubstanz der PAK, weitere Kohlenwasserstoffe und Ruß an das Landeslabor Berlin-Brandenburg übermittelt. Kohlenmonoxid-, Stickstoffdioxid- und Feinstaubkonzentrationen an BER waren 2011 mit den vorstädtischen Monatsmittelwerten der Luftgütemessstellen des Landesamtes für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg (LUGV) in Blankenfelde-Mahlow und Königs Wusterhausen vergleichbar. Im November waren sie rund doppelt so hoch wie in den übrigen Monaten der zweiten Jahreshälfte Das LUGV bestätigte für den November 2011 eine ungewöhnliche Häufung von Südost-Anströmungen mit grenzüberschreitenden Feinstaubferntransport aus der Republik Polen und der Tschechischen Republik und länger anhaltende Stagnationswetterlagen, die zu einer starken Feinstaubanreicherung führten. Auf den Messzeitraum anwendbare Kurzzeit-Grenzwerte für Kohlenmonoxid und Stickstoffdioxid zum Schutz der menschlichen Gesundheit wurden nicht erreicht, bei Feinstaub kam es an BER und in Blankenfelde-Mahlow zu neun und in Königs Wusterhausen zu dreizehn von 35 tolerablen Überschreitungen, die in einem gesamten Kalenderjahr auftreten dürfen. Grünkohl-Biomonitoring Ende September 2011 wurden genormte Grünkohlkulturen an zehn Messpunkten im Untersuchungsgebiet aufgestellt: unmittelbar am Flughafen, an der Autobahn, in und nahe Siedlungen, in landwirtschaftlichem Areal und im regionalen Hintergrundbereich abseits Luftschadstoffquellen. Sie wurden Ende November geerntet und im Labor analysiert. So wird im weiteren Umfeld um den Flughafen Berlin Brandenburg die zeitliche und räumliche Verteilung der Immissionswirkungen von Metallen und PAK bestimmt und anhand von Höchstgehalten für Nahrungsmittel die Gefährdung über die Nah- des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 3 von 50

4 rungskette von Tieren und Menschen bewertet. Die Gehalte der Metalle Antimon, Cadmium, Chrom, Nickel und Zink in Grünkohl an Hintergrundmesspunkten waren im Herbst 2011 mit niedrigen Werten anderer Untersuchungen in Vorjahren vergleichbar. Die Immissionswirkungen von Arsen, Blei und PAK waren hingegen auch an den flughafenfernen Referenzpunkten höher als Hintergrundwerte anderer Untersuchungen in Vorjahren. Es ist davon auszugehen, dass diese wie die Immissionen stark durch die meteorologische Ausnahmesituation im November 2011 beeinflusst waren: Durch die Ostwindlagen wurden Luftschadstoffe herantransportiert und auch aufgrund der Trockenheit vermehrt als Staubablagerungen deponiert. Arsen und Blei lagen aber wie die anderen Metallergebnisse deutlich unter Prüfwerten und Höchstgehalten für Nahrungsmittel. Für Benzo[a]pyren wäre der strengste, für Säuglingskost definierte Höchstgehalt im Untersuchungsgebiet 2011 erreicht, Höchstgehalte für Fleisch und geräucherte Muscheln würden hingegen deutlich unterschritten; für Gemüse ist kein Höchstgehalt definiert. Da pflanzliche Lebensmittelproben vor der Analyse gewaschen werden, könnten deren Höchstgehalte auch lediglich Anhaltspunkte zur Einordnung der Ergebnisse darstellen, denn Grünkohl wird beim Biomonitoring wie ein Messinstrument verwendet und nicht gewaschen. Selbst an den flughafennahen Messpunkten konnten Immissionswirkungen aus Verbrennungsprozessen in keinem signifikant höheren Maße festgestellt werden, als (luft-)verkehrs- und siedlungsfern. Der Flughafen Berlin Brandenburg besitzt demnach keinen relevanten Einfluss auf die Luftschadstoffwirkungen in der Region. Bienenmonitoring Das Bienenmonitoring 2011 wurde vor dem Start von Luftgütemessungen an BER und Biomonitoring im Frühjahr und Frühsommer durchgeführt. Anders als die anderen beiden Bausteine des Luftgüte- Untersuchungsprogramms liefert es keine Aussagen zur Luftqualität. Es informierte Bürger und Erzeuger in der Flughafenregion vielmehr darüber, dass Honig und weitere Bienenprodukte aus regionaler Produktion 2011 vom Flughafenbetrieb unbelastet waren: Die Analysen von Pollen, Waben und Honig auf Metall- und PAK-Rückstände ergaben keine systematischen Unterschiede zwischen Proben aus dem Nahbereich des Flughafenbetriebs und denen eines flughafenferner gelegenen Referenzstandorts. Trotz höchst möglichem Empfindlichkeitsgrad der Analysenverfahren konnten die untersuchten Stoffe nur teilweise gefunden werden. Sie lagen weit unter Grenzwerten bestehender Richtlinien und Verordnungen. In den Honigproben wurde lediglich das Spurenelement Zink sowie einzelne PAK, in für Nahrungsmittel üblichen, niedrigen Mengen gefunden. Die Bienenvölker zeigten eine gleichermaßen gute Entwicklung und Honigproduktion. Ausblick Das Luftgüte-Untersuchungsprogramm hat 2011 gezeigt, dass Immissionen, insbesondere die Feinstaubkonzentrationen, in Zusammenhang mit Immissionswirkungen stehen. Immissionswirkungen an Organismen können aber anders ausfallen als Immissionsmessungen der Luft das erwarten lassen, weil die Bioindikatoren über den mehrwöchigen Messzeitraum hinweg die äußeren Einflüsse und das Zusammenwirken verschiedener Schadstoffe integrieren. Im Jahr 2012 wird es möglich sein, die Ende 2011 begonnenen, diskontinuierlichen Immissionsmessungen von Schwebstaub, Inhaltsstoffen und weiteren Luftschadstoffen an der Luftgütemessstelle BER mit dem Biomonitoring in Beziehung zu setzen. Das Luftgüte-Untersuchungsprogramm wird damit weiter vertieft und die freiwilligen Bausteine, Bienen- und Biomonitoring, fortgesetzt. Nicht zuletzt sollen durch die Luftgütemessungen, das Biomonitoring und das Bienenmonitoring die aktuellen Luftschadstoffbelastungen im Umfeld des Flughafengeländes vor Inbetriebnahme mit etwaigen künftigen Veränderungen nach Inbetriebnahme verglichen werden. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 4 von 50

