Immissionsmessnetz Saar - IMMESA

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2 INHALTSVERZEICHNIS Seite 1. Einleitung 1 2. Messverfahren und Messdurchführung 2 3. Kennwerte und Beurteilungswerte 6 4. Messergebnisse Depositionen und TA-Luft-Immissionswerte Depositionen und Immissionsvergleichswerte Depositionen und Bundes-Bodenschutzverordnung Depositionen ohne Beurteilungsmaßstab Zusammenfassung Anhang Lage des Saartal-Messstellen und des Hintergrundmessortes Habkirchen Literaturverzeichnis 24 IMPRESSUM Herausgeber: Landesamt für Umwelt- und Arbeitsschutz (LUA) Don-Bosco-Str. 1 D Saarbrücken Telefon: (Zentrale) Fax : lua@lua.saarland.de Internet: August 2009 Redaktion und Bearbeitung: Geschäftsbereich 6 - Umweltüberwachung, -analytik Fachbereich Luftüberwachung (IMMESA) Aktuelle Datenveröffent- Videotext : Saartext Tafel 168, 166 lichungen: Ozontelefon : Internet : Saarbrücker Zeitung : Wetterkarte mit Umweltdaten (täglich) VDI-Nachrichten : Luftgütekarte Deutschland (wöchentlich) i

3 1. Einleitung Im Jahre 2008 wurden im Homburger Ortsteil Reiskirchen 2 Messstellen zur Bestimmung des Staubniederschlags eingerichtet. Neben der Menge an Staubniederschlag wurden auch Inhaltsstoffe im Staubniederschlag (Metalle) gemessen. In Deutschland erfolgt die Messung des Staubniederschlags nach der Methode nach Bergerhoff 1). Die Messungen wurden im Rahmen einer Sondermesskampagne im Umfeld der Autobahn A6 (ca Kfz/Tag) durchgeführt. Neben Staubniederschlag wurden dort zwischen Juli 2008 und Januar 2009 an einer weiteren Messstelle Stickoxide, Ozon und Feinstaub (PM10) in der Außenluft bestimmt. Die Ergebnisse der etwa sechsmonatigen Messkampagne wurden bereits in dem Bericht Luftgütemessungen in Homburg- Reiskirchen, Juni 2009 veröffentlicht. Als Staubniederschlag (Grobstaub) bezeichnet man körnige, faserige, plastische oder salzartige Stoffe, die aus der Luft durch trockene Sedimentation und Niederschläge ausfallen. Im Gegensatz zu den Feinstäuben stellt der Staubniederschlag für den Menschen keine unmittelbare Gesundheitsgefahr dar. Er enthält allerdings neben unschädlichen Komponenten auch Stoffe wie Schwermetalle, die sich im Boden und in Pflanzen anreichern können. Emissionen von Metallen treten oft bei Industriebranchen mit spezifischer Prozesstechnik, wie Steine- und Erde-Industrie, Gewinnung und Weiterverarbeitung von Metallen oder in der Abluft fast aller Verbrennungsvorgänge auf. Eine weitere Emissionsquelle bildet der Verkehr. Die Hauptemittenten sind Feuerungsanlagen (Kraftwerke, Heizungen etc), die Eisen- und Stahlindustrie, andere Industriezweige wie z.b. die Nichteisen-Metallindustrie, Zement- und Glasindustrie und der Kfz-Verkehr. Frühere Messreihen aus Deutschland belegen, dass der Eintrag von Schwermetallniederschlägen im Allgemeinen mit dem Abstand zur Quelle exponentiell abnimmt 2). Darüber hinaus lässt sich zur Herkunft der gemessenen Metalle allgemein Folgendes aussagen: Blei wird für die Akkumulatoren-Herstellung und daneben auch für viele weitere Zwecke wie z.b. für Kabelummantelungen oder Formgussteile gebraucht. Cadmium gelangt vor allem durch Feuerungsanlagen, Metallhütten und Müllverbrennungsanlagen in die Außenluft. Thallium gelangt vorwiegend bei der Metallgewinnung und bei der Kohleverbrennung in die Umwelt. Besondere Belastungen wurden in der Vergangenheit auch in der Umgebung von Zementwerken festgestellt. Das Halbmetall Arsen emittiert vor allem aus Feuerungsanlagen, Metallhütten und Glashütten. Kobalt findet hauptsächlich Verwendung bei der Herstellung von Magnetstahl und Hartmetall sowie von Farbpigmenten und bei der Glasfärbung 3). Nickel dient im großen Umfang der Stahlveredlung. Daneben wird es auch für Nickel-Legierungen und in vielen anderen technischen Gebieten verwendet. Chrom wird ebenfalls zur Herstellung von Stahl und außerdem von Chrom-Legierungen genutzt. Darüber hinaus finden Chromverbindungen vielfältigen Einsatz im industriellen und gewerblichen Bereich. Antimon-Emissionen werden hauptsächlich durch Verbrennung von Kohle und natürlicher Erosion verursacht. Es wird auch in der Halbleitertechnik benötigt und als Legierungszusatz zur Erhöhung der Härte von Blei, Zink und Kupfer eingesetzt. Meist kommt es mit Schwefel, Blei und Arsen gemeinsam vor. Zink emittiert überwiegend aus der Eisen- und Stahlproduktion sowie durch den Autoverkehr (Reifenabrieb) 4). Die Elemente Blei, Cadmium und Arsen finden sich häufig gemeinsam in Erzen und Rohstoffen 5). 1

