Post on 21-Feb-2021
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill II KKoonnttiinnuuiieerrlliicchhee MMeessssuunnggeenn
Zusammenfassung Meteorologisch gesehen war das Jahr 2011 gegenshyuumlber dem langjaumlhrigen Mittel (Normalperiode 1961ndash1990) bei leicht uumlberdurchschnittlicher Sonnenscheindauer zu warm Die Niederschlagsshybilanz weist das Jahr 2011 als viel zu trocken aus
Die Beurteilung der lufthygienischen Situation basiert auf den Grenz- und Zielwerten der 39 BImSchV einer Verordnung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) in welcher die EG-Luftqualitaumltsrichtlinien umgesetzt sind Die Immissionsbelastung durch verkehrsbedingte Luftschadstoffe stellte auch im Jahr 2011 ein weshysentliches Problem dar Dies wird deutlich da an fast allen verkehrsbezogenen Stationen Uumlberschreishytungen des Langzeitgrenzwertes fuumlr die Komshyponente NO2 (Stickstoffdioxid) zu verzeichnen waren an einer Station wurde auch der NO2shyKurzzeitgrenzwert deutlich uumlberschritten Der Langzeitgrenzwert fuumlr Feinstaub (PM10) wurde 2011 an allen hessischen Luftmessstationen eingeshyhalten Dagegen kam es im Verlauf lang anhaltenshyder austauscharmer Wetterlagen im FebruarMaumlrz und im NovemberDezember an fast allen Stationen zu Uumlberschreitungen des zulaumlssigen PM10-Tagesmittelwertes Am Jahresende zeigte sich aber dass die zulaumlssige Anzahl von 35 Uumlbershyschreitungen nur an den beiden verkehrsshybezogenen Stationen in Frankfurt am Main und in Darmstadt mit 42 und 40 Uumlberschreitungen uumlbertroffen wurde Der 2008 festgelegte Grenzshywert fuumlr die Feinstaubfraktion PM25 wurde an allen Messstellen sicher eingehalten Bedingt durch die wechselhafte Witterung im Sommerhalbjahr mit unterdurchschnittlicher Sonshynenscheindauer wurden die Ozon-Informationsshyschwelle und die Alarmschwelle an keinem Tag uumlberschritten Sowohl die Jahresmittelwerte fuumlr SO2 (Schwefelshydioxid) und Benzol als auch die maximalen 8-h-Mittelwerte fuumlr CO (Kohlenmonoxid) liegen an den hessischen Luftmessstationen dauerhaft unter den Kenngroumlszligen welche die 39 BImSchV vorgibt
Luftmessstationen in Hessen Zur Uumlberwachung der Immissionssituation in Hessen betreibt das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie (HLUG) ein landesweit ausshygerichtetes Messnetz mit kontinuierlich arbeitenshyden Luftmessstationen Deren Standorte sind so gewaumlhlt dass eine gebietsbezogene Immissionsshyuumlberwachung gewaumlhrleistet werden kann Im Jahr 2011 wurden insgesamt 33 Immissionsmessshystationen unterhalten 14 Stationen in Staumldten 10 Stationen im laumlndlichen Raum und 9 Stationen an Verkehrsschwerpunkten Die Luftmessstationen sind zur Erfassung verschiedener meteorologischer Groumlszligen sowie folgender Komponenten ausgeruumlstet Schwefeldioxid (SO2) Kohlenmonoxid (CO) Stickshystoffmonoxid (NO) Stickstoffdioxid (NO2) Benzol Toluol und m-p-Xylol (BTX) Ozon (O3) Feinstaub (PM10) und Feinstaub (PM25)
Abb 1 Hessisches Messnetz zur kontinuierlichen Uumlbershywachung der Luftqualitaumlt
Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Heppenheim-Lehrstr
Fulda-Mitte
Hanau
Bebra
Linden
Kassel-Mitte
Wetzlar
Limburg
Marburg
Reinheim
Raunheim
Spessart
Burg Herzberg
Wiesbaden-Suumld
Riedstadt
Ffm-Friedb Ldstr
Kellerwald
Wasserkuppe
