Alanina-Breslau zu Aachen F 1 Dr. H. Manns, 2012 Feinstaub stoppt den Diesel? Feinstaub stoppt den Diesel! Ein lufttechnisches Problem? Ruß, NO, NO 2 Warum.

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1 Alanina-Breslau zu Aachen F 1 Dr. H. Manns, 2012 Feinstaub stoppt den Diesel? Feinstaub stoppt den Diesel! Ein lufttechnisches Problem? Ruß, NO, NO 2 Warum begeistert uns der Dieselmotor?

2 Alanina-Breslau zu Aachen F 2 Dr. H. Manns, 2012 Wer, was ist Diesel? Erfinder*18.03.1858-1913, Dieselmotor, hohe Kompression, Selbstzünder, wenig Verbrauch, warum?

3 Alanina-Breslau zu Aachen F 3 Dr. H. Manns, 2012 Verbrennungsmotor - Diesel Kompression der angesaugten Luft >30 bar Einspritzen flüssigen Kraftstoffs bei ~700°C Selbstzündung thermische Zersetzung + Verbrennung größerer Tröpfchen bleibt unvollständig ==>> Rußbildung

4 Alanina-Breslau zu Aachen F 4 Dr. H. Manns, 2012 Diesel Kraftstoff lange Kohlenwasserstoffmoleküle C 9 -C 22, daher mehr Energie+Volumen je Molekül. Schweröl, Petroleum, Siedebereich 150–390 °C lange ungeliebtes (Neben)produkt der Erdöldestillation in der Petrochemie Zerteilung (Cracking) zu Benzin

5 Alanina-Breslau zu Aachen F 5 Dr. H. Manns, 2012 Ruß im Dieselabgas durch unvollständige Verbrennung Rußteilchen im Dieselabgas enthalten u.a. aromatische cyclische Kohlenwasserstoffe (PAK). PAK sind kanzerogen. Anthropogene kanzerogene Stoffe sind zu vermeiden.

6 Alanina-Breslau zu Aachen F 6 Dr. H. Manns, 2012 Partikel im Dieselabgas Dieselruß = kleine Teilchen einer Ansammlung von Kohlenstoff mit anhaftenden Stoffen aus dem Verbrennungsprozess Partikelgröße etwa 0,1 µm (100 nm) keine einheitliche Konsistenz Dieselruß ist als Flächenemittent nicht als Einzelquelle lokalisierbar.

7 Alanina-Breslau zu Aachen F 7 Dr. H. Manns, 2012 PM10 im Atemweg Partikel können je nach Größe in verschiedene Bereiche des Atemtraktes vordringen

8 Alanina-Breslau zu Aachen F 8 Dr. H. Manns, 2012 Ruß aus anderen Quellen: Köln 23.03.2000 Brand in einer Raffinerie

9 Alanina-Breslau zu Aachen F 9 Dr. H. Manns, 2012 Überwachung der Luftqualität Anlagenüberwachung Emissionserklärungen Abgasuntersuchungen Immission (Senke) Emission (Quelle)

10 Alanina-Breslau zu Aachen F 10 Dr. H. Manns, 2012 Luftqualität in NRW Beurteilung nach den EU-Luftqualitätsrichtlinien LANUV NRW* liefert Ergebnisse und Daten für weiteres Vorgehen im Web lanuv.nrw.de *Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW, Recklinghausen Automatische Luftmessstation >>

11 Alanina-Breslau zu Aachen F 11 Dr. H. Manns, 2012 Das Luftmessnetz in NRW

12 Alanina-Breslau zu Aachen F 12 Dr. H. Manns, 2012 Luftreinhaltung Europäische Richtlinien Tochterrichtlinie 1999/30/EG 22. BImSchV

13 Alanina-Breslau zu Aachen F 13 Dr. H. Manns, 2012 Luftreinhaltung - Grenzwerte Feinstaub PM 10 zu messen an Orten, an denen sich Menschen überwiegend am Tag aufhalten. Das sind vor allem Wohnungen!

14 Alanina-Breslau zu Aachen F 14 Dr. H. Manns, 2012 Stationstypen Hintergrund Industrie VerkehrWald

15 Alanina-Breslau zu Aachen F 15 Dr. H. Manns, 2012 Staub in der Luft Staubniederschlag Schwebstaub ~ 0,1 - >100 µm Feinstaub PM 10 -Teilchen <= 10 µm Kugeldurchmesser -PM 10 ist lungengängig. -Dieselruß ist lungengängig.