4 Neben Zink lassen sich weitere Metalle mit dem Kfz-Verkehr in Verbindung setzen, wie nachfolgende Studien belegen. Untersuchungen aus Niedersachsen 6) ergaben, dass an stark befahrenen Straßen bzw. Straßenschluchten die Belastung durch Metalle/Halbmetalle erhöht ist. Charakteristisch für die dortige Belastung werden erhöhte Werte für Antimon, Kupfer und im wesentlich geringeren Maße für Blei genannt. Ein Einfluss der Emission stark befahrener Straßen ist laut diesen Untersuchungen allgemein an einem Anstieg der Werte beim Antimon (Sb) und beim Kupfer (Cu) erkennbar. Eine weitere Untersuchung kam zu dem Ergebnis, dass sich ein nicht unbeträchtlicher Teil des Abriebes von Bremsen in der Atemluft von Ballungsgebieten wieder findet. In den meisten Bremsbelägen -speziell von LKW s- kommt u.a. auch Antimontrisulfid zum Einsatz, wobei ein Teil durch die Temperaturentwicklung beim Bremsen in das krebserregend eingestufte Antimontrioxid umgewandelt werden kann. Messungen in der Vergangenheit ergaben, dass in verschiedenen Ballungsräumen Deutschlands hohe Antimongehalte auftraten, die deutlich über den Gehalten des vergleichbar giftigen Arsens lagen. Allerdings liegt die tägliche Aufnahme von Antimon über die Nahrung mehr als 10-fach höher als über die Lunge. Auf mögliche gesundheitliche Beeinträchtigungen in der Umwelt durch Antimonverbindungen wurde in dem Beitrag hingewiesen 7). Eine Studie, die sich mit der Erfassung Kfz-bedingter Metallimmissionen mit standardisierten Bioindikationsmethoden zwischen den Jahren 1997 und 2004 an der Autobahn A8 (ca Kfz/Tag) widmete, kam zu folgendem Ergebnis: Die Metalle Kupfer und Antimon, eingeschränkt auch Blei und Platin, konnten dem Kfz-Verkehr zugeschrieben werden, nicht jedoch Cadmium. Die Untersuchung kam zu dem Schluss, dass Blei nicht länger als verkehrstypisches Tracerelement zu betrachten ist. Als quellenspezifisches Metall hat das Antimon diese Rolle übernommen. Hierbei wurden die Metalle Blei, Cadmium, Kupfer, Antimon sowie die Edelmetalle Platin und Rhodium untersucht, die sich alle mehr oder weniger mit dem Kfz-Verkehr in Verbindung setzen lassen. Blei war bis 1999 im Otto-Kraftstoff enthalten. Cadmium entstammt dem Materialabrieb, z.b. von Reifen, Lacken oder Korrosionsschutz. Kupfer gilt allgemein als Zivilisationsindikator und findet sich wie Antimon insbesondere in Brems- und Kupplungsbelägen. Die Edelmetalle Platin und Rhodium sind Elemente des Dreiwegekatalysators 8). 2. Messverfahren und Messdurchführung Die Niederschlagsmessungen, die im Juli 2008 aufgenommen worden sind, wurden im Juni 2009 beendet. Abbildung 1 zeigt die beiden Reiskircher Örtlichkeiten, an denen die Staubsammeleinrichtungen platziert worden sind. Messort 1: Friedhof Reiskirchen (Freifläche) Gauß-Krüger-Koordinate R: / H: Messort 2: Brunnenanlage Gauß-Krüger-Koordinate R: / H: Hierbei lag Messort 1 in einem Abstand von etwa 220 m und Messort 2 von etwa 125 m von der Autobahn A6 entfernt. Abbildung 2 gibt die geographische Lage der Messorte wieder. Die Messorte zur Bestimmung des Staubniederschlages sind gemäß der VDI-Richtlinie 2119, Blatt 2 1) mit Messgefäßen nach Bergerhoff bestückt worden. Der Staubniederschlag wird hierbei in frei aufgestellten 2