Michelstadt
Bad Arolsen
WitzenhausenWald
Kl Feldberg
FuumlrthOdenwald
Darmstadt
Gieszligen-Westanlage
Gebiete Lahn-Dill Mittel- und Nordhessen Suumldhessen
Ballungsraumlume Kassel
Rhein-Main
Luftmessstationen
im laumlndlichen Raum
in Staumldten temporaumlre Messung
an Verkehrsschwerpunkten temporaumlre Messung
Darmstadt-Huumlgelstr
Ffm-Ost
Kassel-Fuumlnffensterstr
Marburg-Universitaumltsstr
Fulda-Petersshyberger Str
Ffm-Houmlchst
Ffm-Sindlingen
Wiesbaden-Ringkirche
Tab 1 Standorte und Stationscharakteristiken der Luftmessstationen
Stationsname RW (GK)
HW (GK)
Huuml NN (m)
Laumlngengrad (ETRS89)
Breitengrad (ETRS89)
Standortcharakter
Bad Arolsen 3495077 5699586 343 8deg554143 51deg255123 laumlndlich
Bebra 3556285 5648616 204 9deg48094 50deg581209 Innenstadt Wohnbezirk
Burg Herzberg 3532481 5626202 491 9deg273383 50deg461337 Wald Mittelgebirge
Darmstadt 3475965 5526257 158 8deg395263 49deg522029 Innenstadt Wohnbezirk
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 3475182 5525944 158 8deg391351 49deg521004 Innenstadt Straszligenschlucht
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 3478042 5554310 119 8deg413088 50deg72853 Innenstadt Straszligenschlucht
Frankfurt-Houmlchst 3467310 5551838 104 8deg323137 50deg6674 Innenstadt Industrie
Frankfurt-Ost 3481935 5554378 100 8deg444684 50deg73118 Industrie verkehrsnah
Frankfurt-Sindlingen 3465402 5549498 99 8deg305613 50deg45061 Industrie Wohnbezirk
Fulda-Mitte 3548422 5601730 272 9deg405577 50deg325747 Innenstadt Wohnbezirk
Fulda-Petersberger Straszlige 3548612 5601813 277 9deg41545 50deg33011 Innenstadt Straszligenschlucht
FuumlrthOdenwald 3486878 5501879 484 8deg49210 49deg391246 Wald Mittelgebirge
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 162 8deg40691 50deg35280 Innenstadt Straszligenschlucht
Hanau 3494217 5555408 106 8deg55508 50deg8541 Innenstadt verkehrsnah
Heppenheim-Lehrstraszlige 3474218 5500787 110 8deg383118 49deg383565 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 3534316 5686479 179 9deg292804 51deg184348 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Mitte 3533776 5686717 181 9deg29024 51deg185129 Innenstadt Mischgebiet
Kellerwald 3502294 5668872 483 9deg15434 51deg91744 Wald Nationalpark
Kleiner Feldberg 3460543 5565240 811 8deg264590 50deg131897 Mittelgebirge Kuppenlage
Limburg 3433288 5583454 128 8deg33959 50deg225959 Innenstadt Mischgebiet
Linden 3477697 5599738 172 8deg41385 50deg315867 Dauergruumlnland
Marburg 3483812 5629895 182 8deg46958 50deg481533 Innenstadt Mischgebiet
Marburg-Universitaumltsstraszlige 3483818 5630202 186 8deg46984 50deg482528 Innenstadt Straszligenschlucht
Michelstadt 3500217 5503981 209 9deg0714 49deg402101 Innenstadt Wohnbezirk
Raunheim 3460759 5541699 90 8deg27550 50deg03718 Innenstadt Wohnbezirk
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg495600 49deg494001 Geschaumlfts- und Wohnbezirk
Riedstadt 3465305 5521072 87 8deg31048 49deg493059 laumlndlich
Spessart 3528614 5558773 502 9deg235798 50deg95195 Wald Mittelgebirge
Wasserkuppe 3566475 5596188 931 9deg56909 50deg295175 Mittelgebirge
Wetzlar 3464693 5603616 152 8deg30224 50deg34186 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg134912 50deg43788 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445997 5546279 121 8deg144180 50deg3124 Wohnbezirk industrienah
