GUTACHTEN ZUR WIRKUNGS- ABSCHÄTZUNG EINER UMWELTZONE IN WIESBADEN

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1 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Immissionsschutz, Klima, Aerodynamik, Umweltsoftware An der Roßweid 3, D Karlsruhe Telefon: +49 (0) 721 / URL: Messstelle nach 26, 28 BImSchG GUTACHTEN ZUR WIRKUNGS- ABSCHÄTZUNG EINER UMWELTZONE IN WIESBADEN Auftraggeber: Stadtverwaltung Mainz Amt 20 Postfach Mainz Dipl.-Met. K. Lehner Dr.-Ing. W. Bächlin Dipl.-Geogr. T. Nagel Dezember 2010 Projekt Berichtsumfang 49 Seiten Büro Dresden: Mohrenstraße 14, Radebeul, Tel.: +49 (0) 351 / ,

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 ERLÄUTERUNG VON FACHAUSDRÜCKEN ZUSAMMENFASSUNG AUFGABENSTELLUNG EINGANGSDATEN UND EMISSIONSFAKTOREN Lagedaten Verkehr Fahrzeugflotte Emissionsfaktoren Motorbedingte Emissionsfaktoren Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Emissionsfaktoren mit möglichen technischen Minderungen Meteorologische Daten AUSWIRKUNGEN DER MASSNAHMEN Auswirkungen auf Emissionen der Straßenabschnitte Auswirkungen auf Immissionen an den Hauptverkehrsstraßen LITERATUR...31 A1 BESCHREIBUNG DES NUMERISCHEN VERFAHRENS ZUR IMMISSIONS- ERMITTLUNG UND FEHLERDISKUSSION...35 A2 IMMISSIONSDARSTELLUNGEN FÜR DAS HAUPTVERKEHRSSTRASSEN- NETZ WIESBADEN...43

3 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG II 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 oder anderen Emittenten ausgestoßene Luftschadstoffmenge in Gramm Schadstoff 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 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

5 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 2 sehr hohe und nachts sehr niedrige Konzentration. Der Gesetzgeber hat deshalb zusätzlich zum Jahresmittelwert z.b. den so genannten 98-Perzentilwert (oder 98-Prozent-Wert) der Konzentrationen eingeführt. Das ist derjenige Konzentrationswert, der in 98% der Zeit des Jahres unterschritten wird. Die Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (39. BImSchV) fordert die Einhaltung weiterer Kurzzeitwerte 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 bzw. 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.

6 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 3 Emissionsgrenzwerte für Partikel und NO x mit Geltungsjahr Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5 Euro 6 PKW LKW Jahr / Partikel [g/km] ,005 0,005 Jahr NO x Diesel [g/km] NO x Benzin [g/km] ,18 0, ,06 0,06 Jahr 1992/ / / Partikel [g/kwh] Jahr NO x [g/kwh] Zusammenfassung der Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffe In untenstehender Tabelle 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. 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 PM2.5 Richtgrenzwert ab Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffimmissionen nach 39. BImSchV (2010)

7 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 4 1 ZUSAMMENFASSUNG Für die Stadt Wiesbaden werden derzeit im Rahmen des Luftreinhalte- und Aktionsplans weitergehende Maßnahmen erarbeitet. Für folgende Maßnahmen wurden Berechnungen der zu erwartenden Minderungen der Immissionen im Rahmen der vorliegenden Untersuchung durchgeführt: Referenzfall 2012 Verkehrssituation im Jahr 2012 ohne Umweltzone. M1 M2 Umweltzone Stufe 3 (kleine Lösung): Ganzjähriges Fahrverbot in der Umweltzone Wiesbaden (Innenstadtbereich) für Kraftfahrzeuge der Schadstoffgruppen 1,2 und 3 nach der Kennzeichnungsverordnung ab , d.h. Kraftfahrzeuge mit grüner Plakette frei. Umweltzone Stufe 3 (große Lösung): Ganzjähriges Fahrverbot in der Umweltzone Wiesbaden (Gesamtes Stadtgebiet) für Kraftfahrzeuge der Schadstoffgruppen 1,2 und 3 nach der Kennzeichnungsverordnung ab , d.h. Kraftfahrzeuge mit grüner Plakette frei. Als Referenzzustand wird in Wiesbaden die derzeitige Regelung ohne Umweltzone angesetzt. Für die Erarbeitung des Luftreinhalte- und Aktionsplans für Wiesbaden wurden durch den Auftraggeber Verkehrsbelegungsdaten vorgelegt. Aus den verfügbaren Verkehrsdaten des Wiesbadener Straßennetzes werden unter Berücksichtigung der aktuellen Emissionsdatenbank des UBA (Auspuffemissionen), d.h. HBEFA Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, Version 3.1, Stand 2010, auf der Grundlage der für Wiesbaden ermittelten Fahrzeugflotte und mit den aktuellen Erkenntnissen bezüglich nicht motorbedingter PM10-Beiträge die Änderungen der Emissionen und darauf basierend der Immissionen gegenüber dem Referenzfall aufgezeigt. Betrachtet werden die Schadstoffe NO 2 und PM10. Die Ergebnisse der Emissionen und Immissionen werden insbesondere für den Standort der verkehrsbezogenen Luftmessstation in Wiesbaden und drei weitere Abschnitte an Hauptverkehrsstraßen dargestellt. Für die Prognose der Auswirkungen der Maßnahmen werden im ersten Schritt die Änderungen der Emissionen, d.h. der Schadstofffreisetzungen in den Straßenabschnitten, und im zweiten Schritt die Änderungen der Immissionen berechnet.

