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

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1 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Lufthygienischer Jahresbericht 2009 Teil I: Kontinuierliche Messungen Zusammenfassung Meteorologisch gesehen war das Jahr 2009 gegenüber dem langjährigen Mittel ( ) bei unterdurchschnittlicher Sonnenscheindauer zu warm. Die Niederschlagsbilanz war ausgeglichen. Die Beurteilung der lufthygienischen Situation basiert auf den Grenz- und Zielwerten der 22. und 33. BImSchV sowie den Verordnungen des Bundes- Immissionsschutzgesetzes (BImSchG), in welchen die EG-Luftqualitätsrichtlinien umgesetzt sind. Die Immissionsbelastung durch verkehrsbedingte Luftschadstoffe stellte auch 2009 ein Problem dar. Dies wird deutlich, da wieder mehrfach Überschreitungen des ab 2010 geltenden Grenzwertes für die Komponente NO 2 zu verzeichnen waren. Der Jahresmittelwert für Feinstaub (PM10) wurde 2009 an allen hessischen Luftmessstationen eingehalten. Dagegen kam es im Verlauf einer lang anhaltenden Inversionswetterlage im Januar an fast allen Stationen zu Überschreitungen des zulässigen PM10-Tagesmittelwertes, sodass schon zu Beginn des Jahres rund 30 % der zulässigen 35 Überschreitungen ausgeschöpft waren. Am Jahresende zeigte sich aber, dass nur an den beiden verkehrsbezogenen Stationen in Frankfurt am Main und in Darmstadt die zulässige Anzahl mit 36 und 41 Überschreitungen übertroffen wurde. Bedingt durch die wechselhafte Witterung im Sommerhalbjahr wurde der Ozon-Informationswert nur an zwei Tagen überschritten. Die Ozon-Situation 2009 wird gesondert auf Seite 5 erläutert. Sowohl die Jahresmittelwerte für SO 2 und Benzol als auch die maximalen 8-h-Mittelwerte für CO liegen an den hessischen Luftmessstationen dauerhaft unter den Kenngrößen, die in der 22. BImSchV festgelegt sind. Die Erhebungen an den temporären Messstationen Ffm.-Sindlingen (Industrie, Wohnbezirk) und Reinheim (Geschäfts-/Wohnbezirk) wurden auch in 2009 fortgeführt. Im Gegensatz zu den Dauermessstationen, die mehrere Jahrzehnte an einem Standort betrieben werden, um abgesicherte Aussagen über die langfristige Entwicklung der Luftqualität zu erhalten, beträgt die Betriebsdauer der temporären Messstationen 2 bis 3 Jahre. Diese werden eingesetzt, wenn eine spezielle Immissionsproblematik vorliegt, die mit den vorhandenen Instrumenten des gebietsbezogenen Immissionsschutzes nicht zu lösen ist. Luftmessstationen in Hessen Zur Überwachung der Immissionssituation in Hessen betreibt das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG) ein landesweit ausgerichtetes Messnetz mit kontinuierlich arbeitenden Luftmessstationen. Deren Standorte sind so gewählt, dass eine flächendeckende Immissionsüberwachung gewährleistet werden kann. Insgesamt wurden im Jahr Immissionsmessstationen unterhalten: 14 Stationen in Städten, 10 im ländlichen Raum und 9 Stationen an Verkehrsschwerpunkten. Die Luftmessstationen sind zur Erfassung folgender Komponenten ausgerüstet: Schwefeldioxid (SO 2 ), Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO 2 ), Benzol, Toluol und m-/p-xylol (BTX), Ozon (O 3 ), Partikel (PM10), meteorologische Größen (Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Temperatur, relative Feuchte, Luftdruck, Globalstrahlung und Niederschlag). Ballungsräume Rhein-Main Gebiete Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen Südhessen Limburg Wetzlar Bad Arolsen Marburg Linden Kellerwald Gießen-Westanlage Grebenau Kl. Feldberg Spessart Frankfurt Hanau Wiesbaden Fulda Witzenhausen Bebra Wasserkuppe Raunheim Luftmessstationen Darmstadt Riedstadt in Städten an Verkehrsschwerpunkten Reinheim Michelstadt im ländlichen Raum Heppenheim- Lehrstr. Fürth/Odenwald

2 Tabelle 1: Standorte und Stationscharakteristiken der Luftmessstationen Stationsname RW (GK) HW (GK) H.ü. NN (m) Längengrad (ETRS89) Breitengrad (ETRS89) Bad Arolsen '41,43" 51 25'51,23" ländlich Standortcharakter Bebra '0,94" 50 58'12,09" Innenstadt, Wohnbezirk Darmstadt '52,63" 49 52'20,29" Innenstadt, Wohnbezirk Darmstadt-Hügelstraße '13,51" 49 52'10,04" Innenstadt, Straßenschlucht Ffm.-Friedb.-Landstraße '30,88" 50 7'28,53" Innenstadt, Straßenschlucht Ffm.-Höchst '31,37" 50 6'6,74" Innenstadt, Industrie Ffm.-Ost '46,84" 50 7'31,18" Industrie, verkehrsnah Ffm.-Sindlingen '56,13" 50 4'50,61" Industrie, Wohnbezirk Fulda-Mitte '55,77" 50 32'57,47" Innenstadt, Wohnbezirk Fulda-Petersberger-Straße '5,45" 50 33'0,11" Innenstadt, Straßenschlucht Fürth/Odenwald '2,10" 49 39'12,46" Wald, Mittelgebirge Gießen-Westanlage '6,91" 50 35'2,80" Innenstadt, Straßenschlucht Grebenau '52,69" 50 45'34,03" Wald, Mittelgebirge Hanau '5,08" 50 8'5,41" Innenstadt, verkehrsnah Heppenheim-Lehrstraße '31,18" 49 38'35,65" Innenstadt, Straßenschlucht -Fünffensterstraße '28,04" 51 18'43,48" Innenstadt, Straßenschlucht -Mitte '0,24" 51 18'51,29" Innenstadt, Mischgebiet Kellerwald '54,34" 51 9'17,44" Wald, Nationalpark Kleiner Feldberg '45,90" 50 13'18,97" Mittelgebirge, Kuppenlage Limburg '39,59" 50 22'59,59" Innenstadt, Mischgebiet Linden '3,85" 50 31'58,67" Dauergrünland Marburg '9,58" 50 48'15,33" Innenstadt, Mischgebiet Marburg-Universitätsstr '9,84" 50 48'25,28" Innenstadt, Straßenschlucht Michelstadt '7,14" 49 40'21,01" Innenstadt, Wohnbezirk Raunheim '5,50" 50 0'37,18" Innenstadt, Wohnbezirk Reinheim '56,00" 49 49'40,01" Geschäfts- und Wohnbezirk Riedstadt '0,48" 49 49'30,59" ländlich Spessart '57,98" 50 9'51,95" Wald, Mittelgebirge Wasserkuppe '9,09" 50 29'51,75" Mittelgebirge Wetzlar '2,24" 50 34'1,86" Innenstadt, Mischgebiet Wiesbaden-Ringkirche '49,12" 50 4'37,88" Innenstadt, Straßenkreuzung Wiesbaden-Süd '41,80" 50 3'1,24" Wohnbezirk, industrienah Witzenhausen '28,51" 51 17'30,34" Wald, Mittelgebirge Abkürzungen: RW: Rechtswert HW: Hochwert GK: Gauß-Krüger H. ü. NN: Höhe über Normalnull (m) ETRS89: Europäisches Terrestrisches Referenzsystem Lufthygienischer Jahresbericht 2009

3 Tabelle 2: Geräteausstattung der Luftmessstationen (Die Jahreszahlen geben das Jahr des Messbeginns bei der jeweiligen Komponente an) Stationsname BTX Ozon Feinstaub (PM10) Temperatur Relative Feuchte Luftdruck Schwefeldioxid Kohlenmonoxid Stickstoffmonoxid Stickstoffdioxid Windrichtung Windgeschwindigk. Globalstrahlung Niederschlag Bad Arolsen Bebra Darmstadt Darmstadt-Hügelstraße Ffm.-Friedb.-Landstraße Ffm.-Höchst Ffm.-Ost Ffm.-Sindlingen (temporär) 1) Fulda-Mitte Fulda-Petersberger-Straße Fürth/Odenwald Gießen-Westanlage ) 06 Grebenau Hanau Heppenheim-Lehrstraße Fünffensterstraße Mitte 1) Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Linden Marburg Marburg-Universitätsstr ) 06 Michelstadt 09 4) Raunheim Reinheim (temporär) 2) ) 07 Riedstadt Spessart Wasserkuppe Wetzlar Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Süd Witzenhausen Abkürzungen: BTX: Benzol, Toluol, m-/p-xylol PM10: Particulate Matter < 10 µm (Feinstaub < 10 µm); vor dem Jahr 2000 wurde Schwebstaub als Gesamtstaub gemessen Erläuterungen: 1) seit in Betrieb, 2) seit in Betrieb, 3) Erhebung mit Passivsammlern, 4) seit in Betrieb Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 3

