B-PLAN XVII-4 AN DER MOLE IN BERLIN - LUFTSCHADSTOFFUNTERSUCHUNG -

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1 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Immissionsschutz, Klima, Aerodynamik, Umweltsoftware Mohrenstraße 14, D Radebeul Telefon: +49 (0) 351 / info.dd@lohmeyer.de URL: B-PLAN XVII-4 AN DER MOLE IN BERLIN - LUFTSCHADSTOFFUNTERSUCHUNG - Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin Dipl.-Geogr. F. Jänich Dr. rer. nat. Ingo Düring Februar 2012 Projekt Berichtsumfang 71 Seiten Büro Karlsruhe: An der Roßweid 3, Karlsruhe, Tel.: +49 (0) 721 / , info.ka@lohmeyer.de

2 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG I I N H A L T S V E R Z E I C H N I S 1 ZUSAMMENFASSUNG VERANLASSUNG UND VORGEHENSWEISE Aufgabenstellung Beurteilungsmaßstäbe Berechnungsverfahren EINGANGSDATEN Örtliche Gegebenheiten Verkehrsnetz und -stärke Meteorologische Daten HINTERGRUNDBELASTUNG DER LUFT EMISSIONEN Betrachtete Schadstoffe Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Motorbedingte Emissionsfaktoren Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Tempo Emissionen des untersuchten Straßennetzes IMMISSIONEN Stickstoffdioxid (NO 2 ) Feinstaub (PM10) Feinstaub (PM2.5) Benzo(a)pyren (BaP) Gesamtbewertung LITERATUR...44

3 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG II ANHANG A1: BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENT- RATIONEN AN KFZ-STRASSEN...51 ANHANG A2: BERECHNUNGSVERFAHREN PROKAS...55 ANHANG A3: ÜBERSCHREITUNGSHÄUFIGKEIT DER STUNDEN- UND TAGESMITTELWERTE...66 ANHANG A4: FEHLERDISKUSSION...69 Hinweise: Vorliegender Bericht darf ohne schriftliche Zustimmung des Ingenieurbüros Lohmeyer GmbH & Co. KG nicht auszugsweise vervielfältigt werden. Die Tabellen und Abbildungen sind kapitelweise durchnummeriert. Literaturstellen sind im Text durch Name und Jahreszahl zitiert. Im Kapitel Literatur findet sich dann die genaue Angabe der Literaturstelle. Es werden Dezimalpunkte (= wissenschaftliche Darstellung) verwendet, keine Dezimalkommas. Eine Abtrennung von Tausendern erfolgt durch Leerzeichen.

4 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 1 ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN Emission / Immission Als Emission bezeichnet man die von einem Fahrzeug ausgestoßene Luftschadstoffmenge in Gramm Schadstoff pro Kilometer oder bei anderen Emittenten in Gramm pro Stunde. Die in die Atmosphäre emittierten Schadstoffe werden vom Wind verfrachtet und führen im umgebenden Gelände zu Luftschadstoffkonzentrationen, den so genannten Immissionen. Diese Immissionen stellen Luftverunreinigungen dar, die sich auf Menschen, Tiere, Pflanzen und andere Schutzgüter überwiegend nachteilig auswirken. Die Maßeinheit der Immissionen am Untersuchungspunkt ist µg (oder mg) Schadstoff pro m³ Luft (µg/m³ oder mg/m³). Hintergrundbelastung / Zusatzbelastung / Gesamtbelastung Als Hintergrundbelastung werden im Folgenden die Immissionen bezeichnet, die bereits ohne die Emissionen des Straßenverkehrs auf den betrachteten Straßen an den Untersuchungspunkten vorliegen. Die Zusatzbelastung ist diejenige Immission, die ausschließlich vom Verkehr auf dem zu untersuchenden Straßennetz oder der zu untersuchenden Straße hervorgerufen wird. Die Gesamtbelastung ist die Summe aus Hintergrundbelastung und Zusatzbelastung und wird in µg/m³ oder mg/m³ angegeben. Grenzwerte / Vorsorgewerte Grenzwerte sind zum Schutz der menschlichen Gesundheit vom Gesetzgeber vorgeschriebene Beurteilungswerte für Luftschadstoffkonzentrationen, die nicht überschritten werden dürfen, siehe z. B. Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes. Vorsorgewerte stellen zusätzliche Beurteilungsmaßstäbe dar, die zahlenmäßig niedriger als Grenzwerte sind und somit im Konzentrationsbereich unterhalb der Grenzwerte eine differenzierte Beurteilung der Luftqualität ermöglichen. Jahresmittelwert / 98-Perzentilwert / Kurzzeitwert (Äquivalentwert) An den betrachteten Untersuchungspunkten unterliegen die Konzentrationen der Luftschadstoffe in Abhängigkeit von Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Verkehrsaufkommen etc. ständigen Schwankungen. Die Immissionskenngrößen Jahresmittelwert, 98-Perzentilwert (= Konzentrationswert, der in 98 % der Zeit des Jahres unterschritten wird) und weitere Kurzzeitwerte charakterisieren diese Konzentrationen. Der Jahresmittelwert stellt den über das Jahr gemittelten Konzentrationswert dar. Eine Einschränkung hinsichtlich Beurteilung der Luftqualität mit Hilfe des Jahresmittelwertes besteht darin, dass er nichts über Zeiträume mit hohen Konzentrationen aussagt. Eine das ganze Jahr über konstante Konzentration kann zum gleichen Jahresmittelwert führen wie eine zum Beispiel tagsüber sehr hohe und nachts

5 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 2 sehr niedrige Konzentration. Der Gesetzgeber hat deshalb zusätzlich zum Jahresmittelwert so genannte Kurzzeitwerte der Konzentrationen eingeführt. Die Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (39. BImSchV) fordert die Einhaltung von Kurzzeitwerten in Form des Stundenmittelwertes der NO 2 -Konzentrationen von 200 µg/m³, der nicht mehr als 18 Stunden pro Jahr überschritten werden darf, und des Tagesmittelwertes der PM10-Konzentration von 50 µg/m³, der maximal an 35 Tagen überschritten werden darf. Da diese Werte derzeit nicht direkt berechnet werden können, erfolgt die Beurteilung hilfsweise anhand von abgeleiteten Äquivalentwerten auf Basis der 98-Perzentil- bzw. Jahresmittelwerte. Diese Äquivalentwerte sind aus Messungen abgeleitete Kennwerte, bei deren Unterschreitung auch eine Unterschreitung der Kurzzeitwerte erwartet wird. Verkehrssituation Emissionen und Kraftstoffverbrauch der Kraftfahrzeuge (Kfz) hängen in hohem Maße vom Fahrverhalten ab, das durch unterschiedliche Betriebszustände wie Leerlauf im Stand, Beschleunigung, Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit, Bremsverzögerung etc. charakterisiert ist. Das typische Fahrverhalten kann zu so genannten Verkehrssituationen zusammengefasst werden. Verkehrssituationen sind durch die Merkmale eines Straßenabschnitts wie Geschwindigkeitsbeschränkung, Ausbaugrad, Vorfahrtregelung etc. charakterisiert. In der vom Umweltbundesamt herausgegebenen Datenbank Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA sind für verschiedene Verkehrssituationen Angaben über Schadstoffemissionen angegeben. Feinstaub - PM10/PM2.5 Mit Feinstaub - PM10/PM2.5 werden alle Partikel bezeichnet, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Partikeldurchmesser von 10 µm bzw. 2.5 µm eine Abscheidewirksamkeit von 50 % aufweist. Die PM10-Fraktion wird auch als inhalierbarer Staub bezeichnet. Die PM2.5-Fraktion gelangt bei Inhalation vollständig bis in die Alveolen der Lunge; sie umfasst auch den wesentlichen Masseanteil des anthropogen erzeugten Aerosols, wie Partikel aus Verbrennungsvorgänge und Sekundärpartikel. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe/Benzo(a)pyren (BaP) Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) sind organische Verbindungen, die sich aus mindestens zwei miteinander verbundenen aromatischen Ringen zusammensetzen, die ausschließlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Benzo(a)pyren (BaP) wird bei lufthygienischen Betrachtungen üblicherweise als Leitsubstanz für die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe betrachtet. BaP ist ein Bestandteil von Feinstaub (PM10).

