Bericht. Ermittlung und Einschätzung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung an der Wohnbebauung im Bereich des Albersloher Wegs.

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1 Bericht Ermittlung und Einschätzung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung an der Wohnbebauung im Bereich des Albersloher Wegs Schlussbericht April 2012

2 Ermittlung und Einschätzung der verkehrsbedingten Schadstoffbelastung an der Wohnbebauung im Bereich des Albersloher Wegs Kurzbericht (ms0112immi) Bearbeitung: Dr.-Ing. Christiane Schneider Dipl.-Umw./Dipl.-Ing. (FH) Torsten Greis Michael Pelzer Aachen, April 2012 Im Auftrag der Stadt Münster AVISO GmbH Am Hasselholz Aachen Fon: +49 (0) 241 / Fax: +49 (0) 241 / info@avisogmbh.de

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einleitung und Aufgabenstellung Verkehrsbelastung Emissionen Immissionen Zusammenfassung und Bewertung der Ergebnisse...13 Literatur...14 April

4 1 Einleitung und Aufgabenstellung Der Albersloher Weg ist eine der wichtigsten Einfallstraßen im Südosten von Münster. Er hat zudem die Funktion eines Verkehrsverteilers für die Ortsteile Gremmendorf und Angelmodde. Zurzeit ist der Albersloher Weg stadtauswärts bis zum Angelsachsenweg ausgebaut, der weitere Verlauf weist nur einen einseitigen gemeinsamen Geh- und Radweg auf der Nordseite, teilweise Straßenentwässerung über Straßenseitengräben und fehlende Abbiegespuren im Bereich einmündender Straßen auf. Damit dieser südliche Teil des Albersloher Weges in Zukunft sowohl den verkehrlichen als auch den gestalterischen Ansprüchen genügt, soll der Abschnitt zwischen Angelsachsenweg und Osttor ausgebaut werden. Für den Teilabschnitt zwischen Angelsachsenweg und Otto-Hersing-Weg gilt der Bebauungsplan Nr. 142, für den Abschnitt zwischen Otto-Hersing-Weg und Osttor der Bebauungsplan Nr. 526 /STADT MÜNSTER 2012a/. Im Rahmen der Erstellung des Bebauungsplan Nr Albersloher Weg - wird eine gutachterliche Aussage zur Entwicklung der Luftbelastung bei Umsetzung des Planes benötigt. In diesem Zusammenhang sind die Konzentrationen von PM10, PM2,5 und NO 2 zu ermitteln und in Bezug auf die Grenzwerte der 39. BImSchV für den Ist-Zustand und den Prognose-Zustand zu bewerten. Basierend auf den Angaben zur aktuellen Verkehrsbelastung, die vom Auftraggeber zur Verfügung gestellt wurden /STADT MÜNSTER 2012b/, und den Angaben zur Hintergrundbelastung aus dem LRP Münster /BEZIRKSREGIERUNG MÜNSTER 2009/ wurde deshalb eine Emissionsberechnung sowie eine Abschätzung der Immissionsgesamtbelastung für die betrachteten Straßenabschnitte mit einem Screeningmodell durchgeführt. Bezugsjahr für die Berechnungen war dabei Verkehrsbelastung Die durchschnittlichen täglichen Verkehrsbelastungen, angegeben als DTV-Werktagswerte, wurden für den Ist-Zustand und den Prognose-Zustand für die zu untersuchenden Straßenabschnitte von der Stadt Münster zur Verfügung gestellt /STADT MÜNSTER 2012b/ (siehe Bild 2.1 und Bild 2.2). Ebenfalls von der Stadt angegeben wurden die Lkw-Anteile. Da für die Berechnung der jahresmittleren Schadstoffbelastung die jahresmittleren DTV-Werte benötigt werden, erfolgte die Umrechnung der DTV-Werktagswerte (DTVw) auf Jahreswerte (DTVa) anhand der Daten der Straßenverkehrszählung (SVZ 2010) auf dem Albersloher Weg. Ebenfalls aus den SVZ-Daten abgeleitet wurde die Verteilung der Kfz auf die Fahrzeugkategorien leichte Nutzfahrzeuge (lnfz) und Krafträder (Krad). Die Anzahl der Busse wurde aus den aktuellen Fahrplänen entnommen. Die höchsten Verkehre zeigt der Abschnitt zwischen Homannstraße und Otto-Hersing-Weg. Der Anteil der schweren Nutzfahrzeuge (ohne Busse) liegt zwischen 2% und 4%. Die Differenzen der Verkehrsbelastungen zwischen Ist-Zustand und Prognosefall sind gering (maximal 10%). April

5 Bild 2.1: Durchschnittliche werktägliche Verkehrsstärke und Anteil der schweren Nutzfahrzeuge > 3,5 t zul. GG ohne Busse (snob) auf den untersuchten Strecken des Albersloher Wegs im Ist-Zustand April