WitzenhausenWald 3554105 5684389 610 9deg462851 51deg173034 Wald Mittelgebirge
Abkuumlrzungen RW Rechtswert HW Hochwert GK Gauszlig-Kruumlger H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull ETRS89 Europaumlisches Terrestrisches Referenzsystem 1989 Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 22
Tab 2 Ortsbezeichnung der Luftmessstationen
Stationsname Postshyleitzahl
StadtGemeinde Straszlige Einstufung der Immissionsshybelastung
Bad Arolsen 34454 Bad Arolsen - Kohlgrund An der Thale niedrig
Bebra 36179 Bebra Goethestraszlige 2 durchschnittlich
Burg Herzberg 36287 Breitenbach niedrig
Darmstadt 64287 Darmstadt Rudolf-Mueller-Anlage durchschnittlich
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 64283 Darmstadt HuumlgelstrWilhelm-Glaumlssing-Str hoch
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 60316 Frankfurt am Main Friedberger Landstraszlige hoch
Frankfurt-Houmlchst 65929 Frankfurt am Main Houmlchst-Bahnhof hoch
Frankfurt-Ost 60487 Frankfurt am Main Hanauer Landstraszlige durchschnittlich
Frankfurt-Sindlingen 65931 Frankfurt am Main Kuumlferstraszlige durchschnittlich
Fulda-Mitte 36043 Fulda Franzosenwaumlldchen durchschnittlich
Fulda-Petersberger Straszlige 36037 Fulda Petersberger Straszlige 24-26 hoch
FuumlrthOdenwald 64658 FuumlrthOdenwald Erzberg niedrig
Gieszligen-Westanlage 35390 Gieszligen Westanlage 26 hoch
Hanau 63450 Hanau Am Freiheitsplatz durchschnittlich
Heppenheim-Lehrstraszlige 64646 Heppenheim Lehrstraszlige 9 hoch
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 34121 Kassel Fuumlnffensterstraszlige hoch
Kassel-Mitte 34117 Kassel Hinter der Komoumldie durchschnittlich
Kellerwald 34594 Edertal-Hemfurth Peterskopfstraszlige niedrig
Kleiner Feldberg 61479 Glashuumltten niedrig
Limburg 65549 Limburg Eisenbahnstraszlige durchschnittlich
Linden 35440 Linden Steinweg niedrig
Marburg 35037 Marburg Gutenbergstraszlige durchschnittlich
Marburg-Universitaumltsstraszlige 35037 Marburg Universitaumltsstraszlige 8 hoch
Michelstadt 64720 Michelstadt Ludwig-Arzt-Straszlige niedrig
Raunheim 65479 Raunheim Starkenburger Straszlige durchschnittlich
Reinheim 64354 Reinheim Darmstaumldter Straszlige hoch
Riedstadt 64560 Riedstadt Flur 957 bei Goddelau niedrig
Spessart 63637 Jossgrund-Lettgenbrunn Feldmark Lettgenbrunn niedrig
Wasserkuppe 36129 Gersfeld (Rhoumln) Liegenschaft Wasserkuppe niedrig
Wetzlar 35576 Wetzlar Hermannsteiner Straszlige 16A durchschnittlich
Wiesbaden-Ringkirche 65185 Wiesbaden Rheinstraszlige hoch
Wiesbaden-Suumld 65203 Wiesbaden Am Hohen Stein durchschnittlich
WitzenhausenWald 37213 Witzenhausen BielsteinWalburger Straszlige niedrig
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
Tab 3 Geraumlteausstattung der Luftmessstationen (Die Jahreszahlen geben das Jahr des Messbeginns fuumlr die jeweilige Komponente an)
Stationsname
Schw
efel
shydi
oxid
Koh
lenshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
diox
id
BTX
Ozo
n
Fein
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b(P
M10
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b(P
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5 )
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stra
hlun
g
Nie
ders
chla
g
Bad Arolsen 99 99 99 00 10 00 00 99 99 04 99
Bebra 88 88 88 00 88 88 88 88