6 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 3 1 ZUSAMMENFASSUNG Das Bezirksamt Lichtenberg erstellt einen B-Plan (XVII-4 An der Mole) im Entwicklungsgebiet Rummelsburger Bucht. Der B-Plan grenzt an die Hauptstraße an, deren Ausbau in einem Planfeststellungsverfahren geplant wird. Im Planungsprozess für den o. g. B-Plan wird eine lufthygienische Untersuchung benötig. Hierbei sind die relevanten Luftschadstoffimmissionen aus dem Kfz-Verkehr zu ermitteln und die lufthygienische Situation anhand der Beurteilungswerte der 39. BImSchV zu bewerten. Dieses Gutachten wird hiermit vorgelegt. Die Untersuchung beinhaltet aufbauend auf der Umsetzung der Maßnahme zwei Szenarien: - den Nullfall (ohne Entwicklung des B-Plans) im Jahr 2020 und - den Planfall (mit Entwicklung) im Jahr Beide Szenarien beinhalten die Realisierung des Ausbaus der Hauptstraße und der A BA. Betrachtet werden die folgenden Komponenten: Stickstoffdioxid (NO 2 ), Feinstaub (PM10, PM2.5) und Benzo(a)pyren (BaP). Die Beurteilung der Maßnahme erfolgt im Vergleich mit bestehenden Grenzwerten der 39. BImSchV. Mit dem Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) in seiner Version 3.1 (UBA, 2010) werden die verkehrsbedingten Emissionen für das Prognosejahr 2020 auf der Grundlage der Verkehrsmengen für 2025 ermittelt. Die nicht motorbedingten PM10-, PM2.5 und BaP-Emissionen werden auf der Grundlage vorliegender Systematisierungen aus der Literatur bestimmt. Die Ausbreitungsmodellierung erfolgte mit dem Modell PROKAS/PROKAS_B (Beschreibung siehe Anhang A2). Die so berechnete Zusatzbelastung, verursacht vom Verkehr z. B. im B-Plan, der Hauptstraße und des Nebennetzes, wird mit der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung überlagert. Diskutiert und bewertet wird die Gesamtbelastung (Zusatzbelastung + Hintergrundbelastung).

7 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 4 Ergebnisse Der NO 2 -Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV wird in beiden Fällen an den Häuserfronten in einem Abschnitt der Marktstraße überschritten. Hier beträgt die Gesamtbelastung im Jahresmittel jeweils 43 µg/m³ (Hintergrund = 16 µg/m³). Die NO 2 -Grenzwertüberschreitung ist dort nicht durch die Planungsmaßnahme verursacht. An anderen Stellen im Untersuchungsgebiet ist der Grenzwert in Bereichen längerer Aufenthaltsdauer in beiden Fällen im Jahr 2020 überall eingehalten. Dies trifft auch auf das eigentliche Bebauungsgebiet zu. Der PM10-Jahresmittelgrenzwert der 39. BImSchV von 40 µg/m³ ist im Untersuchungsgebiet im Null- und Planfall 2020 überall deutlich eingehalten. Bereiche mit erhöhter PM10-Konzentration von bis zu 31 µg/m³ (Nullfall und Planfall) (Hintergrundbelastung = 23 µg/m³) sind entlang der Hauptstraße zu verzeichnen. Die Berechnungen zeigen allerdings in mehreren Straßenabschnitten im Untersuchungsgebiet Überschreitungen des PM10-24 h-grenzwerts (Überschreitungshäufigkeit des 24 h- Werts von 50 µg/m³ öfter als 35-mal im Jahr). Dies ist dann nicht auszuschließen, wenn im Jahresmittel 29 µg PM10/m³ oder mehr berechnet werden. Der PM10-24 h-grenzwert der 39. BImSchV ist im Nullfall 2020 an den einseitigen Bebauungen der Hauptstraße (vgl. IO 1) sowie der Marktstraße überschritten. Die Anzahl der Tagesgrenzwertüberschreitungen wurde dort mit 40 Tagen (entspricht 30 µg/m³ in Jahresmittel) berechnet. Erlaubt sind 35 Tage mit einer Konzentration größer 50 µg/m³. Für PM2.5 gilt nach 39. BImSchV ein Grenzwert im Jahresmittel von 25 µg/m³. Dieser Grenzwert wird weder im Null- noch im Planfall 2020 im Untersuchungsgebiet überschritten. Die maximalen Zusatzbelastungen betragen 5 µg/m³ (Nullfall) bzw. 4 µg/m³ (Planfall) bei einer Hintergrundbelastung von 15 µg/m³. Die BaP-Hintergrundbelastung von 0.9 ng/m³ wurde aus vorliegenden Messdaten des Istzustandes abgeleitet und vereinnahmt bereits 90 % des Zielwerts der 39. BImSchV. Die Festlegung der Hintergrundbelastung von BaP ist aufgrund der Streuung der Messwerte innerhalb verschiedener Messjahre und der Streubreite zwischen den Stationen mit großen Unsicherheiten behaftet. Hinzu kommt, dass systematische Untersuchungen möglicher Reduktionen der Hintergrundbelastung für die Zukunft bei dieser Schadstoffkomponente nicht vorliegen, sodass im konservativen Sinne im Prognosejahr 2020 mit dem o. g. Messwert des Istzustandes gerechnet wurde. Die verkehrsbedingte BaP-Zusatzbelastung erreicht in beiden Berechnungsfällen maximal 0.2 ng/m³ (Gesamtbelastung max. 1.1 ng/m³). Der Zielwert von 1.0 ng/m³ wird deshalb an

8 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 5 zwei Abschnitten der Haupt- und Marktstraße mit dichter, einseitiger Bebauung geringfügig überschritten. Der BaP-Beurteilungswert ist allerdings kein Grenzwert. Er stellt eine Zielstellung dar, die nach Möglichkeit eingehalten werden muss. Zusammenfassend gilt für alle Bereiche mit Grenzwert- (z. B. PM10-Kurzzeitgrenzwert) oder Zielwertüberschreitungen (BaP), dass keine atypischen Schadstoffbelastungen auftreten, die mit Mitteln der Luftreinhaltung bzw. verkehrlichen Maßnahmen nicht zu lösen sind, da die berechneten Zusatzbelastungen aller Schadstoffe nicht höher als die jeweiligen Grenz- bzw. Zielwerte sind.

9 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 6 2 VERANLASSUNG UND VORGEHENSWEISE 2.1 Aufgabenstellung Das Bezirksamt Lichtenberg erstellt einen B-Plan (XVII-4 An der Mole) im Entwicklungsgebiet Rummelsburger Bucht. Der B-Plan grenzt an die Hauptstraße an, deren Ausbau in einem Planfeststellungsverfahren geplant wird. Im Planungsprozess für den o. g. B-Plan wird eine lufthygienische Untersuchung benötig. Hierbei sind die relevanten Luftschadstoffimmissionen aus dem Kfz-Verkehr zu ermitteln und die lufthygienische Situation anhand der Beurteilungswerte der 39. BImSchV zu bewerten. Dieses Gutachten wird hiermit vorgelegt. Die Untersuchung beinhaltet aufbauend auf der Umsetzung der Maßnahme zwei Szenarien: - den Nullfall (ohne Entwicklung des B-Plans) im Jahr 2020 und - den Planfall (mit Entwicklung) im Jahr Beide Szenarien beinhalten die Realisierung des Ausbaus der Hauptstraße und der A BA. Betrachtet werden die folgenden Komponenten: Stickstoffdioxid (NO 2 ), Feinstaub (PM10, PM2.5) und Benzo(a)pyren (BaP). Die Beurteilung der Maßnahme erfolgt im Vergleich mit bestehenden Grenzwerten der 39. BImSchV. Die Ausbreitungsmodellierung erfolgte mit dem Modell PROKAS/PROKAS_B (Beschreibung siehe Anhang A2). 2.2 Beurteilungsmaßstäbe In Tab. 2.1 werden die in der vorliegenden Studie verwendeten und im Anhang A1 erläuterten Beurteilungswerte für die relevanten Autoabgaskomponenten zusammenfassend dargestellt. Diese Beurteilungswerte sowie die entsprechende Nomenklatur werden im vorliegenden Gutachten durchgängig verwendet.