4 Das Wettergeschehen 2009 Das Jahr 2009 war in Hessen nach Analysen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und nach eigenen Auswertungen im Vergleich zu langjährigen Mittelwerten (Normalperiode ) zu warm. Dabei war die Sonnenscheindauer unterdurchschnittlich und die Niederschlagsbilanz war ausgeglichen. Während der überdurchschnittliche Jahresmittelwert der Temperatur weitestgehend auf die Schönwetterperioden im Frühjahr und im Spätsommer zurückzuführen ist, gab es in Bezug auf Sonnenscheindauer und Niederschlag unterschiedlich geprägte Monate. Im Einzelnen ergaben sich folgende Monatscharakterisierungen: war es nach den war die und war es nach den Im Monat Temperaturverhältnissen Sonnenscheindauer Niederschlagsverhältnissen Januar viel zu kalt überdurchschnittlich viel zu trocken Februar etwas zu warm unterdurchschnittlich viel zu nass März etwas zu warm unterdurchschnittlich zu nass April viel zu warm überdurchschnittlich viel zu trocken Mai etwas zu warm leicht überdurchschnittlich etwas zu trocken Juni etwas zu kalt leicht unterdurchschnittlich etwas zu trocken Juli etwas zu warm leicht unterdurchschnittlich etwas zu nass August zu warm überdurchschnittlich zu trocken September zu warm leicht überdurchschnittlich zu trocken Oktober etwas zu kalt unterdurchschnittlich etwas zu nass November viel zu warm unterdurchschnittlich zu nass Dezember etwas zu kalt leicht unterdurchschnittlich zu nass An Beispielen der DWD-Stationen Frankfurt (Flughafen) und Gießen wird der oben beschriebene Jahresablauf grafisch illustriert Monatsmittel der Temperatur [ C] Frankfurt (Flughafen) Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Gießen Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monatsmittel der Sonnenscheindauer [h] Frankfurt (Flughafen) Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Gießen Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monatssummen der Niederschlagshöhe [mm] Frankfurt (Flughafen) Gießen Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Mittel Mittel Lufthygienischer Jahresbericht 2009

5 Jahresmittel- und Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den horizontalen Balken-Diagrammen (Seite 6) und in der tabellarischen Übersicht (Tabelle 3) dargestellt. Die maximalen 1-h-, 8-h- und 24-h-Mittelwerte sind in der Tabelle 4 zusammengefasst. Auf Seite 9 sind mit dem Programm FLADIS erzeugte Farbdarstellungen mit flächendeckenden Aussagen zur mittleren NO 2 -, SO 2 -, O 3 - und PM10- Belastung im Jahr 2009 abgebildet (für Benzol reicht die geringe Anzahl der Stützstellen für eine Berechnung nicht aus). Schwefeldioxid: Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresmittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau. Kohlenmonoxid: Im Jahr 2009 haben die Stadtstationen einen Jahresmittelwert von 0,40 mg/m³ erreicht. Deutlich höher (0,58 bis 0,71 mg/m 3 ) liegen die CO-Werte an den verkehrsbezogen messenden Stationen. Stickstoffoxide: Bedingt durch die geringe atmosphärische Verweilzeit von NO und der relativ großen Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasserkuppe, Witzenhausen, Kellerwald und Kleiner Feldberg am geringsten durch NO und NO 2 belastet. PM10: Mit Jahresmittelwerten im Bereich zwischen 24 und 32 µg/m³ finden sich neben den Stationen Frankfurt-Höchst und Wetzlar die verkehrsbezogenen Standorte an der Spitze der Rangfolge. Ozon: Bedingt durch die Höhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstörender Substanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen (z. B. Wasserkuppe, Kleiner Feldberg) und die Waldstationen beim Jahresmittel am Anfang der Skala. Benzol: Erwartungsgemäß wurden an den Verkehrsschwerpunkten die höchsten Jahresmittelwerte gemessen. Der Wert von 1,2 µg Benzol/m³ in Wiesbaden-Süd und Frankfurt-Sindlingen beschreibt die Situation im städtischen Hintergrund. Der Grenzwert für Benzol von 5 µg/m 3 tritt im Jahr 2010 in Kraft. Dieser Wert wird jedoch schon heute an der Station (Fulda-Petersberger-Straße) mit dem höchsten Jahresmittelwert von 3,80 µg/m 3 sicher eingehalten. Die Ozon-Situation 2009 Im Jahr 2009 wurde an 23 Luftmessstationen in Hessen die Ozon-Konzentration kontinuierlich erfasst. Die flächenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte ist der Grafik auf Seite 9 zu entnehmen. Bedingt durch die wechselhafte Witterung mit teils unterdurchschnittlicher Sonnenscheindauer im Sommerhalbjahr blieb die Ozon-Belastung im mittleren Bereich. Wie im Jahr 2008 wurde der maximale Jahresmittelwert für Ozon mit 75 µg/m 3 an der Station Wasserkuppe ermittelt. Der Informationswert von 180 µg/m 3 wurde lediglich an zwei Tagen (19./20. August) überschritten, wobei 9 Stationen in Mittel- und Südhessen betroffen waren. Der höchste Einstundenmittelwert der Ozon-Konzentration wurde mit 216,8 µg/m 3 an der Station Raunheim gemessen. Der Alarmwert von 240 µg/m 3 wurde somit an keiner Station erreicht. In der unten stehenden Grafik ist am Beispiel der Station Raunheim der Verlauf der Ozon-Konzentration in den Sommermonaten 2008 und 2009 dargestellt. Als Basis der Verlaufskurven wurden Tagesmittelwerte gewählt, angegeben in µg/m 3. Bis auf einige Tage im August und im September liegen die Ozonwerte im Jahr 2009 deutlich unter denen von Für ganz Hessen gilt: Im Rückblick auf die letzten 10 Jahre war die Kurzzeitbelastung durch Ozon im Jahr 2009 am geringsten. Vergleich der Ozonkonzentrationen zwischen den Sommern 2008 und 2009 an der Luftmessstation Raunheim Wertebasis: Tagesmittelwerte [µg/m 3 ] Jahr 2008 Jahr 2009 Mai Juni Juli August September Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 5

6 Jahresmittelwerte 2009 (absteigend sortiert) PM10 in µg/m³ Darmstadt-Hügelstr. 31,6 -Fünffensterstr. 29,9 Ffm.-Friedb.-Landstr. 29,7 Wetzlar 28,0 Fulda-Petersberger-Str. 27,5 Reinheim 27,5 Gießen-Westanlage 27,3 Heppenheim-Lehrstr. 25,2 Ffm.-Höchst 24,8 Marburg-Universitätsstr. 24,4 Ffm.-Sindlingen 23,3 Ffm.-Ost 23,1 Wiesbaden-Ringkirche 22,4 -Mitte 21,9 Limburg 21,5 Riedstadt 20,9 Wiesbaden-Süd 20,5 Bebra 19,9 Hanau 19,8 Michelstadt 19,7 Darmstadt 19,2 Fulda-Mitte 19,1 Marburg 19,1 Raunheim 18,5 Bad Arolsen 18,0 Fürth/Odenwald 14,6 Kellerwald 14,4 Witzenhausen 12,6 Wasserkuppe 10, CO in mg/m³ Fulda-Petersberger-Str. 0,71 Darmstadt-Hügelstr. 0,69 Wiesbaden-Ringkirche 0,67 Reinheim 0,62 Ffm.-Friedb.-Landstr. 0,59 -Fünffensterstr. 0,58 Marburg-Universitätsstr. 0,58 Raunheim 0,40 Darmstadt 0,30 Linden 0,29 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Benzol in µg/m³ Fulda-Petersberger-Str. 3,80 Wetzlar 3,25 Reinheim* 2,70 Darmstadt-Hügelstr. 2,51 Gießen-Westanlage* 2,50 Ffm.-Friedb.-Landstr. 2,42 Marburg-Universitätsstr.* 2,30 Heppenheim-Lehrstr. 2,30 Wiesbaden-Ringkirche 2,24 -Fünffensterstr. 2,08 Wiesbaden-Süd 1,24 Ffm.-Sindlingen 1,20 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 NO in µg/m³ NO 2 in µg/m³ O 3 in µg/m³ Darmstadt-Hügelstr. Marburg-Universitätsstr. Gießen-Westanlage Fulda-Petersberger-Str. Wiesbaden-Ringkirche Ffm.-Friedb.-Landstr. Reinheim -Fünffensterstr. Heppenheim-Lehrstr. Ffm.-Höchst Wetzlar Hanau Raunheim Ffm.-Ost Limburg Wiesbaden-Süd Ffm.-Sindlingen Darmstadt Marburg Michelstadt Fulda-Mitte Riedstadt Linden -Mitte Bebra Bad Arolsen Fürth/Odenwald Grebenau Spessart Wasserkuppe Kleiner Feldberg Kellerwald Witzenhausen 88,1 68,6 66,3 64,9 62,7 57,9 57,7 47,2 40,0 36,1 33,2 32,6 25,4 25,1 21,6 21,5 18,4 13,8 13,8 12,6 12,2 10,7 10,2 9,7 8,2 1,4 1,3 1,3 1,3 1,0 0,8 0,7 0,6 Darmstadt-Hügelstr. Ffm.-Friedb.-Landstr. Wiesbaden-Ringkirche Gießen-Westanlage -Fünffensterstr. Marburg-Universitätsstr. Reinheim Ffm.-Höchst Fulda-Petersberger-Str. Heppenheim-Lehrstr. Hanau Wetzlar Ffm.-Ost Wiesbaden-Süd Ffm.-Sindlingen Raunheim Darmstadt Limburg Marburg -Mitte Fulda-Mitte Riedstadt Michelstadt Linden Bebra Grebenau Bad Arolsen Fürth/Odenwald Spessart Kellerwald Kleiner Feldberg Witzenhausen Wasserkuppe 66,7 63,5 60,2 53,3 52,8 52,6 47,0 45,9 44,5 40,2 39,1 37,7 37,5 35,0 34,5 32,6 30,0 28,5 26,7 26,2 25,9 23,4 21,2 20,6 18,8 11,1 10,9 10,2 9,8 8,5 8,5 7,9 6,6 Wasserkuppe Kleiner Feldberg Fürth/Odenwald Witzenhausen Spessart Kellerwald Bad Arolsen Grebenau Riedstadt -Mitte Michelstadt Fulda-Mitte Darmstadt Bebra Wiesbaden-Süd Raunheim Marburg Linden Limburg Hanau Ffm.-Ost Wetzlar Ffm.-Höchst 75,6 70,7 64,8 64,1 62,9 58,9 58,8 48,6 42,5 41,5 40,7 40,5 40,2 40,0 38,8 38,6 38,2 37,9 37,6 35,2 34,5 32,2 30, * Erhebung mit Passivsammlern 6 Lufthygienischer Jahresbericht 2009

