B-PLAN XVII-4 OSTKREUZ 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 OSTKREUZ IN BERLIN LUFTSCHADSTOFFUNTERSUCHUNG Auftraggeber: Bezirksamt Lichtenberg von Berlin Alt-Friedrichsfelde Berlin Dipl.-Ing. (FH) E. Nitzsche Dipl.-Geogr. F. Jänich Dipl.-Met. A. Moldenhauer Dr. rer. nat. I. Düring August 2016 Projekt Berichtsumfang 72 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 AUFGABENSTELLUNG VORGEHENSWEISE Betrachtete Schadstoffe Zusammenfassung der Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffe Berechnungsverfahren PROKAS Berechnungsverfahren MISKAM Überschreitungshäufigkeit der Stunden- und Tagesmittelwerte EINGANGSDATEN Lage und Beschreibung des Untersuchungsgebietes Verkehrsdaten Bebauungs- und Lärmschutzsituation Meteorologische Daten Hintergrundbelastung der Luft EMISSIONEN Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Motorbedingte Emissionsfaktoren Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Emissionen des untersuchten Straßennetzes IMMISSIONEN Stickstoffdioxid (NO 2 ) Feinstaub (PM10) Feinstaub (PM2.5) Benzo(a)pyren (BaP) Planungshinweise LITERATUR... 52

3 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG II ANHANG A1: BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENT- RATIONEN AN KFZ-STRASSEN ANHANG A2: BESCHREIBUNG DES NUMERISCHEN VERFAHRENS ZUR IMMISSIONSERMITTLUNG UND FEHLERDISKUSSION ANHANG A3: EMISSIONSABBILDUNGEN 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/Kurzzeitwert (Äquivalentwert) An den betrachteten Untersuchungspunkten unterliegen die Konzentrationen der Luftschadstoffe in Abhängigkeit von Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Verkehrsaufkommen etc. ständigen Schwankungen. Die Immissionskenngrößen Jahresmittelwert 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 sehr niedrige Konzentration.

5 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 2 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 Jahresmittelwerte bzw. 98-Perzentilwerte (Konzentrationswert, der in 98 % der Zeit des Jahres unterschritten wird). 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 1 ZUSAMMENFASSUNG Das Bezirksamt Lichtenberg erstellte einen B-Plan (XVII-4 Ostkreuz ) im Entwicklungsgebiet der Rummelsburger Bucht. Der B-Plan grenzt an die Hauptstraße an, deren Ausbau mit einem Planfeststellungsverfahren abgeschlossen wurde. Parallel zum Planfeststellungsverfahren wurde im Februar 2012 ein Luftschadstoffgutachten erstellt (Lohmeyer, 2012), welches im Ergebnis Überschreitungen von Beurteilungswerten aufwies. Im Planungsprozess wurden Einwände erhoben, welche eine Aktualisierung und Neubeurteilung der Luftschadstoffbelastung notwendig machten. Innerhalb des Gutachtens wurden unter Berücksichtigung der geltenden Rechtslage die Auswirkungen des geplanten Bauvorhabens auf die Immissionssituation des Untersuchungsgebietes untersucht und bewertet. Betrachtet wurden folgende Fälle: Prognose-Nullfall mit der baulichen Situation des Istzustands und den Verkehrszahlen sowie Emissionen für das Prognosejahr 2020 Planfall mit Umsetzung der Planungsmaßnahme und den Verkehrszahlen sowie Emissionen für das Prognosejahr Betrachtet wurden die folgenden Komponenten: Stickstoffdioxid (NO 2 ) und Feinstaub (PM10, PM2.5) sowie Benzo(a)pyren (BaP). Die Beurteilung der Maßnahme erfolgte im Vergleich mit bestehenden Grenzwerten der 39. BImSchV. Mit dem Handbuch für Emissionsfaktoren (HBEFA) in seiner Version 3.2 (UBA, 2014) wurden die verkehrsbedingten Emissionen für das Jahr 2020 ermittelt. Darüber hinaus wurden aktuelle Erkenntnisse zu den NO x -Emissionen der EURO 6-Diesel-Pkw berücksichtigt. Die nicht motorbedingten PM10-, PM2.5- und BaP-Emissionen wurden 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 Kfz-Verkehr auf den berücksichtigten Straßen, wurde mit der großräumig vorhandenen Hintergrundbelastung überlagert. Die Hintergrundbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne die Emissionen auf den berücksichtig-

7 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 4 ten Straßen vorläge, wurde auf Grundlage von Messdaten und in Abstimmung mit der zuständigen Immissionsschutzbehörde der Stadt Berlin angesetzt. Die NO/NO 2 -Konversion wurde mit einem vereinfachten Chemiemodell durchgeführt. Diskutiert und bewertet wurde die Gesamtbelastung (Zusatzbelastung + Hintergrundbelastung). Für den Bereich der Hauptstraße zwischen Kynaststraße und Karlshorster Straße wurden mikroskalige prognostische Strömungs- und Ausbreitungsberechnungen mit MISKAM durchgeführt. Diese verfeinern die o. g. PROKAS-Berechnungen für diesen Bereich. Ergebnisse Die durchgeführten Berechnungen haben Folgendes ergeben: - Durch die neuen Gebäudekonfigurationen und veränderten Verkehrsmengen im Planfall gegenüber dem Prognose-Nullfall verschieben sich die Belastungsschwerpunkte. - Vorhabenbedingte Überschreitungen der PM10-, PM2.5- und BaP-Jahresmittelgrenzwerte werden nicht erwartet. - Der NO 2 -Jahresmittelgrenzwert kann im Planfall im Erdgeschoss an der der Hauptstraße zugewandten Fassade des MI 3 erreicht, aber nicht überschritten werden. Eine Überschreitung des PM10-Tagesgrenzwertes kann dort in meteorologisch ungünstigen Jahren bis zur 2. Etage möglich sein. - An allen anderen straßenzugewandten Fassaden sind im Planfall keine vorhabenbezogene Konflikte mit dem NO 2 -Jahresmittel- und PM10-Tagesgrenzwert zu erwarten. - An den straßenabgewandten Bereichen liegen die Schadstoffkonzentrationen auf dem Niveau der städtischen Hintergrundbelastung. Planungshinweise Auf Grund der Tatsache, dass an der Fassade der Hauptstraße [Straßenabschnitt zur Kreuzung Hauptstraße/Karlshorster Straße (geplant MI 3)] der NO 2 -Jahresmittelgrenzwert erreicht wird und der PM10-Tagesgrenzwert in meteorologisch ungünstigen Jahren überschritten sein könnte, ist zu empfehlen, dort im Erdgeschoss möglichst keine Wohnbebauung vorzusehen. Ferner erweist es sich als günstig, die Räume durch die von der Straße weg gewanden Seiten zu lüften. Auf der Hauptstraße sollte im Bereich des geplanten B-Planes XVII 4 Ostkreuz ein möglichst flüssiger Verkehr mit wenig Standzeiten und Beschleunigungsvorgängen angestrebt werden. Ein Tempolimit auf 30 km/h könnte für den hochbelasteten Einflussbereich am

8 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 5 Knotenpunkt Hauptstraße/Karlshorster Straße zur Reduzierung beitragen, da hier der fahrende Verkehr auf ein geringeres Geschwindigkeitsniveau beschleunigen müsste als bei Tempo 50. Die abschließende Beurteilung obliegt der zuständigen Immissionsschutzbehörde.