10 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 7 Schadstoff Beurteilungswert Zahlenwert in µg/m³ Jahresmittel Kurzzeit NO 2 Grenzwert seit (Stundenwert, maximal 18 Überschreitungen/Jahr) PM10 Grenzwert seit (Tagesmittelwert, maximal 35 Überschreitungen/Jahr) PM2.5 Grenzwert ab BaP Zielwert ab Tab. 2.1: Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffimmissionen nach 39. BImSchV (2010) Die Beurteilung der Schadstoffimmissionen erfolgt durch den Vergleich relativ zum jeweiligen Grenz- oder Zielwert. Weiter orientiert sich die Bewertung an der Einstufung von Schadstoffimmissionen (siehe Tab. 2.2) durch die Landesanstalt für Umweltschutz, Baden-Württemberg (LfU, 1993). Immissionen in % der entsprechenden Grenzwerte Bewertung bis 10 % sehr niedrige Konzentrationen über 10 % bis 25 % niedrige Konzentrationen über 25 % bis 50 % mittlere Konzentrationen über 50 % bis 75 % leicht erhöhte Konzentrationen über 75 % bis 90 % erhöhte Konzentrationen über 90 % bis 100 % hohe Konzentrationen über 100 % bis 110 % geringfügige Überschreitungen über 110 % bis 150 % deutliche Überschreitungen über 150 % hohe Überschreitungen Tab. 2.2: Bewertung von Immissionen nach LfU (1993) 2.3 Berechnungsverfahren Mit dem Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) in seiner Version 3.1 (UBA, 2010) werden die verkehrsbedingten Emissionen für das Prognosejahr 2020 ermittelt.

11 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 8 Die Verkehrsprognose liegt für 2025 vor. Als Prognosejahr wird in Abstimmung mit dem Auftraggeber das Jahr 2020 genutzt. Dies ist gegenüber dem Jahr 2025 konservativ, da wegen der immer weiter fortschreitenden Entwicklung der Kfz-Flotte hin zu modernen Fahrzeugen jedes Jahr geringere mittlere Emissionen je Fahrzeug zu erwarten sind. Die Prognose- Verkehrszahlen liegen nur für das Jahr 2025 vor. Für 2020 gibt es keine Information zur Verkehrsstärke. Deshalb wird im vorliegenden Gutachten auf die genannten Verkehrszahlen von 2025 zurückgegriffen. Vor diesem Hintergrund werden die von den Kraftfahrzeugen emittierten Schadstoffmengen und -immissionen ermittelt. Die nicht motorbedingten PM10-, PM2.5- und BaP-Emissionen werden im HBEFA in der aktuellen Fassung noch nicht behandelt. Die Berechnung der Emissionsanteile erfolgt deshalb auf der Grundlage vorliegender Systematisierungen aus der Literatur. Die im Untersuchungsgebiet auftretenden Immissionen werden mit dem Ausbreitungsmodell PROKAS/PROKAS_B (Anhang A2) berechnet. Die so berechnete Zusatzbelastung, verursacht vom Verkehr z. B. im B-Plan, der Hauptstraße und des Nebennetzes, wird mit der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung überlagert. Die Hintergrundbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne die Emissionen auf den berücksichtigten Straßen vorläge, wird auf Grundlage von Messdaten und in Abstimmung mit der zuständigen Immissionsschutzbehörde der Stadt Berlin angesetzt. Von den Fahrzeugen werden die Stickoxide hauptsächlich als NO und nur zu geringen Teilen als NO 2 abgegeben. Auf dem Ausbreitungspfad wandelt sich das NO zu NO 2 um. Die Umwandlungsrate ist zeitabhängig. Mit zunehmendem Abstand von der Straße wird ein immer größerer Anteil des NO in NO 2 umgewandelt. Diese NO X /NO 2 -Konversion wird nach neuen Forschungserkenntnissen mit einem vereinfachten Chemiemodell (Düring et al., 2011) durchgeführt (siehe Anhang A2).

12 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 9 3 EINGANGSDATEN Für die Emissions- und Immissionsberechnung sind vielfältige Daten z. B zur Lage der betrachteten Hauptstraßen mit deren verkehrsspezifischen Informationen wie Verkehrsstärken, Gradientenhöhen, Fahrgeschwindigkeiten und Fahrverhalten, Art und Lage der Lichtsignalanlagen und Informationen zu bestehenden und geplanten Lärmschutzanlagen nötig. Für die Modellierung der Immissionen wurden ferner meteorologische Daten bereitgestellt und Schadstoffhintergrundbelastungen abgestimmt. 3.1 Örtliche Gegebenheiten Einen Überblick über den Betrachtungsraum bietet die Abb Darin sind die berücksichtigte Straßen abgebildet und die speziell ausgewählten Immissionsorte eingezeichnet. Die Planungsgrundlage wurde den Unterlagen mit Stand 06/2011 vom Auftraggeber (BSM, 2011a) zur Verfügung gestellt. Bei der Ausbreitung der verkehrsbedingten Emissionen spielen die baulichen Gegebenheiten der Straße eine wesentliche Rolle. Schadstoffmindernde Effekte sind z. B. bei Anlagen des Lärmschutzes gegeben. Lärmschutzwälle und -wände sind in der Ausbreitungsrechung parametrisiert aus den Daten zum Umbau des Ostkreuzes (DB, 2005) und aus eigener Erhebung berücksichtigt. Für die Anwendung von PROKAS_B (Bebauungsmodul von PROKAS) wurden die Straßen mit dichter Randbebauung ermittelt und typisiert. Aufgrund dieser Bebauungstypisierung ist es möglich, mit dem Modell PROKAS die Schadstoffbelastungen in bebauten Bereichen zu berechnen. Die Bebauungstypen für Null- und Planfall sind in Abb. 3.2 bzw. Abb. 3.3 dargestellt. Die Bebauungstypen beginnend mit 1 beschreiben eine einseitige Randbebauung, während die Typen beginnend mit 2 die beidseitigen Bebauungen repräsentieren. Die Beschreibung der Bebauungstypen ist im Anhang (siehe Anhang A2.3) detailliert aufgezeigt.

13 Marktstraße Schreiberhauer Straße Übersicht zum Untersuchungsgebiet 2 Hauptstraße 1 Karlshorster Straße berücksichtigte Straße Immissionsort mit Nr. Untersuchungsgebiet 3 Planstr. 2 5 Privatstr. 3 4 Planstr Meter Hau Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Markgrafendamm Kynaststraße Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole Datum Zeichen gezeichnet FJ geprüft FJ Projekt Abb. 3.1

14 Bebauungstypen im Untersuchungsgebiet Nullfall Typisierung einseitig zweiseitig ohne Bebauungstyp Gebäude, Höhe [m] Meter Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole Datum Zeichen gezeichnet FJ geprüft FJ Projekt Abb

15 Bebauungstypen im Untersuchungsgebiet Planfall Typisierung einseitig zweiseitig ohne Bebauungstyp Gebäude, Höhe [m] Meter Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole Datum Zeichen gezeichnet FJ geprüft FJ Projekt Abb

16 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Verkehrsnetz und -stärke Die Untersuchung umfasst nicht nur den B-Plan und die Hauptstraße, sondern auch weiträumig umliegende Straßen mit Verkehrsstärken größer Fahrzeuge am Tag. Straßen mit geringerer Verkehrsbelastung sind in der vorliegenden Untersuchung in der städtischen Hintergrundbelastung berücksichtigt. Als Grundlage der Kfz-Verkehrsbelastung beider Berechnungsfälle wurden Verkehrsgutachten, welche im Zusammenhang mit dem Bebauungsplan XVII-4 An der Mole erarbeitet wurden (VMZ, 2011; BSM, 2012), verwendet. Die im Planfall angesetzten Verkehrszahlen entsprechen der Variante im Kapitel 4 Modifizierte Variante des VMZ-Gutachtens. U. a. liegt den Verkehrszahlen das Szenario der Erweiterung der A 100 bis zum 16. Bauabschnitt in beiden Berechnungsfällen (Null- und Planfall) zugrunde. Des Weiteren gehen die Berechnungen der Verkehrsmengen des Nullfalls davon aus, dass sich auf dem Gebiet des Bebauungsplans keine Nutzung befindet, welche einen relevanten Verkehr auf den betrachteten Straßen verursacht. Diese Bedingung kann im Vergleich der Gesamtimmissionen aus Null- und Planfall als konservativ betrachtet werden. Die Anteile der Schwerverkehre (SV) wurden entsprechend dem Planfall zum Planfeststellungsverfahren des Ausbaus der Hauptstraße verwendet. Die SV-Anteile auf dem Gebiet des B-Plans wurden durch Abstimmungen mit dem Auftraggeber und dem Verkehrsplaner auf 7.5 % festgelegt (BSM, 2011b). Die zur Verfügung gestellten Verkehrszahlen im Null- und Planfall für das Prognosejahr 2025 wurden für das Prognosejahr 2020 unverändert übernommen. Die Verkehrsmengen sind in Abb. 3.4 (Nullfall) und Abb. 3.5 (Planfall) dargestellt. Für die Berechnungen wurden die Daten als Werktagsverkehr (DTV W ) verwendet, welche den Verkehr von Montag bis Freitag abbilden. Die verwendeten Schwerverkehrszahlen (SV) beinhalten alle Fahrzeuge mit einem zulässigen Gesamtgewicht (zul. GG) größer 3.5 t. Der Werktagsverkehr wurde mit Hilfe des Wochengangs auf Samstage und Sonntage umgelegt. Die Umrechnungsfaktoren von Werktagswerten zu Wochenmittelwerte wurden ebenfalls dem Verkehrsgutachten entnommen (S. 3, VMZ, 2011).