7 Tabelle 3: Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2009 Einheit (Jm): µg/m 3 (für CO: mg/m 3 ) Einheit (Bel.): % Komp. Bad Arolsen Bebra Darmstadt Darm- stadt- Hügelstr. Frankfurt- Friedb.- Landstr. Frankfurt- Höchst Frankfurt- Ost Frankfurt- Sindlingen Fulda- Mitte Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 1,8 98,4 3,1 98,3 2,6 98,4 CO 0,30 98,4 0,69 98,8 0,59 99,7 NO 1,4 96,9 8,2 97,3 13,8 98,1 88,1 97,9 57,9 98,1 36,1 98,4 25,1 98,1 18,4 97,4 12,2 98,4 NO 2 10,9 96,9 18,8 97,3 30,0 98,1 66,7 97,9 63,5 98,1 45,9 98,4 37,5 98,1 34,5 97,4 25,9 98,4 O 3 58,8 98,7 40,0 99,0 40,2 98,7 30,2 98,6 34,5 98,3 40,5 99,7 PM10 18,0 98,9 19,9 98,5 19,2 98,4 31,6 99,5 29,7 99,7 24,8 98,6 23,1 98,6 23,3 99,5 19,1 98,3 Benzol 2,51 92,4 2,42 96,6 1,20 94,6 Toluol 7,65 92,5 7,99 96,5 2,93 94,3 m-/p-xylol 3,85 92,7 3,74 96,6 1,37 94,1 Komp. Fulda- Petersb.- Str. Fürth/ Odenwald Grebenau Hanau Gießen- Westanlage Heppen- heim- Lehrstr. - Fünffensterstr. - Mitte Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 2,9 98,4 1,5 98,1 1,2 97,3 CO 0,71 99,6 1) 35,6 0,58 98,8 NO 64,9 98,4 1,3 98,4 66,3 95,0 1,3 97,7 32,6 98,4 40,0 98,2 47,2 97,7 9,7 98,0 0,7 97,0 NO 2 44,5 98,4 10,2 98,4 53,3 95,0 11,1 97,7 39,1 98,4 40,2 98,2 52,8 97,7 26,2 98,0 8,5 96,8 O 3 64,8 98,2 48,6 98,2 35,2 98,9 41,5 98,7 58,9 96,4 PM10 27,5 99,3 14,6 98,4 27,3 96,3 19,8 99,0 25,2 99,8 29,9 99,5 21,9 99,7 14,4 97,3 Benzol 3,80 95,4 2,5* 2,30 95,7 2,08 94,7 Toluol 8,95 95,4 6,2* 4,18 95,7 5,60 94,7 m-/p-xylol 5,73 95,3 4,1* 2,59 95,4 2,25 94,7 Komp. Kleiner Feldberg Limburg Linden Marburg Raunheim Reinheim Riedstadt Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 1,8 98,4 2) 29,5 3,6 98,4 CO 0,29 98,9 0,58 99,3 0,40 98,8 0,62 98,9 NO 0,8 97,5 21,6 98,3 10,2 97,8 13,8 98,4 68,6 98,4 12,6 96,7 25,4 98,4 57,7 98,4 10,7 98,4 NO 2 8,5 97,5 28,5 98,3 20,6 97,8 26,7 98,4 52,6 98,4 21,2 96,7 32,6 98,4 47,0 98,4 23,4 98,4 O 3 70,7 99,2 37,6 98,6 37,9 98,8 38,2 99,2 40,7 96,6 38,6 98,9 42,5 98,8 PM10 21,5 97,3 19,1 98,3 24,4 98,6 19,7 97,2 18,5 98,1 27,5 98,1 20,9 97,4 Benzol 2,3* 2,7* Toluol 6,0* 6,7* m-/p-xylol 3,4* 4,1* Komp. Spessart Wetzlar Kellerwald Marburg- Universitätsstr. Michelstadt Wasserkuppe Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Süd Witzenhausen Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. Jm Bel. SO 2 1,3 98,4 2,5 97,5 2,1 98,3 CO 0,67 98,8 NO 1,3 97,3 1,0 98,0 33,2 97,8 62,7 98,3 21,5 98,3 0,6 97,8 NO 2 9,8 97,3 6,6 98,0 37,7 97,8 60,2 98,3 35,0 98,3 7,9 97,8 O 3 62,9 97,7 75,6 99,5 32,2 98,2 38,8 98,6 64,1 98,6 PM10 10,3 98,7 28,0 96,1 22,4 99,1 20,5 98,5 12,6 97,6 Benzol 3,25 94,2 2,24 94,4 1,24 97,5 Toluol 5,61 93,6 7,94 94,4 3,20 97,5 m-/p-xylol 4,86 93,6 4,66 94,4 1,36 92,4 Abkürzungen: Jm: Jahresmittelwert Bel.: Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erläuterung: * Erhebung mit Passivsammlern 1) März bis Oktober 2009 Ausfall wegen Stationsbeschädigung 2) seit in Betrieb Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 7

8 Tabelle 4: Maximalwerte Messjahr 2009 O 3 PM10 NO 2 SO 2 CO Stationsname max. 1-h-Wert max. 8-h-Wert max. 24-h- Wert max. 1-h-Wert max. 1-h-Wert max. 24-h- Wert max. 8-h-Wert µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ µg/m³ mg/m³ Bad Arolsen 161,8 156,5 103,7 96,9 Bebra 152,4 139,9 109,5 84,9 Darmstadt 184,3 165,9 145,0 184,0 19,3 10,4 2,34 Darmstadt-Hügelstraße 162,1 269,2 3,84 Ffm.-Friedb.-Landstraße 278,8 282,3 2,60 Ffm.-Höchst 157,8 140,5 297,0 193,9 34,4 18,8 Ffm.-Ost 140,0 130,2 228,8 178,4 Ffm.-Sindlingen 231,1 165,3 32,1 19,6 Fulda-Mitte 159,3 147,0 141,8 123,8 Fulda-Petersberger-Straße 162,7 158,8 2,94 Fürth/Odenwald 182,9 167,0 61,6 84,3 Gießen-Westanlage 156,1 156,4 3,18 Grebenau 153,3 147,0 85,9 Hanau 150,1 130,7 270,4 175,2 44,5 18,4 Heppenheim-Lehrstraße 164,0 174,9 -Fünffensterstraße 164,9 167,8 2,96 -Mitte 151,2 139,2 143,7 126,1 15,7 7,8 Kellerwald 166,9 155,5 72,7 81,9 19,6 9,5 Kleiner Feldberg 209,5 190,3 23,8 64,1 Limburg 212,9 184,0 150,7 187,9 Linden 195,4 165,0 131,2 26,8 19,2 2,26 Marburg 179,1 162,5 155,9 133,4 Marburg-Universitätsstr. 150,0 193,1 2,77 Michelstadt 170,7 146,9 188,9 137,6 15,3 8,7 Raunheim 216,8 180,1 216,7 152,2 42,2 24,4 2,90 Reinheim 160,9 188,8 3,09 Riedstadt 195,4 170,3 160,0 137,0 Spessart 177,8 166,1 79,6 Wasserkuppe 169,1 163,8 67,6 53,2 20,0 11,5 Wetzlar 192,0 148,4 157,3 145,9 49,3 17,9 Wiesbaden-Ringkirche 159,5 268,1 3,12 Wiesbaden-Süd 211,3 182,5 149,6 178,7 27,7 13,0 Witzenhausen 171,7 163,7 48,8 66,9 Abkürzungen: max. 8-h-Wert: höchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stündlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten 8 Lufthygienischer Jahresbericht 2009

9 Flächenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2009 NO 2 SO 2 O 3 PM10 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 9

10 Zeitreihen der Jahresmittelwerte Stickstoffmonoxid (NO) Stickstoffdioxid (NO 2 ) µg/m Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen µg/m Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen Kohlenmonoxid (CO) Ozon(O 3 ) mg/m 3 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen µg/m Mittel- und Nordhessen Südhessen Rhein-Main Lahn-Dill Feinstaub (PM10) Schwefeldioxid (SO 2 ) µg/m µg/m Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen Rhein-Main Lahn-Dill Südhessen Mittel- und Nordhessen Ballungsraum I: Rhein-Main Ballungsraum II: Gebiet I: Südhessen Gebiet II: Lahn-Dill Gebiet III: Mittel- und Nordhessen Darmstadt, Darmstadt-Hügelstraße, Frankfurt-Friedberger-Landstraße, Frankfurt- Höchst, Frankfurt-Ost, Frankfurt-Sindlingen, Hanau, Raunheim, Wiesbaden-Ringkirche, Wiesbaden-Süd -Fünffensterstraße, -Mitte Fürth/Odenwald, Heppenheim-Lehrstraße, Michelstadt, Reinheim, Riedstadt Gießen-Westanlage, Linden, Wetzlar Bad Arolsen, Bebra, Fulda-Mitte, Fulda-Petersberger-Straße, Grebenau, Kellerwald, Kleiner Feldberg, Limburg, Marburg, Marburg-Universitätsstraße, Spessart, Wasserkuppe, Witzenhausen 10 Lufthygienischer Jahresbericht 2009

