Auftraggeber: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie (LUNG) Goldberger Straße Güstrow

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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: LUFTREINHALTEPLAN DER HANSESTADT ROSTOCK - ANPASSUNG DES ANALYSEFALLS FÜR NO 2 UND PM2.5 AN DEN AKTUELLEN DATENSTAND SOWIE BERECHNUNG DER REDUZIERTEN NO 2 - GESAMTBELASTUNG BEI EINSATZ VERKEHRSSTEUERNDER MASSNAHMEN Auftraggeber: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie (LUNG) Goldberger Straße Güstrow Dipl.-Ing. W. Schmidt Dipl.-Geogr. T. Hoffmann Dr. rer. nat. I. Düring Dipl.-Geogr. D. Bretschneider April 2013 Projekt Berichtsumfang 60 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 AUFGABENSTELLUNG UND VORGEHENSWEISE Aufgabenstellung Vorgehensweise EINGANGSDATEN Beschreibung des Untersuchungsgebietes Betrachtete Maßnahmen Verkehr Verkehrsdaten Verkehrssituationen Fahrzeugflottenzusammensetzung Weitere Emissionsquellen Schadstoffhintergrundbelastung der Luft Allgemeines Ergebnisse der Luftschadstoffmessungen für NO x und Ozon Ergebnisse der Luftschadstoffmessungen für PM Hintergrundbelastung 2012 und Meteorologische Daten ZUSAMMENFASSUNG DER BEURTEILUNGSWERTE EMISSIONEN Betrachtete Schadstoffe Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Motorbedingte Emissionsfaktoren Nicht motorbedingte Emissionsfaktoren Verwendete Emissionsfaktoren Emissionen des untersuchten Straßennetzes IMMISSIONEN Berechnungsverfahren... 29

3 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG II 5.2 Ergebnisse der Immissionsberechnungen NO 2 -JM für die Analyse PM2.5-JM für die Analyse Planfall A Planfall B 2015 (worst case) Maßnahmenbewertung WIRKUNG UMWELTSENSITIVE VERKEHRSSTEUERUNG Vorgehensweise Abschätzung des Minderungspotenzials anhand Messdatenauswertung Abschätzung des Minderungspotenzials mittels PROKAS online Schlussfolgerungen und Empfehlung ZUSAMMENFASSENDE BEWERTUNG DER MASSNAHMEN LITERATUR ANHANG A1: BEURTEILUNGSWERTE FÜR LUFTSCHADSTOFFKONZENT- RATIONEN AN KFZ-STRASSEN ANHANG A2: ÜBERSCHREITUNGSHÄUFIGKEIT DER STUNDEN- UND TAGESMITTELWERTE ANHANG A3: STICKOXID-KONVERSION 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. c*-werte (dimensionslose Abgaskonzentrationen) Sie basieren auf Modellrechnungen mit dem mikroskaligen Ausbreitungsmodell MISKAM oder aus der Auswertung von Messdaten für idealisierte Bebauungstypen. Dabei werden für jeweils 36 Anströmrichtungen maximale dimensionslose Abgaskonzentrationen c* in 1.5 m Höhe und 1 m Abstand zum nächsten Gebäude oder am Standort der Messstelle bestimmt. Aus den dimensionslosen Konzentrationen errechnen sich die vorhandenen lokalen Zusatzbelastungen der Abgaskonzentrationen c zu c = c* Q B u wobei: c = Abgaskonzentration [µg/m 3 ] c * = dimensionslose Abgaskonzentration [-] Q = emittierter Schadstoffmassenstrom [µg/m s] B = Straßenschluchtbreite [m] u' = Windgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der fahrzeuginduzierten Turbulenz [m/s]

6 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 3 1 AUFGABENSTELLUNG UND VORGEHENSWEISE 1.1 Aufgabenstellung Aufgrund von Grenzwertüberschreitungen an der Messstelle Rostock-Am Strande wurde ein Luftreinhalteplan für die Stadt Rostock erstellt. Die dazu durchgeführten Berechnungen basierten auf einem Datenbestand 2010 und älter. Aufgrund von Veränderungen im Fahrzeugbestand und veränderten Reisezeiten, die sich durch die Umsetzung der Geschwindigkeitsreduzierung und der Anpassung der Grünen Welle ergeben, soll eine Anpassung der Berechnungen für den Analysefall 2012 an den aktuellen Datenbestand (aktuelle Verkehrszahlen, aktuelle Flottenzusammensetzung) erfolgen. Darüber hinaus ist eine Prognose für das Jahr 2015 unter Berücksichtigung von Maßnahmen des LRP erforderlich, da spätestens dann die Grenzwerte verbindlich einzuhalten sind. Es sind verschiedene Szenarien zu berechnen, die bis 2015 die nachfolgend angegebenen Punkte berücksichtigen sollen: 1. gleich bleibender DTV (gleich verteilt über alle Klassen) 2. gleich bleibender DTV, aber Einführung 3. Stufe der Umweltzone (grün) 3. Sperrung der L 22 für den Schwerverkehr zwischen 22 und 6 Uhr 4. Abschätzung des Minderungspotenzials durch eine umweltorientierte Verkehrssteuerung. Dabei sind die aktuelle und die bis 2015 prognostizierte Flottenzusammensetzung zu berücksichtigen. Dies wird hiermit vorgelegt. 1.2 Vorgehensweise Für Rostock wurden in unserem Büro die Luftschadstoffuntersuchungen (Lohmeyer, 2007a und b sowie Lohmeyer, 2011) zum vorliegenden LRP durchgeführt und es liegen bereits umfangreiche Grundlagendaten vor, die soweit möglich genutzt werden. Die hier vorliegenden Arbeiten bauen auf diesen Untersuchungen auf. Für Aussagen im Bereich der ermittelten Grenzwertüberschreitung (Am Strande/Grubenstraße) ist es nicht notwendig, dass gesamte Rostocker Straßennetz in die Berechnungen einzubeziehen. Analog unserer Vorgehensweise für die Belastungsschwerpunkte in den

