Luftmessstationen in Hessen. Zusammenfassung. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie

Transkript

1 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Lufthygienischer Jahresbericht 21 Teil I: Kontinuierliche Messungen Zusammenfassung Meteorologisch gesehen entsprach das Jahr 21 weitgehend dem langjährigen Mittel (Normalperiode ). Bei leicht überdurchschnittlicher Sonnenscheindauer waren sowohl die Temperaturverhältnisse als auch die Niederschlagsbilanz ausgeglichen. Die Beurteilung der lufthygienischen Situation basiert auf den Grenz- und Zielwerten der 39. BImSchV, einer Verordnung zum Bundes- Immissionsschutzgesetzes (BImSchG), in welcher die EG-Luftqualitätsrichtlinien umgesetzt sind. Die Immissionsbelastung durch verkehrsbedingte Luftschadstoffe stellte auch im Jahr 21 ein wesentliches Problem dar: An den verkehrsbezogenen Stationen waren Überschreitungen des Immissionsgrenzwertes für die Komponente NO 2 zu verzeichnen, und an einer Station wurde auch der NO 2 -Kurzzeitgrenzwert deutlich überschritten. Der Langzeit-Immissionsgrenzwert (Jahresmittel) für Feinstaub (PM 1 ) wurde 21 an allen hessischen Luftmessstationen eingehalten. Ebenso wurden die jährlich zugelassenen 35 Überschreitungen des zulässigen PM 1 -Tagesmittelwertes nicht erreicht. Während der sommerlichen Schönwetterperiode im Juni/Juli wurde die Ozon-Informationsschwelle an 1 Tagen und die Alarmschwelle an 1 Tag überschritten. Insgesamt blieb die Ozon-Belastung im mittleren Bereich. Für SO 2, Benzol und CO werden an den hessischen Luftmessstationen alle Langzeit- und Kurzzeit- Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit dauerhaft und deutlich unterschritten. Entsprechend der 39. BImSchV wurde mit Beginn des Jahres an 6 verkehrsbezogenen Stationen und an einer Station im ländlichen Raum die kontinuierliche Messung der Feinstaub-Fraktion PM 2,5 aufgenommen. Im städtischen Hintergrund wird PM 2,5 bereits seit 28 an 3 Messstationen erfasst. Die Erhebungen an den temporären Messstationen Ffm.-Sindlingen (Industrie, Wohnbezirk) und Reinheim (Verkehr, Wohnbezirk) wurden auch in 21 fortgeführt. Luftmessstationen in Hessen Zur Überwachung der Immissionssituation in Hessen betreibt das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) ein landesweit ausgerichtetes Messnetz mit kontinuierlich arbeitenden Luftmessstationen. Deren Standorte sind so gewählt, dass eine gebietsbezogene Immissionsüberwachung gewährleistet werden kann. Insgesamt wurden im Jahr Immissionsmessstationen unterhalten: 14 Stationen in Städten, 1 im ländlichen Raum und 9 Stationen an Verkehrsschwerpunkten. Nähere Angaben sind in den Tabellen 1, 2 und 3 zu finden. Die Luftmessstationen sind zur Erfassung verschiedener meteorologischer Größen sowie folgender Komponenten ausgerüstet: Schwefeldioxid (SO 2 ), Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO 2 ), Benzol, Toluol und m-/p-xylol (BTX), Ozon (O 3 ), Feinstaub (PM 1 ), Feinstaub (PM 2,5 ). Ballungsräume Rhein-Main Gebiete Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen Südhessen Limburg Bad Arolsen Marburg Gießen-Westanlage Wetzlar Linden Kellerwald Marburg-Universitätsstr. Riedstadt Reinheim Michelstadt Heppenheim- Lehrstr. Fürth/Odenwald Kl. Feldberg Ffm.-Friedb.- Landstr. Ffm.-Höchst Hanau Wiesbaden- Ringkirche Ffm.-Ost Ffm.-Sindlingen Wiesbaden-Süd Raunheim Darmstadt- Darmstadt Hügelstr. -Mitte Grebenau Spessart Bebra - Fünffensterstr. Witzenhausen Fulda-Petersberger-Str. Fulda-Mitte Wasserkuppe Luftmessstationen in Städten temporäre Messung an Verkehrsschwerpunkten temporäre Messung im ländlichen Raum Abb. 1: Hessisches Messnetz zur kontinuierlichen Überwachung der Luftqualität Kartengrundlage: ATKIS-Daten der Hessischen Verwaltung für Bodenmanagement und Geoinformation (HVBG)

2 Tab. 1: Standorte und Stationscharakteristiken der Luftmessstationen Stationsname RW (GK) HW (GK) H.ü. NN (m) Längengrad (ETRS89) Breitengrad (ETRS89) Bad Arolsen '41,43" 51 25'51,23" ländlich Standortcharakter Bebra ',94" 5 58'12,9" Innenstadt, Wohnbezirk Darmstadt '52,63" 49 52'2,29" Innenstadt, Wohnbezirk Darmstadt-Hügelstraße '13,51" 49 52'1,4" Innenstadt, Straßenschlucht Ffm.-Friedb.-Landstraße '3,88" 5 7'28,53" Innenstadt, Straßenschlucht Ffm.-Höchst '31,37" 5 6'6,74" Innenstadt, Industrie Ffm.-Ost '46,84" 5 7'31,18" Industrie, verkehrsnah Ffm.-Sindlingen '56,13" 5 4'5,61" Industrie, Wohnbezirk Fulda-Mitte '55,77" 5 32'57,47" Innenstadt, Wohnbezirk Fulda-Petersberger-Straße '5,45" 5 33',11" Innenstadt, Straßenschlucht Fürth/Odenwald '2,1" 49 39'12,46" Wald, Mittelgebirge Gießen-Westanlage '6,91" 5 35'2,8" Innenstadt, Straßenschlucht Grebenau '52,69" 5 45'34,3" Wald, Mittelgebirge Hanau '5,8" 5 8'5,41" Innenstadt, verkehrsnah Heppenheim-Lehrstraße '31,18" 49 38'35,65" Innenstadt, Straßenschlucht -Fünffensterstraße '28,4" 51 18'43,48" Innenstadt, Straßenschlucht -Mitte ',24" 51 18'51,29" Innenstadt, Mischgebiet Kellerwald '54,34" 51 9'17,44" Wald, Nationalpark Kleiner Feldberg '45,9" 5 13'18,97" Mittelgebirge, Kuppenlage Limburg '39,59" 5 22'59,59" Innenstadt, Mischgebiet Linden '3,85" 5 31'58,67" Dauergrünland Marburg '9,58" 5 48'15,33" Innenstadt, Mischgebiet Marburg-Universitätsstr '9,84" 5 48'25,28" Innenstadt, Straßenschlucht Michelstadt '7,14" 49 4'21,1" Innenstadt, Wohnbezirk Raunheim '5,5" 5 '37,18" Innenstadt, Wohnbezirk Reinheim '56," 49 49'4,1" Geschäfts- und Wohnbezirk Riedstadt ',48" 49 49'3,59" ländlich Spessart '57,98" 5 9'51,95" Wald, Mittelgebirge Wasserkuppe '9,9" 5 29'51,75" Mittelgebirge Wetzlar '2,24" 5 34'1,86" Innenstadt, Mischgebiet Wiesbaden-Ringkirche '49,12" 5 4'37,88" Innenstadt, Straßenkreuzung Wiesbaden-Süd '41,8" 5 3'1,24" Wohnbezirk, industrienah Witzenhausen '28,51" 51 17'3,34" Wald, Mittelgebirge Abkürzungen: RW: Rechtswert HW: Hochwert GK: Gauß-Krüger H. ü. NN: Höhe über Normalnull ETRS89: Europäisches Terrestrisches Referenzsystem Lufthygienischer Jahresbericht 21

3 Tab. 2: Ortsbezeichnung der Luftmessstationen Stationsname Postleitzahl Stadt/Gemeinde Straße Bad Arolsen Bad Arolsen - Kohlgrund An der Thale niedrig Einstufung der Immissionsbelastung Bebra Bebra Goethestraße 2 durchschnittlich Darmstadt Darmstadt Rudolf-Mueller-Anlage durchschnittlich Darmstadt-Hügelstraße Darmstadt Hügelstraße/ Wilhelm-Glässing-Straße Ffm.-Friedb.-Landstraße 6316 Frankfurt am Main Friedberger Landstraße hoch Ffm.-Höchst Frankfurt am Main Höchst-Bahnhof hoch Ffm.-Ost 6487 Frankfurt am Main Hanauer Landstraße durchschnittlich Ffm.-Sindlingen Frankfurt am Main Küferstraße durchschnittlich Fulda-Mitte 3643 Fulda Franzosenwäldchen durchschnittlich Fulda-Petersberger-Straße 3637 Fulda Petersberger Straße hoch Fürth/Odenwald Fürth/Odenwald Erzberg niedrig Gießen-Westanlage 3539 Gießen Westanlage 26 hoch Grebenau Wallersdorf niedrig Hanau 6345 Hanau Am Freiheitsplatz durchschnittlich Heppenheim-Lehrstraße Heppenheim Lehrstraße 9 hoch -Fünffensterstraße Fünffensterstraße hoch -Mitte Hinter der Komödie durchschnittlich Kellerwald Edertal-Hemfurth Peterskopfstraße niedrig Kleiner Feldberg Glashütten niedrig Limburg Limburg Eisenbahnstraße durchschnittlich Linden 3544 Linden Steinweg niedrig Marburg 3537 Marburg Gutenbergstraße durchschnittlich Marburg-Universitätsstr Marburg Universitätsstraße 8 hoch Michelstadt 6472 Michelstadt Ludwig-Arzt-Straße niedrig Raunheim Raunheim Starkenburger Straße durchschnittlich Reinheim Reinheim Darmstädter Straße hoch Riedstadt 6456 Riedstadt Flur 9/57 bei Goddelau niedrig Spessart Jossgrund-Lettgenbrunn Feldmark Lettgenbrunn niedrig Wasserkuppe Gersfeld (Rhön) Liegenschaft Wasserkuppe niedrig Wetzlar Wetzlar Hermannsteiner Straße 16A durchschnittlich Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden Rheinstraße hoch Wiesbaden-Süd 6523 Wiesbaden Am Hohen Stein durchschnittlich Witzenhausen Witzenhausen Bielstein/Walburger Straße niedrig hoch Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 3

4 Tab. 3: Geräteausstattung der Luftmessstationen (Die Jahreszahlen geben das Jahr des Messbeginns für die jeweilige Komponente an) Stationsname BTX Ozon Feinstaub (PM 1 ) Feinstaub (PM 2,5 ) Temperatur Relative Feuchte Luftdruck Schwefeldioxid Kohlenmonoxid Stickstoffmonoxid Stickstoffdioxid Windrichtung Windgeschwindigk. Globalstrahlung Niederschlag Bad Arolsen Bebra Darmstadt Darmstadt-Hügelstraße Ffm.-Friedb.-Landstraße Ffm.-Höchst Ffm.-Ost Ffm.-Sindlingen (temporär) Fulda-Mitte Fulda-Petersberger-Straße Fürth/Odenwald Gießen-Westanlage * 6 1 Grebenau Hanau Heppenheim-Lehrstraße Fünffensterstraße Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Linden Marburg Marburg-Universitätsstr * 6 1 Michelstadt Raunheim Reinheim (temporär) * 7 Riedstadt Spessart Wasserkuppe 2 Wetzlar Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Süd Witzenhausen Abkürzungen: BTX: Benzol, Toluol, m-/p-xylol; PM 1 : Particulate Matter (Feinstaub), Durchmesser < 1 µm PM 2,5 : Particulate Matter (Feinstaub), Durchmesser < 2,5 µm; vor dem Jahr 2 wurde Schwebstaub als Gesamtstaub gemessen Erläuterungen: * Erhebung mit Passivsammlern 4 Lufthygienischer Jahresbericht 21