5 Messort 1 Messort 2 Abbildung 1: Staubniederschlags-Messstellen im Homburger Ortsteil Reiskirchen Sammelgefäßen bei möglichst ungehinderter Luftströmung in einer fest ausgelegten Höhe von 1,5 m über Boden etwa 1 Monat lang aufgefangen und anschließend im Labor gravimetrisch bestimmt. Als Sammelgefäße werden im Messnetz IMMESA Behälter aus Kunststoff eingesetzt (Abbildung 1). Da die Expositionszeit der Sammelgefäße nach dem Bergerhoff-Verfahren im Allgemeinen 1 Monat beträgt, erhält man pro Messpunkt eine maximale Soll-Anzahl von 12 Proben über den Beobachtungszeitraum 1 Jahres. Diese Soll-Anzahl wird während des Untersuchungszeitraumes jedoch nicht immer erreicht. In der nachfolgenden Tabelle 1 sind die Gründe hierfür aufgeführt, wobei die in der Tabelle mit Ausfall bzw. < 5 mg bezeichneten Proben hierbei bedeuten können: - externe Störung der Probenahme durch Diebstahl der Staubsammelgefäße - Manipulation an den Sammelgefäßen - die gewonnene Staubmenge war geringer als die in der VDI-Richtlinie 2119 angegebene Nach- weisgrenze für Staub von 1,5 mg - die auswägbare Staubmenge war geringer als die für eine quantitative Parameterbestimmung er- forderliche Mindesteinwaage von 5 mg Staub Für diese Messpunkte setzt sich der gebildete Halbjahresmittelwert aus weniger als 6 Messmonaten zusammen. Weiterhin wurden für die Messstellen, welche monatlich weniger als 50 % der Staubmindesteinwaage (5 mg = notwendige Staubmenge, die für die Schwermetallanalyse benötigt wird) erbrachten, die Proben zu einer Mischprobe zusammengefasst (Tabelle 1, "-" = nicht analysierbare Proben). Im Untersuchungszeitraum betraf dies die Messstellen 1, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 12, 13, 17, 20 (Habkirchen, Hintergrundstation), R1 und R2. Die Mischproben wurden dann analysiert und daraus für die Messstellen für die Niederschlagsraten die Mittelwerte im Messzeitraum berechnet. Aus der Sicht der Immissionsüberwachung ist dies zulässig, da die Grenzwerte für Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags aus wirkungsbezogen begründeten Argumenten nur als Jahresmittelwerte (Langzeitwerte) zu ermitteln sind. Für die übrigen Messstellen berechnen sich die Mittelwerte im 3

6 Abbildung 2: Lage der Messstellen in Homburg-Reiskirchen (Messwagen, Staubniederschlag) 4

7 Tabelle 1: Analysierbare Staubniederschlagsproben [+] Juli bis Dezember 2008 [1-19 = Messpunkte Saartal R1-R2 = Messpunkte Homburg-Reiskirchen] Messzeitraum aus den Monatsmittelwerten. Die gewonnenen Staubniederschlagsproben sind gemäß der VDI-Richtlinie 2268, Blatt 1 9) im Mikrowellenaufschlusssystem (Firma MLS, Leutkirch) aufgeschlossen worden. Außer den in der Richtlinie genannten Reagentien wurde noch Wasserstoffperoxid für den Aufschluss benutzt. Die Metallgehalte der Aufschlusslösungen sind mittels der Multielementmethoden ICP-AES und ICP-MS sowie mit dem FIAS- Hydridsystem (As) bestimmt worden. In Einzelfällen wurde mit der Graphitrohrofen- Atomabsorptionsspektrometrie (GFAAS) gearbeitet. Zur Qualitätssicherung ist bei jeder Analysenserie ein zertifiziertes Standardreferenzmaterial (NBS 1633a, Flugasche) mit aufgeschlossen und analysiert worden. Den analysierten Elementen liegen die folgenden Bestimmungsgrenzen zugrunde: 5

8 Tabelle 2: Untersuchte Metalle im Staubniederschlag und dazugehörige Bestimmungsgrenzen in µg/m 2 *d 3. Kennwerte und Beurteilungswerte Die ermittelten Niederschlagsraten werden zu Halbjahresmittelwerten zusammengefasst, um einen Vergleich mit Beurteilungsmaßstäben vornehmen zu können. Diese beziehen sich in der Regel allerdings auf den Zeitraum 1 Jahres. Mittelwerte werden nur dann gebildet, wenn im Messzeitraum mindestens 50 % der möglichen Monatsproben vorliegen (Tabelle 1). In der 22. BImSchV 10) werden keine Beurteilungswerte für Inhaltsstoffe im Staubniederschlag angegeben. Daher werden hilfsweise die folgenden Richtlinien und Empfehlungen genutzt: Bei den Schwermetallen Arsen, Blei, Cadmium, Nickel und Thallium als Bestandteile des Staubniederschlags wird die TA-Luft des Jahres 2002 herangezogen, die für diese Komponenten Immissionswerte 11) aufführt. Die Hessische Landesanstalt für Umwelt und Geologie hat für die Metalle Kobalt, Antimon, Zink und Chrom als Bestandteile des Staubniederschlags, für die bisher keine gesetzlichen Beurteilungswerte festgelegt worden sind, so genannte Immissionsvergleichswerte 12) abgeleitet. In der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) sind zulässige jährliche Frachten 13) für die Schwermetalle Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel und Zink angegeben. In Tabelle 3 ist eine Zusammenfassung der Beurteilungmaßstäbe für Staubniederschlag und Inhaltsstoffe angegeben (TA-Luft-Immissionswerte von 2002 sowie Immissionsvergleichswerte). Darüber hinaus sind in der Tabelle auch die in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung genannten zulässigen jährlichen Frachten für Schwermetalle aufgeführt. Die erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA-Luft) 11) enthält als Bewertungskriterium für Luftschadstoffe sogenannte Immissionswerte, die sich mit den ermittelten Immissionskenngrößen vergleichen lassen. Die Immissionswerte der TA-Luft sind hierbei identisch mit den Beurteilungsmaßstäben der Europäischen Union für gas- und partikelförmige Immissionen. Im Gegensatz zu den Beurteilungswerten der 22. BImSchV, die teilweise erst im Jahr 2010 uneingeschränkte Gültigkeit besitzen und die bis zu diesem 6