7 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 4 Untersuchungen für den LRP Rostock wurden Detailrechnungen mit MISKAM unter Berücksichtigung der Richtlinie VDI 3783 Blatt 9 (Prognostische mikroskalige Windfeldmodelle; VDI, 2005) durchgeführt. Mit MISKAM werden Windfelder verwendet, die die Umströmung der im Untersuchungsgebiet vorhandenen Gebäudekonfiguration abbilden. Die Windfelder für die Analyse wurden bereits innerhalb der Vorgängeruntersuchungen auf Grundlage der uns damals bekannten Gebäudekonfiguration erstellt und wurden unverändert verwendet. Für die Prognose 2015 wurde das geplante Parkhaus berücksichtigt. Die Emissionen der zu untersuchenden Fälle wurden mit den Emissionsfaktoren des Handbuches für Emissionsfaktoren (HBEFA 3.1) bestimmt. Eine wesentliche Einflussgröße stellt bei den Berechnungen die Flottenzusammensetzung, d. h. der Fahrleistungsanteil der einzelnen Fahrzeugkonzepte an der jeweiligen Fahrzeugkategorie dar. Die Flottenzusammensetzung ist zunächst auf Grund der permanenten Modernisierung des Fahrzeugbestands einem zeitlichen Verlauf unterlegen, u. a. auf Grund der regional unterschiedlichen Einkommensverhältnisse jedoch auch entsprechend regional unterschiedlich. Insbesondere für die Analyse der Wirkungen einer Umweltzone ist die Zusammensetzung nach Benzin, Diesel sowie der EUROx-Klasse von hoher Bedeutung. Im Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA) wird die Flottenzusammensetzung bezugsjahrabhängig als bundesdeutscher Mittelwert ausgegeben. Da die regionalen Unterschiede z. T. relativ groß sind (insbesondere bei den Diesel-PKW-Anteilen), wurden die Berechnungen im o. g. Projekt unter Verwendung der spezifischen Rostocker Flottenzusammensetzung durchgeführt. Der PKW-Dieselanteil sowie die Anteile der PKW-EUROx-Normen wurden für das Jahr 2012 entsprechend KBA verwendet. Sie wurden ausgewertet und in die Berechnungen integriert. Darauf aufbauend erfolgte die Fortschreibung auf das Jahr 2015 entsprechend der Annahmen zur Flottenentwicklung in HBEFA 3.1. In den angebotenen Modellrechnungen wurden die straßenraumbedingten Zusatzbelastungen (NO 2 und PM2.5) modelliert. Die regionale Hintergrundbelastung wurde aus Messdaten entsprechender Hintergrundmessstellen abgeleitet. Der Trend bis 2015 wurde anhand der zeitlichen Entwicklung der letzten Jahre und anhand verfügbarer Trendabschätzungen in Abstimmung mit dem LUNG festgelegt. Die NO/NO 2 -Konversion wurde auf Basis eines vereinfachten Chemiemodells unter Berücksichtigung der primären NO 2 -Emissionen berechnet.

8 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 5 Aus den Untersuchungen im Rahmen des LRP Rostock liegen Berechnungen für andere Luftschadstoffquellen (Genehmigungsbedürftige Anlagen, Schiffe) im Untersuchungsgebiet vor. Anhand dieser Informationen wurde der Einfluss dieser Quellen auf die Luftschadstoffsituation qualitativ abgeleitet. Um die Wirkung einer umweltorientierte Verkehrssteuerung (temporäre Umleitung bei drohender NO 2 -Grenzwertüberschreitung) möglichst realitätsnah abschätzen zu können, wurde folgendermaßen vorgegangen: Das LUNG stellte die NO x -Messdaten an der Messstation "Am Strande" und NO x - sowie Ozonkonzentrationen vom städtischen Hintergrund (Warnemünde) zur Verfügung. Weiterhin wurden meteorologische Inputdaten (Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Luftdruck, Temperatur, Globalstrahlung) als Stundenmittelwerte für die vergangenen Jahre zur Verfügung gestellt. Für die Tage, an welchen NO 2 -Schwellwerte von 40 µg/m³, 60 µg/m³, 65 µg/m³, 70 µg/m³ bzw. 80 µg/m³ überschritten waren, wurde die NO 2 -Zusatzbelastung um die durch eine Umleitung zu erwartende relative Emissionsminderung reduziert. Diese reduzierten Zusatzbelastungen wurden mit den entsprechenden Messwerten der Hintergrundbelastung addiert und ergeben die reduzierten Gesamtbelastungen. Diese wurden dann für die entsprechenden Jahre statistisch ausgewertet. Dadurch konnten realistische Minderungspotenziale in Bezug auf den NO 2 -Jahresmittelwert für den Bereich der Messstelle abgeschätzt werden. Die Minderungspotenziale für die Messstelle wurden diskutiert.

9 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 6 2 EINGANGSDATEN 2.1 Beschreibung des Untersuchungsgebietes Die Hansestadt Rostock ist die größte Stadt in Mecklenburg-Vorpommern. Sie zählt mit Stand ca Einwohner. Abb. 2.1 zeigt die Umgebung des Belastungsschwerpunktes Am Strande/Grubenstraße einschließlich der Lage der Hauptverkehrsstraßen sowie die bei der Berechnung berücksichtigten Gebäude. 2.2 Betrachtete Maßnahmen Bezüglich der NO 2 -Belastung wurde der Straßenverkehr (L 22) als Hauptverursacher erkannt. Im Rahmen der Erstellung des Luftreinhalteplanes (LRP) für die Stadt Rostock wurde daraufhin ein Maßnahmenkatalog zur Minimierung der Stickstoffdioxidbelastung erarbeitet. Im Folgenden sind verschiedene Szenarien zu berechnen, die bis 2015 die nachfolgend angegebenen Punkte berücksichtigen sollen: 1. gleich bleibender DTV (gleich verteilt über alle Klassen) 2. gleich bleibender DTV, aber Einführung 3. Stufe der Umweltzone (grün) 3. Sperrung der L 22 für den Schwerverkehr zwischen 22 und 6 Uhr 4. Abschätzung des Minderungspotenzials durch eine umweltorientierte Verkehrssteuerung.

10 Wokrenterstraße Grubenstraße Lageplan sowie Lage der berücksichtigten Gebäude Messstelle Am Strande berücksichtigte Straßen L 22 - Am Strande berücksichtigte Gebäude im Analysefall Parkhaus im Planfall Lange Straße Vogelsang Krämerstraße Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg - Vorpommern Notifizierung LRP Hansestadt Rostock Meter Datum Zeichen gezeichnet Gei geprüft ID Projekt Abb. 2.1