5 Das Wettergeschehen 21 Im Jahr 21 waren die Temperaturverhältnisse in Hessen nach Analysen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und nach eigenen Auswertungen im Vergleich zu langjährigen Mittelwerten (Normalperiode ) ausgeglichen. Dabei war die Sonnenscheindauer leicht überdurchschnittlich und die Niederschlagsbilanz ebenfalls ausgeglichen. Aus dem insgesamt eher durchschnittlichen Wettergeschehen 21 heben sich zwei warme Perioden im Frühjahr (März/April) und im Sommer (Juni/Juli) heraus, die durch überdurchschnittliche Sonnenscheindauer und durch geringen Niederschlag gekennzeichnet waren. Ansonsten waren die Monate unterschiedlich geprägt. Im Einzelnen ergaben sich folgende Monatscharakterisierungen: Im war es nach den war die und war es nach den Monat Temperaturverhältnissen Sonnenscheindauer Niederschlagsverhältnissen Januar viel zu kalt unterdurchschnittlich etwas zu trocken Februar zu kalt unterdurchschnittlich durchschnittlich März etwas zu warm überdurchschnittlich etwas zu trocken April zu warm überdurchschnittlich viel zu trocken Mai zu kalt unterdurchschnittlich viel zu nass Juni zu warm überdurchschnittlich zu trocken Juli viel zu warm überdurchschnittlich zu trocken August durchschnittlich unterdurchschnittlich viel zu nass September zu kalt leicht unterdurchschnittlich etwas zu nass Oktober etwas zu kalt überdurchschnittlich viel zu trocken November zu warm unterdurchschnittlich zu nass Dezember viel zu kalt stark unterdurchschnittlich etwas zu nass Monatsmittel der Temperatur [ C] Frankfurt (Flughafen) Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Gießen Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monatssummen der Niederschlagshöhe [mm] 125 Frankfurt (Flughafen) Monatsmittel der Sonnenscheindauer [h] Frankfurt (Flughafen) Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Gießen Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Gießen Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Mittel Mittel 21 Abb. 2: Monatsauswertungen von Temperatur, Sonnenscheindauer und Niederschlagshöhe an den DWD-Stationen Frankfurt (Flughafen) und Gießen Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 5

6 Jahresmittel- und Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den horizontalen Balken-Diagrammen der Abbildung 5 und in der Tabelle 6 dargestellt. Die maximalen 1-h-, 8-h- und 24-h-Mittelwerte sind in Tabelle 7 zusammengefasst. Abbildung 6 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten Farbdarstellungen mit flächendeckenden Aussagen zur mittleren NO 2 -, SO 2 -, O 3 - und PM 1 -Belastung im Jahr 21. Schwefeldioxid: Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresmittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau. Kohlenmonoxid: Erwartungsgemäß wurden die höchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsbezogen messenden Stationen registriert, aber insgesamt liegen die Werte seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau. Stickstoffoxide: Bedingt durch die geringe atmosphärische Verweilzeit von NO und die relativ große Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasserkuppe, Witzenhausen, Kellerwald und Kleiner Feldberg am geringsten durch NO und NO 2 belastet, wohingegen die höchste Belastung an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist. PM 1 : Neben der Station Wetzlar rangieren die verkehrsbezogenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 22,4 und 29,6 µg/m 3 an der Spitze. Ozon: Bedingt durch die Höhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstörender Substanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am Anfang der Skala. Benzol: Erwartungsgemäß wurden die höchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwerpunkten gemessen. Trotzdem bleibt der höchste Benzol-Jahresmittelwert mit 2,4 µg/m 3 (Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 µg/m 3, der 21 in Kraft getreten ist. Die Ozon-Situation 21 Im Jahr 21 wurde an 23 Luftmessstationen in Hessen die Ozon-Konzentration kontinuierlich erfasst. Die flächenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte ist der Abbildung 6 und die Beurteilungsstatistik von Ziel- und Schwellenwerten der Tabelle 1a zu entnehmen. Insgesamt blieb die Ozon-Belastung im mittleren Bereich. Wie in den beiden Vorjahren wurde der maximale Jahresmittelwert für Ozon an der höchstgelegenen Station auf der Wasserkuppe ermittelt und betrug 71,3 µg/m 3. Während der sommerlichen Schönwetterperiode im Juni/Juli wurde die Informationsschwelle von 18 µg/m 3 (Einstundenmittelwert) an insgesamt 1 Tagen überschritten. Der 3. Juli erwies sich dabei als der am höchsten belastete Tag, da um 15: Uhr an der Luftmessstation Riedstadt im ländlichen Raum eine Ozon-Konzentration von 243 µg/m 3 gemessen wurde und somit die Alarmschwelle (24 µg/m 3 ) überschritten war. Am Folgetag beendete ein Luftmassenwechsel die Belastungssituation. Erst am 8. Juli um 18: Uhr wurde bei einer Temperatur von 32 Grad Celsius die Informationsschwelle wieder überschritten. In der unten stehenden Grafik ist am Beispiel der Station Raunheim der Verlauf der Ozon-Konzentration in den Sommermonaten 29 und 21 dargestellt. Als Basis der Verlaufskurven wurden Tagesmittelwerte gewählt, angegeben in µg/m 3. Außer in den Zeiträumen zweite Maihälfte und Juni/Juli bewegt sich die Ozon-Konzentration in beiden Jahren auf vergleichbarem Niveau [µg/m 3 ] Jahr 29 Jahr 21 Mai Juni Juli August September Abb. 3: Vergleich der Ozonkonzentration zwischen den Sommern 29 und 21 an der Luftmessstation Raunheim (Wertebasis: Tagesmittelwerte) 6 Lufthygienischer Jahresbericht 21

7 PM2,5-Exposition Mit Einführung der neuen EU-Richtlinie für Luftqualität und saubere Luft in Europa wird als zusätzliches lufthygienisches Ziel die Reduzierung der durchschnittlichen, deutschlandweiten PM 2,5 -Exposition angestrebt. Die Verfolgung dieses Ziels wird an der Entwicklung eines nationalen Indikators für die durchschnittliche Exposition (Average Exposure Indicator AEI) gemessen. Der AEI wird als Mittelwert über drei Jahre und über alle für die Verfolgung dieser Größe ausgewählten Messstellen im städtischen Hintergrund berechnet. Zum ersten Mal wird der AEI aus den Messungen der Jahre 28, 29 und 21 gebildet. Ausgehend von diesem Startwert soll die PM 2,5 -Konzentration bis 22 um einen bestimmten Prozentsatz reduziert werden. Das Reduktionsziel hängt von der Höhe des Startwerts ab. Als Beitrag Hessens an der Ermittlung des AEI werden seit 28 PM 2,5 - Messungen an drei Stationen durchgeführt; die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Tab. 4: Jahresmittelwerte der PM 2,5 -Konzentration zur Ermittlung des AEI Einheit (Jm): µg/m 3 Einheit (Bel.): % Jahr Frankfurt-Ost Wiesbaden-Süd -Mitte Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel ,3 9,2 16, ,2 95, ,5 96,2 18,6 98,4 16,5 96, ,7 99,7 18, 1 16,8 99,5 Abkürzungen: Jm: Jahresmittelwert Bel.: Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) AEI: Average Exposure Indicator Nur für Hessen betrachtet, ergibt sich ein Mittelwert von 17,1 µg/m 3. Gemäß der Definition des AEI sind jedoch alle dafür vorgesehenen 36 Messstellen in Deutschland zu berücksichtigen. Bleibt der AEI auch deutschlandweit gemittelt im Bereich zwischen µg/m 3, hätte dies ein Reduktionsziel von 15 % zur Folge. Diskontinuierliche NO2- Messungen Neben der NO 2 -Messung mit kontinuierlich arbeitenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlässliche Methode für die Erhebung der mittleren NO 2 -Konzentration erwiesen. Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachträglichen chemischen Analyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgenommenen Masse an NO 2. Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO 2 - Außenluft-Konzentration im Probenahmezeitraum geschlossen werden. Um die Gleichwertigkeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuierlichen Referenzmessverfahren zu gewährleisten, werden immer auch Parallelmessungen an ausgewählten Stationen des Luftmessnetzes durchgeführt. Als vergleichsweise einfaches und preiswertes Verfahren kann damit eine größere Anzahl von Messstellen in der Fläche realisiert werden; der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Auflösung. Der Probenahmezeitraum beträgt üblicherweise einige Wochen. Für die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewährt. Tabelle 5 zeigt die Jahresmittelwerte 29 und 21 an mehreren straßenverkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach und in Limburg. Die Messungen dokumentieren Überschreitungen des NO 2 -Grenzwerts für die langfristige Belastung (4 µg/m 3 ) an den hier betrachteten Messstellen. Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftmessnetzes (Tabelle 6). Tab. 5: NO 2 -Jahresmittelwerte an verkehrsbezogenen Messstellen, ermittelt nach der Passivsammelmethode Einheit (Jm): µg/m 3 Einheit (Bel.): % Jahr Offenbach 1 Mainstraße Offenbach 2 Bieberer Straße Offenbach 3 Untere Grenzstr. Limburg 1 Frankfurter Straße Limburg 2 Diezer Straße Limburg 3 Schiede Limburg 4 Schiede Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel Abkürzungen: Jm: Jahresmittelwert Bel.: Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 7

8 Tab. 6: Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 21 Einheit (Jm): µg/m 3 (für CO: mg/m 3 ) Einheit (Bel.): % Bad Arolsen Bebra Darmstadt Komponente Darmstadt- Hügelstr. Frankfurt- Friedberger- Landstr. Frankfurt- Höchst Frankfurt- Ost Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 1,8 99,4 3, 99,9 CO,3 99,4,63 99,2,51 99,6 NO 1,1 99,6 5,9 99,9 8, 99,3 86,1 99,1 45,8 99,6 27,9 99,9 18,5 99,5 NO 2 1,2 99,6 18, 99,9 27,3 99,3 65,4 99,1 56,2 99,6 48, 99,9 34,9 99,5 O 3 57,1 99,6 41,1 99,2 39,1 99,4 3,9 1 35, 99,4 PM 1 16,9 99,5 19,4 98,9 16,8 98,5 29,6 98,5 29, 99,5 18,9 99,3 21,6 98,6 PM 2,5 13,4 99,1 2,8 99,1 Benzol 2,4 96,3 1,89 97,4 Toluol 5,93 96,3 5,8 97,4 m-/p-xylol 2,88 96,2 3,23 97,4 Frankfurt- Sindlingen Fulda-Mitte Fürth/ Odenwald Gießen- Westanlage Grebenau Hanau Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 2,3 99,3 2,3 99,9 CO,56 98,5,51 96,1 NO 12,3 99,1 11, 99,7 47,3 98,4,9 99,8 49,8 97,5 1,2 99,7 26,7 99,9 NO 2 32,6 99,2 27,7 99,7 42,9 98,4 11,5 99,8 46,1 97,5 1,5 99,7 37,8 99,9 O 3 4,4 99,7 58,3 99,9 5,2 99,5 34,5 99,9 PM 1 21,4 99,1 17,3 98,5 26,8 97,4 14,8 98,7 27,5 97,8 17,2 99,1 PM 2,5 19,3 96,8 19,5 97,7 Benzol 1,17 97,2 1,97 91,6 2,* Toluol 2,65 97,2 5,56 91,6 4,2* m-/p-xylol 1,2 97,2 2,48 91,6 3,2* Komponente Fulda- Petersberger-Str. Komponente Heppenheim- Lehrstr. - Fünffensterstr. -Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Linden Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 1,5 99,9 1,2 99,4 1,5 99,7 CO,57 1,22 99,9 NO 34,3 99,7 45,1 92,9 8,5 99,9,8 99,2,7 99,4 14,8 99,8 5,9 99,2 NO 2 36,7 99,7 5,5 92,9 24,7 99,9 8, 99,2 8,9 99,4 27,6 99,8 19,6 99,2 O 3 42, 99,9 57,3 99,5 71,2 99,7 37,3 99,9 41,3 99,7 PM 1 25,4 99, 27,9 99,8 21,6 99,9 14,9 98,3 1,5 96,6 19,4 98,8 PM 2,5 2,3 98,5 Benzol 1,66 96,6 1,98 97,7 Toluol 3,25 96,6 5,2 97,7 m-/p-xylol 1,98 96,6 1,92 97,7 Abkürzungen: Jm: Jahresmittelwert, Bel.: Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erläuterung: * Erhebung mit Passivsammlern 8 Lufthygienischer Jahresbericht 21