8 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 5 Für NO x -Freisetzungen sind auf den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden gegenüber dem Referenzzustand 2012 mit den Maßnahmen M1 und M2 im Jahr 2012 ca % der NO x -Emissionen zu erwarten. An allen Straßenabschnitten innerhalb der jeweiligen Umweltzone werden entsprechende Verringerungen der NO x -Emissionen prognostiziert, außerhalb der Umweltzone ist keine wesentliche Änderung zu erwarten. Die PM10-Emissionen weisen auf den betrachteten Straßenabschnitten gegenüber dem Referenzzustand 2012 mit den Maßnahmen M1 und M2 ca % auf. Innerhalb der jeweiligen Umweltzone werden an allen Straßenabschnitten ähnliche Verringerungen der PM10- Emissionen berechnet, außerhalb der Umweltzone sind keine wesentlichen Änderungen zu erwarten. Bei den PM10-Emissionen ist zu beachten, dass der nicht motorbedingte Anteil durch die betrachteten Maßnahmen nur dann verringert wird, wenn auch die Verkehrsbelastung verringert wird; die Auswirkungen der Maßnahmen hinsichtlich der Verringerung der motorbedingten PM10-Emissionen werden durch die gleich bleibenden Anteile der nicht motorbedingten Beiträge deutlich abgeschwächt, da auch PKW und leichte Nutzfahrzeuge ohne Dieselmotor zu den Aufwirbelungen beitragen. Die relativen Auswirkungen auf die Immissionen sind gegenüber den Emissionen geringer, da auch nicht verkehrsbedingte Beiträge in den Luftschadstoffbelastungen enthalten sind. Die NO 2 -Jahresmittelwerte weisen an der Luftmessstation und an den betrachteten Straßenabschnitten gegenüber dem Referenzzustand 2012 mit den Maßnahmen M1 und M2 an der Ringkirche ca. 96%, an dem Kaiser-Friedrich-Ring und an der Schiersteiner Straße etwa 94% und an der Aarstraße ca. 95% auf. Die PM10-Immissionen (Jahresmittelwerte) weisen an den betrachteten Straßenabschnitten gegenüber dem Referenzzustand 2012 mit den Maßnahmen M1 und M2 im Jahr 2012 ca % auf. Für Feinstaub werden auch die Auswirkungen auf die Anzahl der Überschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ bezogen auf die Messdaten betrachtet. Im Referenzfall im Jahr 2012 ist an der Ringkirche mit ca. 26 Überschreitungstagen zu rechnen, mit den Maßnahmen M1 und M2 ist mit etwa 3 Überschreitungstagen weniger zu rechnen. Ergänzend wurden die PM2.5-Immissionen (Jahresmittelwerte) betrachtet; sowohl im Referenzzustand als auch in den Maßnahmefällen sind keine Konflikte mit den Beurteilungswer-

9 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 6 ten zu erwarten. Alle betrachteten Maßnahmen führen zu einer leichten Verringerung der PM2.5 Immissionen. Insgesamt ist aus den Ergebnissen der Berechnungen zu schließen, dass mit den durch die Einführung einer Umweltzone vorgezogenen Erneuerungen der Kfz-Fahrzeugflotte Verringerungen der motorbedingten Schadstofffreisetzungen innerhalb der Umweltzone verbunden sind, die auch zu Verringerungen der NO 2 - und Feinstaub-Belastungen führen. Bei einer größeren Ausdehnung der Umweltzone ist somit auch für einen größeren Bereich die Minderung der Schadstofffreisetzung zu erwarten. Da an den Hauptverkehrsstraßen der verkehrsbedingte Anteil an den Immissionen hoch ist, werden die Gesamtbelastungen durch Verringerungen der Zusatzbelastungen des Kfz-Verkehrs auch reduziert, wobei diese nicht an allen Straßenabschnitten zu einer Einhaltung der Grenzwerte führen.

10 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 7 2 AUFGABENSTELLUNG Für das Stadtgebiet von Wiesbaden besteht ein Luftreinhalte- und Aktionsplan. Darin werden als Maßnahmen, unter anderem die Einrichtung einer Umweltzone mit unterschiedlichen Ausdehnungen, genannt. Im Rahmen von Immissionsmodellierungen sollen die Auswirkungen dieser beiden abgegrenzten Umweltzonen für Wiesbaden hinsichtlich der immissionsmindernden Wirkungen aufgezeigt werden. Folgende Maßnahmen werden betrachtet: Referenzfall 2012 Verkehrssituation im Jahr 2012 ohne Umweltzone. M1 M2 Umweltzone Stufe 3 (kleine Lösung): Ganzjähriges Fahrverbot in der Umweltzone Wiesbaden (Innenstadtbereich) für Kraftfahrzeuge der Schadstoffgruppen 1,2 und 3 nach der Kennzeichnungsverordnung ab , d.h. Kraftfahrzeuge mit grüner Plakette frei. Umweltzone Stufe 3 (große Lösung): Ganzjähriges Fahrverbot in der Umweltzone Wiesbaden (Gesamtes Stadtgebiet) für Kraftfahrzeuge der Schadstoffgruppen 1,2 und 3 nach der Kennzeichnungsverordnung ab , d.h. Kraftfahrzeuge mit grüner Plakette frei. Als Referenzzustand wird in Wiesbaden die derzeitige Regelung ohne Umweltzone angesetzt. Für den Standort der verkehrsbezogenen Messstation in Wiesbaden sowie für das Hauptverkehrsstraßennetz werden die Auswirkungen der oben genannten Maßnahmen auf die Immissionen berechnet. Aus den verfügbaren Verkehrsdaten des Straßennetzes werden unter Berücksichtigung der aktuellen Emissionsdatenbank des Umweltbundesamtes (UBA), d.h. HBEFA Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, Version 3.1, Stand 2010, auf der Grundlage der für Wiesbaden ermittelten dynamischen Fahrzeugflotte und mit den aktuellen Erkenntnissen bezüglich nicht motorbedingter PM10-Beiträge die Änderungen der Emissionen und darauf basierend der Immissionen gegenüber dem Referenzfall aufgezeigt.