17 7 390/4.2% /4.2% /3.3% /4.2% Verkehrsstärke Nullfall 2020 Durchschnittliche Verkehrsstärke DTV Mo-Fr in Kfz pro Tag und SV >3.5 t /5.8% /5.8% /4.2% 2 830/4.2% /5.0% Meter / 4.2% Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ /5.8% /4.2% Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft FJ Projekt Abb. 3.4

18 19 780/4.2% Verkehrsstärke Planfall /4.2% /3.3% /4.2% Durchschnittliche Verkehrsstärke DTV Mo-Fr in Kfz pro Tag und SV >3.5 t /5.8% /5.8% /5.8% /4.2% /5.8% 810/6.2% 3 830/4.2% 390/6.2% /5.0% 1 820/6.2% 1 390/6.2% 130/6.2% Meter 9 830/4.2% /5.8% 3 810/4.2% Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole /4.2% Datum Zeichen gezeichnet MK geprüft FJ Projekt Abb. 3.5

19 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Meteorologische Daten Für die Berechnung der Schadstoffimmissionen werden so genannte Ausbreitungsklassenstatistiken (AKS) benötigt. Das sind Angaben über die Häufigkeit verschiedener Ausbreitungsverhältnisse in den unteren Luftschichten, die durch Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Stabilität der Atmosphäre definiert sind. Bei SenStadtUm liegen aus vorangegangenen Jahren Vergleichsmessungen in anderen Stadtbereichen vor, die aufzeigen, dass die Daten der Station Grunewald sehr gut auf das Stadtgebiet übertragbar sind (SenStadtUm, 2010b). Die Wind- und Ausbreitungsklassenstatistik der Station Grunewald wurde von SenStadtUm (2010a) zur Verfügung gestellt und ist in Abb. 3.6 dargestellt. Die Windmessung erfolgte in 27 m Höhe. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt 2.6 m/s.

20 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 17 Abb. 3.6: Windklassenstatistik der Station Grunewald Quelle: SenStadtUm (2010a), eigene Darstellung

21 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 18 Aus klimatischen Modellrechnungen, die im Umweltatlas Berlin thematisiert werden (Sen- StadtUm, 2011a), geht hervor, dass im geplanten Bereich der Hauptstraße bei autochthonen Wetterlagen lokale, bodennahe Strömungen auftreten, welche vorherrschende Strömungskomponenten von Süd aufweisen. Nach diesen Berechnungen ist es also möglich, dass bodennahe Schadstoffemissionen der Straßen bei diesen Wetterlagen bevorzugt in nördliche Richtungen verfrachtet werden könnten. In der o. g. Ausbreitungsklassenstatistik der Station Berlin-Grunewald ist dieser lokale Effekt nicht enthalten. Ortsbezogene Messungen, welche die lokalen Strömungseffekte im geplanten Bereich des Untersuchungsgebiets enthalten, existieren nicht. Um die genannten lokalen Strömungseffekte in der Windstatistik zu berücksichtigen, wurde analog zum abgestimmten Vorgehen bei der A 100 und zum Planfeststellungsverfahren zum Ausbau der Hauptstraße die Ausbreitungsklassenstatistik Grunewald entsprechend der zu erwartenden Situation angepasst. Dafür wird eine vereinfachte empirische Methodik genutzt, bei der die Windrichtungshäufigkeiten der Ausbreitungsklasse I (AK I, stark stabile Ausbreitungsbedingungen) aus anderen Sektoren gleichmäßig auf die aus den Modellrechnungen abgeleiteten südlichen Windrichtungen verteilt werden. Die Häufigkeit dieser Situation wurde mit 14 % nach fachlichen Vorgaben analog zur A 100 und zur Hauptstraße angesetzt. Dies entspricht der Obergrenze der für Berlin aus meteorologischen Beobachtungen ableitbaren Häufigkeit nächtlicher Temperaturinversionen (SenStadtUm, 2005). Die Veränderungen der Windrichtungsverteilung der Referenzstatistik Berlin-Grunewald auf den Untersuchungsstandort ist in Abb. 3.7 aufgezeigt.

22 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 19 Abb. 3.7: Synthetische Windklassenstatistik für das Untersuchungsgebiet aus Daten der Station Grunewald Quelle: eigene Darstellung

23 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 20 4 HINTERGRUNDBELASTUNG DER LUFT Die Immission eines Schadstoffes im Nahbereich von Straßen setzt sich aus der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung und der straßenverkehrsbedingten Zusatzbelastung zusammen. Die Hintergrundbelastung entsteht durch Überlagerung von Immissionen aus Industrie, Hausbrand, nicht detailliert betrachtetem Nebenstraßenverkehr und weiter entfernt fließendem Verkehr sowie überregionalem Ferntransport von Schadstoffen. Es ist die Schadstoffbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne Verkehr auf den explizit in die Untersuchung einbezogenen Straßen vorliegen würde. Im Vergleich zu den Grenzwerten sind die Schadstoffe Blei, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid von untergeordneter Bedeutung. Für die Beurteilung der Auswirkungen der Straßenverkehrsemissionen werden im vorliegenden Gutachten die Schadstoffe Stickstoffdioxid (NO 2 ), Feinstaubpartikel mit den Korngrößen 10 und 2.5 µm (PM10, PM2.5) und Benzo(a)pyren (BaP) betrachtet. Neben den Jahresmittelwerten wird auch der PM10-Kurzzeitgrenzwert abgeleitet und bewertet. Der NO 2 -Kurzzeitgrenzwert als Stundenmittelwert von 200 µg/m³, der 18-mal pro Kalenderjahr überschritten werden darf, wurde in Berlin seit 2007 an allen Messstationen (inkl. der Verkehrsmessstationen) nicht mehr überschritten. Da auch der NO 2 -Jahresmittelgrenzwert von 40 µg/m³ eher als der Kurzzeitgrenzwert überschritten wird, wurde auf die Berechnung des Kurzzeitgrenzwerts verzichtet. Von den Fahrzeugen werden die Stickoxide hauptsächlich als NO und nur zu geringen Teilen als NO 2 abgegeben. Auf dem Ausbreitungspfad wandelt sich das NO zu NO 2 um. Die Umwandlungsrate ist zeitabhängig. Mit zunehmendem Abstand von der Straße wird ein immer größerer Anteil des NO in NO 2 umgewandelt. Diese NO X /NO 2 -Konversion wird nach neuen Forschungserkenntnissen mit der vereinfachten Chemieformel (Düring, 2010) durchgeführt, welche zusätzlich die Einbeziehung der Stoffe NO X und O 3 nach sich zieht (siehe Anhang A2). Zur Bestimmung der Schadstoffhintergrundbelastung standen Werte der nächstgelegenen Messstationen aus dem Luftgüte-Messnetz Berlin zur Verfügung. Aus den Messwerten der innerstädtischen Hintergrundstationen Wedding, Schöneberg, Neukölln, Mitte und Karlshorst sowie aus dem Luftreinhalteplan Berlin wurde in Abstimmung mit Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt (SenStadtUm, 2011b) die in Tab. 4.1 dargestellten Werte für das Bezugsjahr 2011 abgeleitet.