16 Alanina-Breslau zu Aachen F 16 Dr. H. Manns, 2012 Messtechnik Staubabscheidung auf Filtern nach Vorabscheider PM 10 Messautomaten Kalibrierung in NRW vor Ort durch zeitgleiche Vergleichsmessung mit Referenzverfahren Kalibrierung in anderen EU-Staaten durch Übernahme eines Hilfswertes der EU

17 Alanina-Breslau zu Aachen F 17 Dr. H. Manns, 2012 Gravimetrisches Messverfahren

18 Alanina-Breslau zu Aachen F 18 Dr. H. Manns, 2012 Übersicht Messverfahren Gravimetrie (Referenzverfahren nach EN 12341) –Kleinfiltergeräte (LVS: Einzelfilter, Filterwechsler) –Digitel DHA-80 (HVS: Filterwechsler) Kontinuierliche Messgeräte –Beta-Absorption –Oszillierende Mikrowaage (TEOM) Optische Messgeräte (Lichtstreuung), Partikelzähler

19 Alanina-Breslau zu Aachen F 19 Dr. H. Manns, 2012 Messverfahren für PMx

20 Alanina-Breslau zu Aachen F 20 Dr. H. Manns, 2012 ß-Strahlen-Absoroption

21 Alanina-Breslau zu Aachen F 21 Dr. H. Manns, 2012 Oszillierende Mikrowaage (TEOM)

22 Alanina-Breslau zu Aachen F 22 Dr. H. Manns, 2012 Ziel der Vergleichsmessungen Bestimmung von Faktoren für jeden Standort Lassen sich einheitliche Faktoren ableiten? – unabhängig vom Standort? – unabhängig von der Jahreszeit? Ziel: Übertragung der Faktoren auf Standorte, an denen keine Vergleichsmessungen stattfinden

23 Alanina-Breslau zu Aachen F 23 Dr. H. Manns, 2012 Beispiel eines Messvergleichs

24 Alanina-Breslau zu Aachen F 24 Dr. H. Manns, 2012 TEOM versus Digitel

25 Alanina-Breslau zu Aachen F 25 Dr. H. Manns, 2012 FH 62 IR versus Digitel

26 Alanina-Breslau zu Aachen F 26 Dr. H. Manns, 2012 Unterschiede zwischen den einzelnen Stationen gering, bei TEOM zwischen 1,21 und 1,33 mittlerer Faktor: 1,28 bei FH 62 I-R zwischen 0,98 und 1,17 mittlerer Faktor: 1,11 Verwendung der mittleren Faktoren für Jahresauswertungen Ein Sonderfall: Düsseldorf, Corneliusstraße Faktoren aus Vergleichsmessungen

27 Alanina-Breslau zu Aachen F 27 Dr. H. Manns, 2012 Verwendung der mittleren Faktoren zeitnahe Berichterstattung für alle Stationen EU-Kenngrößen für Stationen, an denen nur kontinuierlich gemessen wird Fazit Vergleichsmessungen 2003 Faktoren – weitgehend unabhängig vom Standort – jahreszeitliche Abhängigkeit nicht erkennbar – abhängig vom eingesetzten kontinuierlichen Messverfahren

28 Alanina-Breslau zu Aachen F 28 Dr. H. Manns, 2012 Jahreszeitliche Abhängigkeit der Faktoren Absolute Differenzen der Vergleichspaare in µg/m 3 Digitel - TEOM

29 Alanina-Breslau zu Aachen F 29 Dr. H. Manns, 2012 PM10-Quellen Primäre Quellen (in Stadtluft ca. 2/3): Staub direkt aus verschiedenen Prozessen Sekundäre Quellen (ca. 1/3): Staub aus luftchemischen Prozessen mit z. B. Schwefeldioxid, Stickoxiden und Ammoniak. Natürliche Quellen: Pollen, Aufwirbelung Erdkrustenmaterial (z. B. Saharastaub). "Sonstiger Verkehr: Schiffs- und Schienenverkehr, Verkehr in Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Industrie, Bauindustrie und Militär