11 Immissionsbeurteilung Durch neue EG-Richtlinien, die seit September 2002 in deutsches Recht (22. BImSchV) übernommen sind, ist die Immissionsbewertung deutlich verschärft worden. Während die Kenngröße Jahresmittelwert für die Bewertung der Langzeiteinwirkung erhalten bleibt, wird die Kurzzeiteinwirkung durch Konzentrationsschwellen charakterisiert, die mit einer geringen, je nach Komponente unterschiedlichen Häufigkeit im Kalenderjahr überschritten werden dürfen (Tabelle 5). Vor dem In- Kraft-Treten der Grenzwerte in 2005 bzw galten bzw. gelten so genannte Toleranzmargen. In der Phase der Übergangsregelung werden die Toleranzmargen von Jahr zu Jahr abgesenkt, um im Zieljahr schließlich zu verschwinden (Tabelle 6). Die 22. BImSchV enthält auch konkrete Vorgaben über die Durchführung der Messungen wie über die Mindestzahl der Messstationen oder auch Kriterien für die Standortauswahl. Entsprechend dieser Vorgaben wurde von 2004 bis Ende 2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert waren alle 31 Stationen der Endausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporäre Messstationen in Betrieb. Nach der 22. BImSchV 10 ist weiterhin das Land in Gebiete und Ballungsräume aufzuteilen. Zurzeit ist Hessen in folgende fünf Gebiete und Ballungsräume eingeteilt: Rhein-Main, (Ballungsräume) und Südhessen, Lahn-Dill sowie Mittelund Nordhessen (Gebiete). Tabelle 3 enthält stationsweise neben den Jahresmittelwerten noch den erreichten Belegungsgrad des Datenkollektivs. Ab 2004 neu aufgenommen wurde die Tabelle 4, welche die ermittelten Maximalwerte mit den in der 22. bzw. 33. BImSchV genannten Zeitbezügen für die Kurzzeitgrenzwerte enthält. Die Abbildung auf Seite 9 zeigt die flächenhafte Verteilung der Jahresmittelwerte, während die Abbildung auf Seite 10 einen Überblick über die zeitliche Entwicklung der Jahresmittelwerte gemittelt über den jeweiligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1990 gibt. Tabelle 7 enthält eine Auswertung für das Datenkollektiv 2009 entsprechend der neuen Immissionsbewertung. Es zeigt sich, dass an den acht verkehrsbezogenen Messstationen Darmstadt-Hügelstr., Ffm.-Friedberger-Landstr., Fulda-Petersberger-Str., Gießen-Westanlage, -Fünffensterstr., Marburg-Universitätsstr., Wiesbaden-Ringkirche und Reinheim (temporäre Station) sowie am Stadtstandort Ffm.-Höchst der NO 2 -Jahresmittelwert den Immissionsgrenzwert (plus Toleranzmarge) überschreitet. Im Gegensatz zu den Jahren 2007 und 2008, in denen keine Überschreitungen des PM10-Kurzzeitgrenzwertes festgestellt wurden, ist dieser in 2009 an den Standorten Darmstadt-Hügelstr. und Frankfurt-Friedberger-Landstr. überschritten. Die Abbildungen auf der Seite 14 illustrieren diese Tatbestände. Wegen der bereits im Jahr 2002 festgestellten Überschreitungen des Immissionsgrenzwertes Jahr bei NO 2 und Tag bei PM10 unter Berücksichtigung der Toleranzmargen musste gemäß 47 Abs. 1 BImSchG ein Luftreinhalteplan für den Ballungsraum Rhein- Main erstellt werden, der die Einhaltung der Grenzwerte nach Ablauf der Übergangsfrist d. h. ohne Toleranzmarge sicherstellt. Dieser Luftreinhalteplan liegt vor und kann über die Homepage des HLUG eingesehen werden. Inzwischen wurden auch für den Ballungsraum ein Luftreinhalte- und Aktionsplan sowie weitere Luftreinhaltepläne für das Gebiet Lahn-Dill und für die Stadt Marburg erstellt, die ebenfalls über die Homepage zugänglich sind. Wesentliche Ursache der Überschreitungen bei NO 2 sind an den verkehrsbezogenen Messstationen und in Frankfurt-Höchst die Emissionen des Kfz-Verkehrs. Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 33. BImSchV, die möglichst bis zum Jahr 2010 einzuhalten sind. Aus juristischer Sicht sind die Zielwertüberschreitungen keine Grenzwertüberschreitungen; sie machen aber deutlich, dass bis zum Jahr 2010 noch einiges zu leisten ist, um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken. Gegenüber dem ungewöhnlich warmen und sonnenreichen Sommer 2003 kann in 2009 wie auch in den fünf Vorjahren wieder von einem normalen Ozonjahr gesprochen werden. Trotzdem wird auch 2009 an 14 von 23 mit Ozongeräten bestückten Messstationen der Zielwert für die Beurteilung der 8-Stunden-O 3 -Mittelwerte sowie an 13 Stationen der AOT40-Zielwert überschritten (siehe Tabelle 7). Publikation der Messergebnisse Internet-Adresse (Lufthygienischer Tagesbericht, Monatskurz-, Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte) Informationstelefon des HLUG: 0611/ (aktuelle Messwerte) Videotext Hessischer Rundfunk Hessentext: Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten) Fax-auf-Abruf-Service des HLUG: 0611/ bis 009 (Übersicht unter 0611/ ) Mobilfunk: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 11

12 Tabelle 5: Grenzwerte nach der 22. BImSchV bzw. Zielwerte für Ozon nach der 33. BImSchV Komponente Kenngröße Einheit Grenzwert (zul. Überschr.) einzuhalten ab GW + TM (für 2009) 1) Schutzziel Bemerkungen 22. BImSchV 1-h-Wert µg/m (24-mal) Gesundheit SO 2 24-h-Wert µg/m (3-mal) Gesundheit Jahresmittel µg/m Ökosystem emissionsfern 2) Wintermittel 3) µg/m Ökosystem emissionsfern 2) NO 2 1-h-Wert µg/m (18-mal) Gesundheit Jahresmittel µg/m Gesundheit NO x Jahresmittel µg/m Vegetation emissionsfern 2) PM10 24-h-Wert µg/m 3 50 (35-mal) Gesundheit Jahresmittel µg/m Gesundheit Blei 4) Jahresmittel µg/m 3 0, Gesundheit Benzol Jahresmittel µg/m Gesundheit CO max. 8-h-Wert mg/m Gesundheit 33. BImSchV 1-h-Wert µg/m Gesundheit Info-Schwelle Ozon 1-h-Wert µg/m Gesundheit Alarmschwelle max. 8-h-Wert µg/m (25-mal) 5a) 2010 Gesundheit Zielwert AOT40 µg/m 3 h b) 2010 Vegetation Zielwert Abkürzungen: zul. Überschr.: Anzahl der zulässigen Überschreitungen pro Jahr GW + TM: Grenzwert plus Toleranzmarge NO x : NO + NO 2 (als NO 2 ) PM10: Feinstaub (Particulate Matter) < 10 µm max. 8-h-Wert höchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stündlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten AOT40: accumulated exposure over a threshold of 40 ppb; Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten über 80 µg/m 3 (40 ppb) und dem Wert 80 µg/m 3 im Zeitraum 8 20 Uhr von Mai bis Juli Erläuterungen: 1) Grenzwert + Toleranzmarge: Auslöseschwelle für die obligatorische Aufstellung eines Maßnahmenplans zur Einhaltung des Grenzwerts zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsräumen oder 5 km von Bebauung, Industrie oder Bundesfernstraßen 3) ) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht näher eingegangen, da die maximale Ausschöpfung des Grenzwerts von 0,5 µg/m 3 unter 10 % liegt. 5a) Mittelung über 3 Jahre 5b) Mittelung über 5 Jahre Tabelle 6: Grenzwerte inklusive Toleranzmargen bis 2010 (22. BImSchV) Jahr SO 2 NO 2 NO 2 PM10 PM10 Benzol CO 1-h-Wert 1-h-Wert Jahresmittel 24-h-Wert Jahresmittel Jahresmittel 8-h-Wert [µg/m 3 ] [µg/m 3 ] [µg/m 3 ] [µg/m 3 ] [µg/m 3 ] [µg/m 3 ] [mg/m 3 ] , , , Lufthygienischer Jahresbericht 2009