24 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 21 Schadstoff Hintergrundbelastung NO 2 -I1 [µg/m³] 20 NO X -I1 [µg/m³] 30 O 3 -I1 [µg/m³] 54 PM10-I1 [µg/m³] 25 PM2.5-I1 [µg/m³] 17 BaP-I1 [ng/m³] 0.9 Tab. 4.1: Schadstoffhintergrundbelastungen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2011 I1 = Jahresmittelwert Zur Festlegung des BaP-Hintergrundwertes stand nur eine innerstädtische Hintergrundstation (Neukölln) zur Verfügung. Deshalb wurden auch andere Stationen wie randstädtische (Station Buch) oder verkehrsbeeinflusste (Hardenbergplatz, Schildhornstraße, Frankfurter Allee) herangezogen. Die BaP-Messwerte zeigen große Spannweiten der Jahresmittelwerte innerhalb der Stationen im Zeitverlauf, aber auch innerhalb einen Jahres zwischen den Stationen. In meteorologisch ungünstigen Jahren, z. B. 2006, wurden in Neukölln 1.32 ng/m³ gemessen waren es hingegen nur 0.70 ng/m³. Die BaP-Messwerte werden maßgeblich durch Hausbrand beeinflusst. So zeigen sich an der Hintergrundstation Neukölln in fast allen Jahren die höchsten Werte. Sogar die Werte der Verkehrsstationen liegen überwiegend unter den Werten der innerstädtischen Hintergrundstation Neukölln. Demzufolge ist die Festlegung der Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet bei BaP mit großen Unsicherheiten verbunden. Mit Hilfe von technischen Maßnahmen und politischen Vorgaben wird angestrebt, die Emissionen der o. a. Schadstoffe in den kommenden Jahren in Deutschland zu reduzieren. Deshalb wird erwartet, dass auch die großräumig vorliegenden Luftschadstoffbelastungen im Mittel im Gebiet von Deutschland absinken. Das Absinken der Hintergrundbelastung kann im Einzelfall aufgrund regionaler Emissionsentwicklungen vom Mittel abweichen. Im Rahmen der MLuS-Aktualisierung wurden neue Reduktionsfaktoren festgelegt (Lohmeyer, 2010). Sie sind vom Länderausschuss für Immissionsschutz (LAI) und UBA bestätigt und dienen für PM10 als Grundlage für die Festlegung der Hintergrundwerte für Für PM2.5 liegen keine Reduktionsfaktoren vor. Da PM2.5 eine Teilmenge von PM10 ist und auch eine Reduktion für die Hintergrundbelastungen von PM2.5 von der EU geplant ist,

25 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 22 wurde der PM10-Reduktionsfaktor unverändert für PM2.5 verwendet. Diese Methodik ist ebenfalls mit SenGUV (2011a) abgestimmt. Aus den Berechungen zum Luftreinhalteplan für Berlin wurden im Abstimmungsprozess der Hintergrundbelastung die Schadstoffkonzentrationen für das Jahr 2015 für das Untersuchungsgebiet übermittelt. Die mit den Reduktionsfaktoren der MLuS-Aktualisierung berechnete NO 2 -und NO X -Hintergrundbelastungen für 2020 ergeben höhere Werte als im Luftreinhalteplan für Deshalb wurde für diese Schadstoffe der Werte aus dem Luftreinhalteplan 2015 unverändert für 2020 übernommen. Die Ozonbelastung ist im LRP für 2009 und 2015 für das Untersuchungsgebiet in gleicher Höhe angegeben. Aus diesem Grund wurde die O 3 -Konzentration für 2025 ebenfalls aus dem LRP 2015 verwendet. Für BaP sind ebenfalls keine Reduktionsfaktoren vorhanden. Aus diesem Grund werden die BaP-Hintergrundbelastungen für das Bezugsjahr unverändert für das Prognosejahr übernommen. Zusammenfassend zeigt die Tab. 4.2 die angesetzten Hintergrundbelastungswerte für das Bezugs- und Prognosejahr sowie die jeweiligen Reduktionsfaktoren. Schadstoffe Bezugsjahr 2011 Reduktionsfaktor Prognosejahr 2020 NO 2 -I1 [µg/m³] NO X -I1 [µg/m³] O 3 -I1 [µg/m³] PM10-I1 [µg/m³] PM2.5-I1 [µg/m³] BaP-I1 [ng/m³] Tab. 4.2: Hintergrundbelastung im Bezugs- (2010) und Prognosejahr (2020) sowie Reduktionen relativ zum Bezugsjahr I1 = Jahresmittelwert

26 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 23 5 EMISSIONEN 5.1 Betrachtete Schadstoffe Die Kraftfahrzeuge emittieren bei ihrem Betrieb eine Vielzahl von Schadstoffen. Die Relevanz dieser Schadstoffe ist recht unterschiedlich. Immissionsgrenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit werden erfahrungsgemäß am ehesten bei NO 2 und PM10 erreicht, deshalb werden diese Stoffe im vorliegenden Gutachten detailliert betrachtet. Zudem werden die PM2.5- und BaP-Immissionen abgeschätzt. Die Konzentrationen für andere Luftschadstoffe wie Benzol, SO 2, CO, Blei etc. sind im Vergleich zu ihren gesetzlichen Immissionsgrenzwerten deutlich geringer, deshalb werden sie hier nicht betrachtet. 5.2 Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Zur Ermittlung der Emissionen werden die Verkehrsdaten und für jeden Luftschadstoff so genannte Emissionsfaktoren benötigt. Die Emissionsfaktoren sind Angaben über die pro mittlerem Fahrzeug der Fahrzeugflotte und Straßenkilometer freigesetzten Schadstoffmengen. Im vorliegenden Gutachten werden die Emissionsfaktoren für die Fahrzeugarten Leichtverkehr (LV) und Schwerverkehr (SV) unterschieden. Die Fahrzeugart LV enthält dabei die PKW, die leichten Nutzfahrzeuge (lnfz) inklusiv zeitlicher Entwicklung des Anteils am LV nach TREMOD (Lohmeyer, 2010) und die Motorräder, die Fahrzeugart SV versteht sich inklusive Lastkraftwagen, Sattelschlepper, Busse usw. Die Emissionsfaktoren der Partikel (PM10, PM2.5) und BaP setzen sich aus motorbedingten und nicht motorbedingten (Reifenabrieb, Staubaufwirbelung etc.) Emissionsfaktoren zusammen. Die Ermittlung der motorbedingten Emissionen erfolgt entsprechend der VDI- Richtlinie Kfz-Emissionsbestimmung (VDI, 2003) Motorbedingte Emissionsfaktoren Die motorbedingten Emissionsfaktoren der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (PKW, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mit Hilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.1 (UBA, 2010) berechnet. Die motorbedingten Emissionen hängen für die Fahrzeugkategorien PKW, LKW und Linienbusse im Wesentlichen ab von: den so genannten Verkehrssituationen ( Fahrverhalten ), das heißt der Verteilung von Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Häufigkeit und Dauer von Standzeiten,

27 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 24 der sich fortlaufend ändernden Fahrzeugflotte (Anteil Diesel etc.), der Zusammensetzung der Fahrzeugschichten (Fahrleistungsanteile der Fahrzeuge einer bestimmten Gewichts- bzw. Hubraumklasse und einem bestimmten Stand der Technik hinsichtlich Abgasemission, z. B. EURO 2, 3,...) und damit vom Jahr, für welches der Emissionsfaktor bestimmt wird (= Bezugsjahr), der Längsneigung der Fahrbahn (mit zunehmender Längsneigung nehmen die Emissionen pro Fahrzeug und gefahrenem Kilometer entsprechend der Steigung deutlich zu, bei Gefällen weniger deutlich ab) und dem Prozentsatz der Fahrzeuge, die mit nicht betriebswarmem Motor betrieben werden und deswegen teilweise erhöhte Emissionen (Kaltstarteinfluss) haben. Die Zusammensetzung der Fahrzeuge innerhalb der Fahrzeugkategorien wird für das zu betrachtende Bezugsjahr dem HBEFA (UBA, 2010) entnommen. Darin ist die Gesetzgebung bezüglich Abgasgrenzwerten (EURO 2, 3,...) berücksichtigt. Die Staub-Fraktion der motorbedingten Emissionen kann nach vorliegenden Erkenntnissen (Klingenberg et al., 1991; Israël et al., 1994; Gehrig et al., 2003) zu 100 % der Partikelgrößen kleiner 1 μm (aerodynamischer Durchmesser) und damit auch der PM10- und PM2.5-Fraktion zugeordnet werden. Die Längsneigung der Straßen ist aus Höhenplänen oder Lageplänen des Untersuchungsgebietes bekannt, der Kaltstarteinfluss von NO X und Partikeln innerorts für PKW und lnfz wird entsprechend HBEFA angesetzt, sofern er in Summe einen Zuschlag darstellt. Benzo(a)pyren (BaP) stellt die Leitsubstanz für Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) dar. Im Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA 3.1) sind keine Emissionsfaktoren für PAK oder BaP angegeben. Angaben zu Emissionen von PAK bzw. von Benzo(a)pyren durch den Straßenverkehr finden sich in Studien der Akademie für Technikfolgenabschätzung in Baden-Württemberg (Wiedmann et al., 2000), in einem BWPLUS-Projekt der Universität Stuttgart (BWPLUS, 2003), in einem Bericht der Bundesanstalt für Straßenwesen (Herpertz et al., 2005) sowie in einer Studie des Bundesamtes für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL (Wunderlin et al., 1999). Die Studie des BUWAL liefert dabei die umfangreichste und detaillierteste Systematisierung. Dort werden Emissionsfaktoren in Abhängigkeit von Fahrzeugtypen, Betriebsarten und Schadstoffminderung genannt. Diese sind in der Tab. 5.1 dargestellt.