9 Tabelle 3: Beurteilungswerte für Staubniederschlag [mg/m 2 *d] und Inhaltsstoffe [µg/m 2 *d] (TA-Luft-, Immissionsvergleichs-Werte, Bundesbodenschutz-Verordnung) [Anmerkung: Für Quecksilber existiert derzeit kein geeignetes Verfahren, um die trockene Deposition zuverlässig zu bestimmen 11/1) ] Zeitpunkt durch so genannte Toleranzmargen ergänzt werden, gelten die Immissionswerte der TA-Luft bereits seit dem ohne diese Toleranzmargen. Die TA-Luft-Immissionswerte sind somit strenger als die Immissionsgrenzwerte der 22. BImSchV 10) ausgelegt worden. Die Bewertung der Kenngrößen in der TA-Luft erfolgt punktuell, wobei die Beurteilung für Punkte mit der mutmaßlich höchsten Belastung erfolgen sollte. Die Immissionen werden hierbei als Masse der luftverunreinigenden Stoffe bezogen auf das Volumen der verunreinigten Luft (bei gasförmigen Stoffen bezogen auf 293,15 K und 101,3 kpa) bzw. als Deposition (Ablagerung fester, flüssiger und gasförmiger Luftverunreinigungen durch die Schwerkraft auf einer definierten Fläche in einer definierten Zeit) angegeben. Die TA-Luft-Werte gelten strenggenommen nur für anlagenbezogene Immissionsmessungen im Rahmen von Genehmigungsverfahren nach dem Bundes- Immissionsschutzgesetz (BImSchG) 14). Der Beurteilungszeitraum beträgt allgemein 1 Jahr und kann im Bedarfsfall bei ausreichender Beurteilungsmöglichkeit aller im Laufe eines Jahres auftretenden Immissionen bis auf 6 Monate verkürzt werden. Die TA-Luft Werte sind somit grundsätzlich nur für die Ermittlung von Immissionen im Einwirkungsbereich von emittierenden Anlagen im Sinne des BImSchG vorgesehen. Für einige Metalle/Halbmetalle im Staubniederschlag und im Feinstaub, für die in den deutschen Verordnungen keine Immissionswerte festgelegt worden sind, hat die Hessische Landesanstalt für Umwelt und Geologie so genannte Immissionsvergleichswerte geschaffen. Sie werden unter Berücksichtigung der Immissionsgrenzwerte chemisch ähnlicher Komponenten und der in der Literatur genannten Ergebnisse von Wirkungsuntersuchungen abgeleitet und bei Vorliegen neuer Erkenntnisse fortgeschrieben. Die Werte stellen keine Immissionswerte wie die gesetzlichen Vorgaben der TA-Luft dar, sondern sind Richtwerte, die aus fachlicher Sicht den derzeitigen Stand der Immissionsbeurteilung in Zahlen fassen 12). 7

10 Die Vergleichswerte beziehen sich wie die TA-Luft-Werte des Jahres 1986 ursprünglich auf eine Fläche (arithmetischer Flächenmittelwert), lassen sich aber nach Aussagen der Hessischen Landesanstalt in bestimmten Fällen auch auf punktbezogene Messungen übertragen, auch wenn dies theoretisch eine gewisse Verschärfung der Beurteilung bedeutet 12). Die Werte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) 13) beziehen sich auf zulässige jährliche Frachten über alle Wirkungspfade (Wirkungspfad: Weg eines Schadstoffes von der Schadstoffquelle bis zu dem Ort einer möglichen Wirkung auf ein Schutzgut) und stellen somit keine reinen Beurteilungsmaßstäbe für den Luftpfad dar. Sie können daher lediglich als Orientierungswerte dienen. 8