11 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 8 3 EINGANGSDATEN UND EMISSIONSFAKTOREN Für die immissionsseitige Berechnung der Auswirkungen der Maßnahmen werden basierend auf den Verkehrsbelegungsdaten die auf den einzelnen Abschnitten freigesetzten Emissionen bestimmt und der Ausbreitungsrechnung zugeführt. 3.1 Lagedaten Die Stadt Wiesbaden liegt im Rhein-Main-Gebiet, dem Zusammentreffen von Main und Rhein. Der Rhein verläuft südlich des Stadtgebietes im Bogen von Süden nach Nordwesten und Westen. An der gegenüberliegenden Flussseite schließt sich das Stadtgebiet von Mainz an. Das Stadtzentrum von Wiesbaden liegt in einem Kessel, eingerahmt von den Hügeln des Taunus-Vorlandes und dem Taunuskamm im Norden. Die Lage des Betrachtungsgebietes um Wiesbaden ist in Abb. 3.1 aufgezeigt. Dort sind die Standorte der Messstationen in Wiesbaden mit roten Punkten gekennzeichnet. 3.2 Verkehr Die Verkehrsbelegungsdaten im Stadtgebiet von Wiesbaden wurden durch den Auftraggeber zu Verfügung gestellt. Das sind für das Untersuchungsgebiet Angaben der Lage der Straßen und Angaben der durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärken (DTV). Für den Schwerverkehr wurden für außerörtliche Straßenabschnitte die Angaben aus der VBUS zu den Anteilen des Schwerverkehrs auf Autobahnen und Bundesstraßen und für die innerörtlichen Straßenabschnitte zu Gemeindestraßen angesetzt. Dies entspricht einer konservativen Vorgehensweise, da anzunehmen ist, dass vor allem innerörtlich der tatsächliche Schwerverkehrsanteil deutlich geringer ist. Die angesetzten Verkehrsbelegungsdaten sind in Abb. 3.2 aufgezeigt. Für die betrachteten Maßnahmen wird diese Verkehrsbelegung des gesamten Straßennetzes vorausgesetzt. D.h., für die zu betrachtenden Maßnahmen werden jeweils dieselben Verkehrsbelegungsdaten verwendet. Dabei wird in dieser Untersuchung davon ausgegangen, dass die Anzahl der Fahrten durch die Maßnahmen nicht verändert wird, sondern nur die Fahrzeugflotte variiert. Für den Standort der verkehrsbezogenen Luftmessstation in Wiesbaden, sowie weitere detailliert betrachtete Straßenabschnitte sind die zugrunde gelegten mittleren täglichen Verkehrsbelegungen in Abb. 3.3 aufgetragen.

12 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Aarstr. # Kaiser- Friedrich- Ring Schiersteiner Str. # # Wiesbaden Ringkirche # # Wiesbaden Süd A Meter Abb. 3.1 : Lageplan des Untersuchungsgebiets mit Standorten der Messstellen. Die detailliert betrachtete Untersuchungspunkten sind orange eingezeichnet Die Umweltzone kleine Lösung ist grün eingezeichnet. Die Umweltzone große Lösung betrifft das ganze Stadtgebiet von Wiesbaden.

13 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG DTV [Kfz/24h] /8.8% /8.8% /8.8% /8.8% /8.8% /8.8% /8.8% /8.8% /8.8% /29.5% 75744/29.5% /29.5% 79524/29.5% 31080/29.5% 47964/20.0% /8.8% Meter Abb. 3.2 : Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke in [Kfz/24h] und LKW-Anteil [%] auf dem Straßennetz im Untersuchungsgebiet für das Jahr 2012

14 Anzahl der Fahrten pro Tag Verkehrsdaten an den Untersuchungspunkten Kfz LKW Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 0 Ringkirche Kaiser-Friedrich- Ring Schiersteiner Straße Aarstraße Abb. 3.3: Verkehrsbelegungsdaten an den detailliert betrachteten Straßenabschnitten von Wiesbaden

15 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Fahrzeugflotte Für die Emissionsberechnungen ist die Kenntnis der dynamischen Flotte von Interesse, d.h. die Zusammensetzung der auf den Straßen verkehrenden Fahrzeuge. Dabei ist zu beachten, dass die dynamische Fahrzeugflotte nicht direkt vergleichbar ist mit den Bestandszahlen für eine Region, die die statische Flottenzusammensetzung basierend auf den Zulassungszahlen angibt. Für Wiesbaden wurden auf der Grundlage der gemeldeten Kfz am für das hier zu betrachtende Jahr 2012 die statischen und die dynamischen Flottenzusammensetzungen entsprechend den Flottenentwicklungen im HBEFA 3.1 berechnet und angewendet. Für den Schwerverkehr wird angenommen, dass dieser wesentlich durch den Fernverkehr geprägt wird und daher die Flottenzusammensetzung aus dem HBEFA 3.1 angesetzt wird. Die daraus für das Jahr 2012 berechnete dynamische Flottenzusammensetzung ist in Abb. 3.4 aufgezeigt. Der Anteil der dieselbetriebenen PKW-Fahrten umfasst im Jahr 2012 ca. 49%; der Anteil der dieselbetriebenen leichten Nutzfahrzeugfahrten umfasst im Jahr 2012 ca. 96%; bei den Bussen und schweren Nutzfahrzeugen setzen sich die Fahrten ausschließlich aus dieselbetriebenen zusammen. Für die Maßnahmen M1 (Umweltzone Stufe 3 kleine Lösung) und M2 (Umweltzone Stufe 3 große Lösung) werden die in der Datengrundlage beschriebenen Zusammensetzungen der Fahrzeugflotten verändert, indem die vom Fahrverbot betroffenen Fahrzeugarten aus der Fahrzeugflotte ausgeschlossen werden, unter Berücksichtigung, dass ein Anteil von 20% dieser Fahrten aufgrund von Ausnahmegenehmigungen dennoch erfolgt. In Abb. 3.5 sind die prozentualen Anteile der innerörtlichen Fahrten aufgezeigt, die von dem Fahrverbot betroffen sind. Von den PKW-Fahrten sind im Jahr 2012 mit der Umweltzone Stufe 3 ca. 13% der Fahrten vom Fahrverbot betroffen. Der Wirtschaftsverkehr wird überwiegend mit dieselbetriebenen Kfz durchgeführt; durch das Fahrverbot sind ca. 59% der Lieferwagenfahrten und ca. 27% der LKW-Fahrten betroffen. Für die rechnerische Umsetzung der Maßnahme wird berücksichtigt, dass im Wirtschaftsverkehr nur notwendige Fahrten durchgeführt werden und deshalb eine vollständige Verlagerung der Fahrten ohne Ausnahmegenehmigungen auf Fahr-