30 Alanina-Breslau zu Aachen F 30 Dr. H. Manns, 2012 Grenzwerte Bisher als Gesamtschwebstaub: - Jahresmittelwert: < 150 µg/m³ -Tagesmittelwert: < 300 µg/m³ (max. 7 Überschreitungen) Neue Luftreinhaltestandards (PM10): Richtlinie der Europäische Gemeinschaft (1999) fordert Messungen von PM10 zur Überwachung der Grenzwerte ab 2005: Jahresmittelwert: < 40 µg/m³ Tagesmittelwert: < 50 µg/m³ (max. 35 Überschreitungen) Grenzwerte für PM10 sind eine Verschärfung. Der PM10-Anteil am Gesamtschwebstaub beträgt 70 – 90 %. Sind die Grenzwerte überschritten müssen Maßnahmenpläne aufgestellt werden, die die Einhaltung der Grenzwerte sicher stellen. (Aktionspläne als Soforthilfe, Luftreinhalteplan (LRP))

31 Alanina-Breslau zu Aachen F 31 Dr. H. Manns, 2012 Messorte Straßenverkehr Hochrechnung der lokalen Belastung mit Hilfe eines Modells im LANUV NRW Kommunen betreiben die Hochrechnungen Straßenverkehr ist der Schwerpunkt -hohes Verkehrsaufkommen, schlechte Durchlüftung, Wohnbebauung, Topografie,…

32 Alanina-Breslau zu Aachen F 32 Dr. H. Manns, 2012 Straßennetz und Straßenklassen des Emissionskatasters Emissionskataster Straßenverkehr Untersuchungsgebiet NRW Bezugsjahr 2000 Straßenklassen Bundesautobahn Bundesstraße Landstraße Kreisstraße Gemeindestraße Maßstab: 1:1500000 Insgesamt abgebildet sind: Streckenlänge: 32.000 km Fahrleistung: 140.000 * 10 6 km/a Volker Hoffmann – LUA FB 81

33 Alanina-Breslau zu Aachen F 33 Dr. H. Manns, 2012 Verkehrsstation: Düsseldorf Corneliusstr.

34 Alanina-Breslau zu Aachen F 34 Dr. H. Manns, 2012 Verkehrsstation: Graf-von-Galen Ring in Hagen

35 Alanina-Breslau zu Aachen F 35 Dr. H. Manns, 2012 Mini-Container für Messungen an den Brennpunkten Mini-Container Beispiel: Straßenschlucht an der B224 in Essen

36 Alanina-Breslau zu Aachen F 36 Dr. H. Manns, 2012 Messung an der A40 in Essen Messcontainer

37 Alanina-Breslau zu Aachen F 37 Dr. H. Manns, 2012 Dortmund Brackeler Straße

38 Alanina-Breslau zu Aachen F 38 Dr. H. Manns, 2012 Messung in Essen-Steeler Str Steeler Str. / Ecke Markgrafenstr

39 Alanina-Breslau zu Aachen F 39 Dr. H. Manns, 2012

40 Alanina-Breslau zu Aachen F 40 Dr. H. Manns, 2012 Quellen des Feinstaubes Hintergrundbelastung >50% Industrie, Gewerbe, Handwerk Freizeittätigkeit Straßenverkehr natürliche Quellen

41 Alanina-Breslau zu Aachen F 41 Dr. H. Manns, 2012 Industrieanlagen in Duisburg Park in Schwelgern Staub im Wohngebiet in Nachbarschaft zur Industrieanlage Kokerei in Schwelgern Staub aus der Gießerei

42 Alanina-Breslau zu Aachen F 42 Dr. H. Manns, 2012 Braunkohletagebau Hambach Kohlebunker Absetzer Blick vom Grubenrand Blick in den Abbaubereich

43 Alanina-Breslau zu Aachen F 43 Dr. H. Manns, 2012 Regionale PM10-Hintergrundbelastung Berechnete PM10-Immissions- beiträge nach Quellengruppen in % am Standort der MILIS- Station DUBR, 2002 (LRP Du-Nord) Typische Zusammsetzung von PM10, Duisburg, städt. Hintergrund (2003)

44 Alanina-Breslau zu Aachen F 44 Dr. H. Manns, 2012 Elektronenmikroskopische Aufnahmen zur Quellenidentifizierung AmmoniumsulfatSeesalzKarbonat KalziumsulfatSilikatMetalloxid Biologisches MaterialRußRuß/Sulfat

45 Alanina-Breslau zu Aachen F 45 Dr. H. Manns, 2012 Elektronenmikroskopische Aufnahmen* * Die Aufnahmen wurden freundlicherweise von Herrn Dr. Ing. M. Ebert vom Institut für Umweltmineralogie der TU-Darmstadt zur Verfügung gestellt.