9 Fortsetzung der Tabelle 6 Einheit (Jm): µg/m 3 (für CO: mg/m 3 ) Einheit (Bel.): % SO 2 1,8 99,9 2,6 99,9 CO,48 1,35 99,9,54 99,9 NO 9,9 99,7 49,8 1 8,9 99,9 15,8 99,9 46, 99,9 6,7 99,7,9 99,7 NO 2 23, 99,7 46, 1 2,1 99,9 32,5 99,9 41,3 99,9 21, 99,7 9,1 99,7 O 3 39,9 1 39,5 99,9 37,1 99,9 44,3 99,7 61,7 99,7 PM 1 16,9 98,1 26,6 97,9 16,8 98,6 16, 99,3 25,2 99,7 16,3 95,1 PM 2,5 19,7 98, Benzol 1,9* 2,4* Toluol 4,7* 5,3* m-/p-xylol 2,9* 3,4* Wetzlar Komponente Marburg Marburg- Universitätsstr. Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Komponente Wasserkuppe Wiesbaden- Ringkirche Wiesbaden- Süd Witzenhausen Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 1,3 99,7 1,9 1 2, 99,9 CO,61 99,9 NO 1,2 99,7 24,4 99,9 56,9 99,8 13,8 99,9,7 99,7 NO 2 7, 99,7 33,3 99,9 58,7 99,8 34,8 99,9 8,1 99,7 O 3 71,3 99,7 35,9 1 37, 99,9 6,2 99,8 PM 1 1,8 9,5 24,5 98,9 22,4 99,2 17,5 98,2 13,3 99,7 PM 2,5 16,1 97,5 Benzol 1,94 97,2 1,91 95,7 1,3 97,7 Toluol 3,34 97,2 6,43 94,8 2,42 97,7 m-/p-xylol 3,73 97,2 2,38 94,6 1,15 97,7 Abkürzungen: Jm: Jahresmittelwert, Bel.: Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erläuterung: * Erhebung mit Passivsammlern 7 6 PM 2,5 PM 1 5 [µg/m 3 ] Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sep. Okt. Nov. Dez. Abb. 4: Vergleich der Feinstaubkonzentration PM 1 und PM 2,5 an der Luftmessstation Wiesbaden-Ringkirche im Jahr 21 (Wertebasis: Tagesmittelwerte) Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 9

10 PM 1 in µg/m³ Darmstadt-Hügelstr. 29,6 Ffm.-Friedb.-Landstr. 29, -Fünffensterstr. 27,9 Gießen-Westanlage 27,5 Fulda-Petersberger-Str. 26,8 Marburg-Universitätsstr. 26,6 Heppenheim-Lehrstr. 25,4 Reinheim 25,2 Wetzlar 24,5 Wiesbaden-Ringkirche 22,4 -Mitte 21,6 Ffm.-Ost 21,6 Ffm.-Sindlingen 21,4 Limburg 19,4 Bebra 19,4 Ffm.-Höchst 18,9 Wiesbaden-Süd 17,5 Fulda-Mitte 17,3 Hanau 17,2 Marburg 16,9 Bad Arolsen 16,9 Michelstadt 16,8 Darmstadt 16,8 Riedstadt 16,3 Raunheim 16, Kellerwald 14,9 Fürth/Odenwald 14,8 Witzenhausen 13,3 Wasserkuppe 1,8 Kleiner Feldberg 1, CO in mg/m³ Darmstadt-Hügelstr.,63 Wiesbaden-Ringkirche,61 -Fünffensterstr.,57 Fulda-Petersberger-Str.,56 Reinheim,54 Gießen-Westanlage,51 Ffm.-Friedb.-Landstr.,51 Marburg-Universitätsstr.,48 Raunheim,35 Darmstadt,3 Linden,22,,2,4,6,8 1, Benzol in µg/m³ Reinheim* 2,4 Darmstadt-Hügelstr. 2,4 Gießen-Westanlage* 2, -Fünffensterstr. 1,98 Fulda-Petersberger-Str. 1,97 Wetzlar 1,94 Wiesbaden-Ringkirche 1,91 Marburg-Universitätsstr.* 1,9 Ffm.-Friedb.-Landstr. 1,89 Heppenheim-Lehrstr. 1,66 Ffm.-Sindlingen 1,17 Wiesbaden-Süd 1,3, 1, 2, 3, 4, 5, NO in µg/m³ NO 2 in µg/m³ O 3 in µg/m³ Darmstadt-Hügelstr. Wiesbaden-Ringkirche Marburg-Universitätsstr. Gießen-Westanlage Fulda-Petersberger-Str. Reinheim Ffm.-Friedb.-Landstr. -Fünffensterstr. Heppenheim-Lehrstr. Ffm.-Höchst Hanau Wetzlar Ffm.-Ost Raunheim Limburg Wiesbaden-Süd Ffm.-Sindlingen Fulda-Mitte Marburg Michelstadt -Mitte Darmstadt Riedstadt Bebra Linden Grebenau Wasserkuppe Bad Arolsen Spessart Fürth/Odenwald Kellerwald Witzenhausen Kleiner Feldberg 56,9 49,8 49,8 47,3 46, 45,8 45,1 34,3 27,9 26,7 24,4 18,5 15,8 14,8 13,8 12,3 11, 9,9 8,9 8,5 8, 6,7 5,9 5,9 1,2 1,2 1,1,9,9,8,7,7 86,1 Darmstadt-Hügelstr. Wiesbaden-Ringkirche Ffm.-Friedb.-Landstr. -Fünffensterstr. Ffm.-Höchst Gießen-Westanlage Marburg-Universitätsstr. Fulda-Petersberger-Str. Reinheim Hanau Heppenheim-Lehrstr. Ffm.-Ost Wiesbaden-Süd Wetzlar Ffm.-Sindlingen Raunheim Fulda-Mitte Limburg Darmstadt -Mitte Marburg Riedstadt Michelstadt Linden Bebra Fürth/Odenwald Grebenau Bad Arolsen Spessart Kleiner Feldberg Witzenhausen Kellerwald Wasserkuppe 65,4 58,7 56,2 5,5 48, 46,1 46, 42,9 41,3 37,8 36,7 34,9 34,8 33,3 32,6 32,5 27,7 27,6 27,3 24,7 23, 21, 2,1 19,6 18, 11,5 1,5 1,2 9,1 8,9 8,1 8, 7, Wasserkuppe Kleiner Feldberg Spessart Witzenhausen Fürth/Odenwald Kellerwald Bad Arolsen Grebenau Riedstadt -Mitte Linden Bebra Fulda-Mitte Marburg Michelstadt Darmstadt Limburg Raunheim Wiesbaden-Süd Wetzlar Ffm.-Ost Hanau Ffm.-Höchst 71,3 71,2 61,7 6,2 58,3 57,3 57,1 5,2 44,3 42, 41,3 41,1 4,4 39,9 39,5 39,1 37,3 37,1 37, 35,9 35, 34,5 3, * Erhebung mit Passivsammlern (Benzol) Abb. 5: Jahresmittelwerte 21 (absteigend sortiert) 1 Lufthygienischer Jahresbericht 21

11 Tab. 7: Maximalwerte Messjahr 21 O 3 PM 1 NO 2 SO 2 CO Stationsname max. 1-h-Wert max. 8-h-Wert max. 24-h- Wert max. 1-h-Wert max. 1-h-Wert max. 24-h-Wert max. 8-h-Wert µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ mg/m³ Bad Arolsen 195,8 183,2 85, 55,9 Bebra 166,5 161, 1,6 75,3 Darmstadt 211,1 186,7 75, 16, 2,8 14,9,92 Darmstadt-Hügelstraße 95,6 256,7 2,9 Ffm.-Friedberger-Landstraße 98,8 299,7 1,87 Ffm.-Höchst 21,5 176, 77,1 145, 71,2 17,4 Ffm.-Ost 21,4 18,6 86,7 14,7 Ffm.-Sindlingen 77,5 115, 73,2 13,3 Fulda-Mitte 199,4 172, 86,3 122,2 Fulda-Petersberger-Straße 16,5 136,7 2,9 Fürth/Odenwald 187,1 179, 67,9 85,4 Gießen-Westanlage 94,5 134,6 1,79 Grebenau 166,5 148,6 58,7 Hanau 171,6 161,3 69,7 114,5 22,9 17,7 Heppenheim-Lehrstraße 113, 133, -Fünffensterstraße 17,1 159,8 2,43 -Mitte 24,5 196,9 16,5 111,2 24,6 15,3 Kellerwald 188,8 175, 61,9 52,3 32,1 1, Kleiner Feldberg 21,5 191,4 4,3 59,1 Limburg 199,1 175, 73,5 111,5 Linden 184,2 16,7 94,2 18,4 11,2 1,21 Marburg 197,8 162,7 63,6 12, Marburg-Universitätsstraße 78, 16,9 1,56 Michelstadt 218,2 189,5 65,3 89,4 18,5 9,8 Raunheim 2,7 174,6 56,9 132, 22,9 17, 1,64 Reinheim 89, 132,6 2,5 Riedstadt 244, 214,7 78,1 15,4 Spessart 181, 172, 7,7 Wasserkuppe 19,4 175, 46,2 7,6 26,1 14,2 Wetzlar 194,8 16,9 68,4 16,3 24,6 1,1 Wiesbaden-Ringkirche 66,8 213,5 2,2 Wiesbaden-Süd 195,9 177,5 56, 132,6 33,3 8,8 Witzenhausen 181,4 172,9 78,4 53,6 Abkürzungen: max. 8-h-Wert: höchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stündlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 11

12 NO2 SO2 Gießen Gießen Frankfurt Frankfurt Wiesbaden Wiesbaden Lufthygienische Belastung in µg/m³ > 9-1 > 8-9 > 7-8 > 6-7 > 5-6 > 4-5 > 3-4 > 2-3 > Darmstadt 1 2 Kilometer O3 Lufthygienische Belastung in µg/m³ 1 2 Kilometer PM1 Gießen Gießen Frankfurt Frankfurt Wiesbaden Wiesbaden Lufthygienische Belastung in µg/m³ Lufthygienische Belastung in µg/m³ Darmstadt 1 2 Kilometer > 18-2 > > > > 1-12 > 8-1 >6-8 >4-6 > Darmstadt > > 1-11 > 9-1 > 8-9 > 7-8 > 6-7 > 5-6 > 4-5 > 3-4 > 2-3 > Darmstadt 1 2 Kilometer > 9-1 > 8-9 > 7-8 > 6-7 > 5-6 > 4-5 > 3-4 > 2-3 > Abb. 6: Flächenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 21 Kartengrundlage: ATKIS-Daten der Hessischen Verwaltung für Bodenmanagement und Geoinformation (HVBG) 12 Lufthygienischer Jahresbericht 21

13 Stickstoffmonoxid (NO) Stickstoffdioxid (NO 2 ) µg/m Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen µg/m Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen Kohlenmonoxid (CO) Ozon (O 3 ) mg/m 3 1,6 1,4 1,2 1,,8,6,4,2, Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen µg/m Mittel- und Nordhessen Südhessen Rhein-Main Lahn-Dill Feinstaub (PM 1 ) Schwefeldioxid (SO 2 ) 6 25 µg/m µg/m Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen Abb. 7: Zeitreihen der Jahresmittelwerte Ballungsraum I: Rhein-Main Ballungsraum II: Gebiet I: Südhessen Gebiet II: Lahn-Dill Gebiet III: Mittel- und Nordhessen Darmstadt, Darmstadt-Hügelstraße, Frankfurt-Friedberger-Landstraße, Frankfurt-Höchst, Frankfurt-Ost, Frankfurt-Sindlingen, Hanau, Raunheim, Wiesbaden-Ringkirche, Wiesbaden-Süd -Fünffensterstraße, -Mitte Fürth/Odenwald, Heppenheim-Lehrstraße, Michelstadt, Reinheim, Riedstadt Gießen-Westanlage, Linden, Wetzlar Bad Arolsen, Bebra, Fulda-Mitte, Fulda-Petersberger-Straße, Grebenau, Kellerwald, Kleiner Feldberg, Limburg, Marburg, Marburg-Universitätsstraße, Spessart, Wasserkuppe, Witzenhausen Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 13