5 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung... 3 Inhaltsverzeichnis... 5 Tabellen... 7 Abbildungen... 7 Danksagung Zielsetzung des Luftgüte-Untersuchungsprogramms Typische Luftschadstoffe aus dem Flughafenbetrieb und wie sie in die Umwelt gelangen Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER Grünkohl-Biomonitoring von Luftschadstoffwirkungen Bienenmonitoring auf Luftschadstoffrückstände Verfahren zur Messung der Luftverunreinigungen Untersuchungsgebiet Luftgütemessstellen Biomonitoring-Messnetz Bienenvölker-Standorte Untersuchte Luftverunreinigungen, Orientierungs- und Grenzwerte Immissionen von Kohlenmonoxid, Stickoxiden, Feinstaub und weiteren Stoffen Immissionswirkungen von ausgewählten Metallen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen PAK Rückstände von ausgewählten Metallen und PAK in Bienenprodukten Untersuchungsverfahren Die Verfahren der Luftgütemessung Das Verfahren des Grünkohl-Biomonitorings Die Rückstandsuntersuchung beim Bienenmonitoring Ergebnisse Witterungseinflüsse und Weststarts Niederschlag Windrichtung und Windgeschwindigkeit während des Grünkohl-Biomonitoring im Herbst Weststarts Ergebnisse der Luftgütemessungen an der Messstelle BER Ergebnisse der Kohlenmonoxid-Messungen Ergebnisse der Stickstoffoxid-Messungen des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 5 von 50

6 3.2.3 Ergebnisse der Feinstaub-Messungen Ergebnisse des Grünkohl-Biomonitorings auf Metalle und PAK Ergebnisse des Bienenmonitoring Zusammenfassung der Luftgüte-Untersuchungen Abkürzungen Glossar Literatur Gesetze, Verordnungen, Verwaltungsvorschriften Technische Regeln Literatur Hintergrundinformationen Anhang: Lage und Kurzbeschreibung der Messstellen, Messpunkte und Standorte des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 6 von 50

7 Tabellen Tabelle 2.1-1: Luftgütemessstellen, Biomonitoring-Messpunkte und Bienenvölker-Standorte Tabelle : Grenzwerte und Beurteilungswerte nach der 39. BImSchV Tabelle : Pollen-, Wachs- und Honigproben des Bienenmonitorings Tabelle 3.3-1: Überblick über die Charakteristika der Biomonitoring-Messpunkte Tabelle 3.3-2: Zusammenfassung der Ergebnisse des Grünkohl-Biomonitoring Tabelle 3.4-1: Bienenmonitoring 2011 Rückstände von Metallen und PAK Abbildungen Bild 1.1-1: Der Weg der Luftschadstoffe in die Umwelt Bild 1.2-1: Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen Bild 1.3-1: Grünkohl-Biomonitoring 2011 am Messpunkt 1 Flughafen Südost Karte 2.1-1: Untersuchungsgebiet Karte : Übersicht der Vergleichs-Luftgütemessstellen des LUGV und der Luftgütemessstelle des Flughafens Berlin Brandenburg Bild : Standardisierter Grünkohl - vereinfachte schematische Skizze [nach Wäber 1999] Bild : Honigwaben Bild : Blütenpollenprobe Abbildung : Niederschlagsmengen 2011 pro Monat am Flughafen Berlin Brandenburg Abbildung : Flughafen Berlin Brandenburg Windverteilung (links) Abbildung : Flughafen Berlin Brandenburg Windverteilung (rechts) Abbildung : Anzahl der Weststarts pro Monat am Flughafen Berlin Brandenburg Abbildung : CO-Konzentrationen in µg/m³ als Monatsmittelwerte Abbildung : NO 2 -Konzentrationen in µg/m³ als Monatsmittelwerte Abbildung : PM10-Konzentrationen in µg/m³ als Monatsmittelwerte Abbildung : PM2,5-Konzentrationen in µg/m³ als Monatsmittelwerte Abbildung Biomonitoring-Ergebnisse im relativen Messpunkte-Vergleich des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 7 von 50

8 Danksagung Unser Dank gilt: - der Flughafen Berlin Brandenburg GmbH (FBB), als finanzieller Trägerin für diese Zusammenschau und hier - dem Beauftragten für Lärmschutz und Luftreinhaltung Herrn Dr. Kai Johannsen und dem Leiter der Stabsstelle Umwelt Herrn Jochen Heimberg für den fachlichen Informationsaustausch sowie Herrn Robert Preußner für logistische Unterstützung, - außerdem dem Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz (LUGV) des Landes Brandenburg und dem Landeslabor Berlin-Brandenburg für die Vergleichsdaten. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 8 von 50

9 1 Zielsetzung des Luftgüte-Untersuchungsprogramms Bislang fanden zwei Drittel der Flugbewegungen am Flughafen Tegel und ein Drittel in Schönefeld statt. Wenn der ausgebaute Verkehrsflughafen Berlin Schönefeld als Flughafen Berlin Brandenburg International (BER) in Betrieb genommen wird, wird der Flugverkehr am BER gebündelt. Das geänderte Luftverkehrsaufkommen, die neue Start- und Landebahn (SLB) Süd und die Zunahme des Zubringerverkehrs lassen vermuten, dass sich die lufthygienischen Verhältnisse auf dem Flughafengelände und in der Umgebung des Flughafens ändern werden. Die Flughafen Berlin Brandenburg GmbH (FBB) hat im Sommer 2011, vor Aufnahme des Flugbetriebs am neuen Flughafen Berlin Brandenburg, mit einem über mehrere Jahre angelegten Programm zur Untersuchung der Umweltwirkungen des Luftverkehrs begonnen. Eine Luftgütemessstelle gemäß Auflage aus dem Planfeststellungsverfahren hat im Juli 2011 auf dem Gelände des Flughafens Berlin Schönefeld den Probebetrieb aufgenommen. Hier, ebenso wie an der Messstelle des Landesamtes für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg (LUGV) einige Kilometer westlich der Start- und Landebahnen in Mahlow- Blankenfelde, wird untersucht wie sich der Flughafenbetrieb auf die Qualität der Luft auswirkt: Die Luftgütemessstellen ermitteln Immissionen, d.h. Konzentrationen von Schadstoffen in der Luft, welche durch inhalative Aufnahme (Einatmen) auf die menschliche Gesundheit wirken und in die Umwelt eingetragen werden können. Mithilfe des Grünkohl-Biomonitorings, eines weiteren, freiwilligen Bausteins des Luftgüte-Untersuchungsprogramms der FBB, werden Luftschadstoffanreicherungen in lebenden Organismen, den Bioindikatoren, als Stellvertreter für die Vegetation und Nahrungsmittel gemessen. Dieses Biomonitoring von Immissionswirkungen gibt über die Verbreitung von Luftschadstoffeinträgen und deren Wirkung auf die Umwelt Aufschluss. Daneben wird im Umfeld des Flughafens Berlin Brandenburg seit Frühjahr 2011 ebenfalls freiwillig ein Bienenmonitoring betrieben: Pollen, Waben und Honig werden auf Luftschadstoff-Rückstände in Lebensmitteln analysiert. Durch die kontinuierlichen Immissionsmessungen, das Biomonitoring und das Bienenmonitoring sollen Luftschadstoffbelastungen vor Inbetriebnahme und nach Inbetriebnahme im Umfeld des Flughafengeländes ermittelt und verglichen werden. 1.1 Typische Luftschadstoffe aus dem Flughafenbetrieb und wie sie in die Umwelt gelangen Von Verkehr, Industrieanlagen, Hausfeuerungsanlagen, landwirtschaftlichen Aktivitäten und zahlreichen weiteren Quellen können unerwünschte Stoffe als Emissionen in die Umgebungsluft abgegeben werden. Die Schadstoffe können in der Luft sehr weiträumig transportiert werden und unterliegen dabei Umwandlungsprozessen. Wo, wie und in welcher Konzentration die Luftschadstoffe als Immissionen in der Umwelt vorkommen, sich anreichern und wirken, hängt von ihren Eigenschaften, der Witterung, dem Gelände, der Vegetation und weiteren Faktoren ab. Sie können gasförmig, als feste Partikel trocken oder mit dem Niederschlag als Depositionen (Einträge) in Gewässer, Böden und Organismen gelangen. Die Vielzahl der vorkommenden Luftschadstoffe kann vielfältige Wirkungen hervorrufen. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 9 von 50