9 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 6 2 AUFGABENSTELLUNG Das Bezirksamt Lichtenberg erstellt einen B-Plan (XVII-4 Ostkreuz ) im Entwicklungsgebiet der Rummelsburger Bucht. Der B-Plan grenzt an die Hauptstraße an, deren Ausbau mit einem Planfeststellungsverfahren abgeschlossen wurde. Parallel zum Planfeststellungsverfahren wurde im Februar 2012 ein Luftschadstoffgutachten erstellt (Lohmeyer, 2012), welches im Ergebnis Überschreitungen von Beurteilungswerten aufwies. Im Planungsprozess wurden Einwände erhoben, welche eine Aktualisierung und Neubeurteilung der Luftschadstoffbelastung notwendig machten. Innerhalb des Gutachtens sind unter Berücksichtigung der geltenden Rechtslage die Auswirkungen des geplanten Bauvorhabens auf die Immissionssituation des Untersuchungsgebietes zu untersuchen und zu bewerten. Zu betrachten sind folgende Fälle im Prognosejahr: Prognose-Nullfall mit der baulichen Situation des Istzustands und den Verkehrszahlen sowie Emissionen für das Prognosejahr 2020 Planfall mit Umsetzung der Planungsmaßnahme und den Verkehrszahlen sowie Emissionen für das Prognosejahr Die Beurteilung der Maßnahme soll für die verkehrsrelevanten Luftschadstoffe Stickstoffdioxid (NO 2 ) und Feinstäube (PM10, PM2.5) sowie Benzo(a)pyren (BaP) im Vergleich mit bestehenden Grenzwerten der 39. BImSchV für das Jahr 2020 erfolgen.

10 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 7 3 VORGEHENSWEISE 3.1 Betrachtete Schadstoffe Bei der Verbrennung des Kfz-Kraftstoffes wird eine Vielzahl von Schadstoffen freigesetzt, die die menschliche Gesundheit gefährden können. Im Rahmen des vorliegenden lufthygienischen Gutachtens ist zu prüfen, ob die durch die geplanten Baumaßnahmen verursachten Auswirkungen die Konzentrationen der Luftschadstoffe (Immissionen) unter Berücksichtigung der bereits vorhandenen Hintergrundbelastung in gesetzlich unzulässigem Maße erhöhen. Durch den Vergleich der Schadstoffkonzentrationen mit schadstoffspezifischen Beurteilungswerten, z. B. Grenzwerten, die vom Gesetzgeber zum Schutz der menschlichen Gesundheit festgelegt werden, werden Rückschlüsse auf die Luftqualität gezogen. Für die Beurteilung von Auswirkungen des Kfz-Verkehrs ist v. a. die 39. BImSchV relevant. Die Relevanz der Schadstoffe ist recht unterschiedlich. Immissionsgrenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit werden erfahrungsgemäß am ehesten bei NO 2 und PM10 erreicht. Die Konzentrationen für andere Luftschadstoffe wie Benzol, Blei, Schwefeldioxid (SO 2 ) und Kohlenmonoxid (CO) sind im Vergleich zu ihren gesetzlichen Immissionsgrenzwerten von untergeordneter Bedeutung. Für Stickstoffmonoxid (NO) gibt es keine Beurteilungswerte. Da die 23. BImSchV seit Juli 2004 außer Kraft gesetzt ist, ist die Betrachtung der Schadstoffkomponente Ruß rechtlich nicht mehr erforderlich. Für die Beurteilung der Auswirkungen der Straßenverkehrsemissionen werden die Schadstoffe Stickstoffdioxid (NO 2 ), Feinstaubpartikel mit den Korngrößen 10 und 2.5 µm (PM10, PM2.5) und Benzo(a)pyren (BaP) betrachtet. 3.2 Zusammenfassung der Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffe In Tab. 3.1 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.

11 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 8 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 seit BaP Zielwert seit Tab. 3.1: Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffimmissionen nach 39. BImSchV (2010) Die Beurteilung der Schadstoffimmissionen erfolgt durch den Vergleich relativ zum jeweiligen Grenzwert. Neben den Jahresmittelwerten wird auch der PM10-Kurzzeitgrenzwert abgeleitet und bewertet. Auf die Berechnung des NO 2 -Kurzzeitgrenzwert als Stundenmittelwert von 200 µg/m³, der 18-mal pro Kalenderjahr überschritten werden darf, wird verzichtet, da der NO 2 -Jahresmittelgrenzwert von 40 µg/m³ eher überschritten wird, als der Kurzzeitgrenzwert. Weiter orientiert sich die Bewertung an der Einstufung von Schadstoffimmissionen (siehe Tab. 3.2) durch die Landesanstalt für Umweltschutz, Baden-Württemberg (LfU, 1993). Immissionen in % der entsprechenden Grenzwerte bis 10 % Bewertung 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. 3.2: Bewertung von Immissionen nach LfU (1993) 3.3 Berechnungsverfahren PROKAS Für das gesamte Betrachtungsgebiet wird das Straßennetzmodell PROKAS (Beschreibung: unter Berücksichtigung von lokal repräsentativen Windverhältnis-

12 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 9 sen angewendet; mit diesem Verfahren können Straßennetze, in typisierter Form Randbebauung und Lärmschutzbauten, berücksichtigt werden. Auf der Grundlage der vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Verkehrsmengen werden die von den Kraftfahrzeugen emittierten Schadstoffmengen und -immissionen ermittelt. Die mittleren spezifischen Emissionen der Fahrzeuge einer Fahrzeugkategorie (Pkw, leichte Nutzfahrzeuge, Busse etc.) werden mithilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.2 (UBA, 2014) bestimmt. Die Emissionen der Feinstaubpartikel (PM10, PM2.5) des Straßenverkehrs aufgrund von Abrieb und Aufwirbelung werden im HBEFA nicht behandelt. Die Berechnung dieser Emissionen erfolgt auf der Grundlage der Ergebnisse von aktuellen Forschungsarbeiten (Düring und Lohmeyer, 2011; CORINAIR, 2007). Die Vorgehensweise zur Emissionsbestimmung entspricht somit dem Stand der Technik. Sie basiert auf der Richtlinie VDI 3782 Blatt 7 (VDI, 2003). Unter Einbeziehung der Auftretenshäufigkeit aller möglichen Fälle der meteorologischen Verhältnisse (lokale Wind- und Ausbreitungsklassenstatistik), der berechneten Emissionen des Verkehrs auf den Straßen innerhalb des Untersuchungsgebietes und des Wochengangs der Emissionen sowie der typisiert berücksichtigten Lärmschutzbauten werden die im Untersuchungsgebiet auftretenden Immissionen berechnet. Das verwendete Berechnungsverfahren PROKAS (siehe Anhang A2) ist in der Lage, alle berücksichtigten Straßenzüge gleichzeitig für jede Stunde der Woche mit ihrer jeweiligen Emission emittieren zu lassen. Aus der Häufigkeitsverteilung der berechneten verkehrsbedingten Schadstoffkonzentrationen (Zusatzbelastung) werden die statistischen Immissionskenngrößen Jahresmittel- bzw. Kurzzeitwerte des untersuchten Luftschadstoffes ermittelt. Dieser Zusatzbelastung, verursacht vom Verkehr innerhalb des Untersuchungsgebietes, wird die großräumig vorhandene Hintergrundbelastung überlagert. Die Hintergrundbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne die Emissionen auf den berücksichtigten Straßen vorläge, wird auf der Grundlage von Messwerten an nahe gelegenen Messstandorten abgeschätzt. Für die Berechnung der NO-NO 2 -Umwandlung wird das vereinfachte Chemiemodell nach Düring et al. (2011) verwendet.