28 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 25 Tab. 5.1: Emissionsfaktoren für Benzo(a)pyren für verschiedene Fahrzeugklassen, Fahrzeugtechniken und Betriebszustände aus Wunderlin et al. (1999) Diese Emissionsfaktoren werden im Folgenden als Grundlage für die Berechnung der fahrzeugspezifischen Emissionsfaktoren verwendet. Folgende Einflüsse wurden dabei berücksichtigt: - Zusammensetzung der Fahrzeugschichten (Fahrleistungsanteile der Fahrzeuge einer bestimmten Fahrzeugklasse und einem bestimmten Stand der Technik hinsichtlich Abgasemission, d. h. mit oder ohne G-Kat) und damit vom Jahr, für welches der Emissionsfaktor bestimmt wird (= Bezugsjahr) und - dem Prozentsatz der Fahrzeuge, die mit nicht betriebswarmem Motor betrieben werden und deswegen teilweise erhöhte Emissionen (Kaltstarteinfluss) haben. Die Zusammensetzung der Fahrzeuge innerhalb der Fahrzeugkategorien wird wie oben beschrieben verwendet. Dementsprechend erfolgt eine Unterscheidung in Fahrzeuge mit und ohne G-Kat. Der Kaltstarteinfluss für PKW und lnfz (Erhöhung der Emissionen auf den ers-

29 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 26 ten Kilometern Fahrt nach dem Start gegenüber den Emissionen von betriebswarmen Motoren) wird für 50 % der Fahrzeuge innerorts angesetzt. Aufgrund der derzeit nicht vorliegenden Differenzierung der BaP-Emissionsfaktoren nach den Verkehrssituationen des HBEFA wird nur eine Unterscheidung in Autobahnen, Außerorts- und Innerortsstraßen anhand der Fahrleistungsanteile vorgenommen. Für diese Ausarbeitung werden folgende Verkehrssituationen herangezogen: IOS-HVS50 IOS-HVS50d IOS-HVS50s IOS-Sam50 IOS-Sam50d IOS-NS30 Städtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, flüssiger Verkehr Städtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr Städtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, Stau Städtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h, flüssiger Verkehr Städtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr Städtische Erschließungs-, Nebenstraße, Tempolimit 30 km/h, flüssiger Verkehr Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Untersuchungen der verkehrsbedingten Partikelimmissionen zeigen, dass neben den Partikeln im Abgas auch nicht motorbedingte Partikelemissionen zu berücksichtigen sind, hervorgerufen durch Straßen- und Bremsbelagabrieb, Aufwirbelung von auf der Straße aufliegendem Staub etc. Diese Emissionen sind im HBEFA nicht enthalten, sie sind auch derzeit nicht mit zufrieden stellender Aussagegüte zu bestimmen. Die Ursache hierfür liegt in der Vielfalt der Einflussgrößen, die bisher noch nicht systematisch parametrisiert wurden und für die es derzeit auch keine verlässlichen Aussagen gibt. In der vorliegenden Untersuchung werden die PM10-Emissionen aus Abrieben (Reifen, Bremsen und Straßenbelag) und infolge der Wiederaufwirbelung (Resuspension) von Straßenstaub entsprechend Düring und Lohmeyer (2011) verwendet. Die nicht motorbedingten PM2.5-Emissionen aus Abrieben (Reifen, Bremsen, Straßenbelag) werden in der vorliegenden Untersuchung entsprechend der im Emission Inventory Guidebook von EMEP/CORINAIR (CORINAIR, 2007) beschriebenen Vorgehensweise angesetzt. Eine Differenzierung nach verschiedenen Straßentypen (z. B. Bundesautobahn oder innerorts) ist durch eine dort angegebene Geschwindigkeitsabhängigkeit (für Reifen und Bremsabrieb) möglich.

30 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 27 Die Resuspension von eingetragenem Straßenstaub gehört entsprechend derzeitigem Kenntnisstand eher der Partikelfraktion zwischen 2.5 µm und 10 µm an und wird deshalb bei der Betrachtung von PM2.5 nicht mit berücksichtigt. Abrieb von Kupplungsbelägen wird ebenfalls nicht berücksichtigt, da dieser weitestgehend in den Kupplungsgehäusen zurückgehalten wird. Es sei darauf verwiesen, dass insbesondere die Emissionsfaktoren für Straßenabrieb von den Autoren wegen fehlender systematischer Untersuchungen mit sehr großen Unsicherheiten bewertet werden. Palmgren et al. (2003) setzt z. B. die PM2.5-Straßenabriebsemissionen auf Basis von Untersuchungen von TNO aus dem Jahr 1997 zu Null. Um auf der sicheren Seite zu liegen, werden dennoch Emissionsfaktoren verwendet. Untersuchungen der verkehrsbedingten BaP-Immissionen zeigen, dass neben den BaP im Abgas auch nicht motorbedingte BaP-Emissionen auftreten, hervorgerufen durch Kupplungsund Bremsbelagabrieb. Diese Emissionen sind im HBEFA ebenfalls nicht enthalten. Nach BWPLUS (2003) liegen die BaP-Emissionen bei ca % der Reifenabriebsemissionen bzw % des Bremsabriebes. Orientiert man sich an PM10-Brems- und Reifenabriebsemissionsfaktoren z. B. aus der RAINS-Datenbank (Lükewille, 2002), so würden sich BaP-Abriebsemissionen für PKW von ca. 3 % sowie für LKW von ca. 10 % der Auspuffemissionen ergeben. Die Unsicherheiten sind allerdings groß, da sowohl die PM10-Abriebsemissionensfaktoren aber auch der Anteil BaP an den Abrieben unsicher sind. Die nicht motorbedingten BaP-Emissionen werden deshalb in den Berechnungen durch einen Aufschlag von pauschal 20 % auf die Emissionsfaktoren berücksichtigt. Auf Grundlage der o. a. Datenbasis werden zur Berechnung der PM10- und PM2.5-Emissionen für die Summe aus Abrieben (Reifen, Bremsen, Straßenbelag) die in den Tab. 5.2 aufgeführten Emissionsfaktoren angesetzt. Die BaP-Emissionen in Tab. 5.2 verstehen sich inklusive des nicht motorbedingten Aufschlags.