13 Tabelle 7: Überschreitungen von Grenz- und Zielwerten nach der 22. BImSchV bzw. für Ozon nach der 33. BImSchV im Messjahr 2009 Anz.: Anzahl der aufgetretenen Überschreitungsfälle; Wert: Wert der Jahreskenngröße Komponente O 3 PM10 NO 2 NO x SO 2 CO C 6 H 6 Einheit µg/m 3 µg/m 3 h µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 µg/m 3 mg/m 3 µg/m 3 Kenngröße 1-h 1-h 8-h 1) AOT40 2) 24-h Jm 1-h Jm Jm 3) 1-h 24-h Jm/Wm 3) 8-h Jm GW (+ TM) Zulässige Überschreitungen/Jahr Situation in 2009 Anz. Wert Anz. Wert Anz. Wert Wert Anz. Wert Anz. Wert Bad Arolsen ,0 0 10,9 13 Bebra ,9 0 18,8 31 Darmstadt ,2 0 30, ,8 2,9 0 Darmstadt-Hügelstr , , ,51 Ffm.-Friedb.-Landstr , , ,42 Ffm.-Höchst ,8 0 45, ,1 4,8 Ffm.-Ost ,1 0 37,5 76 Ffm.-Sindlingen 19 23,3 0 34, ,6 4,0 1,20 Fulda-Mitte ,1 0 25,9 45 Fulda-Petersb.-Str ,5 0 44, ,80 Fürth/Odenwald ,6 0 10,2 12 Gießen-Westanlage 22 27,3 0 53, ,50 *) Grebenau ,1 13 Hanau ,8 0 39, ,9 4,8 Heppenheim-Lehrstr ,2 0 40, ,30 -Fünffensterstr ,9 0 52, ,08 -Mitte ) 16 21,9 0 26, ,5 1,9 Kellerwald ,4 0 8, ,2 1,6 Kleiner Feldberg ,5 10 Limburg ,5 0 28,5 62 Linden , ,8 2,9 0 Marburg ,1 0 26,7 48 Marburg-Univers.-Str ,4 0 52, ,30 *) Michelstadt ,7 0 21,2 40 5) 5) 5) 5) Raunheim ,5 0 32, ,6 6,7 0 Reinheim 32 27,5 0 47, ,70 *) Riedstadt ,9 0 23,4 40 Spessart ,8 12 Wasserkuppe ,3 0 6, ,3 1,8 Wetzlar ,0 0 37, ,5 4,0 3,25 Wiesbaden-Ringkirche 12 22,4 5 60, ,24 Wiesbaden-Süd ,5 0 35, ,1 3,1 1,24 Witzenhausen ,6 0 7,9 9 Abkürzungen und Erläuterungen: C 6 H 6 : Benzol, Jm: Jahresmittel, Wm: Wintermittel ( ) GW: Grenzwert, GW+TM: Grenzwert plus Toleranzmarge, *) Erhebung mit Passivsammlern Farbe rot : Zielwertüberschreitungen (33. BImSchV); Farbe rot : Grenzwertüberschreitungen (22. BImSchV) 1) 2) Mittelwert über 3 Jahre ( ), ersatzweise über 1 Jahr Mittelwert über 5 Jahre ( ), ersatzweise über 3 Jahre 3) Grenzwerte zum Schutz von Ökosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen, Abstandskriterium in Hessen nicht erfüllt 4) Beginn der Messreihen im Jahr 2008, Mittelung über mindestens 3 Jahre nicht möglich 5) Belegung unter 90% Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 13

14 Stickstoffdioxid (NO 2 ) Überschreitungen von Grenzwerten im Messjahr Jahresmittelwerte NO 2 60 µg/m³ (Grenzwert + Toleranzmarge) 40 (Grenzwert gültig ab 2010) Bad Arolsen Bebra Darmstadt-Hügelstr Ffm.-Friedb.-Landstr Ffm.-Höchst----- Ffm.-Ost Ffm.-Sindlingen Fulda-Mitte Fulda-Petersberger-Str Fürth/Odenwald Gießen-Westanlage----- Grebenau Hanau Heppenheim-Lehrstr. -Fünffensterstr Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Linden Marburg-Universitätsstr Michelstadt Raunheim Reinheim----- Riedstadt Spessart Wasserkuppe Wetzlar Wiesbaden-Ringkirche----- Wiesbaden-Süd Witzenhausen Feinstaub (PM10) Überschreitungen von Grenzwerten im Messjahr PM10 - Anzahl der Überschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 µg/m³ zulässige Überschreitungen im Jahr: 35-mal Anzahl der Überschreitungen Bad Arolsen Bebra Darmstadt-Hügelstr Ffm.-Friedb.-Landstr Ffm.-Höchst Ffm.-Ost Ffm.-Sindlingen Fulda-Mitte Fulda-Petersberger-Str. Fürth/Odenwald Gießen-Westanlage Hanau Heppenheim-Lehrstr. -Fünffensterstr. -Mitte Kellerwald Limburg Marburg Marburg-Universitätsstr. Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Wasserkuppe Wetzlar Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Süd Witzenhausen Lufthygienischer Jahresbericht 2009

15 Tabelle 8: Trendanalyse 2009 Lineare Regression Die Symbole geben an, ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+], abgefallen [ ] oder gleich geblieben [0] ist. Ges. Zeit (Gesamtzeit der Messung): Die lineare Regression wurde nur für die Kollektive berechnet, die mindestens bis 2003 zurückreichen; Datensätze vor 1980 wurden nicht berücksichtigt. 7 Jahre: Die lineare Regression wurde nur für die Kollektive berechnet, die den gesamten Zeitraum von 2003 bis 2009 abdecken. Stationsname Bad Arolsen Bebra Ges. Zeit SO 2 CO NO NO 2 O 3 PM10 Benzol 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre Ges. Zeit 1) 1) ) 1) 0 + Darmstadt Darmstadt-Hügelstraße Ffm.-Friedb.-Landstraße Ffm.-Höchst 0 1) 1) Ffm.-Ost 1) 1) Ffm.-Sindlingen 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Fulda-Petersberger-Straße 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Fürth/Odenwald 1) 1) Gießen-Westanlage 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Grebenau 1) 1) Hanau 0 1) 1) Heppenheim-Lehrstraße 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) -Fünffensterstraße Mitte 2) 2) 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Kellerwald 2) 2) 1) 1) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Kleiner Feldberg 1) 1) Limburg 1) 1) 1) 1) Linden Marburg 1) 1) 0 + Marburg-Universitätsstr. 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Michelstadt 2) 2) 1) 1) Raunheim Reinheim 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) 2) Riedstadt 1) 1) Spessart 1) 1) Wasserkuppe Wetzlar 0 1) 1) ) 2) Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Süd 0 1) 1) Witzenhausen 1) 1) ) 2) 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre 1) Messung wurde im Jahr 2008 eingestellt. 2) Beginn der Messreihen nach 2003, Reihen sind für eine Trendanalyse zu kurz. Ges. Zeit 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre Ges. Zeit 7 Jahre Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 15

16 Trendbetrachtung 1) Vor 2001 wurde Gesamtstaub (TSP: total suspended particulates) gemessen. Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme: PM10=0,8 TSP Neben der Darstellung und Bewertung der Datenkollektive des Bezugsjahres ist in einem Lufthygienischen Jahresbericht auch von Interesse, in welchem längerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind. Tabelle 8 beschreibt die zeitliche Veränderung der Konzentration in einem linearen Ansatz. Die der Einstufung zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleichungen wurden nur für Datenkollektive berechnet, die sich über einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken. Vereinzelt vorhandene Datensätze aus den Jahren vor 1980 wurden nicht berücksichtigt. Es muss ausdrücklich betont werden, dass die Trendaussagen nur für den betrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der großen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht überbewertet werden dürfen. Tabelle 8 ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen, welche die oftmals nur geringfügigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll. Durch das Ausbleiben ausgeprägter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Januar und März 1987 sowie durch erfolgreiche emissionsmindernde Maßnahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf. Eine ähnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonoxid und auch bei PM10 1) zu ziehen. Über den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden als Vorläufersubstanzen der Ozonbildung kaum eine Zunahme mehr feststellbar (eine Ausnahme bildet bei NO 2 der Verkehrsstandort Darmstadt-Hügelstraße, bei dem die Messreihe bis 1994 zurückreicht), während bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist. Bei dieser Betrachtungsweise über sehr lange Zeiträume ist klar, dass immissionsträchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen, vor allem dann, wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maßnahmen zum Erfolg geführt haben. Die Zeitreihen für SO 2, CO, NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfür gute Beispiele. Umgekehrt wird die lineare Regression bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrationen zu Beginn der zweiten Hälfte der Langzeitreihen für längere Zeit einen positiven Trend ausweisen, auch wenn inzwischen die Immissionsbelastung rückläufig ist. Damit mittelfristige Veränderungen in den Immissionskonzentrationen ebenfalls erkannt werden können, werden in diesem Bericht auch Regressionen nur für den zurückliegenden 7-jährigen Zeitraum berechnet. In vielen Fällen wandelt sich der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um. Die einzigen Fälle, in denen der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist, sind die NO 2 -Reihe an der Station -Fünffensterstraße sowie die NO- Reihe in Frankfurt-Höchst. Ozon bewegt sich von der langfristig festzustellenden Zunahme ab dem Jahr 2003 überwiegend auf abnehmendem Konzentrationsniveau. Gesetzliche Grundlagen Zweiundzwanzigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über Immissionswerte für Schadstoffe in der Luft 22. BImSchV) in der Fassung vom 4. Juni 2007 (BGBl. I S. 1006) Dreiunddreißigste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung zur Verminderung von Sommersmog, Versauerung und Nährstoffeinträgen 33. BImSchV) vom 13. Juli 2004 (BGBl. I S. 1612) Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA Luft) vom 24. Juli 2002 (GMBl. S. 511) Richtlinie 96/62/EG des Rates vom 27. September 1996 über die Beurteilung und die Kontrolle der Luftqualität (Luftqualitäts-Rahmenrichtlinie) Richtlinie 1999/30/EG des Rates vom 22. April 1999 über Grenzwerte für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der Luft (1. Tochterrichtlinie) Richtlinie 2000/69/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. November 2000 über Grenzwerte für Benzol und Kohlenmonoxid in der Luft (2. Tochterrichtlinie) Richtlinie 2002/3/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 12. Februar 2002 über den Ozongehalt der Luft (3. Tochterrichtlinie) Impressum Bearbeiter: Layout: Dr. A. Broll W. Fehlinger Prof. Dr. K. Hanewald Dipl.-Ing. W. Stec-Lazaj Dipl.-Ing. W. Wunderlich Dipl.-Ing. W. Stec-Lazaj Herausgeber: Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Postfach Wiesbaden Telefon: 0611/ Telefax: 0611/ Vertrieb: Telefon: 0611/ Telefax: 0611/ vertrieb@hlug.hessen.de