13 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Berechnungsverfahren MISKAM Für den Bereich der Hauptstraße zwischen Kynaststraße und Karlshorster Straße wurden Detailrechnungen mit MISKAM (Eichhorn, 2011) durchgeführt. MISKAM gehört zu den prognostischen Modellen vom Eulertyp. Es besteht aus zwei Teilen, einem Strömungsteil für die Modellierung der Umströmungsverhältnisse der Gebäude und einem Ausbreitungsteil zur Berechnung des Immissionsfeldes. MISKAM iteriert jeweils solange, bis das Strömungs- bzw. Konzentrationsfeld quasi stationär ist. Bei den Berechnungen wurden die Hinweise aus Eichhorn (2005) sowie der VDI-Richtlinie 3783, Blatt 9 für prognostische Modelle beachtet (VDI, 2005). Die Einhaltung des Kriteriums von VDI-RL 3783/9 wurde anhand von Sensitivitätsrechnungen für die Göttinger Straße in Hannover für ein Rechengebiet nachgewiesen, dass zusätzlich zum Untersuchungsgebiet einen Umkreis von ca. 400 m berücksichtigt. Das Rechengebiet ist somit deutlich größer als die Fläche des Untersuchungsgebietes. Das Rechengebiet wurde mit einem nichtäquidistanten Netz überzogen, dessen horizontale Auflösung zwischen 1 m im Zentrum des Untersuchungsgebietes und ca. 10 m am Gebietsrand variiert. Die Höhe des Rechengebietes beträgt 500 m. Es wurden 36 Strömungsrechnungen für die Windrichtungen 10 o bis 360 o sowie anschließend je 36 Ausbreitungsrechnungen für die betrachteten Schadstoffe durchgeführt. Dabei wurde jeweils neutrale thermische Schichtung der Atmosphäre angenommen. Im Rahmen der Modellvalidierung hat sich gezeigt, dass die mit MISKAM berechneten Immissionsfelder in sehr guter Näherung mit der Windgeschwindigkeit skalierbar sind. Untersuchungen haben ferner gezeigt, dass in dicht bebautem Gelände aufgrund der hohen städtischen Rauigkeit genug mechanische Turbulenz erzeugt wird, sodass näherungsweise von einer neutralen Schichtung im Untersuchungsgebiet ausgegangen werden kann (unabhängig von der großräumigen thermischen Schichtung). Für jeden Schadstoff wurden aus den jeweils 36 Immissionsfeldern mit der Programmoberfläche WinMISKAM (SFI, 2001) unter Verwendung der Windstatistik, der Emissionshäufigkeitsverteilung und der Schadstoffhintergrundbelastung flächendeckend die Jahresmittelwerte als Gesamtbelastung berechnet. Für die Berechnung der NO-NO 2 -Umwandlung wird ebenfalls das vereinfachte Chemiemodell nach Düring et al. (2011) verwendet.

14 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Überschreitungshäufigkeit der Stunden- und Tagesmittelwerte Die 39. BImSchV definiert u. a. als Kurzzeitgrenzwert für NO 2 einen Stundenmittelwert von 200 µg/m 3, der nur 18-mal im Jahr überschritten werden darf. Entsprechend einem einfachen praktikablen Ansatz basierend auf Auswertungen von Messdaten (Lohmeyer et al., 2000) kann abgeschätzt werden, dass dieser Grenzwert dann eingehalten ist, wenn der 98- Perzentilwert 115 µg/m 3 bis 170 µg/m 3 nicht überschreitet. Die genannte Spannbreite, abgeleitet aus der Analyse von Messdaten verschiedener Messstellen, ist groß; die Interpretationen der Messdaten deuten darauf hin, dass bei einer Unterschreitung des 98-Perzentilwertes von 130 µg/m 3 (= Äquivalentwert) der genannte Grenzwert für die maximalen Stundenwerte eingehalten wird. Zur Ermittlung der in der 39. BImSchV definierten Anzahl von Überschreitungen eines Tagesmittelwertes der PM10-Konzentrationen von 50 µg/m 3 wird ein ähnliches Verfahren eingesetzt. Im Rahmen eines Forschungsprojektes für die Bundesanstalt für Straßenwesen wurde aus 914 Messdatensätzen aus den Jahren 1999 bis 2003 eine gute Korrelation zwischen der Anzahl der Tage mit PM10-Tagesmittelwerten größer als 50 µg/m 3 und dem PM10-Jahresmittelwert gefunden (Abb. 3.1). Daraus wurde eine funktionale Abhängigkeit der PM10-Überschreitungshäufigkeit vom PM10-Jahresmittelwert abgeleitet (BASt, 2005). Die Regressionskurve nach der Methode der kleinsten Quadrate ( best fit ) und die mit einem Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöhte Funktion ( best fit + 1 sigma ) sind ebenfalls in der Abb. 3.1 dargestellt. Im Oktober 2004 stellte die Arbeitsgruppe Umwelt und Verkehr der Umweltministerkonferenz (UMK) aus den ihr vorliegenden Messwerten der Jahre 2001 bis 2003 eine entsprechende Funktion für einen best fit vor (UMK, 2004). Diese Funktion zeigt bis zu einem Jahresmittelwert von ca. 40 µg/m3 einen nahezu identischen Verlauf wie der o. g. best fit nach BASt (2005). Im statistischen Mittel wird somit bei beiden Datenauswertungen die Überschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes bei einem PM10-Jahresmittelwert von 31 µg/m3 erwartet. Im vorliegenden Gutachten wird wegen der Unsicherheiten bei der Berechnung der PM10- Emissionen sowie wegen der von Jahr zu Jahr an den Messstellen beobachteten meteorologisch bedingten Schwankungen der Überschreitungshäufigkeiten eine konservative Vorgehensweise gewählt.