11 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Verkehr Verkehrsdaten Das zu berücksichtigende Straßennetz wurde für die vorangegangenen Untersuchungen von der Stadt Rostock digital zur Verfügung gestellt. Für die Ableitung der Verkehrszahlen für die Analyse 2012 standen Daten der automatischen Zählstation Fischerbastion für die Jahre 2008 bis November 2012 sowie die Daten aus Lohmeyer (2011) zur Verfügung. Diese Daten wurden ausgewertet und aufbereitet. Da wegen Baumaßnahmen im Zuge der L 22 (Am Strande zwischen Grubenstraße und Wokrenterstraße ab ; Vorpommernbrücke April - November 2010) die Zählwerte der Zählstation L 22 Fischerbastion für das Jahr 2010 nicht repräsentativ sind, wurden wie in Lohmeyer (2011) die Werte des Jahres 2009 als Ausgangsbasis verwendet. Die Baumaßnahme auf der L 22 endete im Oktober Am erfolgte die Freigabe der neuen Warnowstraße zwischen Mühlendamm und der L 22. Die Freigabe der neuen Warnowstraße bewirkt auch eine entsprechende Entlastung auf der L 22. Für die Festlegung des DTV und SV-Anteils für die Analyse 2012 standen die Verkehrsdaten an der Zählstelle Fischerbastion, Knotenzählungen am Dienstag dem sowie daraus vom Tief- und Hafenbauamt Rostock auf Montag bis Sonntag hochgerechnete DTV und SV-Anteile zur Verfügung. Die Abb. 2.2 zeigt die Verkehrsbelastung an der Zählstelle Fischerbastion für die Jahre 2009 (Grundlage für die Berechnungen in Lohmeyer, 2011) sowie für 2011 und 2012 (soweit vorliegend). Bei den angegebenen Werten handelt es sich um durchschnittliche tägliche Verkehrsaufkommen bezogen auf die Gesamtwoche (DTV Mo-So ). Die Schwerverkehrsanteile beinhalten alle Fahrzeuge mit einem zulässigen Gesamtgewicht von >3.5 t. Im Gegensatz zu 2009 (vor der Baumaßnahme ca bis Kfz/d) lagen die Verkehrsstärken ab der 12. bis 42. KW 2011 deutlich niedriger (zwischen und Kfz/d). Ab der 42. KW 2011 stiegen die Verkehrsbelastungen auf Werte von ca und Kfz/d an. Diese Verkehrsbelastungen lagen auch bis November 2012 vor.

12 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG N J J J J J N N J J J J J J N N J N J J N J N J J J J J J N NNNNN J J J J N J J J N J J J J J J J N N Kfz SV N NNNNNNNNNNNNNNNN N N J J J J N NN J J NNNN N N N J J J J J J J N J N J N J J J J J J N N Kfz SV Abb. 2.2: Zähldaten für Wochenmittelwerte der DTV für Kfz und Schwerverkehr an der Zählstelle L 22 Fischerbastion an den aktuellen Datenstand sowie Berechnung der reduzierten NO 2 -Gesamtbelastung

13 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 10 Abb. 2.3: Ergebnisse der Verkehrszählung am sowie der daraus auf hochgerechneten (rot) DTV (Montag bis Sonntag) und SV-Anteil für den Kreuzungsbereich Am Strande/Grubenstraße

14 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 11 Die aus den Zählungen für westlich des Knotenpunktes hochgerechnete DTV von Kfz/d entspricht recht gut dem Zählwert an der Zählstelle Fischerbastion (dort Kfz/d). Auch der Schwerverkehrsanteil der Hochrechnung von 3.1 % entspricht den an der Station Fischerbastion. Für den Analysefall 2012 werden deshalb die aus der Knotenpunktszählung hochgerechneten (gerundeten) DTV-Werte und SV-Anteile verwendet. Die fahrtrichtungsbezogenen Zähldaten an der Station Fischerbastion aber auch die der Knotenzählungen zeigen etwa gleichverteilte Verkehrsmengen. Im Vergleich zum Analysefall 2010 aus Lohmeyer (2011) ist das eine Abnahme des DTV westlich vom Knotenpunkt L 22/Grubenstraße von ca Kfz/d (-6 %) und des Schwerverkehrsanteils von ca. 9 Prozentpunkten. Die Prognoseberechnungen sollen für das Bezugsjahr 2015 durchgeführt werden. Es lag allerdings keine Verkehrsprognose für das Jahr 2015 vor. Die vorläufige Verkehrsprognose 2020 der Hansestadt Rostock (Stand Dez. 2012) zeigt auf der L 22 ca. 9 % geringere und auf der Grubenstraße ca. 50 % höhere Verkehrsmengen (das wäre dort eine Steigerung von ca. 5 % pro Jahr) als im Jahr 2012 auf. Für die Prognose 2015 (=Planfall A 2015) wird folgendermaßen vorgegangen: Die Verkehrszahlen und SV-Anteile werden auf der L 22 für das Prognosejahr 2015 (konservativ) gegenüber 2012 nicht verändert. Für die Grubenstraße wird zwischen 2012 und 2015 von einer 5 % Steigerung pro Jahr im DTV ausgegangen. Für die Straße Speicher wird der Analysewert 2012 plus 950 PKW/d (Verkehr zum geplanten Parkhaus) erwartet (siehe Lohmeyer, 2012). Die Verkehrszähldaten an der Station Fischerbastion zeigen in der zweiten Jahreshälfte 2012 mittlere Verkehrsstärken von ca Kfz/d und damit tendenziell höher als der o.g. Jahresmittelwert Deshalb und wegen der beschriebenen Unsicherheit bzgl. der Entwicklung der Verkehrsbelegungen auf der L 22 bis 2015 wird zusätzlich noch ein Planfallszenario 2015 betrachtet, bei dem die Verkehrsstärken aus Lohmeyer (2011) zu Grunde gelegt wurden. Dies stellt eine verkehrliche Situation dar, wie sie vor den o.g. Baumaßnahmen zu verzeichnen war. Dies wird im Folgenden Planfall B 2015 (worst case) genannt. Im Vergleich Planfall B 2015 zu Planfall A 2015 wären dies westlich vom Knotenpunkt L 22/Grubenstraße ca Kfz/d (+6 %) mehr Fahrzeuge und eine Erhöhung des Schwer-

15 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 12 verkehrsanteils von ca. 9 Prozentpunkten. In der Grubenstraße wäre dies eine Zunahme im DTV um ca. 20 % sowie im SV-Anteil um 70 Prozentpunkte. Straßenabschnitt Analyse 2012 Planfall A 2015 Planfall B 2015 (worst case) L 22 westlich vom KP mit Grubenstraße DTV Mo-So [Kfz/24h] SV [%] DTV Mo-So [Kfz/24h] SV [%] DTV Mo-So [Kfz/24h] SV [%] Fahrtrichtung Osten Fahrtrichtung Westen L 22 östlich vom KP mit Grubenstraße Fahrtrichtung Osten Fahrtrichtung Westen Grubenstraße L 22 südlich Fahrtrichtung Norden Fahrtrichtung Süden Speicher Fahrtrichtung Norden Fahrtrichtung Süden Tab. 2.1: Verkehrsstärke (DTV Mo-So in Kfz pro Tag und SV-Anteil >3.5 t in Prozent) für die L 22 im Untersuchungsgebiet für die Analyse 2012 und die Prognosen 2015 Hinweis: Wegen der geringen Verkehrsbelastung und dem daraus entsprechend Lohmeyer (2012) festgestellten nicht relevanten Einfluss auf die Messstelle Am Strande werden die Emissionen der Straße Speicher im Folgenden nicht explizit mitbetrachtet. Der Einfluss des Baukörpers des geplanten Parkhauses wird in den Strömungsmodellierungen des Planfalles aber explizit berücksichtigt Verkehrssituationen Die Basisverkehrssituationen wurden unverändert aus Lohmeyer (2011) übernommen. Wegen der Abnahme der Verkehrsmengen auf der L 22 sowie der lt. Beobachtungen vor Ort