10 Bild 1.1-1: Der Weg der Luftschadstoffe in die Umwelt [Copyright Grafik Monica Wäber] 1.2 Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER Der Flughafen Berlin Brandenburg betreibt seit Juli 2011 eine Luftgütemessstelle, südlich vom östlichen Kopf der derzeitig einzigen Start- und Landebahn gelegen: Schönefeld Flughafen BER (Bezeichnungen laut LUGV und FBB; siehe Abb ). Hier werden die verkehrstypischen Schadgase Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO 2 ) sowie Feinstaub (PM10 und PM2,5) kontinuierlich erfasst. Bild 1.2-1: Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen [Copyright Foto Robert Preußner] des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 10 von 50

11 Zusätzlich werden seit Dezember 2011 Proben auf Filtern und in Prüfröhrchen gesammelt und zur Analyse an das Landeslabor Berlin-Brandenburg übermittelt. Diese Proben werden auf die Schadstoffe Benzol, Benzo[a]pyren (BaP) als Leitkomponente der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK), weitere Kohlenwasserstoffe, die Kerosinkomponenten darstellen, und Ruß untersucht. Die Überwachung der Luftqualität durch diese Immissionsmessungen erfolgt nach EU-weiten Vorgaben auf der Grundlage des Bundesimmissionsschutzgesetzes (BImSchG 2009). Die Immissionsmessungen an der Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER können auf Grundlage von Grenzwerten bewertet und mit Messungen an benachbarten Luftgütemessstellen des LUGV verglichen werden. Ziel der kontinuierlichen Überwachung der Luftverunreinigungen nach BImSchG und 39. Bundesimmissionsschutzverordnung (39. BImSchV) ist letztlich, Grundlagen zu schaffen, um die Luftqualität zu verbessern. Die kontinuierlich erfassten Messwerte werden täglich auf der Website des Landesamtes für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz (LUGV: veröffentlicht. Die Analysendaten des Landeslabors Berlin-Brandenburg werden wegen des analysebedingten zeitlichen Versatzes zwischen Messung und Erhalt der Ergebnisse und ihrer geringeren zeitlichen Auflösung ab 2012 als Quartals- und Jahresmittelwerte veröffentlicht werden. 1.3 Grünkohl-Biomonitoring von Luftschadstoffwirkungen Bild 1.3-1: Grünkohl-Biomonitoring 2011 am Messpunkt 1 Flughafen Südost [Copyright Foto Monica Wäber] Beim Grünkohl-Biomonitoring wird im Untersuchungsgebiet im weiteren Umfeld um den Flughafen Berlin Brandenburg die räumliche Verteilung der Immissionswirkungen der Spuren- und Schwermetalle Antimon, Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Nickel und Zink sowie polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die Metalle sind zum Teil als Spurenmetalle lebensnotwendig wie das Zink, können aber in höheren Konzentrationen gesundheitsschädlich wirken, wie beispielsweise des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 11 von 50

12 das Cadmium. Die PAK sind Stoffe, die in Verbrennungsprozessen entstehen, z.b. als Rückstände aus dem Kerosin und teilweise krebserregend sind. Die Stoffe stammen vorrangig aus Verbrennungsprozessen, z.b. aus Industrie, häuslicher Kleinfeuerung (Hausbrand), Kfz- und Flugverkehr sowie z.b. aus Reifenabrieb und Staubverwehungen. Im Herbst 2011 wurden genormte Grünkohlkulturen an zehn Messpunkten im Untersuchungsgebiet aufgestellt: unmittelbar am Flughafen, an der Autobahn, in und nahe Siedlungen und in landwirtschaftlichem Areal. Sie wurden nach acht Wochen geerntet und im Labor analysiert. Zwei Messpunkte wurden in ausreichendem Abstand vom Flughafen, von Siedlungen und Straßen in wertvollen Landschaftsräumen aufgestellt, um die allgemeine Schadstoffbelastung in der Region als Hintergrundbelastung zu messen. Durch den Vergleich mit weiteren aktuellen deutschen Untersuchungen, sowie mittels Beurteilungs- und Prüfwerten für Nahrungsmittel können die Ergebnisse der Analysen indirekt bewertet werden. Mit Hilfe des Biomonitorings kann die zeitliche und räumliche Verteilung der Wirkungen von Luftschadstoffen bestimmt und die Gefährdung von Pflanzen und über die Nahrungskette von Tieren und Menschen bewertet werden, etwa durch die Bewertung anhand von Höchstgehalten für Nahrungsmittel. So unterstützt ihre Anwendung die Luftreinhaltungspolitik der Europäischen Union und das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG 2009) bei der Forderung, Menschen, Tiere und Pflanzen [ ] vor schädlichen Umwelteinwirkungen zu schützen [ ]. Die detaillierten Untersuchungsergebnisse können in der Internetpräsenz der FBB ( eingesehen und heruntergeladen werden. 1.4 Bienenmonitoring auf Luftschadstoffrückstände Das Bienenmonitoring ist als freiwilliger Service angelegt, um den Fragen von Bürgern und Erzeugern in der Flughafenregion nachzugehen, ob Honig als regional produziertes Lebensmittel vom Flughafenbetrieb unbelastet ist. Beim Bienenmonitoring am Flughafen Berlin Brandenburg wurden 2011 Luftschadstoff-Rückstände im Honig, Pollen und Wachs untersucht. Zielsetzung des Bienenmonitorings ist es zu klären, ob und welchen Einfluss der Betrieb des Flughafens auf diese Bienenprodukte in der Region hat. Auch das Bienenmonitoring hebt auf dem Vergleich vor und nach Eröffnung des neuen Großflughafens BER ab. Bienen reagieren empfindlich auf Störungen ihrer Lebensbedingungen. Daher wurde eine Erhebung zur Vitalität der Bienenvölker in das Untersuchungskonzept integriert. Die Pollen-, Wachs- und Honigproben wurden ultraspurenanalytisch auf die gleiche Auswahl an Metallen und PAK analysiert wie Grünkohl (vgl. Kap. 1.3). Pollen stellt eine Probenart dar, die die Bienen direkt aus der Umwelt eintragen, während Wachs und Honig von den Bienen hergestellt werden und damit gewissen Filtereffekten unterliegen. Im Wabenwachs können sich theoretisch die lipophilen (fettlöslichen) PAK gut anreichern. Zwei Bienenvölker-Standorte wurden ausgewählt: ein Standort flughafennah, nur etwa drei Kilometer entfernt von der nördlichen Start- und Landebahn und ein Standort flughafenfern, etwa sechs Kilometer südwestlich und ohne Überflug als Referenzstandort. Auch diese Untersuchungsergebnisse können in der Internetpräsenz der FBB ( eingesehen und heruntergeladen werden. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 12 von 50