46 Alanina-Breslau zu Aachen F 46 Dr. H. Manns, 2012 Elektronenmikroskopische Aufnahmen* * Die Aufnahmen wurden freundlicherweise von Herrn Dr. Ing. M. Ebert vom Institut für Umweltmineralogie der TU-Darmstadt zur Verfügung gestellt.

47 Alanina-Breslau zu Aachen F 47 Dr. H. Manns, 2012 Elektronenmikroskopische Aufnahmen* * Die Aufnahmen wurden freundlicherweise von Herrn Dr. Ing. M. Ebert vom Institut für Umweltmineralogie der TU-Darmstadt zur Verfügung gestellt.

48 Alanina-Breslau zu Aachen F 48 Dr. H. Manns, 2012 Grundlage der Luftreinhalteplanung: Grenzwerte der EU-Richtlinie [µg/m 3 ] (22. BImSchV): Naturereignisse dürfen in Abzug gebracht werden. Nachweis bei der Kommission in Brüssel ist zu erbringen.

49 Alanina-Breslau zu Aachen F 49 Dr. H. Manns, 2012 Vorgehensweise bei der Erstellung von Luftreinhalteplänen Immissionsbelastung Regionaler Hintergrund Gesamthintergrund Lokale Zusatzbelastung Ursachenanalyse Ermittlung der relevanten Emittenten Immissionsbeitrag der Emittenten Maßnahmenplanung Prognose mit Maßnahmen für das Zieljahr Prognose ohne Maßnahmen für das Zieljahr Von der Nachsorge zur Vorsorge

50 Alanina-Breslau zu Aachen F 50 Dr. H. Manns, 2012 Neuerungen bei der Aufstellung von LRP Bei der Erstellung des Plans sind alle potentiellen Emittenten zu betrachten und alle potentiell betroffenen Behörden einzubeziehen (BR, LUA, StUÄ, Straßenverkehrsbehörden, Straßenbaulastträger, Gemeinden etc.). - Alle Maßnahmen müssen dem integrierten Ansatz zum Schutz von Luft, Wasser und Boden Rechnung tragen (§ 45 Abs. 2 a BimSchG). Bei der Aufstellung der Pläne ist die Öffentlichkeit zu beteiligen (§ 47 Abs. 5 BImSchG). wesentlich strengere Grenzwerte gegenüber bisherigen Vorgaben definierter Terminplan, Kontrolle durch die Kommission

51 Alanina-Breslau zu Aachen F 51 Dr. H. Manns, 2012 Koordination der Luftreinhalteplanung in NRW erfolgt durch eine vom MUNLV geleitete Steuerungsgruppe (2008). Mitglieder dieser Steuerungsgruppe sind die betroffenen Behörden bzw. Institutionen, z. B. - Ministerium für Verkehr, Energie und Landesplanung - Ministerium für Städtebau und Wohnen, Kultur und Sport - Innenministerium - Bezirksregierungen - Städtetag - Vereinigung der Industrie- und Handelskammern NRW - Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz NRW

52 Alanina-Breslau zu Aachen F 52 Dr. H. Manns, 2012 1. Allgemeine Angaben zum Luftreinhalteplan 2. Überschreitung von Grenzwerten im Referenzjahr 3. Analyse der Grenzwertüberschreitungen 4. Voraussichtliche Entwicklung der Belastung (Basisniveau) 5. Zusätzliche Maßnahmen zur Einhaltung des Grenzwertes 6. Weitere mögliche Maßnahmen, auch langfristige 7. Zusammenfassung der Maßnahmen Inhalt des Luftreinhalteplans