14 Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates über Luftqualität und saubere Luft in Europa von 28 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualität sowie die 1. bis 3. Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengefasst. Diese neue Richtlinie sowie die 4. Tochterrichtlinie wurden 21 durch die 39. BImSchV in nationales Recht der Bundesrepublik Deutschland umgesetzt und damit die 22. und die 33. BImSchV abgelöst. Damit sind alle gültigen EG-Richtlinien mit Grenz- und Zielwerten zur Luftqualität in einer Verordnung vereinigt. Die Immissionsbewertung durch Grenzwerte wurde unverändert übernommen, wobei ab 21 alle Grenzwerte ohne Toleranzmargen unmittelbar gelten. Neu hinzugekommen ist die Verpflichtung zur Messung und Bewertung der Komponente PM 2,5, wobei der Grenzwert von 25 µg/m³ im Jahresmittel über jährlich sich absenkende Toleranzmargen ab dem Jahr 215 in Kraft tritt (siehe Tab. 9). Die 39. BImSchV enthält auch konkrete Vorgaben über die Durchführung der Messungen sowie über die Mindestzahl der Messstationen oder auch Kriterien für die Standortauswahl. Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits von 24 bis Ende 25 das Luftmessnetz Hessen modifiziert. 21 waren alle 31 Stationen der Endausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporäre Messstationen in Betrieb. Nach der 22. BImSchV 1 war 22 weiterhin das Land in Gebiete und Ballungsräume aufzuteilen. Zurzeit ist Hessen in folgende fünf Gebiete und Ballungsräume eingeteilt: Rhein-Main und (Ballungsräume) sowie Südhessen, Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete). Tabelle 6 enthält stationsweise neben den Jahresmittelwerten noch den erreichten Belegungsgrad des Datenkollektivs. Tabelle 7 gibt die ermittelten Maximalwerte mit den in der 39. BImSchV genannten Zeitbezügen für die Kurzzeitgrenzwerte wieder. Die Abbildung 6 zeigt die flächenhafte Verteilung der Jahresmittelwerte, während die Abbildung 7 einen Überblick über die zeitliche Entwicklung der Jahresmittelwerte gemittelt über den jeweiligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 gibt. Die Tabellen 1a und 1b enthalten die Auswertungen für die Datenkollektive 21 entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39. BImSchV. Es zeigt sich, dass an den acht verkehrsbezogenen Messstationen Darmstadt-Hügelstraße, Frankfurt- Friedberger-Landstraße, Fulda-Petersberger-Straße, Gießen-Westanlage, -Fünffensterstraße, Marburg-Universitätsstraße, Wiesbaden-Ringkirche und Reinheim (temporäre Station) sowie am Stadtstandort Frankfurt-Höchst der NO 2 -Jahresmittelwert den Langzeit-Immissionsgrenzwert überschreitet. Zusätzlich werden am Standort Darmstadt-Hügelstraße die zulässigen 18 Überschreitungen des Kurzzeitgrenzwertes mit 43 Überschreitungen deutlich übertroffen. Wie in den Jahren 27 bis 29 werden keine Überschreitungen des PM 1 - Kurzzeitgrenzwertes festgestellt. Die Abbildungen 8 und 9 illustrieren diese Tatbestände. Eine Zusammenstellung der auf Grund von Grenzwertüberschreitungen zu erstellenden Luftreinhaltepläne ist über die HLUG-Homepage zugänglich. Hier werden als wesentliche Ursache der Überschreitungen bei NO 2 an den verkehrsbezogenen Messstationen und in Frankfurt-Höchst die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet. Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39. BImSchV, die möglichst bis zum Jahr 21 eingehalten werden sollten. Aus juristischer Sicht sind die Zielwertüberschreitungen keine Grenzwertüberschreitungen; sie machen aber deutlich, dass über das Jahr 21 hinaus noch einiges zu leisten ist, um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken. Gegenüber dem ungewöhnlich warmen und sonnenreichen Sommer 23 kann in 21 wie auch in den sechs Vorjahren wieder von einem normalen Ozonjahr gesprochen werden. Trotzdem wird auch 21 an 11 von 23 mit Ozongeräten bestückten Messstationen der Zielwert für die Beurteilung der 8- Stunden-O 3 -Mittelwerte sowie an 12 Stationen der AOT4-Zielwert überschritten (siehe Tabelle 1a). Publikation der Messergebnisse Internet-Adresse (Lufthygienischer Tagesbericht, Monatskurz-, Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte) Informationstelefon des HLUG: 611/ (aktuelle Messwerte) Videotext Hessischer Rundfunk Hessentext: Tafeln 16 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten) Fax-auf-Abruf-Service des HLUG: 611/1861- bis 9 (Übersicht unter 611/1861-) Mobilfunk: 14 Lufthygienischer Jahresbericht 21

15 Tab. 8: Grenzwerte, Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39. BImSchV Komponente SO 2 Kenngröße Einheit Grenzwert (zul. Überschr.) einzuhalten ab GW + TM (für 21) 1) Schutzziel Bemerkungen 1-h-Wert µg/m 3 35 (24-mal) Gesundheit 24-h-Wert µg/m (3-mal) Gesundheit Jahresmittel µg/m Ökosystem emissionsfern 2) Wintermittel 3) µg/m Ökosystem emissionsfern 2) NO 2 1-h-Wert µg/m 3 2 (18-mal) Gesundheit Jahresmittel µg/m Gesundheit NO x Jahresmittel µg/m Vegetation emissionsfern 2) PM 1 24-h-Wert µg/m 3 5 (35-mal) Gesundheit Jahresmittel µg/m Gesundheit PM 2,5 Jahresmittel µg/m ,6 Gesundheit Blei 4) Jahresmittel µg/m 3, Gesundheit Benzol Jahresmittel µg/m Gesundheit CO max. 8-h-Wert mg/m Gesundheit 1-h-Wert µg/m Gesundheit Info-Schwelle Ozon 1-h-Wert µg/m Gesundheit Alarmschwelle max. 8-h-Wert µg/m 3 12 (25-mal) 5a) 21 Gesundheit Zielwert AOT4 µg/m 3 h 18 5b) 21 Vegetation Zielwert Abkürzungen: NO x : NO + NO 2 (als NO 2 ) PM 1 : Feinstaub (Particulate Matter), Durchmesser < 1 µm PM 2,5 : Feinstaub (Particulate Matter), Durchmesser < 2,5 µm zul. Überschr.: Anzahl der zulässigen Überschreitungen pro Jahr GW + TM: Grenzwert plus Toleranzmarge max. 8-h-Wert: höchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stündlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten AOT4: accumulated exposure over a threshold of 4 ppb; Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten über 8 µg/m 3 (4 ppb) und dem Wert 8 µg/m 3 im Zeitraum 8 2 Uhr von Mai bis Juli Erläuterungen: 1) Grenzwert + Toleranzmarge: Auslöseschwelle für die obligatorische Aufstellung eines Maßnahmenplans zur Einhaltung des Grenzwerts zum Zieldatum 2) Messung mehr als 2 km entfernt von Ballungsräumen oder 5 km von Bebauung, Industrie oder Bundesfernstraßen 3) ) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht näher eingegangen, da die maximale Ausschöpfung des Grenzwerts von,5 µg/m 3 unter 1 % liegt. 5a) Mittelung über 3 Jahre 5b) Mittelung über 5 Jahre Tab. 9: Grenzwerte inklusive Toleranzmargen für PM 2,5 bis 215 (39. BImSchV) Jahr PM 2, Jahresmittel [µg/m 3 ] 29,3 28,6 27,9 27,1 26,4 25,7 25, Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 15

16 Tab. 1a: Überschreitungen von Grenz-, Ziel- und Schwellenwerten (39. BImSchV) im Jahr 21 für O 3, NO 2, NO X u. CO Anzahl: Anzahl der aufgetretenen Überschreitungsfälle; Wert: Wert der Jahreskenngröße Komponente O 3 NO 2 NO x CO Einheit µg/m 3 µg/m 3 h µg/m 3 µg/m 3 mg/m 3 Kenngröße 1-h 1-h max. 8-h 1) AOT4 2) 1-h Jm Jm 3) Grenz- / Ziel- / Schwellenwert Zulässige Überschreitungen/Jahr Situation in 21 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl Bad Arolsen ,2 12 Bebra , 27 Darmstadt ,3 4 Darmstadt-Hügelstraße 43 65,4 197 Ffm.-Friedberger-Landstraße 5 56,2 126 Ffm.-Höchst , 91 Ffm.-Ost ,9 63 Ffm.-Sindlingen 32,6 52 Fulda-Mitte ,7 45 Fulda-Petersberger-Straße 42,9 115 Fürth/Odenwald ,5 13 Gießen-Westanlage 46,1 123 Grebenau ,5 12 Hanau ,8 79 Heppenheim-Lehrstraße 36,7 89 -Fünffensterstraße 5,5 12 -Mitte ,7 38 Kellerwald , 9 Kleiner Feldberg ,9 1 Limburg ,6 5 Linden ,6 29 Marburg , 38 Marburg-Universitätsstraße 46, 122 Michelstadt ,1 34 Raunheim ,5 57 Reinheim 41,3 112 Riedstadt , 31 Spessart ,1 1 Wasserkuppe , 9 Wetzlar ,3 71 Wiesbaden-Ringkirche 1 58,7 146 Wiesbaden-Süd ,8 56 Witzenhausen ,1 9 Abkürzungen und Erläuterungen: Jm: Jahresmittel 1) max. 8-h-Mittelwert über 3 Jahre (28 21), 2) Mittelwert über 5 Jahre (26 21), ersatzweise über 3 Jahre, 3) Grenzwerte zum Schutz von Ökosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen, Abstandskriterium in Hessen nicht erfüllt Darstellung von Grenzwertüberschreitungen (39. BImSchV): in der Farbe rot Darstellung von Zielwertüberschreitungen (39. BImSchV): kursiv in der Farbe rot max. 8-h 16 Lufthygienischer Jahresbericht 21

17 Tab. 1b: Überschreitungen von Grenzwerten (39. BImSchV) im Jahr 21 für PM 1, PM 2,5, SO 2 und C 6 H 6 Anzahl: Anzahl der aufgetretenen Überschreitungsfälle; Wert: Wert der Jahreskenngröße Komponente PM 1 PM 2,5 SO 2 C 6 H 6 (Benzol) Einheit µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 Kenngröße 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm/Wm 1) Jm Grenzwert (+ Toleranzmarge) , Zulässige Überschreitungen/Jahr Situation in 21 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert Bad Arolsen 4 16,9 13,4 Bebra 6 19,4 Darmstadt 5 16,8 1,8 2,3 Darmstadt-Hügelstraße 3 29,6 2,4 Ffm.-Friedberger-Landstraße 26 29, 2,8 1,89 Ffm.-Höchst 8 18,9 3, 4, Ffm.-Ost 7 21,6 Ffm.-Sindlingen 1 21,4 2,3 2,6 1,17 Fulda-Mitte 6 17,3 Fulda-Petersberger-Straße 19 26,8 19,3 1,97 Fürth/Odenwald 4 14,8 Gießen-Westanlage 19 27,5 19,5 2, * Grebenau Hanau 2 17,2 2,3 3,5 Heppenheim-Lehrstraße 23 25,4 2,3 1,66 -Fünffensterstraße 16 27,9 1,98 -Mitte 13 21,6 1,5 2,1 Kellerwald 3 14,9 1,2 1,4 Kleiner Feldberg 1,5 Limburg 5 19,4 Linden 1,5 1,8 Marburg 2 16,9 Marburg-Universitätsstraße 16 26,6 19,7 1,9 * Michelstadt 4 16,8 1,8 2,6 Raunheim 1 16, 2,6 3,6 Reinheim 22 25,2 2,4 * Riedstadt 5 16,3 Spessart Wasserkuppe 1,8 1,3 1,6 Wetzlar 13 24,5 1,9 2,5 1,94 Wiesbaden-Ringkirche 5 22,4 16,1 1,91 Wiesbaden-Süd 1 17,5 2, 2, 1,3 Witzenhausen 3 13,3 Abkürzungen und Erläuterungen: Jm: Jahresmittel, Wm: Wintermittel ( ) 1) Grenzwerte zum Schutz von Ökosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen, Abstandskriterium in Hessen nicht erfüllt, * Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertüberschreitungen (39. BImSchV): in der Farbe rot Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 17

18 8 7 Jahresmittelwerte NO µg/m³ 4 4 (Grenzwert gültig ab 21) Bad Arolsen Bebra Darmstadt Darmstadt-Hügelstr Ffm.-Friedb.-Landstr Ffm.-Höchst----- Ffm.-Ost Ffm.-Sindlingen Fulda-Mitte Fulda-Petersberger-Str Fürth/Odenwald Gießen-Westanlage----- Grebenau Hanau Heppenheim-Lehrstr. -Fünffensterstr Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Linden Marburg Marburg-Universitätsstr Michelstadt Raunheim Reinheim----- Riedstadt Spessart Wasserkuppe Wetzlar Wiesbaden-Ringkirche----- Wiesbaden-Süd Witzenhausen Abb. 8: Stickstoffdioxid (NO 2 ) Überschreitungen des Grenzwerts für die langfristige Belastung im Messjahr PM 1 - Anzahl der Überschreitungen des Tagesmittelwertes von 5 µg/m³ zulässige Überschreitungen im Jahr: 35-mal Anzahl der Überschreitungen Abb. 9: Feinstaub (PM 1 ) Überschreitungen des Grenzwerts für die kurzfristige Belastung im Messjahr Bad Arolsen Bebra Darmstadt Darmstadt-Hügelstr. Ffm.-Friedb.-Landstr. Ffm.-Höchst Ffm.-Ost Ffm.-Sindlingen Fulda-Mitte Fulda-Petersberger-Str. Fürth/Odenwald Gießen-Westanlage Hanau Heppenheim-Lehrstr. -Fünffensterstr. -Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg-Universitätsstr. Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Wasserkuppe Wetzlar Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Süd Witzenhausen/Wald Lufthygienischer Jahresbericht 21