15 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 12 Abb. 3.1: Anzahl der Tage mit mehr als 50 µg PM10/m 3 im Tagesmittel in Abhängigkeit vom PM10-Jahresmittelwert für Messstationen der Länder und des Umweltbundesamtes ( ) sowie die daraus abgeleiteten Funktionen (BASt, 2005) Dazu wird die in BASt (2005) angegebene best fit -Funktion um einen Sicherheitszuschlag von einer Standardabweichung erhöht. Mehr als 35 Überschreitungen eines Tagesmittelwertes von 50 µg/m 3 (Grenzwert) werden mit diesem Ansatz für PM10-Jahresmittelwerte ab 29 µg/m 3 abgeleitet. Dieser Ansatz stimmt mit dem vom Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen vorgeschlagenen Vorgehen überein (LUA NRW, 2006). Für die Bewertung des PM10-24h-Grenzwertes lässt sich die folgende differenzierte Bewertung in Hinblick auf das Eintreten von Überschreitungen ableiten: PM10-Jahresmittel Überschreitung PM10-Tagesmittel <29 µg/m³ keine Überschreitung µg/m³ selten (Wahrscheinlichkeit <40 %) µg/m³ öfter möglich (Wahrscheinlichkeit 40 bis 80 %) µg/m³ wahrscheinlich (Wahrscheinlichkeit >80 %) 36 µg/m³ so gut wie sicher

16 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 13 4 EINGANGSDATEN Für die Emissions- bzw. Immissionsberechnungen sind als Eingangsgrößen die Lage des Straßennetzes im zu betrachtenden Untersuchungsgebiet und verkehrsspezifische Informationen von Bedeutung. Weitere Grundlagen der Immissionsberechnungen sind die basierend auf den Verkehrsdaten berechneten Schadstoffemissionen, die meteorologischen Daten und die Schadstoffhintergrundbelastung. Die der vorliegenden Untersuchung zugrunde liegenden Verkehrsdaten, die meteorologischen Daten und die Schadstoffhintergrundbelastung werden in den folgenden Abschnitten erläutert. Vom Auftraggeber wurden als Grundlage für das vorliegende Gutachten u. a. die nachfolgenden Unterlagen übergeben: Technische Planung in Form von Lage- und Höhenplänen (Stand ; BSM, 2016) digitale Karten DTK 25 Verkehrsbelegungsdaten (VMZ, 2011; BSM, 2012) Lage und Höhen von Gebäuden Lage und Höhen von Lärmschutzanlagen (DB, 2005). 4.1 Lage und Beschreibung des Untersuchungsgebietes Das B-Plangebiet liegt im Bezirk Berlin-Lichtenberg. Dieses Bebauungsgebiet wird im Norden durch die Hauptstraße und im Westen durch die Kynaststraße begrenzt. Im Südosten schließt der Rummelsburger See an. Die geplanten Bebauungen weisen zwischen 2 bis 8 Stockwerken auf und werden damit eine Bebauungshöhe zwischen 6 m und 32 m aufweisen. Die Abb. 4.1 zeigt eine Übersicht über das Untersuchungsgebiet sowie das bei den Ausbreitungsrechnungen berücksichtigte Straßennetz. Die im Bestand betrachteten Straßenabschnitte sind orange und die im Planfall berücksichtigten Straßen einschließlich der geplanten Planstraßen des B-Planes sind rot dargestellt. Es wurden bei dem Planfall der Ausbau der Hauptstraße zwischen Markgrafendamm und Karlshorster Straße berücksichtigt. In den betrachteten Varianten wurden nur Straßenabschnitte in die Immissionsbestimmung einbezogen, die eine durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke an Werktagen (DTVW) größer Kfz/24 h aufweisen. Ausnahmen sind die Kynaststraße und die Planstraßen im B-Plan-

17 ± Persiusstr. Markgrafendamm Kynaststraße 3 4 Hauptstraße 2 Marktstraße Planstraße 6 Karlshorster Str. berücksichtigtes Straßennetz geplantes Straßennetz Immissionsort mit Nr. MISKAM-Rechengebiet MISKAM-Auswertegebiet PROKAS-Untersuchungsgebiet Abb Übersicht Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

18 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 15 gebiet, die geringere Verkehrsbelegungen aufweisen. Ansonsten werden die Emissionen von Straßenabschnitten mit geringerer Verkehrsbelegung über die Hintergrundbelastung pauschal berücksichtigt (Abschnitt 4.5). Die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet weisen zum Teil lockere bis dichte einseitige oder zweiseitige Bebauung auf (Abschnitt 4.3). Die Lage des Untersuchungsgebietes mit dem umliegenden Straßennetz ist in Abb. 4.1 für die bestehenden und geplanten Straßenverläufe aufgezeigt. Des Weiteren sind speziell ausgewertete Immissionsorte bzw. Straßenabschnitte mit Straßenrandbebauung gekennzeichnet. 4.2 Verkehrsdaten Neben unterschiedlichen DTV-Werten weisen die einzelnen Straßenabschnitte unterschiedliche Schwerverkehrsanteile und unterschiedliche Verkehrssituationen (mittlere Geschwindigkeit, Standanteile, Konstantfahrten) auf, die bei der Bestimmung der Emissionen auf den betrachteten Straßenabschnitten entscheidenden Einfluss haben. 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 Prognose-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 des Planfalls zum Planfeststellungsverfahren des Ausbaus der Hauptstraße verwendet. Die SV-Anteile >2.8 t auf dem Gebiet des B-Plans wurden durch Abstimmungen mit dem Auftraggeber und dem Verkehrsplaner auf 7.5 % festgelegt (BSM, 2011). 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. 4.2 (Prognose-Nullfall) und Abb. 4.3 (Planfall) für die Berechnungen mit PROKAS dargestellt. Für die Berechnungen mit MISKAM wurden die Verkehrsbelegungen richtungs-

19 7 390/4.2 ± / / / / / / / / / / / Meter / Verkehrsstärke [Kfz/24 h] Abb Prognose-Nullfall 2020 Durchschnittliche Verkehrsstärke DTV Mo-Fr in Kfz pro Tag / SV >3.5 t in Prozent Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

20 7490/ / /3.3 ± 29030/ / / / / / /5 810/ / / / / / /5 9830/ / Meter 11100/ Verkehrsstärke [Kfz/24 h] Abb Planfall 2020 Durchschnittliche Verkehrsstärke DTV Mo-Fr in Kfz pro Tag / SV >3.5 t in Prozent Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

21 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 18 getrennt berücksichtigt. Hierfür wurde von einer gleichen Verteilung des Verkehrs je Fahrtrichtung ausgegangen und die Verkehrsbelegungen somit halbiert. 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 (Seite 3; VMZ, 2011). 4.3 Bebauungs- und Lärmschutzsituation Bei der Ausbreitung der verkehrsbedingten Emissionen spielen die baulichen Gegebenheiten der Straße eine wesentliche Rolle. Bei einer vorliegenden dichten Randbebauung an einem Straßenabschnitt wird diese bei der Ausbreitungsrechnung mit PROKAS über so genannte Bebauungstypen berücksichtigt. In die Bestimmung der Bebauungstypen gehen das Verhältnis Gebäudehöhe zu Straßenschluchtbreite, der Lückenanteil, die Schluchtbreite sowie die Ein- oder Beidseitigkeit der vorhandenen Bebauung ein. Diese idealisierten Straßenrandbebauungstypen werden für jeweils ca. 100 m lange Straßenabschnitte festgelegt. Die verwendeten Bebauungstypen sind für den Prognose-Nullfall 2020 in Abb. 4.4 und für den Planfall 2020 in Abb. 4.5 für die PROKAS-Berechnungen dargestellt. In PROKAS werden diese Straßenabschnitte mit dem so genannten Bebauungsmodul gerechnet (PROKAS_B). Es beruht auf Ausbreitungsrechnungen mit dem mikroskaligen Strömungs- und Ausbreitungsmodell MISKAM für die idealisierten Straßenrandbebauungen (nähere Erläuterungen sind im Anhang A4 zu finden). Lärmschutzwälle und -wände sind in der Ausbreitungsrechnung parametrisiert aus den Daten zum Umbau des Ostkreuzes (DB, 2005) und aus eigener Erhebung berücksichtigt. Für die MISKAM-Strömungsberechnungen ist ein digitales Gebäudemodell nötig. Die Abb. 4.6 zeigt die modelltechnisch umgesetzte Gebäudekonfiguration des Rechengebietes für den Planfall. Das Rechengebiet wurde mit einem nichtäquidistanten Netz überzogen, dessen horizontale Auflösung zwischen ca. 1 m im Zentrum des Untersuchungsgebietes und ca. 15 m am Gebietsrand variiert.