13 2 Verfahren zur Messung der Luftverunreinigungen 2.1 Untersuchungsgebiet 2011 Tabelle listet die Bezeichnung der Luftgütemessstellen am Flughafen und in Blankenfelde- Mahlow, der Biomonitoring-Messpunkte und der Bienenvölker-Standorte auf. Karte stellt ihre Lage dar. Die Übersichtskarte und Tabelle zum Untersuchungsgebiet 2011 finden sich auch auf der letzten Seite zum Ausklappen. Tabelle 2.1-1: Luftgütemessstellen, Biomonitoring-Messpunkte und Bienenvölker- Standorte LG Abkürz. Luftgütemessstellen Langname mit Kurzbeschreibung L1 BER Flughafen Schönefeld (BER) im Flughafen: östl. Kopf der Nord-Start-/Ladebahn (seitl. Überflug) L2 MBB Blankenfelde-Mahlow des LUGV Flughafen-Gradient West Blankenfelde innerorts (Überflug BER) MP Abkürz. Biomonitoring-Messpunkt Langname mit Kurzbeschreibung 1 FOS Flughafen Südost Flughafen-Zaun Osten der Süd-Start-/Ladebahn (Überflug BER) 1p FO1 Parallelmesspunkt zu Messpunkt 1 FOS 2 FOA Flughafen Autobahn Flughafen-Gradient Ost Süd-SLB Autobahn A113 (Überflug BER) 3 FOW Flughafen Waltersdorf Flughafen-Gradient Ost Süd-SLB Waltersdorf (Überflug BER bei Landungen) 4 RZN Referenz Zülowniederung Referenz NSG Zülowniederung Groß-Machnow (kein Überflug BER*) 4p RZ1 Parallelmesspunkt zu Messpunkt 4 RZN 5 FWS Flughafen Südwest Flughafen-Zaun Westen der Süd-Start-/Ladebahn (Überflug BER) 6 FWM Flughafen Mahlow Flughafen-Gradient West Mahlow/Blankenfelde (Überflug BER) 7 RGÜ Referenz Genshagen Referenz Genshagen (Überflug BER bei Landungen) 8 KSR Kontrolle Rotberg Kontroll-Messpunkt Süd-Start-/Ladebahn Rotberg 9 SSN Siedlung Schönefeld Siedlungsmesspunkt Schönefeld Grundschule Nord 10 KNW Kontrolle Waßmannsdorf Kontroll-Messpunkt Nord-Start-/Ladebahn Waßmannsdorf Abkürz. Bienenvölker-Standort Langname mit Kurzbeschreibung BFM Bienen Flughafen Mahlow Standort Flughafenimker Mahlow (Überflug) BRR Bienen Referenz Rangsdorf Standort Referenzimker Rangsdorf (Überflug BER) LG: Luftgüte; MP: Biomonitoring-Messpunkt bzw. Bienenvölker-Standort; SLB: Start-Landebahn NSG: Naturschutzgebiet; Überflug BER: Überflug ab Eröffnung der Großflughafens Berlin Brandenburg International Überflug BER bei Landungen: ab Eröffnung von BER überfliegen hier landende Flugzeuge, nicht aber startende Flugzeuge * MP 4: in großer Höhe (ca m) überflogen, lt. Immissionsprognose erreichen Emissionen in > 900 m Höhe den Boden nicht mehr des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 13 von 50

14 Karte 2.1-1: Untersuchungsgebiet 2011 orange: Flugwolken der Bienenvölker; blaue Kreise: Luftgütemessstellen L; grüne Kreise: 10 Messpunkte des Grünkohl-Biomonitorings; Süd-Start-/Landebahn 2011 nicht in Betrieb - siehe auch Karte im Anhang zum Ausklappen - des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 14 von 50

15 2.1.1 Luftgütemessstellen Buckow Hasenholz Potsdam Zeppelinstr. BER Blankenfelde-Mahlow Königs Wusterhausen Karte : Übersicht der Vergleichs-Luftgütemessstellen des LUGV und der Luftgütemessstelle des Flughafens Berlin Brandenburg [Quelle: FBB, Kartengrundlage: OpenStreetMap Lizenz: Creative Commons BY-SA 2.0] Nach Angaben der Stabsstelle Umwelt wurde die Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER in Abstimmung mit dem Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg (LUGV) errichtet: südlich der Start- und Landebahn an deren östlichen Ende, wo sowohl die Emissionen der Startvorgänge der Flugzeuge, des Kraftfahrzeugverkehrs und später bei Westwind der Abfertigung auf dem Terminalvorfeld erfasst werden. Die LUGV-Luftgütemessstelle Blankenfelde-Mahlow misst rund drei Kilometer hinter dem Ende der Süd-Start- und Landebahn in südwestlicher Richtung den innerörtlichen Hintergrund (vgl. Karte ). Hier kann auch erfasst werden, wie sich der Flugbetrieb und indirekter Straßenverkehr auf die Qualität der Luft auswirken. Der Standort repräsentiert die typische Anwohnersituation; unter Überflug des Flughafens Berlin Brandenburg. Die LUGV-Luftgütemessstelle in Königs Wusterhausen dient zur Überwachung der Luftqualität im weiteren Umfeld des Flughafens Berlin Brandenburg: Sie befindet sich rund zehn Kilometer südöstlich des Flughafens Berlin Brandenburg und auch südöstlich der Messstelle in Blankenfelde-Mahlow. Sie repräsentiert wie diese den innerörtlichen Hintergrund und damit die typische Anwohnersituation mit indirektem Straßenverkehrseinfluss, aber abseits Flughafeneinfluss. Die LUGV-Luftgütemessstelle in Potsdam, Zeppelinstraße befindet sich rund 30 Kilometer westlich des Flughafens Berlin Brandenburg und der Messstelle in Blankenfelde-Mahlow. Sie repräsentiert wie die in Königs Wusterhausen die typische Anwohnersituation innerorts, allerdings mit direktem Straßenverkehrseinfluss, aber abseits Flughafeneinfluss. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 15 von 50