17 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Lufthygienischer Jahresbericht 2009 Teil II: Staub und Staubinhaltsstoffe Einleitung Der vorliegende Bericht ergänzt den Lufthygienischen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze für Schwebstaub/Partikel, für die Deposition (Staubniederschlag) und für die Polycyclischen Aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAK). Weiterhin erläutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm für Benzol, Toluol und Xylol, dessen Messergebnisse im Lufthygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden. Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwähnten Messprogramme liegt auf der Ermittlung der Staubinhaltsstoffe wie z. B. den Schwermetallen. Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schwebstaubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM 10 ; damit wird der sogenannte Feinstaub erfasst, der sich aus den in der Atmosphäre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 µm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zusammensetzt. Die Programme dienen der Umsetzung der 22. BImSchV [2] sowie der Ermittlung von Basisdaten für die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren. Vorgaben für die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssituation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs enthalten die 4. EG-Tochterrichtlinie (4. TRL) mit ihren Zielwerten für einige Schwermetalle und für Benzo(a)pyren und die 22. BImSchV, die die 4. TRL in deutsches Recht umgesetzt hat. Als Beurteilungsgrundlagen für den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamtdeposition können die Immissionswerte der TA Luft [3] herangezogen werden. Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessungen seit 1976 fortlaufend durchgeführt. Die Verpflichtung zur landesweiten Immissionsüberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitätsrichtlinien [4, 5, 6], die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [1] und dessen Verordnungen in deutsches Recht umgesetzt wurden. Zur Überwachung der Immissionssituation in Hessen betreibt das Hes sische Landesamt für Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfassung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw. Feinstaubes. Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeräte sind der Abbildung 1 zu entnehmen. Die Standorte sind so gewählt, dass sowohl eine Überwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrundbelastung in den Ballungsräumen und im ländlichen Raum gewährleistet ist. Im Jahr 2009 wurden an 15 Punkten automatische Probensammler zur Ermittlung der Feinstaubkonzentration (PM 10 ) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schwebstaubs betrieben. Davon liegen 11 Stationen in Städten, 3 im ländlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt. Abbildung 1: Probenahmestellen des Schwebstaubmessnetzes Messstationen in Städten an Verkehrsschwerpunkten im ländlichen Raum Kleiner Feldberg Frankfurt Hanau Wiesbaden Raunheim Gebiete Darmstadt Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen Riedstadt Südhessen Ballungsräume Rhein-Main Wetzlar- Hermannstein Linden Nähere Angaben über die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen.

18 Tabelle 1: Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen Stationsname RW HW H. ü. NN Längengrad Breitengrad Standortcharakter Darmstadt m 8 39'53" 49 52'20" Innenstadt, Wohnbezirk Ffm.-Griesheim m 8 36'17" 50 05'48" Innenstadt, Mischgebiet Ffm.-Höchst m 8 32'32" 50 06'07" Innenstadt, Industrie, verkehrsnah Ffm.-Sindlingen m 8 30'56" 50 04'51" Industrie, Wohnbezirk Ffm.-Mitte m 8 41'06" 50 06'46" Innenstadt, Wohnbezirk Ffm.-Ost m 8 44'47" 50 07'31" Industrie, verkehrsnah Hanau-Mitte m 8 55'39" 50 07'51" Innenstadt, Industrie -Mitte m 9 29'00" 51 18'51" Innenstadt, Mischgebiet Kleiner Feldberg m 8 26'46" 50 13'19" Mittelgebirge, Kuppenlage Linden-Leihgestern m 8 41'04" 50 31'59" Dauergrünland Raunheim m 8 27'06" 50 00'37" Innenstadt, Wohnbezirk Riedstadt m 8 31'01" 49 49'31" ländlich Wetzlar-Hermannstein m 8 17'40" 50 20'40" Wohngebiet, Industrie Wiesbaden-Ringkirche m 8 13'49" 50 04'38" Innenstadt, Straßenkreuzung Wiesbaden-Süd m 8 14'42" 50 03'01" Wohnbezirk, industrienah Abkürzungen: RW: Rechtswert (Gauß-Krüger) HW: Hochwert (Gauß-Krüger) H. ü. NN: Höhe über Normalnull in Städten am Verkehrsschwerpunkt im ländlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht: Feinstaub (PM 10 ) und dessen Inhaltsstoffe Arsen (As), Blei (Pb), Cadmium (Cd), Nickel (Ni), Kobalt (Co), Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Eisen (Fe), Mangan (Mn), Antimon (Sb) und Vanadium (V). Die Messergebnisse der Komponenten, für die ein Immissionswert vorgegeben ist, werden in diesem Bericht für das Jahr 2009 ausgewertet und beschrieben. Diese sind: Feinstaub (PM 10 ), Arsen (As), Blei (Pb), Cadmium (Cd) und Nickel (Ni). Tabelle 2 zeigt den Messbeginn für die Stoffe, für die ein Immissionswert festgelegt wurde. Atmosphärischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags die Aerosolkomponente der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 µm. Der Schwebstaub umfasst nur die weitgehend homogen in der Außenluft dispergierten Partikel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463, Blatt 1). Die Größe der Partikel und ihre chemische Zusammensetzung bestimmen die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Schwebstaubs. Der Durchmesser der in der Atmosphäre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nanometern (nm oder milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm oder millionstel Meter). Teilchen mit Durchmessern größer 0,1 μm können durch ihren aerodynamischen Durchmesser (d ae ) beschrieben werden. Dieser Durchmesser eines Teilchens beliebiger Form, chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 g/cm³), welche in ruhender oder wirbelfrei strömender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete reale Teilchen. In der 22. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (22. BImSchV) wird der Begriff Partikel eingeführt, und es werden u. a. Grenzwerte für den Schutz der menschlichen Gesundheit für die 2 Lufthygienischer Jahresbericht Staub und Staubinhaltsstoffe -

19 Partikelfraktion PM 10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel Grenz- und Zielwerte für Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffe ). Die Partikelfraktion PM 10 enthält alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser 10 µm. Inzwischen hat sich für diese Partikelfraktion auch der Begriff Feinstaub eingebürgert. Die formal korrekte Definition für PM 10 lautet: PM 10 sind die Partikel, die einen größenselektierenden Lufteinlass passieren, der für einen aerodynamischen Durchmesser von 10 µm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist. Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 µm verteilen sich in der Atmosphäre wie Gase und werden auch entsprechend mit den Luftströmungen in der Atmosphäre transportiert. Partikel dieser Größe haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z. B. durch Niederschlag oder dadurch, dass sie sich an größere Teilchen oder an Oberflächen (z. B. von Blättern) anlagern, wieder aus der Atmosphäre entfernt. Größere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbstständig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphäre (siehe auch Kapitel Staubniederschlagsmessprogramm ). Diskontinuierliches Probenahmeverfahren für Schwebstaub Seit 2001 ist der Schwebstaub nach der 22. BImSchV als PM 10 -Fraktion des atmosphärischen Aerosols zu erfassen. Die Probenahme erfolgt mit einen automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel, der mit einem Vorabscheider ausgerüstet ist, der dafür sorgt, dass nur die Staubpartikelfraktion PM 10 erfasst wird (siehe auch Kapitel: Polycyclische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) ). Das Gerät saugt während der Probenahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter, wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden. Pro Woche werden auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubproben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 121 Proben). Anschließend wird durch Wägung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt. Die gravimetrische Staubkonzentrationsbestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlässiges Staubmessverfahren dar. Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht. Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert. Das Schwebstaubmessnetz dient hauptsächlich der Immissionsüberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung. Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der sogenannte Gesamtstaub (TSP, Total Suspended Particulate Matter) erfasst. Ab 2001 wurde das Probenahmenetz auf PM 10 umgestellt. Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeräte mit neuen Vorabscheidern ausgerüstet, mit denen erreicht wird, dass die Staubfraktion PM 10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM 10 im vorhergehenden Kapitel). Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt, dienen die Ergebnisse der diskontinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Information der Bevölkerung. Die aktuell eine Stunde nach der Messung veröffentlichten Daten (Internet, Videotext, Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeräte des Luftmessnetzes Hessen auf. Grenz- und Zielwerte für Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffe Die 22. Verordnung zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (22. BImSchV) schreibt u.a. für Partikel und für Blei Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit vor. Für die Schwermetalle Arsen, Cadmium und Nickel schreibt die 4. TRL Zielwerte vor, die im Jahre 2007 in die 22. BImSchV übernommen wurden. Die Überprüfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus, dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM 10 -Fraktion des atmosphärischen Aerosols gemessen wurden. Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenzwerten für den Gesundheitsschutz, der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr überschritten werden darf, ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration, die innerhalb eines festgelegten Zeitraums soweit wie möglich einzuhalten ist. Beides dient dem übergeordneten Ziel, schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden, zu verhindern oder zu verringern. In Tabelle 3 sind die für den Schwebstaub und die Elemente Arsen, Blei, Cadmium und Nickel vorgeschriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst. Dabei sind die Schwermetallgehalte als Gesamtgehalt dieser Elemente und Verbindungen in der PM 10 - Fraktion zu ermitteln und zu beurteilen. In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-/Schwermetallmessergebnisse des Jahres 2009 zusammenfassend dargestellt. Die aufgeführten Jahresmittelwerte der PM 10 - Konzentration zeigen eine Struktur mit höheren Belastungen im innerstädtischen Bereich und niedrigeren Werten im ländlichen Raum. Die Maximalbelastung wird erwartungsgemäß am Verkehrsschwerpunkt Wiesbaden-Ringkirche erreicht. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 3