16 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Dynamische Fahrzeugflotte innerorts Benzin/Euro6 Benzin/Euro5 Benzin/Euro4 Benzin/Euro3 Benzin/Euro2 Benzin/Euro1 Benzin/vor E1 Diesel/Euro6 Diesel/Euro5 Diesel/Euro4 Diesel/Euro3 Diesel/Euro2 Diesel/Euro1 Diesel/vor Euro1 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 0% PKW 2012 LNF 2012 SNF 2012 Abb. 3.4: Zusammensetzung der dynamischen Kfz-Flotte für das Jahr 2012 in Wiesbaden, unterteilt nach PKW, leichte Nutzfahrzeuge (LNF) und schwere Nutzfahrzeuge (SNF)

17 70% 60% 50% 40% 30% Anteil der von Maßnahmen betroffenen Fahrten PKW LNF SNF Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 20% 10% 0% Umweltzone Stufe 3 Abb. 3.5: Anteil der von den Fahrverboten der Maßnahmen Umweltzone Stufe 3 betroffenen Fahrten für PKW, Lieferwagen und LKW

18 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 15 zeuge erfolgt, die nicht vom Fahrverbot betroffen sind. Damit ist eine Änderung der Zusammensetzung der Fahrzeugflotte des Wirtschaftsverkehrs verbunden. Bei den PKW-Fahrten ist nur ein kleiner Anteil der Fahrten vom Fahrverbot betroffen. Hier kann angenommen werden, dass diese Fahrten zum Teil durch Fahrten mit Fahrzeugen ersetzt werden, die nicht vom Fahrverbot betroffen sind oder ganz entfallen. Aufgrund des geringen Anteils der möglicherweise entfallenden Fahrten wurde keine erneute Verkehrsumlegung durchgeführt. 3.4 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 PKW und LKW unterschieden. Die Fahrzeugart PKW enthält dabei die leichten Nutzfahrzeuge (lnfz) und Motorräder, die Fahrzeugart LKW versteht sich inklusive Lastkraftwagen, Sattelschlepper, Busse usw. Die Emissionsfaktoren setzen sich aus motorbedingten und nicht motorbedingten (Reifenabrieb, Staubaufwirbelung etc.) Emissionsfaktoren zusammen. Im Folgenden werden die Grundlagen der motorbedingten und nicht motorbedingten Emissionsfaktoren beschrieben, dann erfolgt die Anwendung für Wiesbaden im Zusammenhang mit möglichen Emissionsminderungen Motorbedingte Emissionsfaktoren Die motorbedingten Emissionsfaktoren der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (PKW, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mithilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.1 (UBA, 2010) unter Berücksichtigung der dynamischen Kfz-Flottenzusammensetzung für Wiesbaden berechnet. Sie hängen für die Fahrzeugarten PKW und LKW im Wesentlichen ab von den so genannten Verkehrssituationen ( Fahrverhalten ), das heißt der Verteilung von Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigung, Häufigkeit und Dauer von Standzeiten 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

19 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 16 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) 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 Längsneigung der Straßen wurde aus dem digitalen Geländemodell abgeleitet. An der verkehrsnahen Messstelle an der Ringkirche, sowie an den detailliert betrachteten Straßenabschnitten auf dem Kaiser-Friedrich-Ring, der Schiersteiner Straße und der Aarstrasse in Wiesbaden werden folgende Verkehrssituationen angesetzt: IOS-HVS50: Innerstädtsche Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h IOS-HVS50d: Innerstädtsche Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter 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 der in BASt (2005) sowie Düring und Lohmeyer (2004) beschriebenen Vorgehensweise angesetzt. Es werden zur Berechnung der Emissionen für die Summe aus Reifen-, Brems- und Straßenabrieb sowie Wiederaufwirbelung von eingetragenem Straßenstaub die in Tab. 3.1 exemplarisch für die innerstädtischen Verkehrssituationen an der

20 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 17 verkehrsnahen Messstelle und den detailliert betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden aufgeführten Emissionsfaktoren verwendet. 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 Emissionsfaktoren mit möglichen technischen Minderungen Für die Maßnahmenfälle M1, Umweltzone Stufe 3 kleine Lösung und M2, Umweltzone Stufe 3 große Lösung werden für das Bezugsjahr 2012 die Emissionsfaktoren geändert, indem die Fahrzeugflottenzusammensetzung variiert wird und für diejenigen Straßenabschnitte angewendet, die innerhalb der Umweltzone liegen. Dabei wurden die Anteile der Fahrten herausgenommen, die vom jeweiligen Fahrverbot unter Berücksichtigung von Ausnahmegenehmigungen betroffen sind. Die entfallenen Fahrten werden anteilsmäßig auf die restlichen Fahrten entsprechend der bestehenden Verteilung auf die Fahrzeugkonzepte verteilt. Damit wird die Fahrzeugflotte erneuert; durch die anteilsmäßige Aufteilung entsprechend der vorliegenden Verteilung wird berücksichtigt, dass auch gebrauchte Fahrzeuge die entfallenen ersetzen, also nicht immer die neueste verfügbare Technik eingesetzt wird. Entsprechend der Kennzeichnungsverordnung besteht für Dieselfahrzeuge für einen Teil der Fahrzeuge auch die Möglichkeit der Nachrüstung mit Partikelfiltern. Mit Berücksichtigung der möglichen Partikelfilternachrüstung ergeben sich für PKW und leichte Nutzfahrzeuge gegenüber der Verteilung auf die nicht vom Verbot betroffenen Fahrzeugkonzepte geringere Minderungen der Emissionsfaktoren der Fahrzeugflotte, bei schweren Nutzfahrzeugen zeichnen sich geringere Minderungen der NO x -Emissionsfaktoren aber leicht höhere Minderungen der Partikel-Emissionsfaktoren ab. Die rechnerische Umsetzung der Maßnahmen erfolgt in dieser Untersuchung entsprechend der Verteilung auf die nicht vom Verbot betroffenen Fahrzeugkonzepte. Die an der verkehrsnahen Messstelle an der Ringkirche, Am Kaiser-Friedrich-Ring, in der Schiersteiner Straße und der Aarstrasse in Wiesbaden angesetzten Emissionsfaktoren sind in Tab. 3.1 aufgeführt.