53 Alanina-Breslau zu Aachen F 53 Dr. H. Manns, 2012

54 Alanina-Breslau zu Aachen F 54 Dr. H. Manns, 2012

55 Alanina-Breslau zu Aachen F 55 Dr. H. Manns, 2012 Trend der SO 2 -Jahresmittelwerte im Rhein-Ruhr-Gebiet

56 Alanina-Breslau zu Aachen F 56 Dr. H. Manns, 2012

57 Alanina-Breslau zu Aachen F 57 Dr. H. Manns, 2012 SO 2 -Jahresmittel im Rhein-Ruhr-Gebiet 4. TAL TAL 2002 Altanlagenentstaubung Umstellung Hausbrand Entschwefelung Hohe Schornsteine Strukturwandel Anlagensanierung SMOG 3. TAL1. TAL2. TAL/BImSchG TAL 74/86

58 Alanina-Breslau zu Aachen F 58 Dr. H. Manns, 2012 Jahreskenngrößen 2010 NRW

59 Alanina-Breslau zu Aachen F 59 Dr. H. Manns, 2012 StVO Verkehrszeichen 270.1 mit Zusatzzeichen Kraftfahrzeuge (Pkw, Lkw und Busse) werden nach ihrem Schadstoffausstoß (Abgas) in vier Schadstoffgruppen eingeteilt und durch farbige Plaketten gekennzeichnet. Diese sind Grundlage für die Ausnahme von Fahrverboten.

60 Alanina-Breslau zu Aachen F 60 Dr. H. Manns, 2012 TÜV-Plakette Abgaskriterien per TÜV-Plakette oder ASU Umweltzonenplaketten zielen nur auf die Partikel im Kfz-Abgas, kaum wirksam auf die Höhe des Quelleinflusses

61 Alanina-Breslau zu Aachen F 61 Dr. H. Manns, 2012 Umweltzone - Feinstaub Nachhaltige Wirkung? Minderung des Feinstaubes um ~2-3 % unter Berücksichtigung der Ausnahmen verringert sich der Effekt (=homöopathische Dosis)

62 Alanina-Breslau zu Aachen F 62 Dr. H. Manns, 2012 Vermeiden von Diesel-Kfz Nein! Diesel wächst nach, Rapps u.a.m., Benzin nicht, Designer-Diesel aus Holz (Choren, FTS).

63 Alanina-Breslau zu Aachen F 63 Dr. H. Manns, 2012 Umweltzonen … sind ein Spielzeug für Kommunal- politiker? Ja! Öffentlichkeitswirksam aber Uneffektiv Andere Quellen schwer zu finden. Rußfilter teilweise uneffektiv

64 Alanina-Breslau zu Aachen F 64 Dr. H. Manns, 2012 Keine Umweltzone Aber dafür Verbot der Diesel-PKW, (Kurzzeitläufer) Reifen ohne Rußfüllung, Nur langlebigste Reifen zur Verminderung des Abriebs. Laub von der Straße kehren – Mahleffekt Kleingewerbe emissionsarm machen.

65 Alanina-Breslau zu Aachen F 65 Dr. H. Manns, 2012 Umweltzone Fahrverbot trifft auch ausländische Fahrzeuge. Anreiz für den Fahrzeugwechsel Scheinbare Bürgernähe

66 Alanina-Breslau zu Aachen F 66 Dr. H. Manns, 2012 Feinstaub stoppt den Diesel! Ja bei kleinen shopping – Diesel-Pkw Nicht jedoch bei Lkw wegen guter Wirksamkeit der Rußfilter (langer Motorbetrieb) Diesel wächst besser nach als Benzin!

67 Alanina-Breslau zu Aachen F 67 Dr. H. Manns, 2012 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Feinstaub + NO2, stoppen den Diesel!

68 Alanina-Breslau zu Aachen F 68 Dr. H. Manns, 2012 PM10: Anzahl der Tage > 50 µg/m 3 Erste Auswertungen 2003 nur gravimetrische Messungen Grenzwert

69 Alanina-Breslau zu Aachen F 69 Dr. H. Manns, 2012 NO 2 -Jahresmittelwerte 2003 [µg/m 3 ] Grenzwert

70 Alanina-Breslau zu Aachen F 70 Dr. H. Manns, 2012 Trend der NO 2 -Jahresmittelwerte VerkehrsstationenWaldstationenRhein-Ruhr-Gebiet