31 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 28 Straßenparameter spezifische Emissionsfaktoren je Kfz PM10 (nur Abrieb und Aufwirbelung) [mg/km] Verkehrssituation Längsneigung BaP [ng/km] NO 2 (direkt) [mg/km] NO X [mg/km] PM10/PM2.5 (nur Abgas) [mg/km] PM2.5 (nur Abrieb) [mg/km] LV SV LV SV LV SV LV SV LV SV LV SV IOS-HVS50 ±0 % IOS-HVS50d ±0 % IOS-NS30 ±0 % IOS-Sam50 ±0 % IOS-Sam50 ±2 % IOS-Sam50 ±4 % IOS-Sam50 ±6 % IOS-Sam50d ±0 % IOS-Sam50d ±4 % IOS-Sam50d ±6 % Tab. 5.2: Emissionsfaktoren je Kfz für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2020 Die Bildung von so genannten sekundären Partikeln wird mit der angesetzten Hintergrundbelastung berücksichtigt, soweit dieser Prozess in großen Entfernungen (10 km bis 50 km) von den Schadstoffquellen relevant wird. Für die kleineren Entfernungen sind die sekundären Partikel in den aus Immissionsmessungen abgeleiteten nicht motorbedingten Emissionsfaktoren enthalten Tempo 30 Im HBEFA 3.1 wurden für Tempo 30 außer für Erschließungsstraßen weder Emissionsfaktoren noch allgemein gültige Reduktionsfaktoren ausgewiesen. Es gibt eine Reihe von Einflussfaktoren (Abstand der Knotenpunkte, Anbaustruktur, Ausbaugrad, Verkehrsbelegung etc.), deren Einfluss sich im Einzelfall stark voneinander unterscheidet, von denen aber das Emissionsminderungspotential in Tempo 30-Zonen stark abhängt. In Berlin wird analog zu den Berechnungen zum Luftreinhalteplan eine Vorgehensweise verwendet, die auf einer Untersuchung in der Schildhornstraße in Berlin beruht. Darin wurden auf Grundlage von Immissionsmessungen Minderungsfaktoren für Auspuffemissionen von 15 % (NO X, PM10) und für Abriebe und Aufwirbelungen von 30 % (PM10) gegenüber

32 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 29 den Emissionen bei einem Tempolimit von 50 km/h für die LOS-Stufen flüssig, dicht und gesättigt abgeleitet (SenStadtUm, 2011c). Im Vergleich zu anderen Untersuchungen sind v. a. die Minderungspotenziale der PM10-Auf- /Ab-Emissionen als eher optimistisch einzuschätzen (Lohmeyer, 2009). Neben anderen, zahlreichen Einflussfaktoren liegt der Ableitung aus der Schildhornstraße z. B. eine dauerhafte Geschwindigkeitskontrolle zugrunde. Die damit verbundene niedrigere Durchschnittsgeschwindigkeit führt i. d. R. zu höheren Minderungspotenzialen gegenüber Strecken ohne regelmäßige Geschwindigkeitskontrollen Emissionen des untersuchten Straßennetzes Die Emissionen der betrachteten Schadstoffe NO X /NO 2, PM10, PM2.5 und BaP werden für jeden der betrachteten Straßenabschnitte ermittelt. Dabei wirken sich sowohl die verschiedenen Verkehrsaufkommen und SV-Anteile als auch die unterschiedlichen Verkehrssituationen aus. In Abb. 5.1 sind die Verkehrsituationen Planfall 2020 aufgezeigt. Die Verkehrssituationen im Nullfall 2020 sind identisch, ist das Bebauungsgebiet im inneren verkehrlich erschlossen. Die in der Darstellung verwendeten Signaturen setzten sich aus folgenden Eigenschaften zusammen: eigentliche Verkehrssituation (Fahrmuster, siehe Abschnitt 5.2.1), Verkehrszustands (Level-of-Service) und Längsneigung. Die Verkehrssituation wird durch die Farbe der Signatur wiedergegeben. Das Muster (durchgezogene Linie, gestrichelt, gepunktet etc.) zeigt den Verkehrszustand und die Strichstärke die Längsneigung an. Demzufolge bedeutet eine fett gezeichnete, blau gestrichelte Liniensignatur (vgl. Abb. 5.1) eine Verkehrssituation IOS-HVS50 mit dichtem Verkehr und einer Längsneigung >0 % (in Abhängigkeit der Strichstärke 2, 4 oder 6 %). Beiden Berechnungsfällen liegt die Planung der A BA zugrunde (vgl. Abschnitt 3.2). Nach Einschätzung des Verkehrsplaners besitzen diese Planungen noch immer Gültigkeit und wurden hier dementsprechend berücksichtigt.

33 Verkehrssituation und Längsneigung Planfall 2020 Verkehrssituation IOS-FernC50 IOS-HVS50 IOS-Sam50 IOS-NS30 Längsneigung ± 0 % ± 2 % ± 4 % ± 6 % T30_IOS-HVS50 Verkehrszustand flüssig dicht Meter Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole Datum Zeichen gezeichnet FJ geprüft FJ Projekt Abb. 5.1

34 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 31 Die Tab. 5.3 zeigt exemplarisch für beide Berechnungsfälle einen Abschnitt der Hauptstraße die Verkehrskenndaten und die berechneten Emissionen, ausgedrückt als Strecken und Zeit bezogene Emissionsdichten. DTV [Kfz/24 h] SV- Verkehrssituation Anteil [%] BaP [µg/(m s)] NO 2 [mg/(m s)] Nullfall 2020 NO X [mg/(m s)] PM10 [mg/(m s)] PM2.5 [mg/(m s)] IOS-HVS50d Planfall IOS-HVS50d Tab. 5.3: Verkehrsdaten und berechnete, jahresmittlere Emissionsdichten für einen Straßenabschnitt der Hauptstraße

35 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 32 6 IMMISSIONEN Für das Untersuchungsgebiet ist eine flächendeckende Auskunft über die Immissionssituation in Bodennähe (in ca. 1.5 m Höhe) durch eine Vielzahl an Untersuchungspunkten gegeben. Die horizontale Auflösung der Immissionspunkte beträgt 10 m 10 m. Zusätzlich wurden auch an Straßen mit dichter Randbebauung die Konzentrationswerte für die Häuserfronten angegeben. In die Berechnungen gehen die Emissionen der Kraftfahrzeuge (siehe Kapitel 5) im Betrachtungsjahr (2020) auf der Grundlage der Verkehrsstärken des Jahres 2025 der berücksichtigten Straßen ein. Diese Emissionen verursachen die verkehrsbedingte Zusatzbelastung im Untersuchungsgebiet. Die Beurteilungswerte beziehen sich immer auf die Gesamtbelastung. Daher wird nur die Gesamtbelastung diskutiert, welche sich aus Zusatzbelastung und großräumig vorhandener Hintergrundbelastung zusammensetzt. Die Ergebnisse für die Leitkomponenten NO 2, PM10, PM2.5 und BaP sind als Gesamtbelastungen (Hintergrundbelastung + verkehrsbedingte Zusatzbelastung) in den jeweiligen Abschnitten dargestellt. Die flächenhafte grafische Darstellung erfolgt in Form von farbigen Quadraten bzw. bei Straßen mit dichter Randbebauung mit farbigen Linien. Die Farben sind bestimmten Konzentrationsintervallen zugeordnet. Die Zuordnung zwischen Farbe und Konzentration ist jeweils in der Legende angegeben. Bei der Skalierung der Farbstufen für Immissionen wurde der kleinste Wert entsprechend der angesetzten Hintergrundbelastung zugeordnet. Sofern in diese Stufen besondere Kennwerte fallen, werden diese dargestellt (z. B. beim NO 2 -Jahresmittelwert der Grenzwert von 40 µg/m³). Zum besseren Vergleich sind die Immissionen für den Null- und Planfall in einer Abbildung je Schadstoff dargestellt. Zusätzlich wurden für ausgewählte, repräsentative Immissionsorte (IO) die berechneten NO 2 -, PM10-, PM2.5- und BaP-Jahresmittelwerte separat ausgewiesen. Die Lage dieser Immissionsorte geht aus Tab. 6.1 und Abb. 3.1 hervor. Sie stellen sensible Nutzungen (Wohnbebauung, Spielplatz, Sportplatz, Gewerbe) im Nahbereich des Bebauungsplans dar. Nr. Nutzung (Istzustand) Lage 1 Gewerbe/Wohnen (z. T. leerstehend) Hauptstraße 1f 1i 2 Weitestgehend ungenutzt Hauptstraße 1e 3 Freizeit/Sport Kynaststraße 4 Weitestgehend ungenutzt Kynaststraße 5 Gewerbe (z. T. leerstehend) Hauptstraße, zweite Reihe Tab. 6.1: Nutzung und Lage der gewählten, separaten Immissionsorte