19 Tab. 11: Trendanalyse 21 Lineare Regression Die Symbole geben an, ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+], abgefallen [ ] oder gleich geblieben [] ist. Ges. Zeit (Gesamtzeit der Messung): Die lineare Regression wurde nur für die Kollektive berechnet, die mindestens bis 24 zurückreichen; Datensätze vor 198 wurden nicht berücksichtigt. 7 Jahre: Die lineare Regression wurde nur für die Kollektive berechnet, die den gesamten Zeitraum von 24 bis 21 abdecken. Stationsname Bad Arolsen Bebra Ges. Zeit SO 2 CO NO NO 2 O 3 PM 1 Benzol 7 Jahre 1) 1) 1) 1) Ges. Zeit 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre + Darmstadt + Darmstadt-Hügelstraße + Ffm.-Friedb.-Landstraße Ffm.-Höchst 1) 1) + Ffm.-Ost 1) 1) + Ffm.-Sindlingen 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Fulda-Petersberger-Straße 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Fürth/Odenwald 1) 1) Gießen-Westanlage 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Grebenau 1) 1) Hanau 1) 1) Heppenheim-Lehrstraße 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) -Fünffensterstraße + -Mitte 2) 2) 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Kellerwald 2) 2) 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Kleiner Feldberg 1) 1) Limburg 1) 1) 1) 1) Linden Marburg 1) 1) + Marburg-Universitätsstr. 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Michelstadt 2) 2) 1) 1) Raunheim + Reinheim 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Riedstadt 1) 1) Spessart 1) 1) + Wasserkuppe Wetzlar 1) 1) Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Süd 1) 1) + Witzenhausen 1) 1) + 1) Messung wurde im Jahr 28 eingestellt 2) Beginn der Messreihen nach 24, Reihen sind für eine Trendanalyse zu kurz Ges. Zeit 7 Jahre Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 19

20 Trendbetrachtung 1) Vor 21 wurde Gesamtstaub (TSP: total suspended particulates) gemessen. Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme: PM 1 =,8 TSP Neben der Darstellung und Bewertung der Datenkollektive des Bezugsjahres ist in einem Lufthygienischen Jahresbericht auch von Interesse, in welchem längerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind. Tabelle 11 beschreibt die zeitliche Veränderung der Konzentration in einem linearen Ansatz. Die der Einstufung zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleichungen wurden nur für Datenkollektive berechnet, die sich über einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken. Vereinzelt vorhandene Datensätze aus den Jahren vor 198 wurden nicht berücksichtigt. Es muss ausdrücklich betont werden, dass die Trendaussagen nur für den betrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der großen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht überbewertet werden dürfen. Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen, welche die oftmals nur geringfügigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll. Durch das Ausbleiben ausgeprägter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Januar und März 1987 sowie durch erfolgreiche emissionsmindernde Maßnahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf. Eine ähnlich positive Bilanz 1) ist bei Kohlenmonoxid und auch bei PM 1 zu ziehen. Über den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 8er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden als Vorläufersubstanzen der Ozonbildung kaum eine Zunahme mehr feststellbar (eine Ausnahme bildet bei NO 2 der Verkehrsstandort Darmstadt-Hügelstraße, bei dem die Messreihe bis 1994 zurückreicht), während bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist. Bei dieser Betrachtungsweise über sehr lange Zeiträume ist klar, dass immissionsträchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen, vor allem dann, wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maßnahmen zum Erfolg geführt haben. Die Zeitreihen für SO 2, CO, NO und auch Feinstaub (PM 1 ) sind hierfür gute Beispiele. Umgekehrt wird die lineare Regression bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrationen zu Beginn der zweiten Hälfte der Langzeitreihen für längere Zeit einen positiven Trend ausweisen, auch wenn inzwischen die Immissionsbelastung rückläufig ist. Damit mittelfristige Veränderungen in den Immissionskonzentrationen ebenfalls erkannt werden können, werden in diesem Bericht auch Regressionen nur für den zurückliegenden 7-jährigen Zeitraum berechnet. In einigen Fällen wandelt sich der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um. Bei NO 2 und PM 1 spiegeln die vielfach auftretenden negativen Kurzzeittrends die andauernden Bemühungen zur Verbesserung der Luftqualität durch emissionsmindernde oder verkehrslenkende Maßnahmen wider. Der einzige Fall, in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist, ist die NO 2 - Reihe an der Station -Fünffensterstraße. Ozon bewegt sich von der langfristig festzustellenden Zunahme ab dem Jahr 24 auf gleichbleibendem oder abnehmendem Konzentrationsniveau. Gesetzliche Grundlagen Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen 39. BImSchV) in der Fassung vom 5. August 21 (BGBl. I S. 165) Zweiundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft 22. BImSchV) in der Fassung vom 4. Juni 27 (BGBl. I S. 16) Dreiunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung zur Verminderung von Sommersmog, Versauerung und Nährstoffeinträgen 33. BImSchV) vom 13. Juli 24 (BGBl. I S. 1612) Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA Luft) vom 24. Juli 22 (GMBl. S. 511) Richtlinie 28/5/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21. Mai 28 über Luftqualität und saubere Luft für Europa Impressum Bearbeiter: Layout: Dr. A. Broll W. Fehlinger Prof. Dr. K. Hanewald Dr. S. Jacobi Dipl.-Ing. W. Stec-Lazaj Dipl.-Ing. K. Wucher Dipl.-Ing. W. Wunderlich Dipl.-Ing. W. Stec-Lazaj Dipl.-Ing. K. Wucher Herausgeber: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Postfach Wiesbaden Telefon: 611/6939- Telefax: 611/ Homepage: Vertrieb: Telefon: 611/ Telefax: 611/ vertrieb@hlug.hessen.de

21 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Lufthygienischer Jahresbericht 21 Teil II: Staub und Staubinhaltsstoffe Einleitung Der vorliegende Bericht ergänzt den Lufthygienischen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze für Schwebstaub/Partikel, für die Deposition (Staubniederschlag) und für die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Weiterhin erläutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm für Benzol, Toluol und Xylol, dessen Messergebnisse im Lufthygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden. Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwähnten Messprogramme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition. Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schwebstaubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM 1 ; damit wird der sogenannte Feinstaub (PM 1 ) erfasst, der sich aus den in der Atmosphäre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 1 µm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zusammensetzt. Die Verpflichtung zur landesweiten Immissionsüberwachung ergibt sich aus den EG- Luftqualitätsrichtlinien [1, 2], die durch das Bundes- Immissionsschutzgesetz [3] und die 39. Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden. Die hier beschriebenen Programme dienen der Umsetzung der 39. BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten für die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren. Die genannten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deutsches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben für die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssituation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten für einige Schwermetalle und für Benzo(a)pyren. Als Beurteilungsgrundlagen für den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamtdeposition können die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden. Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessungen seit 1976 fortlaufend durchgeführt. Zur Überwachung der Immissionssituation in Hessen betreibt das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfassung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw. Feinstaubs. Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeräte sind der Abbildung 1 zu entnehmen. Die Standorte sind so gewählt, dass sowohl eine Überwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrundbelastung in den Ballungsräumen und im ländlichen Raum gewährleistet ist. Im Jahr 21 wurden an 15 Punkten automatische Probensammler zur Ermittlung der Feinstaubkonzentration (PM 1 ) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schwebstaubs betrieben. Davon liegen 11 Stationen in Städten, 3 im ländlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt. Messstationen in Städten an Verkehrsschwerpunkten im ländlichen Raum Abbildung 1: Probenahmestellen des Schwebstaubmessnetzes Wiesbaden Wetzlar- Hermannstein Linden Kleiner Feldberg Frankfurt Raunheim Hanau Darmstadt Riedstadt Gebiete Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen Südhessen Ballungsräume Rhein-Main Nähere Angaben über die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen.

22 Tabelle 1: Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen Stationsname RW HW H. ü. NN Längengrad Breitengrad Standortcharakter Darmstadt m 8 39'53" 49 52'2" Innenstadt, Wohnbezirk Ffm.-Griesheim m 8 36'17" 5 5'48" Innenstadt, Mischgebiet Ffm.-Höchst m 8 32'32" 5 6'7" Innenstadt, Industrie, verkehrsnah Ffm.-Sindlingen m 8 3'56" 5 4'51" Industrie, Wohnbezirk Ffm.-Mitte m 8 41'6" 5 6'46" Innenstadt, Wohnbezirk Ffm.-Ost m 8 44'47" 5 7'31" Industrie, verkehrsnah Hanau-Mitte m 8 55'39" 5 7'51" Innenstadt, Industrie -Mitte m 9 29'" 51 18'51" Innenstadt, Mischgebiet Kleiner Feldberg m 8 26'46" 5 13'19" Mittelgebirge, Kuppenlage Linden-Leihgestern m 8 41'4" 5 31'59" Dauergrünland Raunheim m 8 27'6" 5 '37" Innenstadt, Wohnbezirk Riedstadt m 8 31'1" 49 49'31" ländlich Wetzlar-Hermannstein m 8 17'4" 5 2'4" Wohngebiet, Industrie Wiesbaden-Ringkirche m 8 13'49" 5 4'38" Innenstadt, Straßenkreuzung Wiesbaden-Süd m 8 14'42" 5 3'1" Wohnbezirk, industrienah Abkürzungen: RW: Rechtswert (Gauß-Krüger) HW: Hochwert (Gauß-Krüger) H. ü. NN: Höhe über Normalnull in Städten am Verkehrsschwerpunkt im ländlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht: Feinstaub (PM 1 ) und dessen Inhaltsstoffe Arsen (As), Blei (Pb), Cadmium (Cd), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Mangan (Mn), Antimon (Sb) und Vanadium (V). Die Messergebnisse der Komponenten, für die ein Immissionswert vorgegeben ist, werden in diesem Bericht für das Jahr 21 ausgewertet und beschrieben. Diese sind: Feinstaub (PM 1 ), Arsen (As), Blei (Pb), Cadmium (Cd) und Nickel (Ni). Tabelle 2 zeigt den Messbeginn für die Stoffe, für die ein Zielwert festgelegt wurde. Atmosphärischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 3 µm. Der Schwebstaub umfasst nur die weitgehend homogen in der Außenluft dispergierten Partikel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463, Blatt 1). Die Größe der Partikel und ihre chemische Zusammensetzung bestimmen zu einem Großteil die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Schwebstaubs. Der Durchmesser der in der Atmosphäre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nanometern (nm oder milliardstel Meter) bis zu etwa 1 Mikrometer (μm oder millionstel Meter). Teilchen mit Durchmessern größer,1 μm können durch ihren aerodynamischen Durchmesser (d ae ) beschrieben werden. Dieser Durchmesser eines Teilchens beliebiger Form, chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 g/cm³), welche in ruhender oder wirbelfrei strömender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete reale Teilchen. In der 39. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (39. BImSchV) wird der Begriff Partikel eingeführt, und es werden u. a. Grenzwerte für den Schutz der menschlichen Gesundheit für die 2 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