Burg Herzberg 11 11 11 11 11 11 11 11 11
Darmstadt 77 77 77 77 84 00 03 03 03 03 03
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 94 94 94 99 00
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 93 93 93 96 01 10
Frankfurt-Houmlchst 79 80 80 84 00 04 04 04 04
Frankfurt-Ost 84 84 84 00 84 84 84 84 99
Frankfurt-Sindlingen (temporaumlr) 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Fulda-Mitte 06 06 06 06 06 06 06 06
Fulda-Petersberger Straszlige 06 06 06 06 06 10
FuumlrthOdenwald 87 87 87 03 87 87 87 87 90 87 87
Gieszligen-Westanlage 06 06 06 08 06 10
Hanau 77 77 77 92 00 82 82 77 77 03
Heppenheim-Lehrstraszlige 06 06 06 06 10
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 99 99 99 99 00
Kassel-Mitte 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Kellerwald 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06
Kleiner Feldberg 92 92 92 10 76 76 98 98 98
Limburg 98 98 11 98 00 98 98 98 98 99
Linden 95 95 95 95 95 96 96 96 96 07 99
Marburg 88 88 88 00 04 04 04 04
Marburg-Universitaumltsstraszlige 06 06 06 08 06 10
Michelstadt 09 99 99 99 00 99 99 99 99 99
Raunheim 76 76 79 79 82 00 81 81 77 77
Reinheim (temporaumlr) 07 07 07 08 07
Riedstadt 96 96 96 00 96 96 96 96 04 96
Spessart 86 86 86 86 86 86 86 91 86 86
Wasserkuppe 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02
Wetzlar 79 79 79 04 92 00 82 82 81 81 83 90 03
Wiesbaden-Ringkirche 92 91 91 95 00 10
Wiesbaden-Suumld 77 77 77 82 00 82 82 84 84 01
WitzenhausenWald 83 83 83 04 83 83 83 83 92 84 83
Abkuumlrzungen BTX Benzol Toluol m-p-Xylol PM10 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 10 microm PM25 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 25 microm vor dem Jahr 2000 wurde Schwebstaub als Gesamtstaub gemessen Erlaumluterungen Erhebung seit Beginn mit Passivsammlern Erhebung zurzeit mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 44
Das Wettergeschehen 2011 Im Jahr 2011 waren die Temperaturverhaumlltnisse in Hessen nach Analysen des Deutschen Wetterdiensshytes (DWD) und nach eigenen Auswertungen im Vergleich zu langjaumlhrigen Mittelwerten (Normalshyperiode 1961ndash1990) zu warm Dabei war die Sonnenscheindauer leicht uumlberdurchschnittlich und entsprechend der Niederschlagsverhaumlltnisse
Tab 4 Wettergeschehen 2011 Monatscharakterisierungen
war es viel zu trocken Der uumlberdurchschnittliche Jahresmittelwert der Temperatur war weitestshygehend auf die Schoumlnwetterperioden im Fruumlhjahr und im Spaumltsommer bzw Herbst zuruumlckzufuumlhren Die Monate mit uumlberdurchschnittlicher Sonnenshyscheindauer und zu trockenen Niederschlagsvershyhaumlltnissen lagen in den Zeitraumlumen Maumlrz bis Mai und September bis November Im Einzelnen ergaben sich folgende Monatscharakterisierungen
Im war es nach den Monat Temperaturverhaumlltnissen Januar etwas zu warm Februar zu warm Maumlrz zu warm April viel zu warm Mai zu warm Juni etwas zu warm Juli zu kalt August zu warm September zu warm Oktober etwas zu warm November etwas zu warm Dezember zu warm
Monatsmittel der Temperatur [degC]
20
25 Frankfurt (Flughafen)
15
10
5
0
-5
war die war es nach den Sonnenscheindauer Niederschlagsverhaumlltnissen
leicht uumlberdurchschnittlich etwas zu nass unterdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken
leicht unterdurchschnittlich zu nass unterdurchschnittlich etwas zu trocken unterdurchschnittlich viel zu nass uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken unterdurchschnittlich zu nass
25 Gieszligen
20
15
10
5
0
-5 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Monatsmittel der Sonnenscheindauer [h]
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0
50 100 150 200 250 300 350 Frankfurt (Flughafen)
0 50
100 150 200 250 300 350
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Gieszligen
Monatssummen der Niederschlagshoumlhe [mm]
100
125 Frankfurt (Flughafen)
100
125 Gieszligen
75 75
50 50
25 25
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Mittel 1961-1990 Mittel 2011
Abb 2 Monatsauswertungen von Temperatur Sonnenscheindauer und Niederschlagshoumlhe an den DWD-Stationen Frankfurt (Flughafen) und Gieszligen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
November 2011 Der November 2011 war durch mehrere ausgeshypraumlgte und auch lang anhaltende Hochdruckgebiete gekennzeichnet Dies fuumlhrte zu intensiven ausshytauscharmen Wetterlagen in deren Folge insbeshysondere die vertikale Verteilung und der Abtransshyport von Luftverunreinigungen stark behindert wurden Besonders auffaumlllig machte sich dies am Anwachsen der Anzahl der PM10-Uumlberschreitungsshy
tage (Tage mit Mittelwerten gt50 microgm3) bemerkshybar Abb 3 zeigt beispielhaft an 3 Stationen den PM10-Konzentrationsverlauf im November 2011 gegenuumlber dem uumlber mehrere Jahre gemittelten Verlauf im gleichen Monat Ungeachtet des Einflusses meteorologischer Groumlszligen auf die Immissionskonzentration ist jedoch zu betonen dass die eigentliche Ursache der Belastung in den nach wie vor zu hohen anthropogen bedingten Emissionen zu suchen ist
10
20
30
40
50
60
70
80
1 Nov 8 Nov 15 Nov 22 Nov 29 Nov
microgm
sup3
Frankfurt-FriedbLdstr 2011 Heppenheim-Lehrstraszlige 2011 Wiesbaden-Ringkirche 2011 Frankfurt-FriedbLdstr Mittel 2006-2010 Heppenheim-Lehrstraszlige Mittel 2006-2010 Wiesbaden-Ringkirche Mittel 2006-2010
Abb 3 Feinstaub (PM10) im November Vergleich der Konzentration im Jahr 2011 mit dem Mittel der Jahre 2006 bis 2010
PM25-Exposition Mit Einfuumlhrung der neuen EU-Richtlinie fuumlr Luftshyqualitaumlt und saubere Luft in Europa wird als zusaumltzshyliches lufthygienisches Ziel die Reduzierung der durchschnittlichen deutschlandweiten PM25-Exposhysition angestrebt Die Verfolgung dieses Ziels wird an der Entwicklung eines nationalen Indikators fuumlr die durchschnittliche Exposition (Average Exshyposure Indicator ndash AEI) gemessen Der AEI wird als Mittelwert uumlber drei Jahre und uumlber alle fuumlr die Verfolgung dieser Groumlszlige in Deutschland ausgeshywaumlhlten 36 Messstellen im staumldtischen Hintershygrund berechnet Zum ersten Mal wurde der AEI aus den Messungen der Jahre 2008 2009 und 2010 gebildet Ausgehend von diesem bdquoStartwertldquo soll die PM25-Konzentration bis 2020 um einen bestimmten Prozentsatz reduziert werden Das Reduktionsziel haumlngt von der Houmlhe des Startwertes ab Der Startwert liegt fuumlr Deutschland bei 164 microgm3
Den Anforderungen der 39 BImSchV entshysprechend muss diese Konzentration bis 2020 um 15 verringert werden Als Beitrag Hessens an der Ermittlung des AEI werden Messungen an drei Stationen durchgefuumlhrt die Entwicklung der Ershygebnisse seit 2008 ist in Tab 5 zusammengefasst