6 Bild 2.2: Durchschnittliche werktägliche Verkehrsstärke und Anteil der schweren Nutzfahrzeuge > 3,5 t zul. GG ohne Busse (snob) auf den untersuchten Strecken des Albersloher Wegs im Prognosefall April

7 3 Emissionen Allgemein formuliert werden die Emissionen von Fahrzeugen im Straßenverkehr sowohl von der Technik der Fahrzeuge als auch von deren Betriebsweise bzw. den straßeneigenen Betriebsbedingungen bestimmt. Eine Übersicht über einzelne Einflussgrößen gibt Bild 3.1. Die charakteristischen mittleren Emissionen eines Fahrzeuges unter bestimmten Einsatzbedingungen werden in Form von spezifischen Emissionsfaktoren in g/(fahrzeug*km) angegeben. Fahrzeugtechnik Motorbauart (Hubraum, ) Treibstoff (Diesel, Benzin, Flüssiggas, Biodiesel, ) Abgasnachbehandlung (3-Wege-Katalysator, SCR, Oxy-Kat, Partikelfilter,...) Temperatur von Motor und Abgasnachbehandlung Wartungszustand Beladung Verkehrsinfrastruktur (vzul, LSA,...) spezifische KFZ- Emissionsfaktoren [g/(fahrzeug*km)] Verkehrsmengen/Zusammensetzung Verkehrssituation und Störungsgrad Gefälle Straßenqualität und -belag Luftwiderstand Fahrverhalten des Fahrzeugführers Außentemperatur Fahrzeugbetrieb Bild 3.1: Einflussfaktoren auf den spezifischen Emissionsfaktor Wesentliche Datengrundlage zur Ermittlung der Emissionen stellt das Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs in der aktuellen Version 3.1 (HBEFA3.1) dar /HBEFA 2010/. Es wurden die spezifischen Emissionsfaktoren für NO X, NO 2, NO, PM10 und PM2,5 für das Bezugsjahr 2010, in analoger Weise zu dem Vorgehen für das landesweite Emissionskataster /AVISO 2009/, auf Basis der Daten aus dem aktuellen Handbuch Emissionsfaktoren Version 3.1 /HBEFA 2010/ und unter Berücksichtigung der regionalen Bestandszusammensetzung ermittelt. Bezüglich der Bestandszusammensetzung wurde in pessimistischer Herangehensweise sowohl für den Ist-Zustand als auch für die Prognose der Bestand von 2010 angesetzt. Die Berechnung erfolgte mit dem Berechnungsprogramm roadteim von AVISO. Die berechneten Emissionsdichten für NO X und PM10 sind in Bild 3.2 und Bild 3.3 dargestellt. Die Unterschiede zwischen dem Ist-Zustand und dem Prognosefall sind aufgrund der geringen Änderungen in den Verkehrsstärken ebenfalls gering. April

8 Bild 3.2: NO X -Emissionen im Ist-Zustand (blaue Beschriftung) und Prognosefall (violette Beschriftung) auf den untersuchten Strecken des Albersloher Wegs April

9 Bild 3.3: PM10-Emissionen im Ist-Zustand (blaue Beschriftung) und Prognosefall (violette Beschriftung) auf den untersuchten Strecken des Albersloher Wegs April

10 4 Immissionen Für die Abschnitte im Gebiet des Bebauungsplans des Albersloher Weges wurde eine Abschätzung der verkehrsbedingten Immissionsbelastungen durchgeführt. Die Berechnung der Immissionen erfolgte mit dem Programm IMMIS luft. IMMIS luft ist ein Screening-Modell zur Bestimmung der Luftschadstoffimmissionen in Innenstädten. Es beruht auf dem CPB-Modell für Straßenschluchten und einem Box-Modell für offene Bebauungen /IVU 2011/. Als Modell-Input werden Kfz-Emissionsdaten, Daten zur Windstatistik, Angaben zur Bebauungsgeometrie (Breite, Höhe, Länge, Ausrichtung) und zur Hintergrundbelastung benötigt. Ein Screeningmodell liefert für die Anwendungsfälle, bei denen die reale Bebauungssituation den im Modell berücksichtigten standardisierten Bebauungstypen relativ ähnlich ist, belastbare Ergebnisse. Dies trifft für typische Straßenabschnitte mit Straßenrandbebauung zu. Komplexe Bebauungs- und Platzsituationen können mit einem Screeningmodell nicht untersucht werden. Die Windstatistik wurde von der Stadt Münster zur Verfügung gestellt /STADT MÜNSTER 2012c/ und ist in Bild 4.1 graphisch dargestellt. Sie wird im Programm unter Verwendung eingegebener Parameter auf die relevante Bezugshöhe und Rauigkeit umgerechnet. Die Immissionshintergrundbelastung wurde analog zum Luftqualitätsplan der Stadt Münster /BEZIRKSREGIERUNG MÜNSTER 2009/ aus den Daten der städtischen Hintergrundstationen Bielefeld-Ost und Münster-Geist abgeleitet. Die verwendeten Mittelwerte enthält Tab Sie wurden sowohl für den Ist-Zustand als auch für den Prognosefall verwendet. Tab. 4.1: Messwerte an den LANUV-Hintergrundstationen im Jahr 2010, Jahresmittelwerte in µg/m³ Station Kennung Typ NO NO 2 PM10 PM2,5 Münster-Geist MSGE städtischer Hintergrund Bielefeld-Ost BIEL städtischer Hintergrund 6,0 24,0 21,0 19,0 14,0 27,0 23,0 18,0 Mittelwert 10,0 25,5 22,0 18,5 April