22 ± Bebauungstypisierung einseitig zweiseitig ohne Bebauungstyp Gebäude, Höhe [m] Abb Prognose-Nullfall 2020 Bebauungssituation Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

23 ± Bebauungstypisierung einseitig zweiseitig ohne Bebauungstyp Gebäude, Höhe [m] Abb Planfall 2020 Bebauungssituation Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

24 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 21 Abb. 4.6: Modelltechnisch umgesetzte Gebäudekonfiguration des Rechengebietes für den Planfall. Blick aus westlicher Richtung. Die Hauptstraße befindet sich in der oberen Bildmitte. 4.4 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. 4.7 dargestellt. Die Windmessung erfolgte in 27 m Höhe. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt 2.6 m/s. 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.

25 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 22 Abb. 4.7: Windklassenstatistik der Station Grunewald Quelle: SenGUV (2010a), eigene Darstellung

26 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 23 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. 4.8 aufgezeigt. 4.5 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. Stickoxide unterliegen auf dem Ausbreitungspfad chemischen Umwandlungsprozessen. Die Berechnung der NO 2 -Schadstoffbelastung erfolgt deshalb mit Hilfe eines Chemiemodells (siehe Anhang A2), welche als zusätzliche Hintergrundbelastungen NO X und O 3 benötigt. Die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt betreibt das Berliner Messnetz. Im Untersuchungsgebiet sind aktuell keine Messstellen im Berliner Luftgüte-Messnetz vorhanden. Zur Bestimmung der Schadstoffhintergrundbelastung standen aber Werte der nächstgelegenen Messstationen aus dem Luftüberwachungssystem für NO 2, PM10, PM2.5 und Ozon zur Verfügung.

27 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 24 Abb. 4.8: Synthetische Windklassenstatistik für das Untersuchungsgebiet aus Daten der Station Grunewald , Quelle: eigene Darstellung

28 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 25 In den jeweiligen Jahresberichten über die Immissionsmesswerte sind u. a. Angaben zu den statistischen Kenngrößen der gemessenen Luftschadstoffe zu finden. Die Entfernungen und Richtungen zum Untersuchungsgebiet sowie die Klassifizierungen dem Untersuchungsgebiet nächstgelegener Stationen sind in Tab. 4.1 aufgelistet. Entsprechend der Gebietsstruktur und der Lage zu den Messstationen schätzen wir ein, dass die Hintergrundbelastungen zwischen den in Neukölln und Karlshorst liegen werden. Stationsname Umgebung Stationstyp Entfernung, ca. [km] Richtung Wedding städtisch Wohngebietsmessstation 9.5 WNW Tempelhof- Schöneberg städtisch Wohngebietsmessstation 8.7 WSW Neukölln städtisch Wohngebietsmessstation 3.2 WSW Mitte städtisch Wohngebietsmessstation 4.9 OSO Karlshorst städtisch Wohngebiets- und Hintergrundmessstation 13.3 OSO Tab. 4.1: Klassifizierung der verwendeten Messstationen des Luftgüte-Messnetzes sowie Lage zum Untersuchungsgebiet Die vorliegenden Daten an diesen Stationen sind auszugsweise in der Tab. 4.2 aufgeführt. Der Luftreinhalteplan Berlin enthält berechnete Hintergrundkonzentrationen flächendeckend für das Stadtgebiet von Berlin. Für das Untersuchungsgebiet werden dort für das Bezugsjahr 2015 Werte von 18 bis 21 µg/m 3 (NO 2 -JM) bzw. 24 µg/m 3 (PM10-JM) ausgewiesen. Bis zum Bezugsjahr 2020 sollen die Hintergrundwerte auf 14 bis 17 µg/m 3 (NO 2 - JM) bzw. 22 bis 23 µg/m 3 (PM10-JM) sinken. Zur Festlegung des BaP-Hintergrundwertes standen nur die Stadtrandmessstation Buch und eine innerstädtische Hintergrundstation (Neukölln) zur Verfügung. Deshalb wurden auch andere Stationen wie verkehrsbeeinflusste (Charlottenburg-Wilmersdorf, Steglitz-Zehlendorf, Friedrichshain Kreuzberg) herangezogen. Für die Ableitung der Hintergrundbelastung werden die in Tab. 4.3 aufgeführten Messstationen und Messwerte 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. im Jahr 2006, wurden in Neukölln 1.3 ng/m³ gemessen waren es hingegen nur 0.70 ng/m³. In den letzten 4 Jahren wurden keine Werte größer 0.5 ng/m 3 festgestellt.

29 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 26 Schadstoffkomponente NO 2 Jahresmittel PM10 Jahresmittel PM2.5 Jahresmittel O 3 Jahresmittel Zeitraum Wedding Tempelhof- Schöneberg Neukölln Mitte Karlshorst * * * * Tab. 4.2: Jahreskenngrößen der Luftschadstoff-Messwerte in µg/m³ an Stationen in der Umgebung (BLUME ; 2016a); * vorläufige Werte

30 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 27 Schadstoffkomponente BaP Jahresmittel Zeitraum Buch Neukölln Charlottenburg- Wilmersdorf Steglitz- Zehlendorf Friedrichshain Kreuzberg * Tab. 4.3: Jahreskenngrößen der Luftschadstoff-Messwerte in ng/m³ an Stationen in der Umgebung (BLUME ; SenStadtUm, 2016); * vorläufige Werte 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. Aus den BLUME-Messwerten und deren Einschätzung zur räumlichen Repräsentanz sowie aus den Ergebnissen des Luftreinhalteplanes Berlin ( ) wurden in Abstimmung mit der Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt (SenStadtUm, 2016) die in Tab. 4.4 dargestellten Werte abgeleitet. Schadstoff Bezugsjahr 2016 Jahresmittelwert Prognosejahr 2020 NO 2 [µg/m³] NO x [µg/m³] O 3 [µg/m³] PM10 [µg/m³] PM2.5 [µg/m³] BaP [ng/m³] Tab. 4.4: Hintergrundbelastung im Bezugs- und Prognosejahr

31 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 28 5 EMISSIONEN 5.1 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 (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). 5.2 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 3.2 (UBA, 2014) 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, 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