21 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 18 Verkehrssituation (Kürzel) Spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [g/km] für das Bezugsjahr 2012 NO x PM10 (nur Abrieb und Aufwirb.) Partikel (nur Abgas) PKW LKW PKW LKW PKW LKW IOS-HVS50d_ IOS-HVS50_ IOS-HVS50d_ IOS-HVS50_ S3-IOS-HVS50d_ S3-IOS-HVS50_ S3-IOS-HVS50d_ S3-IOS-HVS50_ Tab. 3.1: Emissionsfaktoren in g/km je Kfz an der verkehrsnahen Messstelle und an den detailliert betrachteten Straßenabschnitten für das Bezugsjahr 2012 nach HBEFA unter Berücksichtigung der Flotte für Wiesbaden für den Referenzfall und die Maßnahmen M1und M2 Umweltzone Stufe 3 (S3). 3.5 Meteorologische Daten Für die Berechnung der Schadstoffimmissionen werden so genannte Ausbreitungsklassenstatistiken benötigt. Das sind Angaben über die Häufigkeit verschiedener Ausbreitungsverhältnisse in den unteren Luftschichten, die durch Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Stabilität der Atmosphäre definiert sind. In Wiesbaden sind Windmessdaten durch das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) an den Stationen Wiesbaden Mitte und Wiesbaden Süd erfasst worden. Des weiteren wurde im Rahmen der Erstellung des Luftreinhalteplans Rhein-Main 1977 ein temporäres Windmessprogramm begonnen, um daraus Aussagen zu den Windverhältnissen in Wiesbaden zu machen. Nach den Ergebnissen der Untersuchung weisen die Windrichtungsverteilungen räumlich starke Unterschiede aufgrund der topographischen Gliederung des Geländes auf. Die Hauptwindrichtungsverteilung wird an den Messstationen im südlichen Bereich des Stadtgebietes von Winden aus westlichen und aus östlichen Richtungen dominiert. Im Bereich der Innenstadt wurden mit Ausnahme von südlichen und westlichen Winden häufiger auftretende Winde aus allen Richtungen erfasst. Im gesamten Stadtgebiet treten Hangwinde aus dem Taunus auf, die im Innenstadtbereich und nördlich davon stärker und häufiger ausgeprägt sind.

22 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 19 Der Standort der Station Wiesbaden-Mitte befindet sich im Stadtzentrum am Marktplatz. In Abb. 3.6 ist die Häufigkeitsverteilung von Windrichtung und Windgeschwindigkeit an der Station Wiesbaden-Mitte für die Jahre dargestellt. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt ca. 2.3 m/s. Die Windrichtungsverteilung zeigt die nach der Untersuchung zu den Windverhältnissen im Zentrum von Wiesbaden zu erwartende Windverteilung. In Abb. 3.7 ist die Häufigkeitsverteilung von Windrichtung und Windgeschwindigkeit an der Station Wiesbaden-Süd dargestellt. Die Station befindet sich etwa 3 km südlich des Stadtzentrums in der Nähe der Autobahnanschlussstelle Wiesbaden-Biebrich. Die gemessene Windrichtungsverteilung zeigt ein Hauptmaximum mit Winden aus südwestlichen bis nordwestlichen Richtungen. Nebenmaxima bilden Winde aus östlichen Richtungen. Die mittlere gemessene Windgeschwindigkeit beträgt ca. 1.7 m/s. Für die Immissionsberechnungen werden die Daten der Stationen Wiesbaden Mitte für den innerstädtischen Bereich und Wiesbaden-Süd für das südlich davon gelegene Gebiet verwendet. Die daraus erzeugte Ausbreitungsklassenstatistik wurde unter Berücksichtigung der Rauigkeit in Wiesbaden für die Ausbreitungsrechnung herangezogen.

23 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Abb. 3.6: Häufigkeitsverteilung von Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten für den Standort Wiesbaden-Mitte (Quelle: HLUG)

24 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Abb. 3.7: Häufigkeitsverteilung von Windrichtungen und Windgeschwindigkeiten für den Standort Wiesbaden-Süd (Quelle: HLUG)

25 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 22 4 AUSWIRKUNGEN DER MASSNAHMEN 4.1 Auswirkungen auf Emissionen der Straßenabschnitte Basierend auf den o.g. Flotten- und Emissionsdaten werden die Emissionen für die Hauptverkehrsstraßen in Wiesbaden berechnet. Die Darstellung der Berechnungsergebnisse konzentriert sich im Folgenden auf die Messstelle an der Ringkirche, den Kaiser-Friedrich-Ring zwischen der Wielandstraße und dem Gutenbergplatz, die Schiersteiner Straße zwischen der Niederwaldstraße und dem Kaiser-Friedrich-Ring und die Aarstraße zwischen dem Anton-von-Werner-Weg und dem Böcklinweg. Mit den in Kap. 3 aufgeführten Emissionsfaktoren durch Modifizierungen der Flotte werden folgend die Emissionen der genannten Streckenabschnitte für das Bezugsjahr 2012 jeweils mit und ohne Maßnahmen (Umweltzone Stufe 3) aufgeführt. Die berechneten mittleren täglichen Emissionen sind in den Abb. 4.1 und Abb. 4.2 (jeweils oben) und als relative Darstellungen, bezogen auf die Emissionsmodellierung des Referenzzustandes im Bezugsjahr 2012, in den Abb. 4.1 und Abb. 4.2 (jeweils unten) aufgezeigt. Bei den Darstellungen sind die NO x -Emissionen sowie die Summe aus motorbedingten und nicht motorbedingten Partikelemissionen betrachtet. Die betrachteten Straßenabschnitte befinden sich im innerstädtischen Bereich, in dem sowohl bei der Maßnahme M1, Umweltzone kleine Lösung, als auch bei der Maßnahme M2, Umweltzone große Lösung, eine Umweltzone eingerichtet werden soll. Entsprechend den Zusammensetzungen der Verkehrsbelegungsdaten und der Verkehrssituationen zeigen sich bei den betrachteten Fällen Variationen der NO x -Emissionen (Abb. 4.1). Die relativen Änderungen bezogen auf den Referenzzustand weisen mit einer Umweltzone Verringerungen auf etwa 81% bis 88% auf. In den Bereichen, in denen keine Umweltzone eingerichtet wird, sind keine relevanten Änderungen der Emissionen zu erwarten. Die PM10-Emissionen weisen in den betrachteten Straßenabschnitten gegenüber dem Referenzzustand 2012 mit den beiden Maßnahmen M1 und M2 noch 85% bis 87% der Emissionen auf. Dies gilt jedoch nur für die Bereiche, in denen die Umweltzone eingeführt wird. Außerhalb der Umweltzone sind keine relevanten Änderungen zu erwarten. Bei den Feinstaub-Emissionen (PM10) ist zu beachten, dass der nicht motorbedingte Anteil durch die betrachteten Maßnahmen nur dann verringert wird, wenn auch die Verkehrsbelastung verringert wird; die Auswirkungen der Maßnahmen hinsichtlich der Verringerung der