11 4. Messergebnisse Die Ergebnisse der 2 Reiskircher Messorte werden nachfolgend einem Vergleich mit anderen saarländischen Messorten unterzogen sowie den Beurteilungsmaßstäben aus Kapitel 3 gegenübergestellt. Als Vergleichsmessorte dienen industrie- und verkehrsnahe Messorte im Saartal sowie eine ländliche Hintergrundmessstelle (Habkirchen-Bliesgau). Im Fokus des Direktvergleichs mit den Reiskircher Örtlichkeiten stehen hierbei 2 Messorte aus der Stadt Saarbrücken, die ebenfalls in der Nachbarschaft von Hauptverkehrsstraßen -u.a. unmittelbar in direkter Nachbarschaft zur Saarbrücker Stadtautobahn A 620 (ca Kfz/Tag)- liegen (Tabelle 6 und Abbildung 15). Das Verkehrsaufkommen der Stadtautobahn liegt etwa doppelt so hoch wie an der Autobahn A6 in Homburg-Reiskirchen. Der für diesen Bericht zugrunde gelegte Auswertezeitraum erstreckte sich für die Untersuchungsorte von Juli 2008 bis Dezember In dieser Zeit wurden an den beiden Reiskircher Messpunkten jeweils 6 Monatsproben für den Staubniederschlag gewonnen (vgl. Tabelle 1). Die gewonnenen Messergebnisse werden nachfolgend für den Untersuchungszeitraum tabellarisch (Tabelle 4 und 5) und grafisch (Abbildungen 3 bis 14) dargestellt und interpretiert. 4.1 Depositionen und TA-Luft-Immissionswerte An den beiden Messorten in Homburg-Reiskirchen wurden im Beobachtungszeitraum für Staubniederschlag Immissions-Halbjahreswerte von 0,030 bis 0,050 g/m 2 *d festgestellt. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 verzeichnet. Die Werte lagen im Vergleich zu den meisten Messorten im Saartal sowie zur Hintergrundmessstelle in Habkirchen (Bliesgau) niedrig (Tabelle 4 und Abbildung 3). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken (Messpunkte 4 und 5) wurden vergleichsweise Immissions-Halbjahreswerte von 0,044 bis 0,294 g/m 2 *d festgestellt, so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 6- bis 10-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Für die Hintergrundmessstelle Habkirchen wurde mit 0,093 g/m 2 *d ebenfalls eine höhere Deposition als an den Reiskircher Örtlichkeiten verzeichnet. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres-Immissionswert der TA-Luft beim Staubniederschlag lediglich zu 9 bis 14 % ausgeschöpft. Die Situation bei den Inhaltsstoffen im Staubniederschlag (Metalle) war wie folgt gekennzeichnet: Für Arsen im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 0,16 bis 0,40 µg/m 2 *d festgestellt. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 registriert. Die Werte lagen im Vergleich zu den Messorten im Saartal durchweg niedriger und waren auf dem Niyeau des Immissions-Halbjahreswertes der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 4). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions- Halbjahreswert von 0,68 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 4), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 2- bis 4-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres-Immissionswert der TA-Luft beim Arsen im Staubniederschlag nur zu 4 bis 10 % erreicht. Für Cadmium im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 0,09 bis 0,22 9

12 µg/m 2 *d verzeichnet. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 registriert. Die Werte lagen im Vergleich zu den meisten Messorten im Saartal niedrig und waren 2- bis 5-fach niedriger als der Immissions- Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 5). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions-Halbjahreswert von 0,33 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 5), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 1,5- bis 3-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres-Immissionswert der TA-Luft beim Cadmium im Staubniederschlag nur zu 5 bis 11 % ausgeschöpft. Für Blei im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 3,7 bis 6,4 µg/m 2 *d registriert. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 festgestellt. Die Werte lagen im Vergleich zu nahezu allen Messorten im Saartal niedriger und waren maximal etwa doppelt so hoch wie der Immissions-Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 6). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions-Halbjahreswert von 12,8 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 5), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 2- bis 3,5-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres-Immissionswert der TA-Luft beim Blei im Staubniederschlag nur zu 4 bis 6 % erreicht. Für Thallium im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 0,01 bis 0,02 µg/m 2 *d verzeichnet, die sich somit in einem sehr engen Rahmen bewegten. Die Werte lagen im Vergleich zu nahezu allen Messorten im Saartal niedriger sowie zur Hintergrundmessstelle in Habkirchen in etwa ähnlich hoch (Tabelle 4 und Abbildung 7). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions- Halbjahreswert von 0,06 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 4), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal 3- bis 6-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres-Immissionswert der TA-Luft beim Thallium im Staubniederschlag nur zu 1% ausgeschöpft. Für Nickel im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 1,0 bis 2,5 µg/m 2 *d registriert. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 festgestellt. Die Werte lagen im Vergleich zu nahezu allen Messorten im Saartal niedriger und waren ähnlich hoch wie der Immissions-Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 8). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions- Halbjahreswert von 4,3 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 4), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 2- bis 4-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres-Immissionswert der TA-Luft beim Nickel im Staubniederschlag lediglich zu 7 bis 17 % erreicht. 4.2 Depositionen und Immissionsvergleichswerte Für die beiden Messorte in Homburg-Reiskirchen wurden im Beobachtungszeitraum beim Kobalt Immissions-Halbjahreswerte von 0,74 bis 2,26 µg/m 2 *d verzeichnet. Die höchste Deposition wurde hierbei 10