16 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 13 geringeren Stauerscheinungen wurde der Stauanteil auf der L 22 am KP L 22/Grubenstraße auf 10 % reduziert Fahrzeugflottenzusammensetzung Neben dem Gesamtverkehrsaufkommen und der Verkehrszusammensetzung d.h. die Anteile der einzelnen Fahrzeugkategorien (PKW, leichte und schwere Nutzfahrzeuge, Reiseund Linienbusse und motorisierte Zweiräder) - ist die Flottenzusammensetzung eine wesentliche Eingangsgröße für die Emissionsberechnung. Unter Flottenzusammensetzung werden die Fahrleistungsanteile der einzelnen Fahrzeugschichten innerhalb einer Fahrzeugkategorie verstanden. In HBEFA3.1 stellt die Fahrzeugschicht die kleinste als emissionshomogen betrachtete Fahrzeuggruppe dar. Gliederungskriterien sind dabei im Wesentlichen die Antriebsart, die EURO-Abgasnormen sowie der Hubraum bzw. das Fahrzeuggewicht. Die Fahrzeugflottenzusammensetzung unterliegt auf Grund der kontinuierlichen Flottenmodernisierung einem starken zeitlichen Einfluss. Im HBEFA werden deshalb für jede Fahrzeugkategorie bezugsjahresabhängige Emissionsfaktoren für die jeweils mittlere bundesdeutsche Fahrzeugflotte ausgewiesen. Die Flottenzusammensetzung ist jedoch innerhalb eines Bezugsjahres regional unterschiedlich und weicht dementsprechend z. T. deutlich von der mittleren bundesdeutschen Flottenzusammensetzung ab. Für die vorliegende Untersuchung wurde deshalb auf Basis der aktuellen Bestandsstatistik des Kraftfahrt-Bundesamtes (KBA) zunächst eine regionalspezifische Flottenzusammensetzung des Fahrzeugbestands für die Stadt Rostock entwickelt. Unter Verwendung der Fahrleistungsfaktoren sowie der Annahmen zur Entwicklung des deutschen Fahrzeugbestands nach HBEFA3.1 wurden darauf aufbauend die Rostocker Flottenzusammensetzungen nach Innerorts-Fahrleistungsanteilen für die Jahre 2012 und 2015 berechnet. Für die Berechnung der Flottenzusammensetzung des Szenarios Grüne Umweltweltzone 2015 wurden die Anteile der Diesel-Fahrzeugschichten mit Partikelfilter aus HBEFA3.1 im Jahre 2015 berücksichtigt. In Abb. 2.3 ist die Flottenzusammensetzung der PKW nach Innerorts-Fahrleistungen in den Bezugsjahren 2012 und 2015 sowie im Szenario 2015/Grüne Umweltweltzone für Rostock sowie vergleichend für das bundesdeutsche Mittel dargestellt. Darin zeigt sich, dass der Anteil der Diesel-PKW in der Rostocker Flottenzusammensetzung mit ca. 33 % gegenüber dem deutschen Mittelwert von ca. 45 % deutlich geringer ist. Dieser Effekt wirkt sich bei Stickoxi-

17 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 14 den und motorbedingtem PM10 mindernd auf die Höhe der PKW-Emissionsfaktoren aus. Analog der bundesdeutschen Entwicklung der PKW-Flotte ist in der Rostocker Flottenzusammensetzung im Jahre 2015 ein deutlicher Anstieg der Fahrleistungsanteile der EURO-5- und EURO-6-Abgasnorm zu beobachten. Die Fahrleistungsanteile der älteren Fahrzeuge mit EURO-0- bis EURO-3-Abgasnorm nehmen entsprechend ab. Im Szenario 2015/Grüne Umweltweltzone sind die Fahrleistungsanteile der Fahrzeuge, die von einem Einfahrtverbot betroffen sind, entsprechend geringer (siehe Abb. 2.4). Innerorts-Flottenzusammensetzung PKW Deutschland (D), Rostock (HRO) 2012, 2015 Fahrleistungsanteil 100.0% 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% D HRO D HRO D EURO-6 D EURO-5 D EURO-4 D EURO-3 D EURO-2 D EURO-1 D EURO-0 B EURO-6 B EURO-5 B EURO-4 B EURO-3 B EURO-2 B EURO-1 B EURO Flottenzusammensetzung / Bezugsjahr Abb. 2.3: Vergleich Innerorts-Flottenzusammensetzung der PKW Deutschland und Rostock für die Jahre 2012 und 2015

18 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 15 Innerorts-Flottenzusammensetzung Rostock / alle Fahrzeugkategorien Vergleich 2015 / Standard (Stand.) mit 2015 / Umweltzone (UWZ) Fahrleistungsanteil 100.0% 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% Stand UWZ Stand UWZ Stand UWZ Stand UWZ Stand UWZ PKW LNF SNF Rbus Lbus D EURO-6 D EURO-5 D EURO-4 D EURO-3 D EURO-2 D EURO-1 D EURO-0 B EURO-6 B EURO-5 B EURO-4 B EURO-3 B EURO-2 B EURO-1 B EURO-0 Fahrzeugkategorie Abb. 2.4: Vergleich Innerorts-Flottenzusammensetzung Rostock 2015: Standardflotte/grüne Umweltzone (UWZ) Dabei wurde der Ausrüstungsgrad mit Dieselpartikelfiltern nach HBEFA3.1 berücksichtigt. Der Vergleich mit dem Rostocker Standardszenarium 2015 zeigt, dass durch die Umweltzonenregelung vor allem bei den Nutzfahrzeugen eine spürbare Veränderung der Flottenzusammensetzung eintreten würde. 2.4 Weitere Emissionsquellen Aus den Untersuchungen im Rahmen des LRP Rostock (Lohmeyer, 2007a und b) liegen Berechnungen für andere Luftschadstoffquellen (Genehmigungsbedürftige Anlagen, Schiffe) im Untersuchungsgebiet vor. Anhand dieser Informationen wird der Einfluss der Quellen auf die Luftschadstoffsituation abgeleitet. Eine Neuberechnung erfolgte auftragsgemäß nicht. An der Verkehrsstation Am Strande ergaben sich bei den Prognoseberechnungen 2010 (Lohmeyer, 2007b) für die dort explizit berücksichtigten Emittenten Schiffsverkehr und Industrie geringe NO X -Anteile an der Gesamtbelastung von ca. 1 % bis 2 %. Absolut wurden NO X -Zusatzbelastungen aus den beiden genannten Quellen von ca. 1 bis 2 µg/m³ berechnet (Tab. 2.2). Ebenso wurde der verkehrsbedingte Beitrag aus dem Rostocker Straßennetz (nicht lokaler Verkehr) für die Prognose 2010 berechnet und mit ca. 7 µg/m³ abgeschätzt.