Tab 5 Jahresmittelwerte der PM25-Konzentration zur Ermittlung des AEI Einheit (Jm) microgm3 Einheit (Bel)
Frankfurt-Ost Wiesbaden-Suumld Kassel-Mitte Jahr
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) AEI Average Exposure Indicator
Jm Bel Jm Bel Jm Bel
2008 163 90 168 94 152 96
2009 185 96 186 98 165 96
2010 187 100 180 100 168 100
2011 176 100 168 97 157 98
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 66
Diskontinuierliche NO2-Messungen Neben der NO2-Messung mit kontinuierlich arbeishytenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlaumlssliche Meshythode fuumlr die Erhebung der mittleren NO2-Konshyzentration erwiesen Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachtraumlglichen chemischen Anashylyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgeshynommenen Masse an NO2 Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO2-Auszligenluft-Konzentration im Probenahmezeitshyraum geschlossen werden Um die Gleichwertigshykeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuiershylichen Referenzmessverfahren zu gewaumlhrleisten werden immer auch Parallelmessungen an ausshygewaumlhlten Stationen des Luftmessnetzes durchshy
gefuumlhrt Als vergleichsweise einfaches und preisshywertes Verfahren kann damit eine groumlszligere Anzahl von Messstellen in der Flaumlche realisiert werden der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Aufloumlsung Der Probenahmezeitraum betraumlgt uumlblicherweise einige Wochen Fuumlr die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewaumlhrt Tab 6 zeigt die Jahresmittelwerte seit 2009 an mehreren straszligenverkehrsbezogenen Messstellen Der Belegungsgrad liegt mit 96 bis 100 uumlberall weit uumlber den geforderten 90 Die Messungen dokumentieren Uumlberschreitungen des NO2-Grenzshywertes fuumlr die langfristige Belastung (40 microgm3 als Jahresmittelwert) an vielen Messstellen Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftshymessnetzes (Tab 7)
Tab 6 NO2-Jahresmittelwerte in microgm3 an verkehrsbezogenen Messstellen ermittelt nach der Passivsammelmethode
Jahr Offenbach 1
Main-straszlige
Offenbach 2 Bieberer Straszlige
Offenbach 3 Untere
Grenzstr
Limburg 1 Frankfurter
Straszlige
Limburg 2 Diezer Straszlige
Limburg 3 Schiede
Limburg 4 Schiede
Ruumlsselsheim Rugby-Ring
2009 60 50 58 64 53
2010 53 45 50 59 47
2011 55 47 52 59 46
Jahresmittel- Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den Balkenshydiagrammen der Abb 4 und in der Tab 7 dargestellt Die maximalen 1-h- 8-h- und 24-h-Mitshytelwerte sind in Tab 8 zusammengefasst Abb 5 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten flaumlchendeckenden Darstellungen zur mittleren NO2- SO2- O3- und PM10-Belastung
Schwefeldioxid Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresshymittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau Auch die in der Groumlszligenordnung von 100 microgm3 im Stunshyden- bzw 40 microgm3 im 24-h-Mittel beobachteten Maximalwerte liegen ca 70 unter den Kurzzeitshygrenzwerten Kohlenmonoxid Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsshybezogen messenden Stationen registriert Insgeshysamt liegen die Werte aber seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau Stickstoffoxide (NO und NO2) Bedingt durch die geringe atmosphaumlrische Verweilzeit von NO und