13 für Messort 1 festgestellt. Die Werte waren gegenüber den meisten Messorten im Saartal und der Hintergrundmessstelle Habkirchen leicht erhöht bis vergleichbar hoch (Tabelle 4 und Abbildung 9). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions- Halbjahreswert von 0,53 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 4), so dass die Deposition an den dortigen Messorten deutlich niedriger als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres- Immissionsvergleichswert beim Kobalt im Staubniederschlag zu 15 bis 45 % erreicht. Für Antimon im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 0,19 bis 0,43 µg/m 2 *d registriert. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 festgestellt. Die Werte lagen im Vergleich zu den meisten Messorten im Saartal eher niedrig und waren an Messstelle 1 nur geringfügig höher und an Messstelle 2 etwas niedriger als der Immissions-Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 10). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions-Halbjahreswert von 2,12 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 4), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 5- bis 11-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres- Immissionsvergleichswert beim Antimon im Staubniederschlag nur zu 2 bis 5 % ausgeschöpft. Für Zink im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 24 bis 99 µg/m 2 *d verzeichnet. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 festgestellt. Die Werte lagen im Vergleich zu vielen Messorten im Saartal niedrig bis vergleichbar hoch und waren an Messort 1 etwa 3,5-fach höher als der Immissions-Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen. An Messort 2 lag die Deposition ähnlich hoch wie in Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 11). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions- Halbjahreswert von 75 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 5), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal ähnlich hoch wie am Reiskircher Messort 1 lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres- Immissionsvergleichswert beim Zink im Staubniederschlag nur zu 3 bis 13 % erreicht. Für Chrom im Staubniederschlag wurden in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 2,1 bis 3,0 µg/m 2 *d registriert, die somit in einem relativ engen Rahmen lagen. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 festgestellt. Die Werte lagen im Vergleich zu den Messorten im Saartal durchweg niedriger und waren in etwa so hoch wie der Immissions-Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 12). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions- Halbjahreswert von 13,0 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 5), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 4- bis 6-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen der Jahres- Immissionsvergleichswert beim Chrom im Staubniederschlag nur zu 7 bis 10 % ausgeschöpft. 4.3 Depositionen und Bundes-Bodenschutzverordnung Für Kupfer im Staubniederschlag wurden im Beobachtungszeitraum in Reiskirchen Immissions-Halbjahres- 11

14 werte von 3 bis 7 µg/m 2 *d verzeichnet. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 1 festgestellt. Die Werte lagen im Vergleich zu den meisten Messorten im Saartal durchweg niedriger und waren vergleichbar hoch wie der Immissions-Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 13). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise ein maximaler Immissions-Halbjahreswert von 19 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstelle 4), so dass die Deposition an den dortigen Messorten maximal etwa 3- bis 6-fach höher als an den Reiskircher Örtlichkeiten lag. Im Untersuchungszeitraum wurde für die Messorte in Homburg-Reiskirchen die Depositionsfracht der Bundes-Bodenschutzverordnung beim Kupfer im Staubniederschlag nur zu 3 bis 7 % erreicht. Für die Messorte in Homburg-Reiskirchen wurde beim Cadmium die Depositionsfracht der Bundes- Bodenschutzverordnung zu 6 bis 14 %, beim Blei nur zu 3 bis 6 %, beim Nickel nur zu 4 bis 9 %, beim Zink zu 7 bis 30 % und beim Chrom im Staubniederschlag nur zu 2 bis 4 % erreicht (Tabelle 4 und Abbildungen 5, 6, 8, 11, 12). 4.4 Depositionen ohne Beurteilungsmaßstab Für Aluminium im Staubniederschlag wurden im Beobachtungszeitraum für die Messorte in Reiskirchen Immissions-Halbjahreswerte von 614 bis 826 µg/m 2 *d verzeichnet. Die höchste Deposition wurde hierbei für Messort 2 festgestellt. Die Werte lagen im Vergleich zu den meisten Messorten im Saartal relativ niedrig (Maximum Saartalmessorte = 4912 µg/m 2 *d) und waren vergleichbar hoch wie der Immissions-Halbjahreswert der Hintergrundmessstelle Habkirchen (Tabelle 4 und Abbildung 14). An den verkehrsnahen Messpunkten in Saarbrücken wurde vergleichsweise Immissions-Halbjahreswerte von 912 bis 974 µg/m 2 *d verzeichnet (Messstellen 4, 5), so dass die Deposition an den dortigen Messorten geringfügig höher als am Reiskircher Messort 2 lag. 12

15 Tabelle 4: Monatsmittelwerte Staubniederschlag [g/m 2 *d] Juli bis Dezember 2008 sowie Mittelwert im Beurteilungszeitraum [1-19 = Messpunkte Saartal ; R1-R2 = Messpunkte Homburg-Reiskirchen] 13

16 Tabelle 5: Mittelwerte 2008 (Zeitraum Juli bis Dezember) Staubniederschlag in [g/m 2 *d] und Inhaltsstoffe (Metalle) in [µg/m 2 *d] [1-19 = Messpunkte Saartal, HK = Habkirchen, R1-R2 = Messpunkte Homburg-Reiskirchen] 14