19 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 16 NO X [µg/m³] Schiffe 1.2 Industrie 2.2 Städt. Verkehr 7.0 Tab. 2.2: Berechnete NO x -Immissionsanteile der Emittentengruppen Industrie (genehmigungsbedürftige Anlagen), Schiffsverkehr und städtischer Verkehr an der Station Am Strande für Aus Lohmeyer (2007b). 2.5 Schadstoffhintergrundbelastung der Luft Allgemeines Die Immissionen eines Schadstoffes an einem Straßenquerschnitt beinhalten neben den lokalen Emissionen des Straßenverkehrs (straßenverkehrsbedingte Zusatzbelastung) auch großräumig vorhandene Hintergrundbelastungen. Diese setzen sich aus der Überlagerung von Emissionen aus Industrie, Hausbrand, nicht detailliert betrachteten Nebenstraßenverkehren und entfernt fließendem Verkehr sowie überregionalem Ferntransport von Schadstoffen zusammen. Es ist die Schadstoffbelastung, die im Untersuchungsgebiet ohne Industrie und ohne Verkehr (auf den explizit in die Untersuchungen einbezogenen Straßen bzw. Schiffe) vorliegen würde Ergebnisse der Luftschadstoffmessungen für NO x und Ozon Bereits über viele Jahre werden vom LUNG M-V in Rostock Immissionsmessungen Am Strande und am Holbeinplatz (straßenverkehrsbedingte Belastungsschwerpunkte) sowie in Warnemünde (städtischer Hintergrund) durchgeführt. Hinsichtlich der Einschätzung der großräumigen Hintergrundbelastung kann die Messstelle Stuthof genutzt werden. Für Rostock und Umgebung liegen die in der Tab. 2.3 bzw. Abb. 2.5 aufgeführten Immissionsmesswerte vor. Im Vergleich der verschiedenen Messstandorte hinsichtlich der NO 2 -Konzentrationen wird deutlich, dass der Anteil der lokalen verkehrsbedingten Emissionen hoch ist. Die Differenzen zwischen verkehrsnahen Messstellen (Am Strande, Holbeinplatz) und den Hintergrundmessstationen sind sehr deutlich.

20 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 17 Station Rostock - Am Strande Rostock- Holbeinplatz Güstrow Rostock- Warnemünde Rostock-Stuthof Löcknitz Charakter der Station Verkehrs- station Verkehrs- station städtischer Hintergrund städtischer Hintergrund ländlicher Hintergrund ländlicher Hintergrund Schadstoff NO 2 / NOx NO 2 O 3 NO 2 NO 2 O 3 NO 2 / NO X O 3 NO2 / NO X / 18 9 / / / / / / / / - (38) (31) / / / / / * 44 / / / / / / / - 6 / - - / - Tab. 2.3: Jahreskenngrößen der NO 2 /NO X - und O 3 -Belastung an verschiedenen Messstatio- Klam- nen in Rostock und Umgebung in µg/m³, I1 = Jahresmittelwert. Wert in mern = Datenverfügbarkeit gering, * bis Abb. 2.5: NO 2 -Immissionsmessdaten (Jahresmittelwert) ausgewählter Stationen an den aktuellen Datenstand sowie Berechnung der reduzierten NO 2 -Gesamtbelastung

21 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 18 Am Strande wurde seit Messbeginn im Jahr 2006 der seit 2010 einzuhalten NO 2 -Jahresmittelgrenzwert von 40 µg/m³ jeweils überschritten. In 2010 und 2011 wurde dort wegen baustellenbedingter Verkehrseinschränkungen (siehe Abschnitt 2.3.1) ein deutlich geringerer NO 2 -Jahresmittelwert gemessen, der mit 44 µg/m³ allerdings immer noch über dem Jahresmittelgrenzwert liegt. Im Jahr 2012 lag der NO 2 -Jahresmittelwert ebenfalls bei 44 µg/m³. Verringerte Verkehrsmengen (z. B. durch die neue Warnowstraße), eine bessere Fahrzeugflotte gegenüber 2009, die Senkung des Tempolimits von 60 km/h auf 50 km/h sowie die Anpassung der Grünen Welle sind hier als Gründe zu nennen. Die regionale NO 2 -Hintergrundbelastung lag in den letzten Jahren zwischen 6 und 17 µg/m³ Ergebnisse der Luftschadstoffmessungen für PM2.5 Verfügbare Messdaten für PM2.5 sind in Tab. 2.4 aufgeführt. Station Rostock - Am Strande Charakter der Station * 19 Rostock- Holbeinplatz Verkehrsstation Verkehrsstation 17* 18* Rostock- Warnemünde städtischer Hintergrund 12* 12 Rostock- Stuthof ländlicher Hintergrund 12* 13* * 15 15* 2012** 18 15* 11 12* Tab. 2.4: Jahreskenngrößen der PM2.5-Belastung an verschiedenen Messstationen in Rostock und Umgebung in µg/m³. *=entsprechend Lohmeyer (2011a) mittels Faktor 0.7 aus PM10 abgeleitet. ** bis Die PM2.5-Jahresmittelwerte variierten an der Messstation Am Strande in den Jahren 2009 bis 2012 zwischen 18 und 22 µg/m³. Damit wird schon jetzt der ab 2015 einzuhaltende PM2.5-JM-Grenzwert von 25 µg/m³ eingehalten. Langfristig ist jedoch eine Absenkung des Grenzwertes auf 20 µg/m³ nicht ausgeschlossen. Im städtischen und ländlichen Hintergrund lagen die Werte in diesem Zeitraum zwischen 11 und 15 µg/m³.