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65 52 -
66 51 45
die relativ groszlige Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasser-kuppe WitzenhausenWald Kellerwald und Kleishyner Feldberg am geringsten durch NO aber auch NO2 belastet wohingegen die houmlchste Belastung fuumlr beide Stoffe an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist Die NO2shyJahresmittelwerte bewegen sich seit Jahren auf einem vergleichsweise hohen Niveau was zu erheblichen Einhaltungsproblemen des NO2-Langshyzeitgrenzwertes fuumlhrt Maximale NO2-Stunden-werte liegen auch an verkehrsbezogenen Messshystellen in der Regel deutlich unter 200 microgm3 nur an der Messstelle Darmstadt-Huumlgelstraszlige wird dieshyses Niveau haumlufig uumlberschritten PM10 Auch fuumlr PM10 rangieren die verkehrsbezoshygenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 25 und 30 microgm3 an der Spitze In dieser Spitshyzengruppe ist auch Wetzlar zu finden wobei an diesem Standort industrielle Quellen mit in Beshytracht zu ziehen sind Maximale 24-h-Werte liegen in der Groumlszligenordnung von uumlber 100 microgm3 PM25 Auch PM25 erreicht an straszligenverkehrsbeshyzogenen Messstellen die houmlchsten Werte
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
itung
en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
8
10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 1 Standorte und Stationscharakteristiken der Luftmessstationen
Stationsname RW (GK)
HW (GK)
Huuml NN (m)
Laumlngengrad (ETRS89)
Breitengrad (ETRS89)
Standortcharakter
Bad Arolsen 3495077 5699586 343 8deg554143 51deg255123 laumlndlich
Bebra 3556285 5648616 204 9deg48094 50deg581209 Innenstadt Wohnbezirk
Burg Herzberg 3532481 5626202 491 9deg273383 50deg461337 Wald Mittelgebirge
Darmstadt 3475965 5526257 158 8deg395263 49deg522029 Innenstadt Wohnbezirk
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 3475182 5525944 158 8deg391351 49deg521004 Innenstadt Straszligenschlucht
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 3478042 5554310 119 8deg413088 50deg72853 Innenstadt Straszligenschlucht
Frankfurt-Houmlchst 3467310 5551838 104 8deg323137 50deg6674 Innenstadt Industrie
Frankfurt-Ost 3481935 5554378 100 8deg444684 50deg73118 Industrie verkehrsnah
Frankfurt-Sindlingen 3465402 5549498 99 8deg305613 50deg45061 Industrie Wohnbezirk
Fulda-Mitte 3548422 5601730 272 9deg405577 50deg325747 Innenstadt Wohnbezirk
Fulda-Petersberger Straszlige 3548612 5601813 277 9deg41545 50deg33011 Innenstadt Straszligenschlucht
FuumlrthOdenwald 3486878 5501879 484 8deg49210 49deg391246 Wald Mittelgebirge
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 162 8deg40691 50deg35280 Innenstadt Straszligenschlucht
Hanau 3494217 5555408 106 8deg55508 50deg8541 Innenstadt verkehrsnah
Heppenheim-Lehrstraszlige 3474218 5500787 110 8deg383118 49deg383565 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 3534316 5686479 179 9deg292804 51deg184348 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Mitte 3533776 5686717 181 9deg29024 51deg185129 Innenstadt Mischgebiet
Kellerwald 3502294 5668872 483 9deg15434 51deg91744 Wald Nationalpark
Kleiner Feldberg 3460543 5565240 811 8deg264590 50deg131897 Mittelgebirge Kuppenlage