26 NO x -Emissionen an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden NO x in mg/(m*s) Referenzfall 2012 Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung Ringkirche Kaiser- Friedrich-Ring Schiersteiner Straße Aarstraße NO x in % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% NO x -Emissionen an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden relativ zum Nullfall 2012 Referenzfall 2012 Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung % 20% 10% 0% Ringkirche Kaiser- Friedrich-Ring Schiersteiner Straße Aarstraße Abb. 4.1: NO x -Emissionen an den Straßenabschnitten der Messstation Ringkirche, Kaiser-Friedrich-Ring, Schiersteiner Straße und Aarstraße in Wiesbaden für die betrachteten Maßnahmen und Fälle. oben: NO x -Emissionen unten: Relative Änderung gegenüber dem Referenzzustand 2012

27 PM10-Emissionen an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden PM10 in mg/(m*s) Referenzfall 2012 Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung Ringkirche Kaiser- Friedrich-Ring Schiersteiner Straße Aarstraße PM10-Gesamtbelastung an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden relativ zum Nullfall % 90% Referenzfall 2012 PM10 in % 80% 70% 60% 50% 40% 30% Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung % 10% 0% Ringkirche Kaiser- Friedrich-Ring Schiersteiner Straße Aarstraße Abb. 4.2: PM10-Emissionen an den Straßenabschnitten der Messstation Ringkirche, Kaiser-Friedrich-Ring, Schiersteiner Straße und Aarstraße in Wiesbaden für die betrachteten Maßnahmen und Fälle. oben: PM10-Emissionen unten: Relative Änderung gegenüber dem Referenzzustand 2012

28 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 25 motorbedingten PM10-Emissionen werden durch die gleich bleibenden Anteile der nicht motorbedingten Beiträge deutlich abgeschwächt, da auch PKW und leichte Nutzfahrzeuge ohne Dieselmotor zu den Aufwirbelungen beitragen. Die nicht motorbedingten Beiträge der PM10-Belastungen sind überwiegend der gröberen Fraktion zuzuschreiben und damit gegenüber den sehr feinen motorbedingten Partikeln weniger lungengängig. 4.2 Auswirkungen auf Immissionen an den Hauptverkehrsstraßen In Wiesbaden werden an der Ringkirche die Immissionen an der Kreuzung zweier Hauptverkehrsstraßen gemessen. Des weiteren werden an der Messstation Wiesbaden-Süd die Immissionen an einer Nebenstraße gemessen. Tab. 4.1 zeigt eine Zusammenstellung der Messdaten in Wiesbaden für die Jahre 2003 bis 2009, sowie die Mittelwerte Januar bis November von 2010 (Stand ). Für die Anwendung der vorgestellten Emissionsermittlung und der darauf aufbauenden Maßnahmen werden Ausbreitungsrechnungen mit dem Berechnungsverfahren PROKAS und dem Bebauungsmodul PROKAS_B durchgeführt. Die in den Berechnungen anzusetzende Hintergrundbelastung wird aus dem Vergleich der Berechnungs- und Messergebnisse des Ortsbereiches bzw. umliegender Stationen abgeleitet und dann auf die verkehrsbeeinflussten Stationsstandorte angewendet, um einen Vergleich zwischen den Mittelwerten der Messdaten und den Berechnungsergebnissen zu erhalten. Bei den Berechnungen wird die Randbebauung typisiert nach Straßenraumbreite mit einer Länge von ca. 100 m berücksichtigt. Innerhalb dieser Straßenabschnitte wird eine einheitliche Immission berechnet; mit diesem Berechnungsverfahren kann keine weitere kleinräumige Differenzierung erfolgen, sodass für die betrachteten Straßenabschnitte an der Ringkirche, des Kaiser-Friedrich-Rings, der Schiersteiner Straße und der Aarstraße jeweils ein Rechenwert zugeordnet wird. Für feinere räumliche Auflösungen der berechneten Immissionen wäre der Einsatz eines mikroskaligen Rechenverfahrens mit Berücksichtigung von Gebäudeumströmungen erforderlich. Die Ergebnisse der Immissionsberechnungen für die oben genannten Straßenabschnitte sind basierend auf den angegebenen Verkehrsbelegungsdaten für das Strasßennetz und den Emissionsfaktoren für das Jahr 2012 in Tab. 4.2 aufgeführt. Unter Berücksichtigung der sich ändernden und modernisierenden Fahrzeugflotte mit zukünftigen Jahren und den damit verbundenen geringeren Emissionen gegenüber heute, weisen die berechneten NO 2 - Belastungen eine gute Übereinstimmung mit den Messdaten auf. Die berechneten PM10- Werte stimmen ebenfalls mit den gemessenen gut überein. Die gemessene Anzahl an Über-

29 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 26 schreitungstagen weist in den letzten Jahren große Schwankungen auf, die berechnete Anzahl an Überschreitungstagen liegt innerhalb des Schwankungsbereiches. Schadstoffkomponente Wiesbaden Süd Wiesbaden Ringkirche NO 2 -Jahresmittelwert NO 2-98-Perzentilwert PM10-Jahresmittelwert PM10-Überschreitung Anzahl (Jan-Nov) (Jan-Nov) (Jan-Nov) (Jan-Nov) 1 5 Tab. 4.1 Messdaten an den Messstationen in Wiesbaden. Quelle: HLUG (2004 bis 2010) NO 2 - Jahresmittelwert [µg/m³] NO Perzentilwert [µg/m³] PM10- Jahresmittelwert [µg/m³] PM10-Überschreitungstage [Anzahl] Ringkirche Kaiser-Friedrich-Ring Schiersteiner Straße Aarstraße Tab. 4.2 Berechnete Immissionen an den betrachteten Straßenabschnitten im Jahr 2012