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21 5. Zusammenfassung Im Rahmen eines Sondermessprogramms wurde an 2 Messorten in Homburg-Reiskirchen u.a. auch der Staubniederschlag einschließlich seiner Inhaltsstoffe (Metalle) bestimmt. Die Niederschlagsmessstellen sind im Umfeld der Autobahn A6 beidseitig platziert worden, wobei sich eine Niederschlagsmessstelle am Rande eines reinen Wohngebietes und die andere in einer landwirtschaftlich genutzten Zone befand. Der Abstand der Messstellen zur Autobahn, die ein Verkehrsaufkommen von ca Kfz/Tag aufweist, betrug etwa 125 m bzw. etwa 220 m. Die zwischen Juli und Dezember 2008 durchgeführten Messungen ergaben sowohl beim Staubniederschlag als auch bei den Inhaltsstoffen für beide Messpunkte unbedenkliche Depositionen, da Beurteilungsmaßstäbe (TA-Luft-Immissionswerte, Immissionsvergleichswerte, jährlichen Frachten der Bundes- Bodenschutzverordnung) alle mehr oder weniger deutlich unterschritten worden sind. So wurden beim Staubniederschlag lediglich 9 bis 14 % des Immissionswertes der TA-Luft erreicht. Bei den Inhaltsstoffen im Staubniederschlag lagen die Ausschöpfungsgrade von Beurteilungsmaßstäben häufig sehr niedrig. Dies betraf die Komponenten Arsen, Cadmium, Blei, Thallium, Nickel, Antimon, Chrom und Kupfer im Staubniederschlag. Höhere Ausschöpfungsgrade wurden lediglich für die Metalle Kobalt (maximal bis 45 % des Immissionsvergleichswertes) und Zink (maximal bis 30 % der Jahresfracht der Bundes-Bodenschutzverordnung - BBodSchV) notiert. Für jene untersuchten Metalle, die sich heutzutage am ehesten mit dem Kfz-Verkehr in Verbindung setzen lassen, wurden für die beiden Reiskircher Örtlichkeiten Depositionsraten mit meistens ebenfalls sehr geringen Ausschöpfungsgraden von Immissionsstandards verzeichnet. So wurde beim Kupfer nur 3 7 % der jährlichen Fracht der BBodSchV, beim Antimon nur 2 5 % der Immissionsvergleichswertes und beim Zink nur 3 13 % des Immissionsvergleichswertes (7 30 % der jährlichen Fracht der BBodSchV) erreicht. Im Vergleich zu 2 verkehrsnahen Messpunkten in der Stadt Saarbrücken lagen die Depositionsraten an den Reiskircher Messpunkten -mit Ausnahme von Kobalt, Zink und Aluminium- immer niedriger. Beim Kobalt wurden für die beiden Saarbrücker Örtlichkeiten ein deutlich geringerer Mittelwert als für Messpunkt 1 in Reiskirchen verzeichnet. Beim Zink und beim Aluminium lagen im Beobachtungszeitraum die maximalen Mittelwerte der beiden Reiskircher Messorte ähnlich hoch wie an den beiden Saarbrücker Messpunkten. Im Vergleich zu der ländlichen Hintergrundmessstelle im nahegelegenen Bliesgau (Habkirchen) war die Staubniederschlagsbelastung an den Reiskircher Örtlichkeiten etwa 2- bis 3-fach geringer. Trotz der unterschiedlichen Staubdeposition, die allerdings an allen 3 Messpunkten relativ gering ausfiel, wurden in vielen Fällen ähnlich hohe Metalldepositionen verzeichnet. Dies betraf die Metalle Arsen, Thallium, Nickel, Antimon, Chrom, Kupfer und Aluminium im Staubniederschlag. Beim Cadmium im Staubniederschlag lag die Belastung an den beiden Reiskircher Messorten allerdings 2- bis 5-fach niedriger als in Habkirchen. Es wurden aber auch höhere Metalldepositionen für Reiskirchen im Vergleich zu Habkirchen registriert. So waren die Werte beim Blei im Staubniederschlag maximal etwa 2-fach, beim Zink maximal etwa 3,5-fach sowie beim Kobalt etwa 3- bis 10-fach höher als am Messpunkt Habkirchen. Als Ergebnis der halbjährigen Messkampagne lässt sich festhalten, dass an den beiden Messpunkten in Homburg-Reiskirchen erfreulicherweise Depositionen nachgewiesen werden konnten, die im Vergleich zu 19

22 anderen verkehrsnahen saarländischen Messorten meistens niedriger waren. Häufig lagen die Metalldepositionen in Reiskirchen nicht höher als an einer nahegelegenen Hintergrundmessstelle im Bliesgau. Im Messzeitraum Juli bis Dezember 2008 wurden für die Reiskircher Messpunkte Niederschlagsraten verzeichnet, die überwiegend einen geringen Ausschöpfungsgrad von Beurteilungsmaßstäben erreichten. 20