16 Die LUGV-Luftgütemessstelle Hasenholz (Buckow) rund 40 Kilometer ost-nordöstlich des Flughafens Berlin Brandenburg im Naturpark Märkische Schweiz misst die Qualität der Luft im ländlichen Hintergrundbereich, abseits Siedlungen, Industrie, Straßen- und Flugverkehr Biomonitoring-Messnetz Für das Grünkohl-Biomonitoring im Untersuchungsgebiet wurden folgende zehn Messpunkte gemäß Richtlinien für Emittent enbezogenes Biomonitoring ausgewählt (VDI3957/ ; Karte 2.1-1): Nr. 1 FOS am östlichen Start-/Landebahnkopf der neuen Süd-Start-/Landebahn, als Parallele zu Nr. 1 Messpunkt Nr. 1p FO1, zusammen an einem erwarteten Belastungsschwerpunkt Nr. 2 FOA im Gradienten zu Nr. 1 / Nr. 1p, unmittelbar an der A113 Kfz-Verkehr exponiert, Nr. 3 FOW in der Verlängerung des Gradienten zu Nr. 1 / Nr. 1p an der Tennishalle Waltersdorf, Nr. 4 RZN als Referenzmesspunkt im Naturschutzgebiet Zülowniederung bei Groß Machnow, als Parallele zu Nr. 4 Messpunkt Nr. 4p RZ1, zusammen im erwarteten Hintergrundbereich, Nr. 5 FWS am westlichen Start-/Landebahnkopf der neuen Süd-Start-/Landebahn, Nr. 6 FWM im Gradienten zum potenziellen Belastungspunkt Nr. 5, siedlungsnah auf Winterweizenfeld bei Blankenfelde-Mahlow, Nr. 7 RZN als zweiter lokaler Referenzmesspunkt im Flächenpool Seggewiese bei Genshagen, Nr. 8 KSR als Kontrollmesspunkt außerhalb des (vermuteten) Einflusses des Flughafens bei Rotberg, Nr. 9 SSN in Schönefeld, in locker bebauter Neubausiedlung, Nr. 10 KNW als zweiter Kontrollmesspunkt bei Waßmannsdorf Bienenvölker-Standorte Das Bienenmonitoring im Umfeld des Flughafens Berlin Brandenburg wurde 2011 mit zwei Imkern an folgenden Standorten durchgeführt: BFM: ist ein flughafennaher Bienenvölkerstandort in Mahlow, etwa 3 Kilometer westlich der Nord- Start- und Landebahn, in einer Einfamilienhaus-Siedlung mit nahem Wald, Äckern und Wiesen, unter Überflug. BRR: ist ein Bienenvölkerstandort in Rangsdorf, ca. 6 Kilometer südwestlich vom Ende der neuen Süd-Start- und Landebahn entfernt, in einer Einfamilienhaus-Siedlung mit nahen Gärten, Wald und Äckern. Er kann 2011 als Referenzstandort gelten (vgl. Karte 2.1-1). des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 16 von 50

17 2.2 Untersuchte Luftverunreinigungen, Orientierungs- und Grenzwerte Immissionen von Kohlenmonoxid, Stickoxiden, Feinstaub und weiteren Stoffen An der Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER werden die Immissionen von Kohlenmonoxid, Stickoxiden, Feinstaub und weiteren Stoffen gemessen: Kohlenmonoxid (CO), ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas, entsteht bei der unvollständigen Verbrennung fossiler Brennstoffen, vorwiegend im Kfz-Verkehr. Als Atemgift beeinträchtigt es bei Mensch und Tier die Sauerstoffaufnahme und kann Auswirkungen auf das Zentralnervensystem haben (Quelle im Internet: Umweltbundesamt, pollutant.fwd?comp=co, Stand ). Zudem trägt Kohlenmonoxid zur Bildung bodennahen Ozons bei. Der Grenzwert für Kohlenmonoxid zum Schutz von Mensch und Umwelt nach der 39. BImSchV liegt bei einem 8-Stunden-Mittelwert eines Tages von 10 mg/m³ (entspricht µg/m³; siehe Tab ). Stickstoffoxid (NO X ) -Emissionen werden zu mehr als 50 Prozent vom Straßenverkehr verursacht und zu rund 25 Prozent durch Heizungen, v.a. aus dem Wohnbereich. Der Anteil des Luftverkehrs an den vom Menschen verursachten Stickoxidemissionen beträgt 2-3 %. Stickstoffoxide werden überwiegend als Stickstoffmonoxid (NO) emittiert und oxidieren in der Atmosphäre zu Stickstoffdioxid (NO 2 ). Zusammen mit Kohlenwasserstoffen bilden sie die Hauptvorläufersubstanzen für Ozon. Sie sind an der Überdüngung und Versauerung von Böden und Gewässern beteiligt. Stickoxide aggregieren unter anderem zu Ammoniumnitratpartikeln, die zur Feinstaubbelastung beitragen. Stickstoffdioxid ist für den Menschen erst bei sehr hohen Konzentrationen akut toxisch, in gewissen Konzentrationen greift NO 2 die Atemschleimhäute an und beeinträchtigt die Atemwegfunktionen. Zum Schutz der menschlichen Gesundheit ist daher europaweit ein einheitlicher 1-Stunden-Grenzwert von 200 µg/m³ festgelegt, der nicht öfter als 18mal im Jahr überschritten werden darf, und ein Jahresgrenzwert von 40 µg/m³ (siehe Tab ). Feinstaub (PM10 und PM2,5) bezeichnet die Masse aller im Gesamtstaub enthaltenen Partikel, deren aerodynamischer Durchmesser kleiner als 10 µm bzw. 2,5 µm ist. Feinstaub entsteht durch Emissionen von Fahrzeugen (in Ballungsgebieten ist der Straßenverkehr die dominierende Quelle), aus Energieversorgungs- und Industrieanlagen, bei der Metall- und Stahlerzeugung oder auch beim Umschlagen von Schüttgütern, kann aber auch natürlichen Ursprungs sein (Quelle im Internet: Umweltbundesamt, pollutant.fwd?comp=co, Stand ). Die feinen Teilchen (PM2,5) und ultrafeine Teilchen kleiner als 0,1 µm Durchmesser, machen den gesundheitlich relevanten Teil des Feinstaubs aus (Quelle im Internet: Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg, servlet/is/18798/, Stand ). Laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) führen hohe Feinstaubkonzentration verstärkt zum Auftreten von Atemwegs- und Herzkreislauferkrankungen. Der Tagesgrenzwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit beträgt nach 39. BImSchV 50 µg/m³ und darf nicht öfter als 35mal im Jahr überschritten werden, der Jahresmittelwert 40 µg/m³ (siehe Tab ). des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 17 von 50