30 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 27 Für die NO 2 -Jahresmittel sind an allen betrachteten Straßenabschnitten Überschreitungen des Grenzwertes von 40 µg/m³ berechnet. An der Messstation weisen auch die Messdaten Überschreitungen auf. Der Grenzwert für PM10 von 40 µg/m³ wird an den Straßenmessstellen nicht erreicht. Der Kurzzeitgrenzwert, der maximal 35 Tage mit Überschreitung von PM10-Tagesmittelwerten über 50 µg/m³ zulässt, wird ebenfalls nicht erreicht und nicht überschritten. Mit der selben Vorgehensweise wurden basierend auf den angegebenen Verkehrsbelegungsdaten für die Maßnahmen M1, Umweltzone Stufe 3 kleine Lösung 2012 und M2, Umweltzone Stufe 3 große Lösung 2012, die Immissionsberechnungen durchgeführt. Die Ergebnisse werden zusammenfassend für die Messstation an der Ringkirche, den Kaiser- Friedrich-Ring, die Schiersteiner Straße und die Aarstraße absolut und als relative Änderungen dargestellt, um die Auswirkungen der Maßnahmen auf die Gesamtbelastungen zu beschreiben. In Abb. 4.3 (oben) sind die berechneten Jahresmittelwerte für NO 2 sowie in Abb. 4.3 (unten) die relativen Änderungen der berechneten NO 2 -Belastungen für 2012 für die Maßnahmen M1 und M2 bezogen auf den Referenzfall 2012 aufgezeigt. Im Anhang A2 sind die berechneten Immissionen für alle betrachteten Straßen in Wiesbaden grafisch dargestellt. Die NO 2 -Belastungen verringern sich an dem Straßenabschnitt an der Messstelle Ringkirche ausgehend vom Referenzfall 2012 durch die Einführung einer Umweltzone auf etwa 96%, an den Straßenabschnitten des Kaiser-Friedrich-Rings und der Schiersteiner Straße auf etwa 94% und an der Aarstraße auf etwa 95%. Die PM10-Belastungen (Abb. 4.4) verringern sich an dem Straßenabschnitt an der Messstelle Ringkirche, an dem Kaiser-Friedrich-Ring und an der Schiersteiner Straße ausgehend vom Referenzfall 2012 durch die Einführung einer Umweltzone Stufe 3 im Jahr 2012 auf etwa 96% und an der Aarstraße auf etwa 97%. Anhand der Jahresmittelwerte können Rückschlüsse auf die Anzahl an Überschreitungstagen mit Tagesmittelwerten über 50 µg/m³ gezogen werden. Im Referenzzustand im Jahr 2012 ist an der Messstelle an der Ringkirche mit ca. 26 Überschreitungstagen zu rechnen, am Kaiser-Friedrich-Ring werden etwa 28 Überschreitungstage, an der Schiersteiner Straße 31 Überschreitungstage und an der Aarstraße werden 17 Überschreitungstage prognostiziert. Mit der Einführung einer Umweltzone verringert sich die Anzahl der zu erwartenden

31 NO 2 -Gesamtbelastung an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden NO 2 in µg/m³ Referenzfall 2012 Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung Ringkirche Kaiser-Friedrich- Ring Schiersteiner Straße Aarstraße NO 2 -Gesamtbelastung an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden relativ zum Nullfall % 90% 80% 70% 60% Referenzfall 2012 Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung 2012 NO 2 in % 50% 40% 30% 20% 10% 0% Ringkirche Kaiser- Friedrich-Ring Schiersteiner Straße Aarstraße Abb. 4.3: NO 2 -Immissionen an der Messstation Ringkirche, Kaiser- Friedrich-Ring, Schiersteiner Straße und Aarstraße in Wiesbaden für die betrachteten Maßnahmen und Fälle. oben: NO 2 -Immissionen unten: Relative Änderung gegenüber dem Referenzzustand 2012

32 PM10-Gesamtbelastung an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden PM10 in µg/m³ Referenzfall 2012 Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung Ringkirche Kaiser-Friedrich- Ring Schiersteiner Straße Aarstraße PM10-Gesamtbelastung an den betrachteten Straßenabschnitten in Wiesbaden relativ zum Nullfall % 90% Referenzfall 2012 PM10 in % 80% 70% 60% 50% 40% 30% Umweltzone kleine Lösung 2012 Umweltzone große Lösung % 10% 0% Ringkirche Kaiser- Friedrich-Ring Schiersteiner Straße Aarstraße Abb. 4.4: PM10-Immissionen an der Messstation Ringkirche, Kaiser- Friedrich-Ring, Schiersteiner Straße und Aarstraße in Wiesbaden für die betrachteten Maßnahmen und Fälle. oben: PM10-Immissionen unten: Relative Änderung gegenüber dem Referenzzustand 2012