23 Partikelfraktion PM 1 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel Grenz- und Zielwerte für Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffe ). Die Partikelfraktion PM 1 enthält alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser 1 µm. Inzwischen hat sich für diese Partikelfraktion auch der Begriff Feinstaub eingebürgert. Die formal korrekte Definition für PM 1 lautet: PM 1 sind die Partikel, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 1 µm einen Abscheidegrad von 5 Prozent aufweist. Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 2 µm verteilen sich in der Atmosphäre wie Gase und werden auch entsprechend mit den Luftströmungen in der Atmosphäre transportiert. Partikel dieser Größe haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z. B. durch Niederschlag oder dadurch, dass sie sich an größere Teilchen oder an Oberflächen (z. B. von Blättern) anlagern, wieder aus der Atmosphäre entfernt. Größere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbstständig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphäre (siehe auch Kapitel Staubniederschlagsmessprogramm ). Diskontinuierliches Probenahmeverfahren für Schwebstaub Entsprechend der 39. BImSchV ist der Schwebstaub als PM 1 -Fraktion des atmosphärischen Aerosols zu erfassen. Die Probenahme erfolgt mit einen automatischen High Volume Sampler (DHA-8) der Firma Digitel, der mit einem Vorabscheider ausgerüstet ist, der dafür sorgt, dass nur die Staubpartikelfraktion PM 1 erfasst wird (siehe auch Kapitel: Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) ). Das Gerät saugt während der Probenahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter, wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden. Pro Woche werden auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubproben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben). Anschließend wird durch Wägung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt. Die gravimetrische Staubkonzentrationsbestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlässiges Staubmessverfahren dar. Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht. Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert. Das Schwebstaubmessnetz dient hauptsächlich der Immissionsüberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung. Bis zum Jahr 2 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der sogenannte Gesamtstaub (TSP, Total Suspended Particulate Matter) erfasst. Ab 21 wurde die Probenahme auf PM 1 umgestellt. Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeräte mit neuen Vorabscheidern ausgerüstet, mit denen erreicht wird, dass die Staubfraktion PM 1 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM 1 im vorhergehenden Kapitel). Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt, dienen die Ergebnisse der diskontinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Information der Bevölkerung. Die aktuell eine Stunde nach der Messung veröffentlichten Daten (Internet, Videotext, Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeräte des Luftmessnetzes Hessen auf. Grenz- und Zielwerte für Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffe Die 39. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz schreibt unter anderem für PM 1 und für Blei Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit vor. Für die Schwermetalle Arsen, Cadmium und Nickel schreibt die 4. TRL Zielwerte vor, die im Jahre 27 in die 22. BImSchV (ab 21 in die 39. BImSchV) übernommen wurden. Die Überprüfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus, dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM 1 -Fraktion des atmosphärischen Aerosols gemessen wurden. Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenzwert für den Gesundheitsschutz, der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr überschritten werden darf, ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration, die innerhalb eines festgelegten Zeitraums soweit wie möglich einzuhalten ist. Beides dient dem übergeordneten Ziel, schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden, zu verhindern oder zu verringern. In Tabelle 3 sind die für den Schwebstaub und die Elemente Arsen, Blei, Cadmium und Nickel vorgeschriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst. Dabei sind die Schwermetallgehalte als Gesamtgehalt dieser Elemente und Verbindungen in der PM 1 -Fraktion zu ermitteln und zu beurteilen. In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-/Schwermetallmessergebnisse des Jahres 21 zusammenfassend dargestellt. Die aufgeführten Jahresmittelwerte der PM 1 -Konzentration zeigen eine Struktur mit höheren Belastungen im innerstädtischen Bereich und niedrigeren Werten im ländlichen Raum. Die Maximalbelastung wird erwartungsgemäß am Verkehrsschwerpunkt Wiesbaden-Ringkirche aber auch an der Station Ffm.-Mitte erreicht. Der in diesem Jahr relativ hohe Schwebstaubwert an der Station Ffm.-Mitte resultiert aus den umfangreichen Abrissarbeiten des Technischen Rathauses. (Die Entfernung zur Messstelle beträgt ca. 6m). H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 3

24 Tabelle 2: Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen Stationsname Gesamtstaub (TSP) Feinstaub (PM 1 ) Arsen Blei Cadmium Nickel Kontinuierliches Messverfahren 1) Darmstadt X Ffm.-Griesheim Ffm.-Höchst X Ffm.-Sindlingen X Ffm.-Mitte Ffm.-Ost X Hanau-Mitte Mitte X Kleiner Feldberg X Linden-Leihgestern Raunheim X Riedstadt X Wetzlar- Hermannstein Wiesbaden- Ringkirche X Wiesbaden-Süd X 1) An diesen Messstationen werden zusätzlich kontinuierliche PM 1 -Messungen durchgeführt. in Städten am Verkehrsschwerpunkt im ländlichen Raum Tabelle 3: Grenzwerte/Zielwerte für Partikel/Inhaltsstoffe Komponente Kenngröße Einheit Grenzwerte (zulässige Überschreitungshäufigkeit pro Jahr) Zielwerte einzuhalten ab Gesetzliche Grundlagen PM 1 24-h-Wert µg/m 3 5 (35mal) BImSchV Jahresmittel µg/m BImSchV Arsen 1) Jahresmittel ng/m BImSchV Blei 1) Jahresmittel µg/m 3, BImSchV Cadmium 1) Jahresmittel ng/m BImSchV Nickel 1) Jahresmittel ng/m BImSchV 1) Gesamtgehalt in der PM 1 -Fraktion 4 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

25 Tabelle 4: Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM 1 ) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 21 Stationsname Feinstaub (PM 1 ) Arsen Blei Cadmium Nickel µg/m³ ng/m³ µg/m³ ng/m³ ng/m³ Darmstadt 21,6,5,1,6 Ffm.-Griesheim 24,8,6,3 1,3 Ffm.-Höchst 24,7,5,1,9 Ffm.-Sindlingen 23,9,6,1,7 Ffm.-Mitte 26,8,6,2 1,1 Ffm.-Ost 24,7,7,1 1,1 Hanau-Mitte 22,6,5,1 2,4 -Mitte 1) 21,5,4,1,8 Kleiner Feldberg 11,4,3,1 <,5 Linden-Leihgestern 19,5,5,1,7 Raunheim 22,6,5,1 1,2 Riedstadt 22,8,6,1,8 Wetzlar-Hermannstein 23,9,9,2 4,3 Wiesbaden-Ringkirche 26,9,6,1 1,1 Wiesbaden-Süd 21 1,1,6,1,7 in Städten am Verkehrsschwerpunkt im ländlichen Raum Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeitraumes (mit 122 Proben, 33 % der im Jahr möglichen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM 1 -Belastung anhand vorgeschriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstellung von Langzeittrends der PM 1 -Immissionsbelastung verzichtet. Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Daten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahresbericht Teil I, 21). Für die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 6 Werte (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Verfügung. Im Probenahmeplan wurde eine gleichmäßige Verteilung der Probenahmetage über die Wochentage und das Jahr festgelegt. Die Probenzahl reicht für die Beurteilung der Schwermetallbelastung aus, da die für die genannten Elemente in der 39. BImSchV jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten werden. Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung für die Metalle dar, für die in der 39. BImSchV Grenzwerte (Blei) und Zielwerte (Arsen, Cadmium und Nickel) vorgeschrieben werden. Die unterschiedlichen Anfangszeitpunkte der Trendkurven haben ihren Grund darin, dass die Probenahme und auch die Analysenverfahren stufenweise so verbessert werden konnten, dass schließlich ab dem Jahr 199 die Verfahrensqualität für die Cadmiummessung und ab 1992 auch für die Bestimmung von Arsen ausreichte, um für die Ermittlung des Konzentrationstrends in der Außenluft belastbare Ergebnisse angeben zu können. H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 5

26 Abbildung 2: Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs) 3 ng / m 3 g / m 12,25 1,2 8 6,15 4, As Südhessen Rhein-Main Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen,5, Pb Rhein-Main Südhessen Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen 3 ng / m 2,5 3 ng / m 5 2, 4 1,5 3 1, 2,5, Cd Rhein-Main Südhessen Mittel- und Nordhessen Lahn-Dill Ballungsraum I: Rhein-Main Darmstadt, Ffm.-Griesheim, Ffm.-Höchst, Ffm.-Sindlingen, Ffm.-Mitte, Ffm.-Ost, Hanau-Mitte, Hanau-Wolfgang 1), Raunheim, Wiesbaden-Ringkirche, Wiesbaden-Süd Ballungsraum II: -Mitte (ab März 28), -Nord (von 21 bis Febr. 28), -Bettenhausen 1) Gebiet I: Südhessen Riedstadt (ab 23), Biebesheim (von 1992 bis 2), Fürth im Odenwald (von 23 bis 26) 1) Gebiet II: Lahn-Dill Gebiet III: Mittel- und Nordhessen Linden-Leihgestern, Wetzlar-Hermannstein Kleiner Feldberg, Witzenhausen 1) 1 Ni Rhein-Main Mittel- und Nordhessen Südhessen Lahn-Dill 1) Diese Stationen werden bereits seit 27 nicht mehr betrieben. Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist, werden der Grenzwert für Blei (in Kraft seit 25) und auch die Zielwerte für Arsen, Cadmium und Nickel (39. BImSchV, 4. TRL) [4, 2], die bis 213 erreicht werden sollen, bereits heute deutlich unterschritten. Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 21 zurück. Das Belastungsniveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Südhessen geringer als in den Ballungsräumen Rhein-Main und sowie im Gebiet Lahn-Dill. Während die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten überwiegend 6 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

27 durch den ländlichen Raum geprägt ist, spielen in den Ballungsräumen Emissionsquellen aus den Bereichen Straßenverkehr, Feuerungsanlagen und Industrie eine bedeutendere Rolle. Dies zeigt sich insbesondere im Gebiet Lahn-Dill, wo die Immissionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt. Im Einzelnen folgen Erläuterungen zu den Ergebnissen: Arsen: Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial können erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und später auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkonzentrationswerte veröffentlicht werden. Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebieten unterhalb des Zielwertes von 6 ng/m³ und erreichen im Jahr 21 nur noch maximal 18 % des Zielwertes. Blei: Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst. Bereits damals wurde der heute vorgeschriebene Grenzwert von,5 µg/m³ deutlich unterschritten. Der Rückgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzierung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin- Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG- Richtlinie [7]. Cadmium: Auch der Cadmiumgehalt im Schwebstaub wurde seit 1983 regelmäßig ermittelt. Allerdings erreichte -wie bei Arsen- das Messverfahren erst Anfang der 9er Jahre eine Qualität, die es erlaubte, das Verfahren für die Ermittlung von Trends in der Außenluft einzusetzen. Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ng/m³ und veränderten sich in den letzten fünf Jahren kaum noch. Trotz der in allen Messgebieten niedrigen Konzentrationen ist noch bis heute die Einwirkung von Cadmium emittierenden Anlagen aus der Metall verarbeitenden Industrie (z. B. im Raum Wetzlar) auf das Konzentrationsniveau zu erkennen. Nickel: Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deutlicher Konzentrationsrückgang belegt. Der vorgeschriebene Zielwert von 2 ng/m³ wird an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 21 wie auch in den Vorjahren ab 1991 nicht mehr überschritten. Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren in den einzelnen Messgebieten (Abb. 2) kaum Schwankungen. Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren, dass die Zielwerte sicher eingehalten sind, auch wenn im Einzelfall insbesondere im Einwirkungsbereich Metall verarbeitender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist. Staubniederschlagsmessprogramm 21 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemessen und wurde früher flächenbezogen (1 km 1 km Rasterflächen) ausgewertet. Mit der Neufassung der TA Luft vom 24. Juli 22 [3] wurde auch für das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingeführt. Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmittelwerte gebildet. Im Jahre 21 wurde der Staubniederschlag in sieben Messgebieten, an insgesamt 22 Messpunkten ermittelt. Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einflüsse stärker zur Geltung als bei der flächenbezogenen Betrachtung. In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen, in denen Staubniederschlagsmessungen durchgeführt werden, dargestellt. Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschiedlichen Messgebiete. Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite: 1 km 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen. Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar, die das dortige Messnetz in einem Teilbereich auf die Maschenweite von 5 m 5 m verdichten, hat temporären Charakter und dient der besseren Erfassung der Deposition in einem Gebiet ausgeprägter industrieller Aktivität. Weitere Angaben zu den Messgebieten können der Tabelle 5 entnommen werden. Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablagerung verstanden, die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphäre auf Oberflächen wie Boden, Pflanzen, Gebäuden oder Gewässern niederschlägt. Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhaltsstoffen aufgrund der Partikelgröße nicht in die menschliche Lunge, sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort möglicherweise über das Grundwasser oder über pflanzliche Lebensmittel in die Nahrungskette gelangen. Auch ist nicht auszuschließen, dass Kinder z. B. beim Spielen durch den Eintrag aus der Atmosphäre verunreinigte Erde in den Mund nehmen. Probenahmeverfahren für Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst. Zur Messung gelangt hierbei die über einen Monat durch eine normierte Auffangfläche (Glasöffnung) in das Bergerhoffglas H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 7