36 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Stickstoffdioxid (NO 2 ) NO 2 -Jahresmittelwert Die Gesamtbelastungen der NO 2 -Jahresmittelwerte im Null- und Planfall 2020 sind für die sensiblen Immissionsorte in Abb. 6.1 und flächendeckend in Abb. 6.2 dargestellt. Abb. 6.1: NO 2 -Gesamtbelastung der Immissionsorte im Null- und Planfall 2020 Der NO 2 -Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV wird in beiden Fällen an den Häuserfronten in einem Abschnitt der Marktstraße überschritten. Hier beträgt die Gesamtbelastung im Jahresmittel jeweils 43 µg/m³ (Hintergrund = 16 µg/m³). Die NO 2 -Grenzwertüberschreitung ist dort nicht durch die Planungsmaßnahme verursacht. An anderen Stellen im Untersuchungsgebiet ist der Grenzwert in Bereichen längerer Aufenthaltsdauer in beiden Fällen im Jahr 2020 überall eingehalten. Dies trifft auch auf das eigentliche Bebauungsgebiet zu. An den separat ausgewiesenen Immissionsorten (IO, siehe Abb. 6.1) wurden hohe NO 2 - Belastungen von 37 µg/m³ (Nullfall, IO 1) bzw. 36 µg/m³ (Planfall, IO 2) berechnet. Eine Grenzwertüberschreitung wurde nicht ermittelt. Am IO Nr. 1 (Hauptstraße 1f-1i) werden im Planfall gegenüber dem Nullfall trotz leicht erhöhte Verkehrsmengen geringere Schadstoffbelastungen ermittelt. Dies ist durch die größere Entfernung der Häuserfronten zur Straße begründet. Im Planfall sind die Gebäude hinter der heutigen Gebäudelinie geplant.

37 Nullfall Planfall NO2-Jahresmittelwert [µg/m³] >40 Grenzwert der 39. BImSchV Immissionsort mit Nr Gebäude (gleiche Legende für Straßenabschnitte) Straße (ohne Bestimmung) Gesamtimmissionen NO 2 Nullfall 2020 und Planfall Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole gezeichnet geprüft Projekt Abb. 6.2 Datum Zeichen LB FJ

38 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 35 An den Immissionsorten 2 bis 4 wurden im Planfall höhere Konzentrationen im Bezug auf den Nullfall ermittelt. Dort wirken sich die zusätzliche Bebauung und der leicht erhöhte Verkehr ungünstiger auf die Emissions- und Ausbreitungsrechnung aus. Am Immissionsort 5 der Hauptstraße in zweiter Reihe liegen die NO 2 -Gesambelastungen auf einem niedrigen Niveau. 6.2 Feinstaub (PM10) PM10-Jahresmittelwert Die flächendeckenden bodennahen PM10-Jahresmittelwerte für den Null- und Planfall sind der Abb. 6.4 zu entnehmen. Einen Überblick über die PM10-Belastung der Immissionsorte gibt die Abb Abb. 6.3: PM10-Gesamtbelastung der Immissionsorte im Null- und Planfall 2020 Im Null- oder Planfall 2020 (Abb. 6.3, Abb. 6.4) werden keine PM10-Konzentrationen erwartet, die den Jahresmittelgrenzwert der 39. BImSchV von 40 µg/m³ überschreiten. Bereiche mit erhöhter PM10-Konzentration von bis zu 31 µg/m³ (Nullfall und Planfall) (Hintergrundbelastung = 23 µg/m³) sind entlang der Hauptstraße zu verzeichnen.

39 Nullfall Planfall PM10-Jahresmittelwert [µg/m³] >40 Grenzwert der 39. BImSchV Äquivalentwert zur Beurteilung des 24 h-grenzwerts der 39. BImSchV Gesamtimmissionen PM10 Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole (gleiche Legende für Straßenabschnitte) Straße (ohne Bestimmung) Immissionsort mit Nr. Gebäude Nullfall 2020 und Planfall Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ gezeichnet geprüft Projekt Abb. 6.4 Datum Zeichen LB FJ

40 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 37 PM10-24 Stundenwert Neben dem Grenzwert für das Jahresmittel ist in der 39. BImSchV auch ein 24-Stundengrenzwert für Partikel (PM10) von 50 µg/m³ definiert, der nicht öfter als 35-mal im Jahr überschritten werden darf. Entsprechend den Darstellungen im Anhang A3 wird angesetzt, dass bei Konzentrationen unterhalb des entsprechenden Schwellenwertes von 29 µg/m³ (Jahresmittelwert) auch der PM10-24 h-grenzwert sicher eingehalten wird. Der PM10-24 h-grenzwert ist somit eine strengere Kenngröße als der Jahresmittelgrenzwert (vgl. Anhang A3). Die flächendeckenden Ergebnisdarstellungen (Abb. 6.4, dort orangefarbene und rote Signaturen) bzw. die Immissionsorte (Abb. 6.3) zeigen in beiden Berechnungsfällen mehrere Abschnitte mit Überschreitungen des PM10-24 h-grenzwerts. Davon sind im Nullfall 2020 die einseitigen Bebauungen der Hauptstraße (vgl. IO 1) sowie der Marktstraße betroffen. Die Anzahl der Tagesgrenzwertüberschreitungen wurde dort mit 40 Tagen (entspricht 30 µg/m³ in Jahresmittel) berechnet. Erlaubt sind 35 Tage mit einer Konzentration größer 50 µg/m³. Die Konzentrationen 29 µg/m³ auf der Nordseite der Hauptstraße werden nicht als Grenzwertüberschreitungen gewertet, da sich dort Menschen nur kurzfristig aufhalten. Im Planfall 2020 werden ebenfalls an den Häuserfronten der Haupt- und Marktstraße Überschreitungen des PM10-Kurzzeitgrenzwerts festgestellt (vgl. Abb. 6.3, Abb. 6.4). Im Abschnitt der Marktstraße werden analog zum Nullfall 40 Überschreitungstage (entspr. 30 µg/m³ im Jahresmittel) prognostiziert. Entlang der Hauptstraße wurden mit 36 Tagen >50 µg/m³ (entspr. 29 µg/m³ im Jahresmittel) geringfügige Überschreitungen des 24 h- Grenzwerts ermittelt. Durch die geplante Bebauung vergrößert sich allerdings die Zahl der betroffenen Gebäude entlang der Hauptstraße. 6.3 Feinstaub (PM2.5) PM2.5-Jahresmittelwert Die PM2.5-Jahresmittelwerte werden für die Immissionsorte vergleichend für Null- und Planfall 2020 in Abb. 6.5 dargestellt. In Abb. 6.6 werden die PM2.5-Konzentrationen flächendeckend gezeigt.

41 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 38 Abb. 6.5: PM2.5-Gesamtbelastung der Immissionsorte im Null- und Planfall 2020 An keiner Stelle im Untersuchungsgebiet wird der Grenzwert der 39. BImSchV von 25 µg/m³ überschritten. Dies gilt gleichermaßen für den Null- als auch für den Planfall Die PM2.5-Gesamtbelastungen werden im Nullfall maximal 20 µg/m³ und im Planfall max. 19 µg/m³ ermittelt. Die Zusatzbelastungen betragen damit höchstens 5 µg/m³ (Nullfall) bzw. 4 µg/m³ (Planfall) (Hintergrund = 15 µg/m³).

42 Nullfall Planfall PM2.5-Jahresmittelwert [µg/m³] >25 Grenzwert der 39. BImSchV Gesamtimmissionen PM2.5 Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg Alt-Friedrichsfelde Berlin B-Plan XVII-4 An der Mole Immissionsort mit Nr. 16 Gebäude 15 (gleiche Legende für Straßenabschnitte) Straße (ohne Bestimmung) Nullfall 2020 und Planfall Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ gezeichnet geprüft Projekt Abb. 6.6 Datum Zeichen LB FJ

43 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Benzo(a)pyren (BaP) BaP-Jahresmittelwert Die jahresmittleren BaP-Konzentrationen sind für die separat ausgewiesenen Immissionsorte in Abb. 6.7 und flächendeckend in Abb. 6.8 dargestellt. Abb. 6.7: BaP-Gesamtbelastung der Immissionsorte im Null- und Planfall 2020 BaP-Zielwert der 39. BImSchV von 1 ng/m³ ist an zwei Stellen im Null- und Planfall 2020 überschritten. In beiden Fällen sind Abschnitte der Haupt- und Marktstraße mit dichter, einseitiger Bebauung mit 1.1 ng BaP/m³ von geringfügigen Überschreitungen betroffen. Andere Bereiche mit Konzentrationen von 1.1 ng/m³ (z. B. die Nordseite der Hauptstraße) sind nicht mit beurteilungsrelevanten Nutzungen verbunden und werden nicht als Zielwertüberschreitung gewertet.