33 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 30 Überschreitungstage an der Ringkirche auf etwa 23, am Kaiser-Friedrich-Ring auf etwa 25, an der Schiersteiner Straße auf etwa 28 und an der Aarstraße auf etwa 16. Ergänzend zu den PM10-Berechnungen ist zu erwähnen, dass in der 39. BImSchV auch ein Grenzwert für PM2.5 von 25 µg/m³ angegeben ist, der ab dem Jahr 2015 einzuhalten ist. Für den Grenzwert ist zudem eine Toleranzmarge von 5 µg/m³ angegeben. Sie verringert sich ab dem Jahr 2009 jährlich um ein siebtel bis auf 0 zum 1. Januar Damit ist in dem hier betrachteten Prognosejahr 2012 ein Übergangsbeurteilungswert für PM2.5 von ca. 27 µg/m³ einzuhalten. An allen betrachteten Straßenabschnitten sind sowohl im Referenzzustand als auch mit den Maßnahmen M1 und M2 keine Konflikte mit den Übergangsbeurteilungswerten von PM2.5 zu erwarten. Wie in Kap. 3 beschrieben, wurde entsprechend einer konservativen Vorgehensweise ein höherer Schwerverkehrsanteil angesetzt, als er tatsächlich auf den Straßenabschnitten zu erwarten ist. An denjenigen Straßenabschnitten mit deutlich geringerem tatsächlichen Schwerverkehrsanteil sind somit auch geringere Immissionen zu erwarten. Insgesamt ist aus den Ergebnissen der Berechnungen zu schließen, dass mit der durch die Einführung der Umweltzone vorgezogenen Erneuerung der Kfz-Fahrzeugflotte Verringerungen der motorbedingten Schadstofffreisetzungen verbunden sind, die auch zu Verringerungen der NO 2 - und Feinstaub-Belastungen führen. Diese Verringerungen betreffen jedoch nur den Bereich innerhalb der Umweltzone, außerhalb werden keine wesentlichen Änderungen erwartet. Da an den Hauptverkehrsstraßen der verkehrsbedingte Anteil an diesen Immissionen hoch ist, werden die Gesamtbelastungen durch Verringerungen der Zusatzbelastungen des Kfz-Verkehrs auch reduziert. Jedoch reichen diese Verringerungen nicht, um die hohen Schadstoffbelastungen soweit zu senken, dass der Grenzwert für NO 2 eingehalten wird.

34 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 31 5 LITERATUR 39. BImSchV (2010): Neununddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes- Immissionsschutzgesetzes. Luftqualitätsrichtlinie der EU durch Verordnung über Luftqualitätsstandards und Emissionshöchstmengen (39. BImSchV) und BImSchG Änderung in deutsches Recht umgesetzt. Im Internet unter Bächlin, W., Bösinger, R. (2007): Aktualisierung des NO-NO 2 -Umwandlungsmodells für die Anwendung bei Immissionsprognosen für bodennahe Stickoxidfreisetzung. Projekt Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG. Gutachten im Auftrag des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen, Recklinghausen (unveröffentlicht). BASt (1986): Straßenverkehrszählungen 1985 in der Bundesrepublik Deutschland. Erhebungs- und Hochrechnungsmethodik. Schriftenreihe Straßenverkehrszählungen, Heft 36. Im Auftrag des Bundesministers für Verkehr, Bergisch Gladbach, Hrsg.: Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach. BASt (2005): PM10-Emissionen an Außerortsstraßen mit Zusatzuntersuchung zum Vergleich der PM10-Konzentrationen aus Messungen an der A 1 Hamburg und Ausbreitungsrechnungen. Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Verkehrstechnik, Heft V 125, Bergisch-Gladbach, Juni Düring, I., Lohmeyer, A. (2004): Modellierung nicht motorbedingter PM10-Emissionen von Straßen. KRdL-Experten-Forum Staub und Staubinhaltsstoffe, 10./11. November 2004, Düsseldorf. Hrsg.: Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN - Normenausschuss KRdL, KRdL-Schriftenreihe Band 33. Flassak, Th., Bächlin, W., Bösinger, R., Blazek, R., Schädler, G., Lohmeyer, A. (1996): Einfluss der Eingangsparameter auf berechnete Immissionswerte für KFZ-Abgase - Sensitivitätsanalyse. In: FZKA PEF-Bericht 150, Forschungszentrum Karlsruhe. HLUG ( ): Lufthygienische Jahresberichte. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, Wiesbaden, IVU (2009): Ausbreitungsrechnungen für den Ballungsraum Rhein-Main als Beitrag zur Ursachenanalyse für den Luftreinhalteplan Rhein-Main - Endbericht. IVU Umwelt GmbH, November 2009

35 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 32 Kutzner, K., Diekmann, H., Reichenbächer, W. (1995): Luftverschmutzung in Straßenschluchten - erste Messergebnisse nach der 23. BImSchV in Berlin. VDI-Bericht 1228, VDI-Verlag, Düsseldorf. Lohmeyer, A., Nagel, T., Clai, G., Düring, I., Öttl, D. (2000): Bestimmung von Kurzzeitbelastungswerten - Immissionen gut vorhergesagt. In: Umwelt (kommunale ökologische Briefe) Nr. 01/05.01/2000. Luftreinhalteplan Rhein-Main (1981): Luftreinhalteplan Rhein-Main. Hessisches Landesamt für Umwelt, April 1981 Luftreinhalteplan Rhein-Main 1. Fortschreibung (1991): Luftreinhalteplan Rhein-Main. Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten, September 1991 Luftreinhalteplan für den Ballungsraum Rhein-Main (2004): Luftreinhalteplan für den Ballungsraum Rhein-Main Belastungssituation 2002 mit Immissionsgrenzwertüberschreitungen an drei Stationen bei NO 2 und an einer Station bei PM10. Hessisches Ministerium für Umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz, 2004 LUA NRW (2006): Jahresbericht 2005, Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen, Essen, Februar 2006, bzw. Luftreinhalteplan Rhein-Main (1981): Luftreinhalteplan Rhein-Main. Hessisches Landesamt für Umwelt, April 1981 Röckle, R., Richter, C.-J. (1995): Ermittlung des Strömungs- und Konzentrationsfeldes im Nahfeld typischer Gebäudekonfigurationen - Modellrechnungen -. Abschlussbericht PEF 92/007/02, Forschungszentrum Karlsruhe. Romberg, E., Bösinger, R., Lohmeyer, A., Ruhnke, R., Röth, E. (1996): NO-NO2-Umwandlungsmodell für die Anwendung bei Immissionsprognosen für KFZ-Abgase. Hrsg.: Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft, Band 56, Heft 6, S Schädler, G., Bächlin, W., Lohmeyer, A., van Wees, T. (1996): Vergleich und Bewertung derzeit verfügbarer mikroskaliger Strömungs- und Ausbreitungsmodelle. In: Berichte Umweltforschung Baden-Württemberg (FZKA-PEF 138). UBA (2010): Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, Version 3.1/Febr Dokumentation zur Version Deutschland erarbeitet durch INFRAS AG Bern/Schweiz in

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