23 6. Anhang 6.1 Lage der Saartal-Messtellen und des Hintergrundmessortes Habkirchen Die meisten der 19 Messpunkte wurden im Umfeld von Emittenten der Eisen- und Stahlindustrie platziert, wo sich ausreichende Staubmengen gewinnen lassen und auch entsprechende Metalldepositionen zu vermuten sind. Hiervon befinden sich 7 Punkte im Messgebiet Saarbrücken (SB), 5 im Messgebiet Völklingen (VK) und 7 im Messgebiet Dillingen-Saarlouis (DI-SLS). Darüber hinaus wurde in der Gemeinde Habkirchen (HK) (= ländlicher Bereich im südlichen Saarland) 1 Messstelle zur Feststellung der ländlichen Hintergrundbelastung eingerichtet (vgl. Tabelle 6). In Saarbrücken (SB) sind die Messstellen mit der Bezeichnung 1 bis 3 im Umfeld der eisenverarbeitenden Industrie und die Messstellen 4 und 5 in der Nähe von Hauptverkehrsstraßen (Abstand Messstelle- Straßenmitte ca. 5 bis 10 m) platziert worden. Die Messstellen 6 und 7 liegen wohnortnah und etwas abseits von industriellen Emittenten und Hauptverkehrsstraßen (Abbildung 15). In Völklingen (VK) befinden sich die Messstellen mit der Bezeichnung 9 und 11 im Umfeld von Emittenten (Eisen- und Stahlindustrie, Kohlekraftwerk, Gewerbebetriebe) und die Messstellen 8, 10 und 12 in Wohngebieten, jedoch ebenfalls noch im Einflussbereich von Emittenten, u.a. der Metallindustrie. In Dillingen-Saarlouis (DI-SLS) liegen die Messstellen 13, 15, 16 und 17 in oder am Rande von Wohngebieten. Die Messstellen mit der Bezeichnung 15 bis 17 befinden sich darüber hinaus auch im Einflussbereich von Emittenten der Eisen- und Stahlindustrie, ebenso die Messstellen 14, 18 und

24 Tabelle 6: Standorte der Saartal-Messstellen (1-19) sowie des Hintergrundmessortes Habkirchen (20) 22

25 Abbildung 15: Lage der verkehrsnahen Messpunkte in Saarbrücken (Nr. 4 und 5) 23

26 6.2 Literaturverzeichnis /1/ VDI-Richtlinie 2119, Blatt 2 vom September 1996: Bestimmung des Staubniederschlags mit Auffanggefäßen aus Glas (Bergerhoff Verfahren) oder Kunststoff /2/ K. Grefen, J. Heinz, J. Helber, F. Peters Schwermetalle in der Umwelt Staub-Reinhaltung der Luft, Heft 10 VDI-Verlag, Düsseldorf, Oktober 1985 /3/ Umweltbundesamt Was Sie schon immer über Luftreinhaltung wissen wollten Kohlhammer-Verlag, 1989 /4/ Umweltlexikon -online Internet: /5/ Landesanstalt für Immissionsschutz des Landes Nordrhein-Westfalen Staubniederschlag Internet: /6/ Niedersächsisches Landesamt für Ökologie Untersuchung der Immissionsbelastung durch staubgebundene Schwermetalle in Wolfsburg Hannover /7/ Dr. Gerd Weckwerth Vom Asbest zum Antimon Zeitschrift Immissionsschutz, Heft 1, 2005 Erich-Schmidt-Verlag, Berlin /8/ W. Nobel, R. Kostka-Rick, H. Bartholmeß Erfassung Kfz-bedingter Metallimmissionen mit Bioindikatoren an einer Autobahn Gefahrstoffe-RdL 6/2008; VDI-Verlag, Düsseldorf /9/ VDI-Richtlinie 2268, Blatt 1, April 1987: Stoffbestimmung an Partikeln. Bestimmung der Elemente Ba, Be, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Sr, V, Zn in emittierenden Stäuben mittels atomspektrometrischer Methoden /10/ 22. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes Verordnung über Immissionswerte - 22.BImSchV vom Bundesgesetzblatt, Jahrgang 1993, Teil I, S Verordnung zur Änderung der Verordnung über Immissionswerte vom Bundesgesetzblatt, Jahrgang 1994, Teil I, S , Novelliert: , BGBL I, S 3626; Novelliert: , BGBL I, S 1006 /11/ 1. Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft-TA-Luft-) vom , Gemeinsames Ministerialblatt - GMBl- Nr. 7 Novelliert: , GMBL, S /1 Schreiben des Umweltbundesamtes vom an das Ministerium für Umwelt, Abt. E, Saarbrücken Bestimmung des Depositionswertes für Quecksilber Geschäftszeichen: II /.., Dr. Abshagen /12/ Immissionsvergleichswerte 12/1 Schriftliche Auskunft des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Geologie vom an das LUA über aktuelle Immissionsvergleichswerte 24

27 12/2 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Immissionskataster Hessen -Schwermetalle im Staubniederschlag- Internet: /13/ Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung Bundesgesetzblatt, Jahrgang 1999, Teil I, S 1554 Bonn, 12. Juli 1999 /14/ Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge Bundes-Immissions-Schutz-Gesetz -BImSchG- vom , Bundes-Gesetzblatt I, S 721 Novelliert: , BGBL I, S