18 Tabelle : Grenzwerte und Beurteilungswerte nach der 39. BImSchV Feinstaub PM2,5 Benzol Luftschadstoff Grenzwert, Beurteilungswert Mitteilungszeitraum Wert Bemerkung Kohlenmonoxid CO Grenzwert zum Schutz der menschlichen Höchster 8- Stunden-Mittelwert 10 mg/m³ Gesundheit eines Tages Stickstoffdioxid NO 2 Grenzwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit 1 Stunde 200 µg/m³ 18 zugelassene Überschreitungen pro Jahr Grenzwert zum Schutz der menschlichen 1 Kalenderjahr 40 µg/m³ Gesundheit Alarmschwelle 1 Stunde 400 µg/m³ in 3 aufeinanderfolg. Std. Stickstoffoxide NOx 1-Jahreswert zum Schutz der Vegetation (kritischer Wert) 1 Kalenderjahr 30 µg/m³ Grenzwert zum Feinstaub PM10 Schutz der menschlichen Gesundheit 24 Stunden 50 µg/m³ 35 zugelassene Überschreitungen pro Jahr Grenzwert zum Schutz der mensch- 1 Kalenderjahr 40 µg/m³ lichen Gesundheit Zielwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit Grenzwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit Benzo[a]pyren BaP Zielwert zum Schutz der menschlichen Gesundheit 1 Kalenderjahr 25 µg/m³ 1 Kalenderjahr 5 µg/m³ als Grenzwert einzuhalten ab 1. Jan Kalenderjahr 1ng/m³ *Zielwert ab 2012 *: für PAK liegen keine verbindlichen Immissionsgrenzwerte vor; Zielwert nach EU Richtlinie 2004/107/EG Als weitere Immissionsparameter werden seit Dezember 2012 Schwebstaub (in µg/m³), Inhaltstoffe und weitere Luftschadstoffe an der Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER täglich erfasst und vom Landeslabor Berlin-Brandenburg als Wochenproben analysiert: - die PAK-Komponenten Benzo[a]pyren (BaP), Benzo[e]pyren (BeP), Benzo[g,h,i]perylen (BghiP) und Coronen (COR); - Ruß (elementarer Kohlenstoff C in Schwebstaub); - volatile organische Kohlenwasserstoffe (VOC) wie Benzol, Toluol und weitere Kerosinkomponenten. Benzol ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff, der krebserregend wirkt. Drei Viertel der Benzol- Emissionen stammen aus Autoabgasen (Quelle im Internet: Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg, Stand ) des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 18 von 50

19 Toluol ist auch ein aromatischer Kohlenwasserstoff. Toluol wirkt nicht so giftig wie Benzol und nicht erbgutverändernd, kann aber zu Nerven- und Nierenschäden führen. Hauptquelle von Toluol ist ebenfalls der Kfz-Verkehr. Benzo[a]pyren (BaP; alternative Schreibweise Benz(a)pyren) gilt als Leitsubstanz der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Benz(a)pyren ist krebserregend und entsteht bei der unvollständigen Verbrennung organischer Stoffe, z.b. in Hausfeuerungsanlagen, im Straßen- und Flugverkehr (Quelle im Internet: Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg, Stand ) Ruß umfasst alle primären, kohlenstoffhaltigen Partikel eines unvollständigen Verbrennungsprozesses, der zu 80 bis 99,5 % aus Kohlenstoff besteht und entsteht bei unvollständiger Verbrennung organischer Substanzen (Quelle im Internet: Stand ): in dieselbetriebenen Fahrzeugen und Maschinen ohne Partikelfilter, Holzfeuerungen und offenen Feuern. Ruß kann erhebliche Mengen an PAK enthalten Immissionswirkungen von ausgewählten Metallen und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen PAK Eine Auswahl von sieben Schwermetallen und anorganischen Spurenstoffen (kurz: Metalle) und PAK nach EPA610 (nach US Environmental Protection Agency aufgrund ihrer Häufigkeit und Umweltrelevanz als Priority Pollutants definiert) wurde beim Grünkohl-Biomonitoring untersucht: Antimon (Sb) wird als krebserregend eingestuft (Savory & Wills 1984; Dietl et al. 1998). Der Kfz- Verkehr (Abrieb aus Bremsbelägen und Reifenabrieb) ist als Antimon-Quelle für Einträge in die Umwelt bekannt (Dietl et al. 1998, Wäber et al. 1998). Arsen (As) wird z.b. für elektronische Bauteile verwendet. Es ist Bestandteil von Flugasche aus der Kohleverbrennung, ebenso wie weitere Schwermetalle wie Blei, Cadmium, Nickel und Quecksilber. Regional sind in bestimmten Bodenarten hohe Arsen-Gehalte eine Besonderheit. Geogenes (aus der Erde stammendes) Arsen kann durch Erdbewegungen bei landwirtschaftlicher Aktivität und Bautätigkeit in die Luft gelangen. Arsen besitzt wie Antimon ökotoxikologische Bedeutung. Der Kfz-Verkehr (Verbrennung bleihaltigen Kraftstoffs) war bis etwa 1995 eine wichtige Quelle für Blei (Pb). Heute wird Blei u.a. für die Akkumulatoren-Herstellung gebraucht. Es gelangt vornehmlich aus Altlasten in die Umwelt. Bleiverbindungen liegen in der Außenluft überwiegend an Partikel gebunden vor und werden aus der Luft durch trockene und nasse Deposition in die Umweltmedien eingetragen. Die wichtigste Aufnahmequelle für den Menschen ist die Nahrung. Aufgrund der Anreicherung von Blei über die Nahrungskette versucht man heute den Bleigehalt in der Umwelt zu reduzieren (Umweltatlas Hessen 2005). Aufgrund der ökotoxikologischen Bedeutung von Blei schlägt die EU als Höchstmenge 0,3 mg Blei pro kg Frischmasse (FM) für Kohlgemüse vor (VO (EG) Nr. 1881/2006. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 19 von 50