28 abgelagerte (sedimentierte) Masse. Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr. Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht, da -bedingt durch Glasbruch, Entwendung der Messgefäße oder sichtbare Verunreinigung der Proben- einzelne Messwerte vollständig fehlen oder als nicht vertrauenswürdig gestrichen werden müssen. Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb), Arsen (As), Blei (Pb), Cadmium (Cd), Kobalt (Co), Chrom (Cr), Eisen (Fe), Nickel (Ni) und Vanadium (V) gemessen. Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Platin (Pt), Rhodium (Rh), Titan (Ti), Wolfram (W) und Zink (Zn) ergänzten die Analysenpalette ab Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenommen. 25 wurde das Komponentenspektrum auf Staub, Antimon, Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Kobalt, Eisen, Nickel, Vanadium, Kupfer, Mangan und Thallium reduziert. Für die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatsproben zu Jahresproben zusammengefasst, da die Immissionswerte für Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jahresmittelwerte) definiert sind. Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet, indem jeweils die Proben für das erste Halbjahr und für das zweite Halbjahr vereinigt werden. Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analysenergebnissen dieser beiden Proben berechnet. Immissionswerte für Staubniederschlag Für die Bewertung der Schwermetallniederschlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] herangezogen, wobei der Beurteilung der Immissionsbelastung in diesem Bericht für alle Messjahre die Immissionswerte der Fassung der TA Luft vom Juli 22 zugrunde liegen (siehe Tabelle 6). Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 21 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubniederschlagsmessprogramms für das Jahr 21 zusammen. Die Gebietsmittelwerte stützen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets, wobei der Auswertung für den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde liegen. Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten für Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschließlich 21. Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen, da für dieses Element die Nachweisgrenze des angewendeten Verfahrens nicht ausreichte, um eine sinnvolle Trenddarstellung zu erarbeiten. Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessischen Staubniederschlagsmessgebieten für die Messjahre 1996 bis 21 zusammenfassend dargestellt und beschrieben. Wie bereits oben erläutert, wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 22 [3] auch für einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen, Blei, Cadmium, Nickel und Thallium). Im Bereich Gießen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 25 mit gemessen, sodass dort längerfristig rückwirkend nur Ergebnisse für den Staubniederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen. Entsprechend können in der Trenddarstellung (Abb. 4) die Schwermetallergebnisse aus Gießen erst ab 25 gezeigt werden. Staubniederschlag: Abbildung 4 zeigt, dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu erkennen ist. In allen Messgebieten durchläuft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2 wieder leicht an. Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch im neuen Jahrzehnt. Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unterschiedlichen meteorologischen Verhältnissen. Die Messgebiete Hünfelden und Ulrichstein (ländlicher Raum) zeigen für 21 keine Erhöhung bei den Gebietsmittelwerten für Staubniederschlag gegenüber 29. Ulrichstein liegt zwar auch im ländlichen Raum, allerdings überwiegt dort das Grünland. So hat die Aufwirbelung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z. B. im Hintergrundmessgebiet Hünfelden, wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft geprägt wird. In den anderen Messgebieten ist die Entwicklung von 29 auf 21 uneinheitlich. Während die mittleren Niederschlagsraten in den Gebieten, Wetzlar und Wiesbaden in 21 etwas niedriger lagen, waren sie in den restlichen Gebieten etwas höher. Die Unterschiede liegen im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen. 8 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

29 Abbildung 3: Messgebiete und Messpunkte für Staubniederschlag in Hessen Messgebiete in Hessen Messpunkte Sondermessprogramm Wetzlar Wetzlar Ulrichstein Gießen Hünfelden Untermain Wiesbaden Gießen Wetzlar Ulrichstein Untermain Hünfelden Wiesbaden H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 9

30 Tabelle 5: Beschreibung der 7 Messgebiete für Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Größe des Messgebietes Gießen km² Hünfelden km² km² Ulrichstein km² Untermain km² Wetzlar km² Wiesbaden km² Gebietsbeschreibung Stadtgebiet, teilweise Industrie ländliches, emissionsfernes Vergleichs messgebiet (Intensivlandwirtschaft) Stadtgebiet, teilweise Industrie ländliches, emissionsfernes Vergleichsmessgebiet (Grünland) Stadtgebiet, teilweise Industrie Stadtgebiet, teilweise Industrie Stadtgebiet, teilweise Industrie Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flächen. Tabelle 6: Immissionswerte für den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft) Komponenten Jahresmittelwerte Staubniederschlag 35 mg /(m² d) Arsen 4 µg /(m² d) Blei 1 µg /(m² d) Cadmium 2 µg / (m² d) Nickel 15 µg / (m² d) Thallium 2 µg /(m² d) Im Jahr 21 wurde der höchste Gebietsmittelwert für Staubniederschlag mit 129 mg/(m² d) in Gießen ermittelt (siehe auch Tabelle 7). Wie Tabelle 7 weiter zeigt, unterschreiten im Jahr 21 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft für Staubniederschlag vorgeschriebenen Immissionswert von 35 mg/(m² d). Arsen: Die Arseneinträge in den Gebieten Untermain, Wetzlar, und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 29 mehr oder weniger kontinuierlich ab. Für das Jahr 21 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen: Gießen und Wetzlar) weiterhin leichte Abnahmen zu verzeichnen. Bei näherer Betrachtung der Maximalwerte für die punktweise Auswertung der Arsendeposition gemäß TA-Luft, waren in 29 Messpunkte mit Inten sivlandwirtschaft in Hünfelden und im Untermaingebiet auffällig geworden. Hier zeigt sich eine deutliche Abnahme, so dass in 21 keine Überschreitung des Immissionswertes nach TA Luft festzustellen ist. Für 21 weist mit einem Gebietsmittelwert von 1, µg/(m² d) Wiesbaden die höchste Depositionsrate der hessischen Messgebiete auf. Die zweithöchste Arsendepositionsrate wurde mit,9 µg/(m² d) im räumlich höher aufgelösten Sonder-Messgebiet Wetzlar ermittelt. (Siehe auch Abb. 3, bzw. Tabelle 7) 1 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

31 Tabelle 7: Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 21 Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung Minimum Maximum Gebietsmittelwert Gießen Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),2,7,4 Blei µg/(m² d) Cadmium µg/(m² d),1,32,15 Nickel µg/(m² d) 1,2 6,9 3,9 Thallium µg/(m² d),5,5,5 Hünfelden Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),2 2,6 Blei µg/(m² d) Cadmium µg/(m² d),1 1,2 Nickel µg/(m² d),6 4,4 1,7 Thallium µg/(m² d),5,53,8 Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),2,8,3 Blei µg/(m² d) 2 2 5,8 Cadmium µg/(m² d),1,5,1 Nickel µg/(m² d) 1 5,9 2,1 Thallium µg/(m² d),5,5,5 Ulrichstein Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),2,4,2 Blei µg/(m² d) Cadmium µg/(m² d),5,14,1 Nickel µg/(m² d) 1,1 4,6 1,7 Thallium µg/(m² d),5,5,5 Untermain Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),2 3,5 Blei µg/(m² d) ,2 Cadmium µg/(m² d),1 1,9,1 Nickel µg/(m² d),9 6,9 2,1 Thallium µg/(m² d),5,2,5 Wetzlar Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),2 2,2,4 Blei µg/(m² d) ,8 Cadmium µg/(m² d),1,4,2 Nickel µg/(m² d) 1,6 9,9 4,7 Thallium µg/(m² d),5,2,4 Wiesbaden Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),3 3,8 1 Blei µg/(m² d) ,9 Cadmium µg/(m² d),1,2,1 Nickel µg/(m² d) 1 6,2 2, Thallium µg/(m² d),5,2,5 Sonderprogramm- Wetzlar siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke) Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d),6 1,5,9 Blei µg/(m² d) ,8 Cadmium µg/(m² d),2,6,4 Nickel µg/(m² d) 4,6 21,7 13,6 Thallium µg/(m² d),6,5,2 ROT: Überschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft] H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 11

32 Abbildung 4: Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten für den Zeitraum von 1996 bis Staubniederschlag 21 Untermain Hünfelden Wiesbaden Gießen Wetzlar Ulrichstein 7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte Größe Untermain km² km² Wiesbaden km² Gießen 9 4 km² Wetzlar km² Hünfelden 9 4 km² Ulrichstein 9 4 km² 1,8 1,6 1,4 1,2 1,,8,6,4,2, As Untermain Wiesbaden Hünfelden Wetzlar Gießen Ulrichstein Pb Wiesbaden Untermain Gießen Wetzlar Hünfelden Ulrichstein 1,2 1 1,,8,6,4,2, 1996 Cd Untermain Wiesbaden Wetzlar Gießen Hünfelden Ulrichstein Ni Wetzlar Gießen Untermain Wiesbaden Hünfelden Ulrichstein 12 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

33 Blei: Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschriebenen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Verlauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 24 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Hünfelden und Ulrichstein. Während in den Messgebieten Wiesbaden, Untermain, und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 9er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 27 zu erkennen ist, liegen die in Ulrichstein und Hünfelden ermittelten Bleidepositionsraten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau. Bis zum Jahr 27 haben sich die Bleidepositionsraten in den unterschiedlichen Messgebieten mehr und mehr angeglichen. Zum Verlauf in Gießen vor 25 lässt sich keine Aussage treffen, da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle gemessen wurden. Für das Jahr 21 lässt sich feststellen, dass für annähernd alle Messgebiete (Ausnahme Untermain) bei den Gebietsmittelwerten, leichte Erhöhungen gegenüber 29 zu verzeichnen sind. Der in der TA Luft für die Bleideposition vorgeschriebene Immissionswert von 1 µg/(m² d) wurde 21 an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes deutlich unterschritten. Cadmium: Cadmium spielt überwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle. Entsprechend können in solchen Gebieten höhere Depositionsraten auftreten. Wie der zeitliche Verlauf in annähernd allen Messgebieten zeigt, haben dort emissionsmindernde Maßnahmen im Bereich der Metallindustrie zu einem Rückgang der Cadmiumbelastung geführt. In 21 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 µg/(m² d) (Tab. 7) überschritten. Nickel: Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposition von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz zum Teil dem für Cadmium beschriebenen Bild. In den Bereichen, Hünfelden, Untermain, Wiesbaden zeigt sich für 21 ein Rückgang bzw. ein Gleichstand der Immissionsbelastung bezogen auf das Jahr 29. Gießen, Wetzlar und Ulrichstein zeigen leichte Erhöhungen bei den Gebietsmittelwerten gegenüber 29. In Ballungsräumen wurden früher höhere Einträge für Nickel ermittelt als in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Hünfelden und Ulrichstein. Jedoch zeigt sich auch für Nickel, dass sich die Depositionsraten in den Ballungsräumen und den emittentenfernen Bereichen weiter aneinander angleichen. Ausnahme bei der punktweisen Auswertung für 21 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 21,7 µg/(m² d). Hier ein Rückblick über die Jahre 26 bis 21 für die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleinträge: Die Maximalbelastung, die dort 26 noch bei 34 µg/(m² d) lag, ging im Jahr 27 auf 13 µg/(m² d) zurück, stieg im Jahre 28 wieder auf 27,8 µg/(m² d) und ging im Jahre 29 auf 15,8 µg/(m² d) zurück und erhöhte sich in 21 auf 21,7 µg/(m² d). Somit liegt in 21 im Messgebiet Wetzlar eine Überschreitung des in der TA Luft vorgeschriebenen Immissionswertes von 15 µg/(m² d) vor. Thallium: Für Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet, weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nachweisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt. Wie Tabelle 7 zeigt, wird der in der TA Luft für den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 µg/(m² d) in allen Fällen sehr deutlich unterschritten. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten ein Rückgang der Schwermetalldepositionsraten zu verzeichnen ist, während die Staubniederschlagsbelastung derzeit keinen eindeutigen Trend sondern eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen gleichbleibendes Niveau in den Jahren 27 bis 21 aufweist. H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 13

34 Hessisches PAK-Messprogramm 21 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe) sind organische Verbindungen, die in der bodennahen Atmosphäre zur Verunreinigung unserer Atemluft beitragen. Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Verdacht, ein krebserzeugendes Potential zu besitzen. PAK entstehen hauptsächlich durch unvollständige Verbrennung von organischem Material. Sie stammen zum Teil aus dem Bereich der Gebäudeheizungen. Eine weitere direkte Quelle stellen Autoabgase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar. Andere Belastungsquellen sind Straßenstaub und Tabakrauch. Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphäre gasförmig vor, der überwiegende Teil -wie z. B. Benzo(a)pyren- ist partikelgebunden. Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphäre durch trockene und nasse Deposition entfernt. Als trockene Deposition versteht man u. a. das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphäre durch Sedimentation. Bei nasser Deposition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen. Daneben unterliegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen; je nach Reaktivität kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmosphäre einige Tage bis zu mehreren Wochen betragen. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 8er Jahre sporadisch im Rahmen von Messprogrammen unter anderem für die Erstellung von Luftreinhalteplänen erhoben. Eine Beschreibung dieser ersten Messprogramme sowie deren Ergebnisse für die Jahre 1986 bis 24 können im Internet unter eingesehen werden. In der 4. Tochterrichtlinie zur Luftqualität [2] wurde für Benzo(a)pyren als Leitkonponente für die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert festgelegt. Der Zielwert beträgt als Jahresmittelwert 1 ng/m 3 und soll ab dem Jahr 213 eingehalten werden. Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zusätzlich Benz(a)anthracen, Benzo(b,j.k)fluoranthen, Dibenz(ah)anthracen und Indeno(1.2.3-cd)pyren erfolgen nach der 39. BImSchV [3] als Bestandteile der PM 1 -Staubfraktion. Auch im Jahre 21 wurden an 1 Standorten PAK- Messungen durchgeführt. Die Standorte der Probenahmegeräte können der Abbildung 5 entnommen werden. Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39. BImSchV berücksichtigt. 5 Messstationen sind verkehrsbezogen, 4 Messstationen überwachen die PAK-Belastung im städtischen Hintergrund. Eine weitere Station im ländlichen Raum dient als Vergleichsstandort. Nähere Informationen über die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen. Abbildung 5: Probenahmestellen des PAK-Messnetzes Messstationen in Städten an Verkehrsschwerpunkten im ländlichen Raum Wetzlar Kleiner Feldberg Wiesbaden- Frankfurt Ringkirche Raunheim Heppenheim- Lehrstraße - Fünffensterstr. Fulda- Petersbergerund Künzeller- Straße Gebiete Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen Südhessen Ballungsräume Rhein-Main 14 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