11 NORTH 15% 12% 9% 6% 3% WEST EAST WIND SPEED (m/s) >= 11,1 8,8-11,1 SOUTH 5,7-8,8 3,6-5,7 2,1-3,6 0,5-2,1 Calms: 0,00% Bild 4.1: Windrose der Windstatistik von Münster (Freiland, Anemometerhöhe 24 m) /STADT MÜNSTER 2012 c/ Die Bebauungsgeometrie wurde aus von der Stadt zur Verfügung gestellten GIS-Daten (Grundkarte, Gebäudehöhen) /Stadt Münster 2012d/ übernommen. Anhand der Verkehrswerte und der Bebauungsgeometrien wurden schließlich weitgehend homogene Streckenabschnitte definiert, die sowohl dem Emissions- als auch dem Screeningmodell zugrunde liegen. Die Beurteilungsgrundlage der berechneten Immissionen stellen die Immissionsgrenzwerte der Europäischen Union dar (siehe Tab. 4.2). Die Bestimmung der NO 2 -Konzentrationen erfolgt dabei konform zur Vorgehensweise des LANUV auf Basis eines empirischen Ansatzes /ROMBERG 1996/. April

12 Tab. 4.2: Lufthygienische Grenzwerte der 39. BImSchV für die verkehrsrelevanten Luftschadstoff PM10 und NO 2 /39. BImSchV/ Luftschadstoff Immissionswert statistische Definition einzuhalten ab PM10 40 µg/m³ Grenzwert (Jahresmittelwert) PM10 50 µg/m³ Grenzwert (24-Stundenmittel) 35 Überschreitungen im Kalenderjahr zulässig NO 2 40 µg/m³ Grenzwert (Jahresmittelwert) NO µg/m³ Grenzwert (Stundenmittel) 18 Überschreitungen im Kalenderjahr zulässig PM2,5 20 µg/m³ Grenzwert (Jahresmittelwert) Die mit dem Screeningmodell berechneten NO 2 - und PM10-Gesamtbelastungen sind in Bild 4.2 und Bild 4.3 dargestellt. Wie die Karten zeigen, werden die Grenzwerte für das Jahresmittel für NO 2 (40 µg/m³) und PM10 (40 µg/m³) an allen untersuchten Abschnitten sowohl im Ist-Zustand als auch im Prognosefall eingehalten. Die höchsten Werte treten mit 35 µg/m³ für NO 2 und 25 µg/m³ für PM10 auf dem der Kreuzung mit dem Otto-Hersing-Weg benachbarten Streckenabschnitt auf. Hier sind die Verkehrsstärken und entsprechend die Emissionen am höchsten sowie die Bebauung weniger durchlässig als in anderen Abschnitten. Ebenfalls von Interesse ist die Anzahl der Überschreitungen des zulässigen Tagesmittelwertes von PM10. PM10-Messungen der letzten Jahre an ca. 350 Messstellen im gesamten Bundesgebiet haben gezeigt, dass ab einem Jahresmittelwert von 30 µg/m 3 und darüber für mehr als 90% der Fälle gilt, dass die Zahl der Überschreitungstage größer als 35 ist. Da der maximal ermittelte PM10 Jahresmittelwert mit 25 µg/m³ deutlich unter dem Schwellenwert von 30 µg/m³ liegt, kann davon ausgegangen werden, dass auch die zulässigen Überschreitungstage des Tagesmittels von PM10 sicher unterschritten werden. Eine Überschreitung der zulässigen Anzahl von NO 2 -Stundenmittelwerten größer 200 µg/m³ ist in den letzten Jahren in Nordrhein-Westfalen an keiner der vom LANUV betriebenen Messstationen aufgetreten. Deshalb, und im Hinblick auf die deutlich unter dem entsprechenden Grenzwert liegenden NO 2 -Jahrsmittelwerte, können auch hier Überschreitungen des NO 2 - Kurzzeitgrenzwertes ausgeschlossen werden. Das verwendete Screeningprogramm leitet die Anzahl der PM10-Überschreitungstage und die Wahrscheinlichkeit einer Überschreitung der zulässigen Anzahl der NO 2 -Stundewerte größer 200 µg/m³ ebenfalls anhand eigener empirischer Ansätze ab. Beide Bewertungen bestätigen die oben getroffenen Aussagen. Der ab einzuhaltende Grenzwert von 25 µg/m 3 für den Jahresmittelwert von PM2,5 wird ebenfalls weder im Ist-Zustand noch im Prognosefall überschritten. April