32 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 29 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, 2014) entnommen. Darin ist die Gesetzgebung bezüglich Abgasgrenzwerten (EURO 2, 3,...) berücksichtigt. Neueste Untersuchungen zum Abgasverhalten von Fahrzeugen haben ergeben, dass die NO X -Emissionsfaktoren der Diesel-EURO-6-PKW in der Realität höher sind als in HBEFA 3.2 angenommen. Das UBA plant deshalb, im Herbst 2016 ein vorgezogenes Update des HBEFA zu veröffentlichen, in dem ausschließlich die NO X -Emissionsfaktoren der Diesel- EURO-6-PKW aktualisiert werden sollen. Die TU Graz (Hausberger, 2016), d. h. die Entwickler des Emissionsmodells zur Berechnung der Emissionsfaktoren in HBEFA, empfehlen derzeit, die NO X -Faktoren der Diesel-EURO-6-PKW auf Innerortsstraßen um den Faktor 1.7 sowie auf Außerortsstraßen um den Faktor 1.4 zu erhöhen. Die HBEFA-Emissionsfaktoren der Autobahnverkehrssituationen wurden durch die Messungen bestätigt. Eine Korrektur ist hier nach derzeitigem Kenntnisstand nicht notwendig. Die genannten Korrekturen (Hausberger, 2016) wurden bei der Emissionsberechnung berücksichtigt. Für das Bezugsjahr 2020 wurde die Zusammensetzung entsprechend der Ergebnisse einer Kennzeichenerfassung in Berlin 2015 (Lohmeyer, 2016) verwendet. 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 3.2) 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

33 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 30 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. Tab. 5.1: Emissionsfaktoren für Benzo(a)pyren für verschiedene Fahrzeugklassen, Fahrzeugtechniken und Betriebszustände aus Wunderlin et al. (1999) Diese BaP-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

34 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 31 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 ersten 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 für die PROKAS-Rechnungen herangezogen: IOS-HVS50d Städtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IOS-HVS50s Städtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, Stau IOS-NS30 Städtische Erschließungs-, Nebenstraße, Tempolimit 30 km/h, flüssiger Verkehr IOS-Sam50d Städtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr IOS-Sam50s Städtische Sammelstraße, Tempolimit 50 km/h, Stau 5.3 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.

35 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 32 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 Verkehrssituationen ist durch eine dort angegebene Geschwindigkeitsabhängigkeit (für Reifen und Bremsabrieb) möglich. 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

36 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 33 aufgeführten Emissionsfaktoren angesetzt. Die BaP-Emissionen in den Tabellen verstehen sich inklusive des nicht motorbedingten Aufschlags. Straßenparameter Längs- Verkehrsneisituation gung BaP [ng/km] spezifische Emissionsfaktoren je Kfz PM10 PM10/ (nur Abrieb NO 2 PM2.5 NO X und (direkt) (nur [mg/km] Aufwir- [mg/km] Abgas) belung) [mg/km] [mg/km] PM2.5 (nur Abrieb) [mg/km] LV SV LV SV LV SV LV SV LV SV LV SV IOS-HVS50d ±0 % IOS-HVS50s ±0 % IOS-NS30 ±0 % IOS-Sam50d ±0 % IOS-Sam50d ±2 % IOS-Sam50d ±4 % IOS-Sam50d ±6 % IOS-Sam50s ±0 % IOS-Sam50s ±4 % IOS-Sam50s ±6 % Tab. 5.2: Emissionsfaktoren je Kfz für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2020 für die PROKAS-Rechnungen 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 An mehreren Straßenabschnitten der Hauptstraße ist auf der Hauptverkehrsstraße Tempo 30 signalisiert. Im HBEFA 3.2 werden 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

37 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 34 denen aber das Emissionsminderungspotential in Tempo 30-Zonen stark abhängt. In der Literatur finden sich deshalb Minderungsfaktoren mit großen Spannweiten wieder, bis hin zu Erhöhungen der Emissionen durch Tempo 30 gegenüber Strecken mit einer zulässigen Geschwindigkeit von 50 km/h. Genaue Quantifizierungen lassen sich nur durch Detailuntersuchungen feststellen. Es wird deshalb der Einfluss von Tempo 30 nicht berücksichtigt. 5.4 Emissionen des untersuchten Straßennetzes Die Emissionen der betrachteten Schadstoffe NO X, 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. Die Verkehrssituationen sind für den Prognose-Nullfall 2020 in Abb. 5.1 und für den Planfall 2020 in Abb. 5.2 für die PROKAS-Berechnungen aufgezeigt. Die darin verwendeten Signaturen setzten sich aus folgenden Eigenschaften zusammen: eigentliche Verkehrssituation (Fahrmuster, siehe Abschnitt 5.2), Verkehrszustand (Level-of-Service) und Längsneigung. Die Verkehrssituation und der Verkehrszustand werden durch die Farbe der Signatur wiedergegeben und die Strichstärke zeigt die Längsneigung an. Demzufolge bedeutet eine fett gezeichnete, hellgrünfarbene Liniensignatur (vgl. Abb. 5.1 bis Abb. 5.2) eine Verkehrssituation IOS-Sam50 mit dichtem Verkehr und einer Längsneigung >0 %. Für die MISKAM-Rechnungen erfolgte eine fahrtrichtungsgetrennte Berechnung der Emissionen. So wurde an den lichtsignalgeregelten Kreuzungen auf der zur Kreuzung hingehenden Fahrbahn ein Verkehrszustand gesättigt mit 20 % Stauanteil und auf der von der Kreuzung weggehenden Fahrbahn der Verkehrszustand dicht angesetzt. Ebenfalls wurde die Längsneigung der Straßen ebenfalls fahrbahnrichtungsgetrennt berücksichtigt. Hinweis: Die im HBEFA aufgeführten Verkehrssituationen repräsentieren lange Straßenabschnitte, worin die Beschleunigungsvorgänge, z. B. beim Anfahren an Lichtsignalanlagen, nur einen geringen Anteil besitzen. Kreuzungsbereiche können innerhalb der Kategorie Hauptverkehrsstraße durch das HBEFA nicht direkt abgebildet werden. Die dort ausgewiesenen Stauanteile stellen eine Rechengröße zur bestmöglichen Bestimmung der lokalen Emissionen dar. Sie müssen deshalb nicht zwangsläufig realen Stauhäufigkeiten entsprechen.

38 ± Verkehrssituation IOS-HVS50d IOS-Sam50d Längsneigung ±0 % ±2 % ±4 % ±6 % Stauanteil 20 % Abb Prognose-Nullfall 2020 Verkehrssituation Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

39 ± Verkehrssituation IOS-HVS50d IOS-Sam50d IOS-NS30 Längsneigung ±0 % ±2 % ±4 % ±6 % Stauanteil 20 % Abb Planfall 2020 Verkehrssituation Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

40 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 37 Die Tab. 5.3 zeigt exemplarisch für einen Straßenabschnitt der Hauptstraße die Verkehrskenndaten und die berechneten Emissionen, ausgedrückt als Strecken und Zeit bezogene Emissionsdichten. Des Weiteren sind die Emissionsdichten von NO X, PM10, PM2.5 für die Berechnungsfälle des Straßennetzes, im Anhang A3 dargestellt. DTV [Kfz/24 h] SV- Anteil [%] Verkehrssituation BaP [µg/(m s)] NO 2, direkt [mg/(m s)] NO X [mg/(m s)] PM10 [mg/(m s)] PM2.5 [mg/(m s)] Prognose-Nullfall IOS-HVS50d Planfall IOS-HVS50d Tab. 5.3: Verkehrsdaten und berechnete, jahresmittlere Emissionsdichten für einen Straßenabschnitt der Hauptstraße für die PROKAS-Rechnungen