20 Auch für Cadmium (Cd) schlägt der Rat der EU aufgrund der ökotoxikologischen Bedeutung eine Höchstmenge in Nahrungsmitteln vor: 0,05 mg/kg FM Cadmium in Gemüse. Der Kfz-Verkehr, die Zinkverhüttung und der Kunstdüngereinsatz sind als Cadmium-Quellen relevant (z.b. Merian 1984). Chrom (Cr) gelangt unter anderem durch industrielle Anwendungen (Stahlherstellung) und den Kfz- Verkehr (z.b. aus Bremsbelägen) in die Umwelt (Merian 1984, Peichl et al. 1994). Als Spurenelement ist Chrom lebensnotwendig. Für die toxischen Eigenschaften sind die sechswertigen Chromverbindungen verantwortlich. Sie wirken ätzend auf Haut und Schleimhaut, können u. a. Leber- und Nierenschäden verursachen und haben kanzerogene (krebserregende) Wirkung (Umweltatlas Hessen 2005). Industrielle Prozesse, Bergbau und Kfz-Verkehr (Abrieb aus Bremsbelägen) sind relevante Quellen für Nickel (Ni) (Merian 1984, Schinner 1989). Im menschlichen Organismus kommt Nickel als Spurenelement vor. In höheren Konzentrationen kann es allergische Hautreaktionen und die Reizung der Atemwege bewirken. Nickel sowie manche seiner Verbindungen sind als kanzerogen eingestuft. Zink (Zn) ist für den Menschen einerseits ein wichtiges Spurenelement. Zink gilt als Indikator für den geogenen wie anthropogenen Staubeintrag. Anthropogene Quellen für den Eintrag von Zink in die Umwelt können Korrosionsschutz, Reifen und Bremsen, Straßenbelag und Düngemitteln in der Landwirtschaft sein; in hohen Konzentrationen kann es negativ auf Gewässer und Ökosysteme wirken (Hüffmeyer 2007). PAK entstehen bei unvollständiger Verbrennung organischer Materialien. Wichtige Quellen sind Kraftstoffverbrennung im Verkehr, Kokserzeugung, häusliche Kleinfeuerungsanlagen (sogenannter Hausbrand) (z.b. Levsen et al. 1990). Als stark krebserregend gelten z.b. Benzo[a]pyren, Benzo[b]- fluoranthen, Benzo[j]fluoranthen, Benzo[k]fluoranthen und Indeno[1,2,3-cd]pyren (Streit 1991, Meek et al. 1994). Der Rat der EU schlägt bis 2011 für PAK-Summenwerte keine Höchstmengen in Lebensmitteln vor, aber für die Leitsubstanz Benzo[a]pyren (VO (EG) Nr. 1881/2006): 1 µg BaP Höchstgehalt pro kg Frischmasse als strengsten Höchstgehalt in Beikost für Säuglinge und Kleinkinder. Der 2012 geltende, neue Höchstgehalten für die Summe der vier PAK BaP, Benz(a)anthracen, Benzo(b)fluoranthen und Chrysen nach VO (EU) Nr. 835/2011 würde im strengsten Fall, für Säuglingsnahrung, ebenfalls 1 µg/kg betragen. Auf Grünkohl sind sie nur orientierend anwendbar. Orientierungswerte (OmH) für maximale Hintergrundgehalte dienen als Beurteilungswerte für den Normalgehalt (BayLfU, Quelle im Internet, Stand : umweltqualitaet/umweltbeobachtung/schadstoffe_luft/orientierungswerte/index.htm). Aus dem vorhandenen Grünkohlkultur-Datenkollektiv von allen ländlichen bayerischen Dauerbeobachtungsstationen abseits von Quelleneinflüssen wurden aus dem Auswertezeitraum 2005 bis 2008 der aktuelle OmH für PAK vom Bayerischen Landesamt für Umwelt für Grünkohl-Biomonitoring publiziert: (BayLfU, Quelle im Internet, Stand : orientierungswerte/index.htm): Orientierungswert für max. Hintergrundgehalte inklusive zweifacher Gesamtunsicherheit 610 µg/kg Trockenmasse Summe der 16 EPA-PAK (360 µg/kg TM 16 EPA-PAK plus 2x Ges.unsicherheit) des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 20 von 50

21 Ob Messwerte als immissionsbedingt erhöht zu werten sind, erschließt sich aus dem unmittelbaren Vergleich mit regionalen Referenzmesspunkten, mit OmH und mit Werten anderer Untersuchungen, vorbehaltlich dort unterschiedlicher externer Einflussfaktoren (BayLfU 2009, VDI 3857/ Gründruck) Rückstände von ausgewählten Metallen und PAK in Bienenprodukten Pollen, Wachs und Honig wurden 2011 wie Grünkohl aus dem Biomonitoring (vgl. Kap ) auf Antimon, Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Nickel und Zink sowie die 16 PAK nach EPA analysiert. Aufgrund der ökotoxikologischen Bedeutung definiert die EU als Höchstmenge für Nahrungsergänzungsmittel 3 mg Blei pro kg Originalsubstanz (OS) und 1 mg Cadmium pro kg OS (VO (EG) Nr. 629/2008). Die in Kap genannten Höchstgehalte für PAK-Komponenten in Lebensmitteln sind für Bienenprodukte nicht definiert und auf diese nur orientierend anwendbar. 2.3 Untersuchungsverfahren Die Verfahren der Luftgütemessung Kohlenmonoxid wird an der Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER mit nicht-dispersiver Infrarotspektroskopie mit einem Horiba APMA 3070 Gerät gemessen. Für die Messung der Stickoxide kommt das Chemilumineszenz-Verfahren zur Anwendung (Gerät: Horiba APNA 370). Feinstaub wird mittels Beta-Strahlen-Absorption gemessen (Gerät: Horiba APDA 371). Die Geräte werden von der FBB betrieben. Sie zeichnen kontinuierlich auf und geben 1-Stunden-Mittelwerte an. Die auf Filtern und in Prüfröhrchen gesammelten Schwebstaubproben und weiteren Luftschadstoffe werden an das Landeslabor Berlin-Brandenburg gesandt und dort auf VOC (mittels Gaschromatografie GC), PAK (mittels HPLC), weitere Kerosinkomponenten und Ruß (mittels Thermografie) analysiert Das Verfahren des Grünkohl-Biomonitorings Die standardisierte Exposition von Grünkohlkulturen nach VDI-Richtlinien 3957 Blatt 3 (2008) fand im Zeitraum Oktober und November 2011 statt. Es lieferte ein Ergebnis zur Immissionswirkung der untersuchten Luftschadstoffe (Depositionen/Einträge als Gehalte in Grünkohl) für diesen Zeitraum. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 21 von 50

22 Bild : Standardisierter Grünkohl - vereinfachte schematische Skizze [nach Wäber 1999] Zur Sicherung der Vergleichbarkeit der Untersuchung wurde eine genormte Anzahl Blätter der drei Grünkohlkulturen pro Messpunkt nach 8wöchiger Exposition geerntet. Die Grünkohlproben wurden nicht gewaschen. Zur Analyse auf Metalle wurden sie getrocknet, unter Hochdruck mit Salpetersäure aufgeschlossen und nach DIN EN Norm mit Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) analysiert. Zur Analyse auf PAK wurden die Grünkohlproben gefriergetrocknet und homogenisiert. Die Bestimmung der 16 PAK nach EPA erfolgte in Anlehnung an DIN ISO (2000) mittels hochauflösender Gaschromatographie (HRGC), massenselektiver Detektion (MSD, niederauflösende Massenspektrometrie) sowie unter Verwendung der Isotopenverdünnungsmethode. Als Extraktionsstandards wurden deuterierte (mit Deuterium-Isotop markierte) PAK eingesetzt. Die Kontrolle der Wiederfindungen erfolgte gegen d10-pyren als Surrogat-Standard. Die Untersuchung wurde von UMW Umweltmonitoring, Dr. Monica Wäber, und ihren Partnerlaboren durchgeführt. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 22 von 50