35 Tabelle 8: Standorte der PAK-Probenahmestellen 21 Stationsname RW HW H. ü. NN (m) Längengrad Breitengrad Standortcharakter Ffm.-Höhenstraße '4" 5 7'31" Innenstadt, Straßenschlucht Ffm.-Palmengarten '24" 5 7'3" Innenstadt, städtischer Hintergrund Fulda-Petersberger-Straße '9" 5 33'5" Innenstadt, Straßenschlucht Fulda-Künzeller-Straße '1" 5 31'2" Innenstadt, städtischer Hintergrund Heppenheim-Lehrstraße '33" 49 38'4" Innenstadt, Straßenschlucht -Fünffensterstraße '33" 51 18'48" Innenstadt, Straßenschlucht Kleiner Feldberg '29" 5 13'3" Mittelgebirge, emittentenfern Raunheim '1" 5 '4" Innenstadt, Wohngebiet Wetzlar '6" 5 34'7" Innenstadt, Mischgebiet Wiesbaden-Ringkirche '54" 5 4'42" Innenstadt, Kreuzungsbereich, Verkehrsmesspunkt Abkürzungen: RW: Rechtswert (Gauß-Krüger) HW: Hochwert (Gauß-Krüger) H. ü. NN: Höhe über Normalnull in Städten am Verkehrsschwerpunkt im ländlichen Raum Probenahmeverfahren und Durchführung des Messprogramms Nach der 39. BImSchV sind die PAK als Bestandteile der PM 1 -Fraktion des atmosphärischen Aerosols zu erfassen. Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-8) der Firma Digitel, der mit einem Vorabscheider ausgerüstet ist und dafür sorgt, dass nur die Staubpartikelfraktion PM 1 erfasst wird. Die eingesetzten Probenahmegeräte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt, die bis zu 14 Filter nacheinander selbstständig beaufschlagen können. Die Geräte werden mit einem Luftdurchsatz von ca. 5 l/min (ca. 3 m 3 /h) betrieben. Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird vom Probenahmegerät selbstständig konstant gehalten, sodass sich die Strömungsverhältnisse im gesamten Probenahmesystem während der laufenden Probenahme nicht verändern. Der in der Probenluft vorhandene PM 1 -Staub wird auf einem Filter abgeschieden. Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht. Die Probenahmedauer beträgt für eine Filterprobe 24 Stunden. Die Einzelproben decken jeweils einen gesamten Tag von : bis 24: Uhr ab und repräsentieren den PM 1 - Staub aus einem Luftvolumen von ca. 72 m³. H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 15

36 PAK-Werte für 21 Tabelle 9: Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 21 BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP Benzo(a)- Benzo( b,j,k )- Dibenz(ah)- Indeno-( Benzo(a)pyren anthracen fluoranthen anthracen cd)-pyren [ng/m 3 ] [ng/m 3 ] [ng/m 3 ] [ng/m 3 ] [ng/m 3 ] Zielwerte Stationsname Ffm.-Höhenstraße,45,39 1,31,7,56 Ffm.-Palmengarten,26,17,84,5,34 Fulda-Petersberger- Straße,49,37 1,28,7,54 Fulda-Künzeller- Straße,45,23 1,18,7,55 Heppenheim- Lehrstraße,78,66 1,96,1,87 - Fünffensterstraße,39,3 1,8,6,47 Kleiner Feldberg,6,5,24,1,11 Raunheim,32,22 1,,5,42 Wetzlar,43,26 1,13,7,51 Wiesbaden- Ringkirche,39,44 1,9,6,47 in Städten im ländlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt in ng/m 3 4 3,5 1,5 1, Kleiner Feldberg Frankfurt-Höhenstraße Wiesbaden-Ringkirche Heppenheim-Lehrstraße -Fünffensterstraße Raunheim Abbildung 6: Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte für Benzo(a)pyren 1986 bis Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

37 Benzo(a)pyren (BaP): Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 1986/87 wurden Messwerte bis zu 2,3 ng/m³ ermittelt (siehe auch Umweltatlas Hessen unter Bei der zweiten Erhebung im Jahr 1995/96 wurde mit Ausnahme der Messstelle Höhenstraße in Frankfurt am Main (Jahresmittelwert 1995 für Benzo(a)pyren 3,7 ng/m³) an allen Messstellen der ab 212 einzuhaltende Zielwert von 1 ng/m 3 unterschritten. Auch am Standort Frankfurt Höhenstraße, wird der Zielwert seit 21 eingehalten. Verkehrsbezogenen Stationen liefern erfahrungsgemäß höhere Messwerte als vergleichbare Stadtund Hintergrundstationen. Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feldberg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von,6 ng/m³ in den Jahren 29 und 21 ermittelt. Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Konzentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 27 kontinuierlich zurück. Im Jahre 27 wurden die niedrigsten BaP- Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermittelt. 28 erfolgte jedoch eine leichte Erhöhung gegenüber 27. Im Jahre 29 war bei 8 von 1 Messstationen eine leichte Erhöhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenüber 28 zu verzeichnen. Im Jahre 21 sind an 9 Messstationen die Werte gegenüber 29 leicht gesunken, der Kleine Feldberg zeigt einen Gleichstand. Auch der höchste Jahresmittelwert von,78 ng/m³ gemessen in 21 an der Station in Heppenheim, unterschreitet den Zielwert von 1 ng/m³. Es liegen daher für das Jahr 21 keine Zielwertüberschreitungen vor (Abbildung 6). Am Kleinen Feldberg im Taunus ist seit 21 keine wesentliche Veränderung der BaP-Konzentration zu erkennen. Benzol, Toluol, Xylol (BTX)- Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2 konnten mit dem großflächigen Einsatz von Passivsammlern für die BTX- Messung an insgesamt 6 Messpunkten in Südhessen sehr gute Erfahrungen -auch was die Qualität der Messergebnisse betrifft- gemacht werden. Insbesondere der Vergleich mit kontinuierlich registrierenden, gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestätigte die inzwischen hohe Qualität der Passivverfahren für die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfahrungen werden ab dem Jahr 27 verkehrsbezogene Stationen des Luftmessnetzes Hessen, in denen aus Platzgründen kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann, mit Passivsammlern ausgerüstet (siehe Tabelle 1). Die in der Tabelle aufgeführte Station in Wiesbaden dient der Qualitätssicherung der BTX-Messung mit Passivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung. Passivsammler -im vorliegenden Fall Aktivkohleröhrchen- zeichnen sich auch dadurch aus, dass sie deutlich preisgünstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern können. Dies gilt allerdings nur insofern, als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahresmittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Auflösung der Messergebnisse nicht unbedingt notwendig ist. Die Aktivkohleröhrchen sind außerdem durch ihre geringe Größe und einfache Bauweise an vielen Orten einsetzbar, an denen der Einsatz eines konventionellen BTX- Messplatzes, der auch eine Stromversorgung benötigt, nicht möglich ist. Tabelle 1: Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren Stationsname RW HW H. ü. NN (m) Längengrad Breitengrad Standortcharakter Gießen-Westanlage '11" 5 35'7" Innenstadt, Straßenschlucht Innenstadt, Straßenschlucht Innenstadt, Kreuzungsbereich, Verkehrsmesspunkt Innenstadt, Straßenschlucht Marburg- Universitätsstraße '14" 5 48'29" Wiesbaden-Ringkirche '54" 5 4'42" Reinheim '56" 49 49'4" Abkürzungen: RW: Rechtswert (Gauß-Krüger) HW: Hochwert (Gauß-Krüger) H. ü. NN: Höhe über Normalnull H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 17

38 BTX-Aromaten BTX ist die Abkürzung für die Lösemittel Benzol, Toluol und Xylol, die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zählen. Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver, charakteristischer, aromatischer Geruch. Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Flüssigkeiten vor, sind flüchtig und leicht entzündlich. Sie können entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschließender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden. Die Hauptbelastungsquellen für diese Komponenten sind der Straßenverkehr und in Einzelfällen Gewerbe- oder Industriebetriebe, die diese Stoffe herstellen oder verwenden. Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen, dass Benzol, Toluol und Xylol in der Außenluft in verkehrsreichen Straßen in einem nahezu festen Konzentrationsverhältnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 1,5 zu 3). Unter Berücksichtigung dieses Verhältnisses können sie daher auch als Tracer für eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten. Abweichungen von diesem Verhältnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw. Gewerbebetrieben hin. Bisher ist bei den Aromaten nur für Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben. Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms näher erläutert. Benzol: Benzol ist ein ringförmiges Molekül aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen; seine Summenformel lautet C 6 H 6. Benzol ist krebserzeugend und erbgutverändernd. Es wird aus Erdöl gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Lösemittel. Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Außenluft abgegeben werden als auch während des Verbrennungsvorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Außenluft gelangen. Seit dem ist für Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1% Benzol vorgeschrieben [EU-Richtlinie 98/7/EG]. In der 39. BImSchV [2] wurde für die Außenluftkonzentration ein Grenzwert von 5 µg/m 3 als Jahresmittelwert festgelegt, der ab dem Jahr 21 verbindlich einzuhalten ist. Toluol: Toluol besitzt den gleichen ringförmigen Aufbau wie Benzol, mit dem Unterschied, dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekül durch eine Methylgruppe (CH 3 ) ersetzt ist. Seine Summenformel lautet C 7 H 8. Toluol ist gesundheitsschädlich (fruchtschädigend und fortpflanzungsgefährdend). Wie Benzol wird auch Toluol hauptsächlich aus Erdöl gewonnen. Industriell wird Toluol als Reaktionsmittel für die Synthese von verschiedenen organischen Verbindungen (z. B. auch Benzol) gebraucht. Xylol: Xylol ähnelt dem Toluol und dem Benzol. Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome. Seine Summenformel lautet C 8 H 1. Je nach Stellung dieser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere. Da eine Trennung der Xylol- Isomere meta- und para-xylol im Rahmen der Laboranalysen nur schwer möglich ist, werden im hessischen Messnetz m- und p-xylol nur als Summenwert der beiden Isomere bestimmt, während ortho-xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist. Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschädlich. Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdölraffinerien gewonnen. In der Industrie verwendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Lösemittel. Außerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunststoffherstellung. Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft für Immissionsschutz (LAI) legte in früheren Jahren für den Gehalt in der Außenluft einen Richtwert für Toluol und auch für Xylol von jeweils 3 µg/m 3 als Jahresmittelwert fest; entsprechende Grenzwerte werden allerdings heute in der 39. BImSchV nicht vorgeschrieben. 18 Lufthygienischer Jahresbericht 21 - Staub und Staubinhaltsstoffe -

39 Benzol Toluol µg/m³ m/p-xylol o-xylol Benzol Toluol m/p-xylol o-xylol Benzol Toluol m/p-xylol o-xylol Benzol Toluol m/p-xylol o-xylol BTX-Werte 21 Abbildung 7: Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes 7 6 Passivverfahren kontinuierliches Verfahren 5 µg/m Marburg Gießen Wiesbaden-Ringkirche Reinheim Wie die oben stehende Abbildung zeigt, unterschreiten die Benzolkonzentrationen an den vier aufgeführten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 µg/m 3 den in der 39. BImSchV ab 21 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 µg/m 3 im Jahresmittel deutlich. Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfahren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau. Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Rückgang der Benzolbelastung, die Mitte der 9er Jahre im Straßenraum noch in der Größenordnung von 1 µg/m 3 lag. Der Lufthygienische Jahresbericht 21, Teil I, enthält und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 21 in Hessen durchgeführten BTX- Messungen. Abbildung 8: Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte, Station Wiesbaden-Ringkirche H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f ü r U m w e l t u n d G e o l o g i e 19