41 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 38 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 in den PROKAS-Berechnungen (Screening) 10 m 10 m, in den MISKAM-Berechnungen an der Hauptstraße 1 m 1 m. Für Straßen mit dichter Randbebauung wurden mit PROKAS_B die Konzentrationswerte an der Randbebauung ebenfalls in einer Höhe von ca. 1.5 m angegeben. In die Berechnungen gehen die Emissionen der Kraftfahrzeuge (siehe Kapitel 5) der Betrachtungsjahre auf der Grundlage der jeweiligen Verkehrsstärken 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 PROKAS und in MISKAM in Form von farbigen Quadraten bzw. in PROKAS_B 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). In PROKAS_B werden an Straßen mit dichter Randbebauung (= Straßenschluchten) die Konzentrationswerte an der Randbebauung in einer Höhe von ca. 1.5 m angegeben. Hierbei werden für ca. 100 m lange Straßenabschnitte Konzentrationswerte an der höchst belasteten Stelle berechnet, die auf dem gesamten Straßenabschnitt ausgewiesen werden. Es handelt sich dabei um die berechneten Konzentrationen an der nächstgelegenen Fassade. Dies entspricht dem Charakter einer Screening-Betrachtung. In Bereichen außerhalb der Straßenschluchten treten deutlich geringere Belastungen auf. In den MISKAM-Berechnungen wird die konkrete Gebäudestruktur in der Strömungs- und Ausbreitungsmodellierung berücksichtigt.

42 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 39 Zusätzlich wurden für ausgewählte, repräsentative Immissionsorte (IO), deren Nutzung (Wohnbebauung, Hotel, Büro) im Untersuchungsgebiet für den Istzustand bzw. Planfall in Tab. 6.1 aufgeführt sind, die berechneten Luftschadstoffbelastungen in (Tab. 6.2) ausgewiesen. Hinweis: Für den Planfall 2020 werden, wo vorhanden, die Ergebnisse der MISKAM- Berechnungen aufgeführt, da diese fachlich höherwertig und detaillierter sind als die Screeningberechnungen mit PROKAS. Nr. Nutzung (Istzustand) Lage Planung (B-Plan) 1 Gewerbe/Wohnen (z. T. leerstehend) Hauptstraße 1g,1i, Hauptstraße MI 2 2 Weitestgehend ungenutzt Hauptstraße 1e Hauptstraße MK 2 3 Freizeit/Sport Kynaststraße Kynaststraße MI 4 Nord 4 Weitestgehend ungenutzt Kynaststraße Kynaststraße MI 4 Mitte 5 Gewerbe (z. T. leerstehend) Hauptstraße, zweite Reihe Kynaststraße MI 4 Süd 6 Weitestgehend ungenutzt Hauptstraße Hauptstraße MI 3 7 Gewerbe/Wohnung Hauptstraße 1f Hauptstraße MI 1 Tab. 6.1: Nutzung und Lage der gewählten, separaten Immissionsorte im Istzustand

43 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 40 Nr. Immissionsort (Nutzung) NO 2- Jahresmittelwert [µg/m³] PM10- Jahresmittelwert [µg/m³] PM2.5- Jahresmittelwert [µg/m³] Prognose-Nullfall 2020 BaP- Jahresmittelwert [ng/m³] Anzahl der Überschreitungen des PM10-24 h- Werts von 50 µg/m³ im Jahr 1 Hauptstraße 1g 1i Hauptstraße 1e Kynaststraße Kynaststraße Hauptstraße, zweite Reihe Hauptstraße Hauptstraße 1f Planfall Hauptstraße 1g 1i 37* 28* Hauptstraße 1e 37* 28* Kynaststraße Kynaststraße Hauptstraße, zweite Reihe 25* 23* Hauptstraße 40* 29* * 7 Hauptstraße 1f 37* 28* Beurteilungswerte Tab. 6.2: Immissionen im Vergleich zum Beurteilungswert für ausgewählte Immissionsorte in 1.5 m über Grund. fett = Grenzwertüberschreitung, * = MISKAM-Ergebnisse. 6.1 Stickstoffdioxid (NO 2 ) Die Gesamtbelastungen der NO 2 -Jahresmittelwerte sind flächendeckend in Abb. 6.1 für die PROKAS-Rechnungen dargestellt. Der NO 2 -Grenzwert von 40 µg/m³ der 39. BImSchV wird in beiden Fällen (Null- und Planfall) an den Häuserfronten im Abschnitt der Marktstraße überschritten. Hier beträgt die Gesamtbelastung im Jahresmittel jeweils 52 µg/m³ (Hintergrund = 23 µg/m³). Die NO 2 -Grenzwertüberschreitung ist dort nicht durch die Planungsmaßnahme verursacht.

44 Prognose-Nullfall 2020 ± Planfall 2020 NO 2 -Jahresmittelwert [µg/m³] >50 >40-50 Grenzwertüberschreitung >35-40 >31-35 >29-31 >27-29 > (gleiche Legende für Straßenabschnitte) Straßenabschnitt ohne Bebauungstyp Gebäude Immissionsort mit Nr. ± Abb Prognose-Nullfall 2020 (oben) Planfall 2020 (unten) NO 2 -Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

45 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 42 Im Prognose-Nullfall 2020 werden am Straßenrand der Hauptstraße und außerdem an der vorhandenen Straßenrandbebauung in der Hauptstraße (Immissionsort IO 1) mit 44 µg/m 3 Grenzwertüberschreitungen berechnet. Im Planfall 2020 verschieben sich insbesondere wegen der neuen Gebäudekonfigurationen die Belastungsschwerpunkte. So weisen die PROKAS-Berechnungen für die Gebäudefassaden des MI 3 (IO 6) sowie MK 2 (IO 2) auf Konflikte zum NO 2 -Grenzwert hin. Im Planfall werden dort 46 µg/m³ (IO 2) bzw. 42 µg/m³ (IO 6) berechnet. Am Immissionsort IO 7 wird mit 40 µg/m³ (gerundet) der NO 2 -Grenzwert erreicht. An den anderen Immissionsorten wurde keine Grenzwertüberschreitung ermittelt. Am IO 1 (Hauptstraße 1f-1i) werden im Planfall gegenüber dem Prognose-Nullfall trotz leicht erhöhter 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. An den Immissionsorten 3 und 4 wurden im Planfall höhere Konzentrationen in Bezug auf den Prognose-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. Die Screeningberechnungen mit PROKAS zeigen auf, dass im Planfall unter Ansatz der typisiert berücksichtigten Straßenrandbebauung die Gefahr einer Überschreitung des geltenden Grenzwertes für NO 2 -Jahresmittelwerte von 40 µg/m³ an der nächstgelegenen geplanten Bebauung in der Hauptstraße besteht. Deshalb wurden für diesen Bereich detaillierte, mikroskalige Strömungs- und Ausbreitungsberechnungen mit MISKAM durchgeführt, um diesen Befund abzusichern. Die Verkehrsmengen, die Meteorologie sowie die Hintergrundbelastungen wurden entsprechend der PROKAS-Berechnungen angesetzt. Die Emissionsverteilung wurde fahrtrichtungsfein aufgeteilt. Die Gebäudekonfiguration wurde entsprechend Abschnitt 4.3 berücksichtigt. Die Gesamtbelastungen der NO 2 -Jahresmittelwerte aus der MISKAM-Berechnung sind flächendeckend für den Planfall 2020 in 1.5 m über Grund in Abb. 6.2 sowie für die relevanten Immissionsorte in Tab. 6.2 dargestellt. Diese Darstellung zeigt, dass unter Berücksichtigung der realen Gebäudekonfigurationen an der Fassade der MI 3 (IO 6) maximale NO 2 -Jahresmittelwerte von 40 µg/m³ berechnet werden. Der Grenzwert von 40 µg/m³ wird somit erreicht, aber nicht überschritten. An den anderen Immissionsorten (IO 1, IO 2 und IO 7) wer-

46 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 43 Abb. 6.2: Ergebnis der MISKAM-Rechnung für NO 2 -Jahresmittelwert im Planfall. Auswertehöhe = 1.5 m.