22 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Hintergrundbelastung 2012 und 2015 Für die Analyse 2012 wurden bzgl. NO x die Werte der Hintergrundstation Rostock-Stuthof im Bezugsjahr 2012 zu Grunde gelegt, welche mit abgeleiteten Immissionsbeiträgen aus Schiffsverkehr und Industrie (siehe Abschnitt 2.4) für das Jahr 2010 überlagert worden (Tab. 2.5). Durch die Berücksichtigung des umgebenden Hauptstraßennetzes in der Ausbreitungsrechnung wird der relevante Anteil aus dem (umliegenden) städtischen Verkehr in den Ausbreitungsberechnungen mit erfasst und muss somit nicht separat in der Hintergrundbelastung berücksichtigt werden. Für PM2.5 wurden die Werte der städtischen Hintergrundstation Warnemünde verwendet. NO x in µg/m³ PM2.5 in µg/m³ Schiffe Industrie Regionale Hintergrundbelastung 15 - Hintergrundbelastung Tab. 2.5: Verwendete NO x - und PM2.5-Hintergrundbelastung im Untersuchungsgebiet Rostock - Am Strande für das Bezugsjahr 2012 Die Ozonhintergrundbelastungen wurden anhand der städtischen Hintergrundmesswerte an der städtischen Hintergrundstation Warnemünde berücksichtigt. Mit Hilfe von technischen Maßnahmen und politischen Vorgaben wird angestrebt, die Emissionen der o. a. Schadstoffe in den kommenden Jahren in Deutschland zu reduzieren. Deshalb wird erwartet, dass auch die großräumig vorliegenden Luftschadstoffbelastungen im Mittel im Gebiet von Deutschland absinken. Das Absinken der Hintergrundbelastung kann im Einzelfall aufgrund regionaler Emissionsentwicklungen vom Mittel abweichen. Für das zu betrachtende Prognosejahr 2015 zeigen Abschätzungen (MLuS 02, 2005) bezogen auf die Situation 2010 Reduktionen der Immissionen für NO 2 um ca. 4 %. Im Rahmen der MLuS- Aktualisierung wurden neue Reduktionsfaktoren festgelegt (Lohmeyer, 2011). Sie sind vom Länderausschuss für Immissionsschutz (LAI) und UBA bestätigt und zeigen Reduktionen der Immissionen für NO 2 um ca. 12 %. Diese Abschätzungen beziehen sich auf das Gebiet von Deutschland; im Einzelfall kann die Entwicklung der Schadstoffkonzentrationen aufgrund regionaler Emissionsentwicklungen davon abweichen. Im Rahmen dieser Untersuchung wird auf die Berücksichtigung dieser Reduktionen für das Prognosejahr 2015 verzichtet, da die

23 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 20 Messwerte von NO 2 an den Hintergrundmessstellen keinen deutlich abnehmenden Trend aufweisen. Auch der PM2.5-Hintergrundwert wird nicht verändert. 2.6 Meteorologische Daten Für die Berechnung der Schadstoffimmissionen werden so genannte Ausbreitungsklassenstatistiken benötigt. Das sind Angaben über die Häufigkeit verschiedener Ausbreitungsverhältnisse in den unteren Luftschichten, die durch Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Stabilität der Atmosphäre definiert sind. Analog der vorangegangenen Untersuchungen (Lohmeyer, 2007a und 2007b sowie 2011) werden die Daten der DWD-Station Groß Lüsewitz verwendet, die in Abb. 2.6 dargestellt sind. Die Windmessung erfolgt dort in 18 m Höhe. Die häufigsten Windrichtungen liegen bei Nordwest bis Südwest. Die mittlere Windgeschwindigkeit beträgt 4.1 m/s. Diese Windstatistik repräsentiert die Windverhältnisse im Freiland, das heißt bei weitgehend ungestörten Verhältnissen. Die Landnutzungsunterschiede zwischen der Messstation in Groß Lüsewitz und dem Gutachtenstandort im Rostocker Stadtgebiet wirken sich auf die Windgeschwindigkeit aus. Aufgrund der aerodynamischen Rauigkeit im Untersuchungsgebiet durch die Bebauungsstrukturen im Vergleich zum Messstandort wurde die effektive Anemometerhöhe gemäß DWD (2005) auf 33 m erhöht. Damit wird eine Reduktion der mittleren Windgeschwindigkeit bewirkt.

24 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 21 Abb. 2.6: Für die Ausbreitungsberechnungen verwendete Windrichtungs- und Geschwindigkeitsverteilung des DWD an der Station Groß Lüsewitz

25 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 22 3 ZUSAMMENFASSUNG DER BEURTEILUNGSWERTE In Tab. 3.1 werden die in der vorliegenden Studie verwendeten und im Anhang A1 erläuterten Beurteilungswerte für die untersuchten Autoabgaskomponenten zusammenfassend dargestellt. Diese Beurteilungswerte sowie die entsprechende Nomenklatur werden im vorliegenden Gutachten durchgängig verwendet. Schadstoff Beurteilungswert Zahlenwert in µg/m³ Jahresmittel Kurzzeit NO 2 Grenzwert seit (Stundenwert, maximal 18 Überschreitungen / Jahr) Partikel PM2.5 Grenzwert ab Tab. 3.1: Beurteilungsmaßstäbe für Luftschadstoffimmissionen nach 39. BImSchV (2010) Die Beurteilung der Schadstoffimmissionen erfolgt durch den Vergleich relativ zum jeweiligen Grenzwert oder Übergangsbeurteilungswert.

26 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 23 4 EMISSIONEN 4.1 Betrachtete Schadstoffe Die Kraftfahrzeuge emittieren bei ihrem Betrieb eine Vielzahl von Schadstoffen. Die Relevanz dieser Schadstoffe ist recht unterschiedlich. Immissionsgrenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit werden erfahrungsgemäß am ehesten bei NO 2 und Feinstaub (PM10, PM2.5) erreicht. Die Konzentrationen für andere Luftschadstoffe wie Benzol, SO 2, CO, Blei etc. sind im Vergleich zu ihren gesetzlichen Immissionsgrenzwerten deutlich geringer. In der vorliegenden Untersuchung werden deshalb die Schadstoffkomponenten NO x und NO 2 sowie PM2.5 betrachtet. 4.2 Methode zur Bestimmung der Emissionsfaktoren Zur Ermittlung der Emissionen werden die Verkehrsdaten und für jeden Luftschadstoff so genannte Emissionsfaktoren benötigt. Die Emissionsfaktoren sind Angaben über die pro mittlerem Fahrzeug der Fahrzeugflotte und Straßenkilometer freigesetzten Schadstoffmengen. Im vorliegenden Gutachten werden die Emissionsfaktoren für die Fahrzeugarten Leichtverkehr (LV) und Schwerverkehr (SV) unterschieden. Die Fahrzeugart LV enthält dabei die Fahrzeugkategorien PKW, leichte Nutzfahrzeuge (LNF) und motorisierte Zweiräder, die Fahrzeugart SV umfassen die Fahrzeugkategorien schwere Nutzfahrzeuge (SNF), sowie Reise- und Linienbusse (RBus bzw. LBus) Motorbedingte Emissionsfaktoren Die motorbedingten Emissionsfaktoren einer Fahrzeugkategorie werden mit Hilfe des Handbuchs für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs HBEFA Version 3.1 (UBA, 2010) berechnet. Einflussfaktoren sind dabei im Wesentlichen: das Fahrverhalten (in HBEFA3.1 über Verkehrssituationen beschrieben), die Flottenzusammensetzung, der Anteil der Fahrzeugschichten einer Kategorie (siehe Abschnitt 2.3.3), die Längsneigung der Fahrbahn (mit zunehmender Längsneigung nehmen die Emissionen pro Fahrzeug und gefahrenem Kilometer entsprechend der Steigung deutlich zu, bei Gefällen weniger deutlich ab) sowie