23 2.3.3 Die Rückstandsuntersuchung beim Bienenmonitoring Es wurden drei Pollenproben, die in Pollenfallen gesammelt wurden, auf die Rückstände der ausgewählten Metalle und PAK analysiert, außerdem vier Wachs- und vier Honigproben der beiden Bienenvölker-Standorte BFM und BRR (vgl. Kap ); zudem eine Bienen-Testprobe (siehe Tab ) Tabelle : Pollen-, Wachs- und Honigproben des Bienenmonitorings 2011 Art der Probe Name Standort Datum Bienen Pollen Wachs Honig BFM FBS-Mahlow BFM FBS-Mahlow BFM FBS-Mahlow Juli 2011 BRR Rangsdorf- Referenz ca Test: 29 Stück (<10 g) Mischprobe* aus reiner Pollen aus Honigwabe und einer Art Pollenfalle Wabe mit Pollen reiner Pollen aus honigfreie Wabe, einer Art Pollenfalle Naturbau Mischprobe* aus 2 Honigwaben (hell, dunkler) aus einer Honigwabe mit zertifizierter Mittelwand Frühtracht ( ) Sommertracht ( / ) Frühtracht ( ) BRR Rangsdorf- Referenz ca reiner Pollen aus einer Art Pollenfalle Sommertracht ( ) keine Probe Wachs ohne weitere Angabe: aus Waben mit Mittelwand aus eigenem Wachskreislauf *: nach Imker-Angaben: Waben mit Mittelwand bestehen zu 50% aus unzertifizierter Mittelwand Die Untersuchung wurde vom gleichen unabhängigen Institut und seinen Partnerlaboren durchgeführt wie das Biomonitoring (vgl. Kap ) und die Analysen der Metalle und PAK in Bienen, Pollen und Wachs (in der Originalsubstanz) analog vorgenommen (dort: in der Trockensubstanz). Die Analyse der Honigproben auf Metalle erfolgte nach DIN ISO und auf PAK nach DIN ISO F 39 durch ein im Auftrag der FBB tätiges, externes Labor. Honigwaben bei der Frühtrachternte (Bild ) und eine Blütenpollenprobe (Bild ) sind nachfolgend exemplarisch dargestellt: Bild : Honigwaben Bild : Blütenpollenprobe des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 23 von 50

24 3 Ergebnisse Nachfolgend werden die Messergebnisse von Kohlenmonoxid, Stickstoffoxiden und Feinstaub von Juli bis Dezember 2011 an der Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER dargestellt (siehe Kap. 3.2): im Vergleich zu den Ergebnissen der benachbartem Messtellen Blankenfelde-Mahlow, Königs Wusterhausen, Potsdam Zeppelinstraße und Referenz Hasenohr (Buckow). 1 Die Messung von Immissionswirkungen von Metallen und PAK mittels Grünkohl-Biomonitoring repräsentierten den Messzeitraum Oktober und November 2011 (siehe Kap. 3.3). Diese Messung von Umwelteinträgen überschneidet sich also zeitweise mit den kontinuierlichen Immissionsmessungen von Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid und Feinstaub. Beim Bienenmonitoring wurden die Proben von Pollen, Wachs und Honig im Zeitraum Mai bis Juli 2011 gewonnen (siehe Kap. 3.4). Bei dieser Rückstandsuntersuchung von Bienenprodukten liegt somit keine zeitliche Überschneidung mit den oben genannten Bausteinen des Luftgüte- Untersuchungsprogramms 2011 vor. Äußere Einflüsse wie die Aktivität bestimmter Emissionsquellen und Witterungseinflüsse, die auch auf die natürliche Vegetation einwirken, nehmen auf die Luftgüte- und Umweltmessungen Einfluss. Daher werden zunächst die relevanten Witterungseinflüsse Niederschlag (siehe Kap ), die Windverhältnisse im Herbst 2011 (siehe Kap ) und die für die Luftgütemessstellen Schönefeld Flughafen BER relevanten Weststarts (siehe Kap ) dargestellt. 3.1 Witterungseinflüsse und Weststarts Niederschlag Die Darstellungen der Niederschlagsmengen, Windverhältnisse und Weststarts (siehe Kap und 3.1.3) wurden von Herrn Dr. Johannsen (FBB, Stabsstelle Umwelt) übermittelt, dem an dieser Stelle dafür gedankt wird. Abbildung stellt die monatlichen Niederschlagsmengen am Flughafen Berlin Brandenburg in Millimeter (mm) Niederschlagshöhe dar. Auffällig ist zum einem die mit rund 350 mm sehr hohe Niederschlagsmenge im Monat Juli, dreimal höher als in den übrigen Sommermonaten. Während des Grünkohl-Biomonitorings lag 2011 hinsichtlich Niederschlägen eine Ausnahmesituation vor: Die Niederschlagsmengen während der ersten vier Grünkohl-Expositionswochen, vom bis , lagen im Umfeld des Flughafens Berlin Brandenburg mit rund 30 mm im Durchschnitt vorangegangener Jahre, nennenswerte Niederschläge traten aber nur bis Mitte Oktober auf. Ab Mitte Oktober und während der zweiten Expositionshälfte, vom bis , regnete es im Gegensatz zu den Vorjahren so gut wie nicht. Die zweite Grünkohl-Expositionshälfte ist aber die Entscheidende für die Biomonitoring-Ergebnisse: Aufgrund des Ausbleibens von Niederschlägen wur- 1 Die Analysen der Probensammlung mit Filtern und in Röhrchen auf Schwebstaub, Inhaltsstoffe und weitere Luftschadstoffe seit Dezember 2011 haben erst im Jahr 2012 begonnen und sind daher hier nicht dargestellt. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 24 von 50

25 den auf den Grünkohlkulturen deponierte Schadstoffe vom Regen nicht abgewaschen (siehe Kap. 3.3) Niederschlag 2011 BER [mm] Abbildung : Niederschlagsmengen 2011 pro Monat am Flughafen Berlin Brandenburg [Quelle: FBB, Stabsstelle Umwelt] Windrichtung und Windgeschwindigkeit während des Grünkohl-Biomonitoring im Herbst 2011 Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten wurden wie der Niederschlag an der Luftgütemessstelle BER gemessen. Während der ersten vier Wochen der Grünkohlexposition, vom bis , wehte der Wind vorwiegend aus westlichen bis südwestlichen Richtungen, überwiegend mit geringen bis schwachen Windgeschwindigkeiten. Ein geringer Anteil wehte aus Ost bis südlichen Richtungen, ebenfalls mit geringen Windgeschwindigkeiten (siehe Abb ). Während der zweiten Hälfte der Grünkohlexposition, vom bis wehte der Wind fast ausschließlich aus östlichen Richtungen, mit einem Anteil aus Ost von rund 40 % (siehe Abb ). Dabei wurden ausschließlich geringe bis schwache Windgeschwindigkeiten unter 6 m/s erreicht. Der Anteil an Kalmen war mit 0,3 % noch geringer als im Oktober mit 0,8 %. des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 25 von 50

26 Abbildung : Flughafen Berlin Brandenburg Windverteilung (links) [Quelle: FBB, Stabsstelle Umwelt] Abbildung : Flughafen Berlin Brandenburg Windverteilung (rechts) Weststarts Da sich die Luftgütemessstelle Schönefeld Flughafen BER am östlichen Ende der 2011 in Betrieb befindlichen Nord-Startbahn befindet, könnte sich ein Einfluss der Anzahl der Weststarts bemerkbar machen. Abbildung stellt die Anzahl der dortigen Weststarts dar. Im November war deren Anzahl mit rund 1000 weniger als halb so hoch wie in den übrigen Monaten seit Juli Dies ist bedingt durch die vorwiegenden Ostwindlagen im November 2011 (vgl. Kap , Abb ). des Flughafens Berlin Brandenburg Seite 26 von 50