20 Tabelle 2: Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen Stationsname Gesamtstaub (TSP) Feinstaub (PM 10 ) Arsen Blei Cadmium Nickel Kontinuierliches Messverfahren 1) Darmstadt X Ffm.-Griesheim Ffm.-Höchst X Ffm.-Sindlingen X Ffm.-Mitte Ffm.-Ost X Hanau-Mitte Mitte X Kleiner Feldberg Linden-Leihgestern Raunheim X Riedstadt X Wetzlar- Hermannstein Wiesbaden- Ringkirche X Wiesbaden-Süd X 1) An diesen Messstationen werden zusätzlich kontinuierliche Messungen mit -Staubmetern durchgeführt. in Städten am Verkehrsschwerpunkt im ländlichen Raum Tabelle 3: Grenzwerte/Zielwerte für Partikel/Inhaltsstoffe Komponente Kenngröße Einheit Grenzwerte (zulässige Überschreitungshäufigkeit pro Jahr) Zielwerte einzuhalten ab Bemerkung PM h-Wert µg/m 3 50 (35mal) BImSchV Jahresmittel µg/m BImSchV Arsen 1) Jahresmittel ng/m BImSchV Blei 1) Jahresmittel µg/m 3 0, BImSchV Cadmium 1) Jahresmittel ng/m BImSchV Nickel 1) Jahresmittel ng/m BImSchV 1) Gesamtgehalt in der PM 10 -Fraktion 4 Lufthygienischer Jahresbericht Staub und Staubinhaltsstoffe -

21 Tabelle 4: Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM 10 ) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2009 Stationsname Feinstaub (PM 10 ) Arsen Blei Cadmium Nickel [µg/m³] [ng/m³] [µg/m³] [ng/m³] [ng/m³] Darmstadt 21 0,6 0,006 0,1 0,8 Ffm.-Griesheim 24 1,0 0,007 0,2 1,0 Ffm.-Höchst 21 1,0 0,005 0,1 1,1 Ffm.-Sindlingen 24 1,1 0,006 0,1 0,9 Ffm.-Mitte 24 0,7 0,006 0,2 1,0 Ffm.-Ost 24 0,9 0,007 0,2 1,3 Hanau-Mitte 21 0,8 0,008 0,2 4,6 -Mitte 1) 21 0,5 0,005 0,1 0,9 Kleiner Feldberg 11 0,3 0,003 0,1 < 0,7 Linden-Leihgestern 21 0,6 0,006 0,2 0,9 Raunheim 23 0,9 0,006 0,2 1,2 Riedstadt 21 0,8 0,006 0,1 0,8 Wetzlar-Hermannstein 24 1,1 0,011 0,2 5,4 Wiesbaden-Ringkirche 27 1,4 0,007 0,1 1,4 Wiesbaden-Süd 22 1,9 0,006 0,1 0,9 in Städten am Verkehrsschwerpunkt im ländlichen Raum Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeitraumes (mit 121 Proben, 33 % der im Jahr möglichen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM 10 -Belastung anhand vorgeschriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstellung von Langzeittrends der PM 10 -Immissionsbelastung verzichtet. Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Daten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahresbericht Teil I, 2009). Für die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Werte (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Verfügung. Im Probenahmeplan wurde eine gleichmäßige Verteilung der Probenahmetage über die Wochentage und das Jahr festgelegt. Die Probenzahl reicht für die Beurteilung der Schwermetallbelastung aus, da die für die genannten Elemente in der 22. BImSchV jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten werden. Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung für die Metalle dar, für die in der 22. BImSchV Grenzwerte (Blei) und Zielwerte (Arsen, Cadmium und Nickel) vorgeschrieben werden. Die unterschiedlichen Anfangszeitpunkte der Trendkurven haben ihren Grund darin, dass die Probenahme und auch die Analysenverfahren stufenweise so verbessert werden konnten, dass schließlich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualität für die Cadmiummessung und ab 1992 auch für die Bestimmung von Arsen ausreichte, um für die Ermittlung des Konzentrationstrends in der Außenluft belastbare Ergebnisse angeben zu können. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 5

22 Abbildung 2: Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs) [ng/m 3 ] [µg/m 3 ] 12 0, ,20 8 0, ,10 2 Südhessen 0,05 Rhein-Main 0 As Rhein-Main Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen 0,00 Pb Südhessen Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen [ng/m 3 ] 2,5 [ng/m 3 ] 50 2,0 40 1,5 30 1,0 20 0,5 0,0 Cd Ballungsraum I: Rhein-Main Darmstadt, Ffm.-Griesheim, Ffm.-Höchst, Ffm.-Sindlingen, Ffm.-Mitte, Ffm.-Ost, Hanau-Mitte, Hanau-Wolfgang 1), Raunheim, Wiesbaden-Ringkirche, Wiesbaden-Süd Ballungsraum II: -Mitte (ab März 2008), -Nord (von 2001 bis Febr. 2008), -Bettenhausen 1) Gebiet I: Südhessen Riedstadt (ab 2003), Biebesheim (von 1992 bis 2000), Fürth im Odenwald (von 2003 bis 2006) 1) Gebiet II: Lahn-Dill Gebiet III: Mittel- und Nordhessen Rhein-Main Südhessen Mittel- und Nordhessen Lahn-Dill 1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben. Linden-Leihgestern, Wetzlar-Hermannstein Kleiner Feldberg, Witzenhausen 1) Ni Rhein-Main Mittel- und Nordhessen Südhessen Lahn-Dill Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist, werden der Grenzwert für Blei und auch die Zielwerte für Arsen, Cadmium und Nickel (22. BImSchV, 4. TRL) [2,5], die bis 2012 erreicht werden sollen, bereits heute deutlich unterschritten. Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2009 zurück. Das Belastungsniveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Südhessen geringer als in den Ballungsräumen Rhein-Main und sowie im Gebiet Lahn-Dill. 6 Lufthygienischer Jahresbericht Staub und Staubinhaltsstoffe -

23 Während die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten überwiegend durch den ländlichen Raum geprägt ist, spielen in den Ballungsräumen Emissionsquellen aus den Bereichen Straßenverkehr, Feuerungsanlagen und Industrie eine bedeutendere Rolle. Dies zeigt sich insbesondere im Gebiet Lahn-Dill, wo die Immissionssituation auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt. Im Einzelnen folgen Erläuterungen zu den Ergebnissen: Arsen: Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial können erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und später auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkonzentrationswerte veröffentlicht werden. Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebieten unterhalb des Zielwertes von 6 ng/m³ und erreichen im Jahr 2009 nur noch maximal 32 % des Zielwertes. Blei: Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst. Bereits damals wurde der heute vorgeschriebene Grenzwert von 0,5 µg/m³ deutlich unterschritten. Der Rückgang der Bleibelastung ist eine Folge der stufenweisen Reduzierung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [7] und die entsprechende EG-Richtlinie [8]. Cadmium: Auch der Cadmiumgehalt im Schwebstaub wurde seit 1983 regelmäßig ermittelt. Allerdings erreichte wie bei Arsen das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualität, die es erlaubte, das Verfahren für die Ermittlung von Trends in der Außenluft einzusetzen. Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ng/m³ und veränderten sich in den letzten fünf Jahren kaum noch. Trotz der in allen Messgebieten niedrigen Konzentrationen ist noch bis heute die Einwirkung von Cadmium emittierenden Anlagen aus der Metall verarbeitenden Industrie (z. B. im Raum Wetzlar) auf das Konzentrationsniveau zu erkennen. Nickel: Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deutlicher Konzentrationsrückgang bis Anfang der 90er Jahre belegt. Der vorgeschriebene Zielwert von 20 ng/m³ wird an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2009 wie auch in den Vorjahren ab 1991 nicht mehr überschritten. Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren in den einzelnen Messgebieten (Abb. 2) kaum Schwankungen. Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren, dass die Zielwerte sicher eingehalten sind, auch wenn im Einzelfall insbesondere im Einwirkungsbereich Metall verarbeitender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist. Staubniederschlagsmessprogramm 2009 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemessen und wurde früher flächenbezogen (1 km 1 km Rasterflächen) ausgewertet. Den Ergebnissen liegen Monatsproben zugrunde. Mit der Neufassung der TA Luft vom 24. Juli 2002 [3] wurde für das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingeführt. Hierzu werden aus allen 12 Messwerten (Monatsmittelwerte) für einen Messpunkt Jahresmittelwerte gebildet. Im Jahre 2009 wurde der Staubniederschlag in sieben Messgebieten, an insgesamt 220 Messpunkten ermittelt. Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einflüsse stärker als bei der flächenbezogenen Betrachtung zur Geltung. In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen, in denen Staubniederschlagsmessungen durchgeführt werden, dargestellt. Die Abbildung zeigt zunächst in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschiedlichen Messgebiete in Hessen. Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite: 1 km 1 km) in den einzelnen Messgebieten detailliert eingetragen. Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar, die das dortige Messnetz in einem Teilbereich auf die Maschenweite von 500 m 500 m verdichten, ergänzt die Darstellung. Weitere Angaben zu den Messgebieten können der Tabelle 5 entnommen werden. Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablagerung verstanden, die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphäre auf Oberflächen wie Boden, Pflanzen, Gebäuden oder Gewässern niederschlagen. Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhaltsstoffen aufgrund der Partikelgröße nicht in die menschliche Lunge, sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort möglicherweise über das Grundwasser oder über pflanzliche Lebensmittel in die Nahrungskette gelangen. Auch ist nicht auszuschließen, dass Kinder z. B. beim Spielen durch den Eintrag aus der Atmosphäre verunreinigte Erde in den Mund nehmen. Probenahmeverfahren für Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst. Zur Messung gelangt hierbei die über einen Monat durch eine normierte Auffangfläche (Glasöffnung) in das Bergerhoffglas Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 7