27 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 24 der Prozentsatz der Fahrzeuge, die mit nicht betriebswarmem Motor betrieben werden (in HBEFA über den Kaltstartzuschlag berücksichtigt). In der vorliegenden Untersuchung treten auf den betrachteten Abschnitten folgende Verkehrssituationen auf: IOS-HVS50d: IOS-HVS50s: T30_IOS-Sam50: T30_IOS-Sam50d: T30_IOS-Sam50s: Städtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, dichter Verkehr Städtische Hauptverkehrsstraße, Tempolimit 50 km/h, Stau Städtische Sammelstraße, Tempolimit 30 km/h Städtische Sammelstraße, Tempolimit 30 km/h, dichter Verkehr Städtische Sammelstraße, Tempolimit 30 km/h, Stau Die Flottenzusammensetzungen für die verschiedenen Bezugsjahre bzw. Szenarien wurden nach dem in Abschnitt beschriebenen Vorgehen ermittelt. Für die betrachteten Stickoxidkomponenten NO x und NO 2 werden in HBEFA3.1 explizit Emissionsfaktoren ausgewiesen. Die in HBEFA3.1 ausgewiesenen Partikelemissionen beziehen sich ausschließlich auf motorbedingte Emissionen. Nach vorliegenden Erkenntnissen (z. B. Klingenberg et al., 1991; Israël et al., 1994; Gehrig et al., 2003) werden motorbedingte Partikel zu 100 % Partikelgrößen kleiner 1 µm (aerodynamischer Durchmesser) zugeordnet und fallen somit vollständig in die PM2.5-Fraktion 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 zufriedenstellender 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. 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 in verschiedenen Straßentypen (z. B. Bundesautobahn oder innerorts)

28 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 25 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 m 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 Verwendete Emissionsfaktoren Auf Grundlage der in Abschnitt und beschriebenen Datenbasis werden zur Berechnung der Stickoxid-Emissionen die in der Tab. 4.1 (Analyse 2012), Tab. 4.2 (Prognose 2015) bzw. Tab. 4.3 (Prognose 2015 mit Umweltzone grün) aufgeführten Emissionsfaktoren verwendet. Die Berechnung der PM2.5-Emissionen erfolgte auf Basis der Summe aus motorbedingten und nicht motorbedingten Emissionen. Die hierfür verwendeten Emissionsfaktoren stehen für die betrachteten Bezugsjahre bzw. Szenarien in Tab. 4.4 bis Tab Straßenparameter spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [mg/km] Verkehrssituation Längsneigung NO X NO 2 LV SV LV SV IOS-HVS50d ±0 % IOS-HVS50s ±0 % T30_IOS-Sam50 ±0 % T30_IOS-Sam50d ±0 % T30_IOS-Sam50s ±0 % und weitere Innerorts-Verkehrssituationen Tab. 4.1: NO x -, NO 2 -Emissionsfaktoren in mg/km je Fahrzeugart für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2012

29 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 26 Straßenparameter spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [mg/km] Verkehrssituation Längsneigung NO X NO 2 LV SV LV SV IOS-HVS50d ±0 % IOS-HVS50s ±0 % T30_IOS-Sam50 ±0 % T30_IOS-Sam50d ±0 % T30_IOS-Sam50s ±0 % und weitere Innerorts-Verkehrssituationen Tab. 4.2: NO x -, NO 2 -Emissionsfaktoren in mg/km je Fahrzeugart für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2015 Straßenparameter spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [mg/km] Verkehrssituation Längsneigung NO X NO 2 LV SV LV SV IOS-HVS50d ±0 % IOS-HVS50s ±0 % T30_IOS-Sam50 ±0 % T30_IOS-Sam50d ±0 % T30_IOS-Sam50s ±0 % und weitere Innerorts-Verkehrssituationen Tab. 4.3: NO x -, NO 2 -Emissionsfaktoren in mg/km je Fahrzeugart für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Szenario 2015 / Umweltzone grün Straßenparameter Verkehrssituation Längsneigung spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [mg/km] PM2.5 (nur Abgas) PM2.5 (nur Abrieb) LV SV LV SV IOS-HVS50d ±0 % IOS-HVS50s ±0 % T30_IOS-Sam50 ±0 % T30_IOS-Sam50d ±0 % T30_IOS-Sam50s ±0 % und weitere Innerorts-Verkehrssituationen Tab. 4.4: PM2.5-Emissionsfaktoren in mg/km je Fahrzeugart für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2012