13 Bild 4.2: Jahresmittelwert der NO 2 -Immissionsgesamtbelastung im Ist-Zustand (blaue Beschriftung) und Prognosefall (violette Beschriftung) an den untersuchten Strecken des Albersloher Wegs April

14 Bild 4.3: Jahresmittelwert der PM10-Immissionsgesamtbelastung im Ist-Zustand (blaue Beschriftung) und Prognosefall (violette Beschriftung) an den untersuchten Strecken des Albersloher Wegs April

15 5 Zusammenfassung und Bewertung der Ergebnisse Im Rahmen des im Bebauungsplan Nr. 526 vorgesehenen Ausbaus ist der Albersloher Weg im Abschnitt Osttor - Otto-Hersing-Weg bezüglich der lufthygienischen Situation zu beurteilen. Die hierzu notwendigen Verkehrsstärken für den Ist-Zustand und den Prognosefall wurden in Form von DTVw-Werten und Lkw-Anteilen von der Stadt Münster geliefert und auf Jahresmittelwerte umgerechnet. Anhand der Verkehrswerte wurden auf Basis des aktuellen HBEFA3.1 und der charakteristischen regionalen Flottenzusammensetzung die Stickoxid- und Partikelemissionen (Bezugsjahr 2010) ermittelt. Unter Berücksichtigung der charakteristischen meteorologischen Verhältnisse für Münster und der jeweiligen Hintergrundbelastungen wurden die Immissionen für homogene Straßenabschnitte abgeschätzt. Die Berechnungen ergaben, dass trotz einer pessimistischer Herangehensweise (keine Minderung der Emissionsfaktoren aufgrund Verjüngung der Flottenzusammensetzung für die Prognose) weder im Ist-Zustand noch im Prognosefall die zulässigen Grenzwerte für die Jahresmittelwerte für NO 2, PM10 und PM2,5 sowie die Kurzzeitgrenzwerte überschritten werden. Dies ist vor allem auf die baulichen Gegebenheiten zurückzuführen. Zwar liegen die durchschnittliche täglichen Verkehrsstärken (DTV) und damit die freigesetzten Emissionen auf dem untersuchten Abschnitt des Albersloher Weges auf einem typischen innerstädtischen Niveau für Hauptverkehrsstraßen, die untersuchten Teilabschnitte zeigen jedoch eher eine typische Vorstadtbebauung und weisen keinen ausgeprägten Straßenschluchtcharakter auf. Die Gebäudehöhen sind eher gering, der Abstand der Bebauung groß und zwischen den Gebäuden finden sich zahlreiche Lücken, die einen ausreichenden Luftdurchlass erlauben und damit zu vergleichsweise guten Ausbreitungsbedingungen führen. April

16 Literatur 39. BIMSCHV 2010 Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen). In: BGBl. I S (Nr. 40) vom AVISO 2009 Aktualisierung des landesweiten Emissionskatasters Kfz-Verkehr für das Untersuchungsgebiet Nordrhein-Westfalen auf das Bezugsjahr 2007, im Auftrag des LANUV NRW, AVISO GmbH, 2009 BEZIRKSREGIERUNG MÜNSTER 2009 Luftqualitätsplan für das Stadtgebiet Münster, Bezirksregierung Münster, 2009 HBEFA 2010 Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.1, IVU 2011 Handbuch IMMIS em/luft/lärm, IVU Umwelt GmbH, 2011 ROMBERG 1996 NO-NO2-Umwandlungsmodell für die Anwendung bei Immissionsprognosen für Kfz-Abgase, Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft 56 Nr. 6, 1996 STADT MÜNSTER 2012a Begründung zum Vorentwurf des Bebauungsplanes Nr. 526 Albersloher Weg Vom Otto- Hersing-Weg bis Osttor / Hiltruper Straße, Stadt Münster STADT MÜNSTER 2012b DTVw-Werte für den Ist-Fall und Prognose-Fall 2025 inklusive Angaben zum Lkw-Anteil, erhalten per von der Stadt Münster am STADT MÜNSTER 2012c Windstatistik für Münster, erhalten per von der Stadt Münster am STADT MÜNSTER 2012d GIS-Daten zur Bebauung am Albersloher Weg, erhalten per von der Stadt Münster am und April

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