24 niedergegangene (sedimentierte) Masse, die im Wesentlichen durch die trockene Deposition bestimmt wird. Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr. Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht, da bedingt durch Glasbruch, Entwendung der Messgefäße oder sichtbare Verunreinigung der Proben einzelne Messwerte vollständig fehlen oder als nicht vertrauenswürdig gestrichen werden müssen. Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb), Arsen (As), Blei (Pb), Cadmium (Cd), Kobalt (Co), Chrom (Cr), Eisen (Fe), Nickel (Ni) und Vanadium (V) gemessen. Kupfer (Cu), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Platin (Pt), Rhodium (Rh), Titan (Ti), Wolfram (W) und Zink (Zn) ergänzten die Analysenpalette ab Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenommen wurde das Komponentenspektrum auf Staub, Antimon, Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Kobalt, Eisen, Nickel, Vanadium, Kupfer, Mangan und Thallium reduziert. Für die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatsproben zu Jahresproben zusammengefasst, da die Immissionswerte für Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jahresmittelwerte) definiert sind. Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet, indem jeweils die Proben für das erste Halbjahr und das zweite Halbjahr vereinigt werden. Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analysenergebnissen dieser beiden Proben berechnet. Immissionswerte für Staubniederschlag Für die Bewertung der Schwermetallniederschlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [3] herangezogen, wobei der Beurteilung der Immissionsbelastung in diesem Bericht für alle Messjahre die Immissionswerte der Fassung der TA Luft vom Oktober 2002 zugrunde liegen (siehe Tabelle 6). Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2009 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubniederschlagsmessprogramms für das Jahr 2009 zusammen. Die Gebietsmittelwerte stützen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebietes, wobei der Auswertung für den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde liegen. Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten für Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschließlich Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen, da für dieses Element die Nachweisgrenze des angewendeten Verfahrens nicht ausreichte, um eine sinnvolle Trenddarstellung zu erarbeiten. Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessischen Staubniederschlagsmessgebieten für die Messjahre 1996 bis 2009 zusammenfassend dargestellt und beschrieben. Wie bereits oben erläutert, wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Oktober 2002 [3] auch für einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen, Blei, Cadmium, Nickel und Thallium). Im Bereich Gießen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mitgemessen, sodass dort längerfristig rückwirkend, nur Ergebnisse für den Staubniederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen. Entsprechend können in der Trenddarstellung (Abb. 4) die Schwermetallergebnisse aus Gießen erst ab 2005 gezeigt werden. Staubniederschlag: Abbildung 4 zeigt, dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu erkennen ist. In allen Messgebieten durchläuft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an. Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch im neuen Jahrzehnt. Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unterschiedlichen meteorologischen Verhältnissen. Die Messgebiete Hünfelden und Ulrichstein (ländlicher Raum) zeigen für 2009 keine Erhöhung bei den Gebietsmittelwerten für Staubniederschlag gegenüber Ulrichstein liegt zwar auch im ländlichen Raum, allerdings überwiegt dort das Grünland. So hat die Aufwirbelung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z. B. im Hintergrundmessgebiet Hünfelden, wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft geprägt wird. In allen anderen Messgebieten (Ausnahmen Wiesbaden und Wetzlar) liegt die Belastung durch Staubniederschlag für das Jahr 2009 etwa auf dem Niveau von 2008, oder niedriger. 8 Lufthygienischer Jahresbericht Staub und Staubinhaltsstoffe -

25 Abbildung 3: Messgebiete und Messpunkte für Staubniederschlag in Hessen Messgebiete in Hessen Messpunkte Sondermessprogramm Wetzlar Wetzlar Ulrichstein Gießen Hünfelden Untermain Wiesbaden Gießen Wetzlar Ulrichstein Untermain Hünfelden Wiesbaden Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 9

26 Tabelle 5: Beschreibung der 7 Messgebiete für Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe Messgebiete Gießen Hünfelden Ulrichstein Untermain Wetzlar Wiesbaden Rechtswerte Hochwerte Größe des Messgebietes Gebietsbeschreibung 4 km² Stadtgebiet, teilweise Industrie 4 km² ländliches, emissionsfernes Vergleichsmessgebiet (Intensivlandwirtschaft) 13 km² Stadtgebiet, teilweise Industrie 4 km² ländliches, emissionsfernes Vergleichsmessgebiet (Grünland) 73 km² Stadtgebiet, teilweise Industrie 16 km² Stadtgebiet, teilweise Industrie 21 km² Stadtgebiet, teilweise Industrie Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flächen. Tabelle 6: Immissionswerte für den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe (TA Luft) Komponenten Einheit Jahresmittelwerte Staubniederschlag mg/(m² d) 350 mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 4 Blei µg/(m² d) 100 Cadmium µg/(m² d) 2 Nickel µg/(m² d) 15 Thallium µg/(m² d) 2 Bei Betrachtung der Gebietsmittelwerte liegt die Staubniederschlagsbelastung in allen Messgebieten unterhalb des in der TA Luft vorgeschriebenen Immissionswertes von 350 mg/(m² d). Im Jahr 2009 wurde der höchste Gebietsmittelwert für Staubniederschlag, mit 116 mg/(m² d) in Wiesbaden ermittelt (siehe auch Tabelle 7). Wie Tabelle 7 weiter zeigt, sind im Jahr 2009 die höchsten Einzelpunktbelastungen durch Staubniederschlag in den Messgebieten Untermain, Wiesbaden und Wetzlar anzutreffen; doch liegen diese Einzelwerte bis auf eine Ausnahme (Untermain mit 351 mg/(m² d)) unter dem in der aktuellen TA Luft für Staubniederschlag vorgeschriebenen Immissionswert von 350 mg/(m² d). Arsen: Die Arseneinträge in den Gebieten Untermain, Wetzlar, und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2008 mehr oder weniger kontinuierlich ab. Für das Jahr 2009 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen: Wiesbaden und Untermain) weiterhin leichte Abnahmen zu verzeichnen. Bei näherer Betrachtung der Maximalwerte für die punktweise Auswertung der Arsendeposition, sind Messpunkte mit Intensivlandwirtschaft in Hünfelden und im Untermaingebiet auffällig geworden. Eine weitere Auffälligkeit zeigte ein Messpunkt in Wiesbaden mit Erhöhung der Arsendeposition, in der Nähe eines Kohlekraftwerkes bzw. in der Nähe eines Zementwerkes. Für 2009 weist mit einem Gebietsmittelwert von 1,3 µg/(m² d) Wiesbaden die höchste Depositionsrate der hessischen Messgebiete auf. Die zweithöchste Arsendepositionsrate mit 1,2 µg/(m² d) wurde im Messgebiet Hünfelden ermittelt. Eine Abnahme von 50 % gegenüber 2008 (von 1,2 auf 0,6 µg/(m² d)) ist bei den Sondermesspunkten in Wetzlar für das Jahr 2009 zu verzeichnen. 10 Lufthygienischer Jahresbericht Staub und Staubinhaltsstoffe -

27 Tabelle 7: Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2009 Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung Minimum Maximum Gebietsmittelwert Gießen Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,2 0,4 0,3 Blei µg/(m² d) 2 4 2,7 Cadmium µg/(m² d) 0,07 0,17 0,11 Nickel µg/(m² d) 1,0 5,2 2,6 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,05 0,05 Hünfelden Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,2 7,1 1,2 Blei µg/(m² d) ,1 Cadmium µg/(m² d) 0,1 0,5 0,2 Nickel µg/(m² d) 0,9 18,4 3,6 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,46 0,08 Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,3 2,0 0,5 Blei µg/(m² d) ,0 Cadmium µg/(m² d) 0,1 0,6 0,2 Nickel µg/(m² d) 1,2 7,2 2,3 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,05 0,05 Ulrichstein Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,1 0,4 0,2 Blei µg/(m² d) Cadmium µg/(m² d) 0,05 0,12 0,1 Nickel µg/(m² d) 0,8 1,5 1,2 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,05 0,05 Untermain Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,2 10,5 0,65 Blei µg/(m² d) ,8 Cadmium µg/(m² d) 0,1 1,6 0,2 Nickel µg/(m² d) 1,0 18,2 2,4 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,2 0,05 Wetzlar Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,2 2,0 0,4 Blei µg/(m² d) ,1 Cadmium µg/(m² d) 0,7 1,0 0,2 Nickel µg/(m² d) 1,3 11,1 3,5 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,6 0,07 Wiesbaden Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,4 6,4 1,3 Blei µg/(m² d) ,2 Cadmium µg/(m² d) 0,1 0,8 0,2 Nickel µg/(m² d) 1,1 4,8 2,0 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,2 0,05 Sonderprogramm- Wetzlar siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke) Staubniederschlag mg/(m² d) Arsen µg/(m² d) 0,3 0,9 0,6 Blei µg/(m² d) ,8 Cadmium µg/(m² d) 0,2 0,5 0,3 Nickel µg/(m² d) 4,6 15,8 8,7 Thallium µg/(m² d) 0,05 0,2 0,1 ROT: Überschreitung eines Immissionswertes nach TA Luft [3] Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie 11

28 Abbildung 4: Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten für den Zeitraum von 1996 bis 2009 Untermain Wiesbaden Gießen Wetzlar Anzahl der Messpunkte Hünfelden Ulrichstein Messgebiete 12 Lufthygienischer Jahresbericht Staub und Staubinhaltsstoffe - Größe 73 km² 13 km² 21 km² 4 km² 16 km² 4 km² 4 km²