47 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 44 den mit 37 µg/m³ an den geplanten straßenzugewandten Fassaden Unterschreitungen des Grenzwertes von 40 µg/m³ prognostiziert. Abseits der straßenzugewandten Gebäudefassaden liegen die NO 2 -Jahresmittelwerte etwa auf dem Niveau der städtischen Hintergrundbelastung. Eine Überschreitung der NO 2 -Kurzzeitgrenzwerte gemäß der 39. BImSchV, d. h. einem Stundenwert von 200 µg/m³ mehr als 18-mal im Jahr, ist bei Jahresmittelwerten unter 40 µg/m³ nicht zu erwarten. 6.2 Feinstaub (PM10) Einen Überblick über die flächendeckende PM10-Belastung für die PROKAS-Rechnungen gibt die Abb. 6.3, wobei der Prognose-Nullfall 2020 oben und der Planfall 2020 unten aufgeführt sind. Die Gesamtbelastungen der PM10-Jahresmittelwerte sind für die sensiblen Immissionsorte in Tab. 6.2 dargestellt. Die derzeitige Nutzung für die Immissionsorte für den Istzustand bzw. Planfall wird in Tab. 6.1 genannt. Die Abb. 6.3 zeigt, dass keine PM10-Konzentrationen erwartet werden, die den Grenzwert der 39. BImSchV von 40 µg/m³ überschreiten. Die höchsten PM10-Konzentrationen werden in beiden Fällen in der Marktstraße (die aber außerhalb des Planungsgebietes liegt), in der Hauptstraße und in der Karlshorster Straße berechnet. An den sensiblen Bereichen werden mit 31 µg/m³ am IO 1 (Hauptstraße 1f-1i) im Prognose-Nullfall 2020 die höchsten Konzentrationen ermittelt (Hintergrund 2020 = 23 µg/m³). In dem Planfall 2020 werden am Immissionsort 2 (Hauptstraße 1e) die höchsten Konzentrationen mit 32 µg/m³ prognostiziert, gefolgt von dem IO 6 mit 30 µg/m 3 sowie IO 1 und IO 7 mit 29 µg/m³. Der seit dem Jahr 2005 geltende Grenzwert für PM10-Jahresmittelwerte von 40 µg/m³ wird im Prognose-Nullfall 2020 und im Planfall 2020 an der bestehenden Bebauung im Untersuchungsgebiet somit nicht erreicht und nicht überschritten. Die berechneten PM10-Jahresmittelwerte sind entsprechend der Einteilung aus Tab. 3.2 als leicht erhöhte bis erhöhte Konzentration zu bezeichnen. 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 Kapitel 3 wird angesetzt, dass bei Konzentrationen unterhalb des entsprechenden Schwellenwertes von 29 µg/m³ (Jahresmittelwert) auch der PM10-24 h-grenzwert sicher eingehalten wird. Der PM10-24h-

48 Prognose-Nullfall 2020 ± Planfall 2020 PM10-Jahresmittelwert [µg/m³] >40 Grenzwertüberschreitung >34-40 >30-34 >28-30 Äquivalentwerüberschreitung >26-28 > (gleiche Legende für Straßenabschnitte) Straßenabschnitt ohne Bebauungstyp Gebäude Immissionsort mit Nr. ± Abb Prognose-Nullfall 2020 (oben) Planfall 2020 (unten) PM10-Gesamtbelastung (Jahresmittelwerte) Meter Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG

49 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 46 Grenzwert ist somit eine strengere Kenngröße als der Jahresmittelgrenzwert (vgl. Kapitel 3). Die flächendeckenden Ergebnisdarstellungen (Abb. 6.3 dort gelb, orangefarbene, rosa und rote Signaturen) bzw. für die Immissionsorte (Tab. 6.2) aus den PROKAS-Rechnungen zeigen im Prognose-Nullfall 2020 und im Planfall 2020 Überschreitungen des PM10-24 h- Grenzwerts. Dies betrifft im Prognose-Nullfall und Planfall die Bebauung in der Marktstraße, in der Hauptstraße und in der Karlshorster Straße. Entlang der Hauptstraße wurden mit 36 Tagen >50 µg/m³ (entspr. 29 µg/m³ im Jahresmittel) und mehr geringfügige Überschreitungen des 24 h-grenzwerts ermittelt. Durch die geplante Bebauung vergrößert sich allerdings die Zahl der betroffenen Gebäude entlang der Hauptstraße. Konkret betrifft dieses bei den ausgewählten Immissionsorten an der Straßenrandbebauung im Prognose-Nullfall 2020 den Immissionsort 1 (31 µg/m³) und im Planfall 2020 die IO 2 (32 µg/m³), IO 6 (30 µg/m³) und die IO 1 und IO 7 (29 µg/m³). Auch hier wirkt sich die Verschiebung der Bebauung im Planfall weiter weg von der Straße günstig auf die Immissionssituation am IO 1 aus. Der strengere PM10-Kurzzeitgrenzwert von 35 Tagen größer 50 µg/m³ kann entsprechend der PROKAS-Berechnungen (Screening) an umliegender sensibler Nutzung überschritten werden. Deshalb wurden ebenfalls detaillierte, mikroskalige Strömungs- und Ausbreitungsberechnungen mit MISKAM durchgeführt, um diesen Befund abzusichern. Die Gesamtbelastungen der PM10-Jahresmittelwerte (JM) aus der MISKAM-Berechnung sind flächendeckend für den Planfall in 1.5 m über Grund in Abb. 6.4 bzw. Tab. 6.2 dargestellt. Dieses Berechnungsergebnis zeigt, dass unter Berücksichtigung der realen Gebäudekonfigurationen im Planfall an der Fassade der Hauptstraße am Immissionsort (IO 6) der strengere PM10-Kurzzeitgrenzwert mit entsprechendem Jahresmittelwert von 29 µg/m³ erreicht wird. Eine Überschreitung des PM10-Tagesgrenzwertes kann dort in meteorologisch ungünstigen Jahren jedoch auftreten. Bereits ab der 3. Etage wird eine sichere Einhaltung dieses Grenzwertes erwartet (hier nicht dargestellt). An den anderen Häuserfassaden werden der PM10-Tagesgrenzwert und damit auch der Grenzwert für PM10-Jahresmittelwerte von 40 µg/m³ unterschritten.

50 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 47 Abb. 6.4: Ergebnis der MISKAM-Rechnung für PM10-Jahresmittelwert im Planfall. Auswertehöhe = 1.5 m..docx