30 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 27 Straßenparameter Verkehrssituation Längsneigung spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [mg/km] PM2.5 (nur Abgas) PM2.5 (nur Abrieb) LV SV LV SV IOS-HVS50d ±0 % IOS-HVS50s ±0 % T30_IOS-Sam50 ±0 % T30_IOS-Sam50d ±0 % T30_IOS-Sam50s ±0 % und weitere Innerorts-Verkehrssituationen Tab. 4.5: PM2.5-Emissionsfaktoren in mg/km je Fahrzeugart für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Bezugsjahr 2015 Straßenparameter Verkehrssituation Längsneigung spezifische Emissionsfaktoren je Kfz [mg/km] PM2.5 (nur Abgas) PM2.5 (nur Abrieb) LV SV LV SV IOS-HVS50d ±0 % IOS-HVS50s ±0 % T30_IOS-Sam50 ±0 % T30_IOS-Sam50d ±0 % T30_IOS-Sam50s ±0 % und weitere Innerorts-Verkehrssituationen Tab. 4.6: PM2.5-Emissionsfaktoren in mg/km je Fahrzeugart für die betrachteten Straßen im Untersuchungsgebiet für das Szenario 2015 / Umweltzone grün 4.3 Emissionen des untersuchten Straßennetzes Die Emissionen von NO x werden für jeden der betrachteten Straßenabschnitte ermittelt. Dabei wirken sich sowohl die verschiedenen Verkehrsaufkommen und SV-Anteile als auch die unterschiedlichen Verkehrssituationen aus. Für die Analyse 2012 sind die Verkehrsituationen in Abb. 4.1 aufgezeigt. Die darin verwendeten Signaturen setzten sich aus drei Eigenschaften zusammen: der eigentlichen Verkehrssituation, dem Verkehrszustand (Level-of-Service) und der Längsneigung. Die Verkehrssituation wird durch die Farbe der Signatur wieder gegeben. Das Muster (durchgezogene Linie, gestrichelt, gepunktet etc.) zeigt den Verkehrszustand und die Strichstärke die Längsneigung an. Die Verkehrssituationen wurden für die Planfälle 2015 im Vergleich zur Analyse 2012 nicht verändert.

31 Verkehrssituation und Längsneigung Analyse 2012 Verkehrssituation IOS-HVS50 T30_IOS-Sam50 Längsneigung ± 0 % Verkehrszustand flüssig dicht Stop & Go-Anteil 10 % 20 % Auftragnehmer: Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG Mohrenstraße 14, Radebeul Telefon 0351/ Auftraggeber: Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie Mecklenburg - Vorpommern Notifizierung LRP Hansestadt Rostock Meter Datum Zeichen gezeichnet TB geprüft Projekt Abb ID

32 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 29 5 IMMISSIONEN 5.1 Berechnungsverfahren Analog unserer Vorgehensweise für die Belastungsschwerpunkte in den Untersuchungen für den LRP Rostock werden Detailrechnungen mit MISKAM unter Berücksichtigung der Richtlinie VDI 3783 Blatt 9 (Prognostische mikroskalige Windfeldmodelle; VDI, 2005) durchgeführt. Mit MISKAM werden Windfelder berechnet, die die Umströmung der im Untersuchungsgebiet vorhandenen Gebäudekonfiguration modellieren. Die Ausbreitungsmodellierungen erfolgten auf den gleichen Rechengittern wie die Berechnungen in Lohmeyer (2007a und b). Die Berechnung der Immissionen erfolgt unter zusätzlicher Berücksichtigung von NO 2 (Direktemissionen) sowie unter Verwendung neuer Erkenntnisse und Verfahren zur Emissionsberechnung (HBEFA3.1) sowie zur NO/NO 2 -Konversion (mit vereinfachtem Chemiemodell siehe Anhang A3). Bei der Betrachtung der Wirkung einer Umweltzone wurde davon ausgegangen, dass alle Straßen im MISKAM-Rechengebiet (L 22 und Grubenstraße) innerhalb der Umweltzone liegen. 5.2 Ergebnisse der Immissionsberechnungen NO 2 -JM für die Analyse 2012 Eine flächenhafte Abbildung der MISKAM-Berechnungsergebnisse für die Analyse 2012 zeigt die Abb. 5.1 sowie Tab. 5.1 Die NO 2 -Immissionen sind dort in ca. 1.5 m über Straßenniveau dargestellt. Wegen der Windrichtungsverteilung sowie der Straßen- und Gebäudegeometrien sind an der Südseite der L 22 die Schadstoffkonzentrationen höher als an der Nordseite. Überschreitungen des NO 2 -Grenzwertes werden an den südlichen Gebäudefassaden an der L 22 westlich der Grubenstraßen berechnet. MISKAM Rechenwert 2009 [µg/m³] MISKAM Rechenwert 2012 [µg/m³] Messwert [µg/m³] - Am Strande Jahresmittelwert 2009 Jahresmittelwert Tab. 5.1 Vergleich der NO 2 -Jahresmittelwerte von Rechnung und Messung

33 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 30 Abb. 5.1: Berechnete NO 2 -Jahresmittelwerte im Untersuchungsgebiet Am Strande/Grubenstraße für die Analyse 2012 ( Messstelle Am Strande)

34 Ingenieurbüro Lohmeyer GmbH & Co. KG 31 Im Bezugsjahr 2009 (Lohmeyer, 2011) überschätzte der modellierte NO 2 -Jahresmittelwert (55 µg/m³) den Messwert 2009 (53 µg/m³) um ca. 4 %. Die Genauigkeit der Modellrechnung kann damit als sehr gut bezeichnet werden. Im Bezugsjahr 2012 weist der modellierte NO 2 - Jahresmittelwert (45 µg/m³) ebenfalls eine sehr gute Übereinstimmung mit dem Messwert auf. Der Messwert (44 µg/m³) wird nur um 2% überschätzt. Die Messwerte aus Tab. 5.1 zeigen ebenso wie die Modellergebnisse, Überschreitungen des NO 2 -Jahresmittelgrenzwertes von 40 µg/m³ PM2.5-JM für die Analyse 2012 Eine flächenhafte Abbildung der MISKAM-Berechnungsergebnisse für die Analyse 2012 zeigt die Abb. 5.2 sowie Tab Die PM2.5-Immissionen sind dort in ca. 1.5 m über Straßenniveau dargestellt. Wegen der Windrichtungsverteilung sowie der Straßen- und Gebäudegeometrien sind an der Südseite der L 22 die Schadstoffkonzentrationen höher als an der Nordseite. MISKAM Rechenwert 2009 [µg/m³] MISKAM Rechenwert 2012 [µg/m³] Messwert [µg/m³] - Am Strande Jahresmittelwert 2009 Jahresmittelwert * 18 Tab. 5.2: Vergleich der PM2.5-Jahresmittelwerte von Rechnung und Messung * Aus PM10 mittels Faktor 0.7 abgeleitet Im Bezugsjahr 2009 (Lohmeyer, 2011) überschätzte der modellierte PM2.5-Jahresmittelwert (23 µg/m³) den aus PM10-Messwert 2009 mittels Faktor von 0.7 abgeleiteten PM2.5-Jahresmittelwert (20 µg/m³) um ca. 15 %. Die Genauigkeit der Modellrechnung kann damit als gut bezeichnet werden. Im Bezugsjahr 2012 trifft der modellierte PM2.5-Jahresmittelwert (18 µg/m³) den Messwert genau. Die Messwerte aus Tab. 5.2 zeigen ebenso wie die Modellergebnisse keine Überschreitungen des ab 2015 geltenden PM2.5-Jahresmittelgrenzwertes von 25 µg/m³.