Limburg 3433288 5583454 128 8deg33959 50deg225959 Innenstadt Mischgebiet
Linden 3477697 5599738 172 8deg41385 50deg315867 Dauergruumlnland
Marburg 3483812 5629895 182 8deg46958 50deg481533 Innenstadt Mischgebiet
Marburg-Universitaumltsstraszlige 3483818 5630202 186 8deg46984 50deg482528 Innenstadt Straszligenschlucht
Michelstadt 3500217 5503981 209 9deg0714 49deg402101 Innenstadt Wohnbezirk
Raunheim 3460759 5541699 90 8deg27550 50deg03718 Innenstadt Wohnbezirk
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg495600 49deg494001 Geschaumlfts- und Wohnbezirk
Riedstadt 3465305 5521072 87 8deg31048 49deg493059 laumlndlich
Spessart 3528614 5558773 502 9deg235798 50deg95195 Wald Mittelgebirge
Wasserkuppe 3566475 5596188 931 9deg56909 50deg295175 Mittelgebirge
Wetzlar 3464693 5603616 152 8deg30224 50deg34186 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg134912 50deg43788 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445997 5546279 121 8deg144180 50deg3124 Wohnbezirk industrienah
WitzenhausenWald 3554105 5684389 610 9deg462851 51deg173034 Wald Mittelgebirge
Abkuumlrzungen RW Rechtswert HW Hochwert GK Gauszlig-Kruumlger H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull ETRS89 Europaumlisches Terrestrisches Referenzsystem 1989 Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 22
Tab 2 Ortsbezeichnung der Luftmessstationen
Stationsname Postshyleitzahl
StadtGemeinde Straszlige Einstufung der Immissionsshybelastung
Bad Arolsen 34454 Bad Arolsen - Kohlgrund An der Thale niedrig
Bebra 36179 Bebra Goethestraszlige 2 durchschnittlich
Burg Herzberg 36287 Breitenbach niedrig
Darmstadt 64287 Darmstadt Rudolf-Mueller-Anlage durchschnittlich
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 64283 Darmstadt HuumlgelstrWilhelm-Glaumlssing-Str hoch
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 60316 Frankfurt am Main Friedberger Landstraszlige hoch
Frankfurt-Houmlchst 65929 Frankfurt am Main Houmlchst-Bahnhof hoch
Frankfurt-Ost 60487 Frankfurt am Main Hanauer Landstraszlige durchschnittlich
Frankfurt-Sindlingen 65931 Frankfurt am Main Kuumlferstraszlige durchschnittlich
Fulda-Mitte 36043 Fulda Franzosenwaumlldchen durchschnittlich
Fulda-Petersberger Straszlige 36037 Fulda Petersberger Straszlige 24-26 hoch
FuumlrthOdenwald 64658 FuumlrthOdenwald Erzberg niedrig
Gieszligen-Westanlage 35390 Gieszligen Westanlage 26 hoch
Hanau 63450 Hanau Am Freiheitsplatz durchschnittlich
Heppenheim-Lehrstraszlige 64646 Heppenheim Lehrstraszlige 9 hoch
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 34121 Kassel Fuumlnffensterstraszlige hoch
Kassel-Mitte 34117 Kassel Hinter der Komoumldie durchschnittlich
Kellerwald 34594 Edertal-Hemfurth Peterskopfstraszlige niedrig
Kleiner Feldberg 61479 Glashuumltten niedrig
Limburg 65549 Limburg Eisenbahnstraszlige durchschnittlich
Linden 35440 Linden Steinweg niedrig
Marburg 35037 Marburg Gutenbergstraszlige durchschnittlich
Marburg-Universitaumltsstraszlige 35037 Marburg Universitaumltsstraszlige 8 hoch
Michelstadt 64720 Michelstadt Ludwig-Arzt-Straszlige niedrig
Raunheim 65479 Raunheim Starkenburger Straszlige durchschnittlich
Reinheim 64354 Reinheim Darmstaumldter Straszlige hoch
Riedstadt 64560 Riedstadt Flur 957 bei Goddelau niedrig
Spessart 63637 Jossgrund-Lettgenbrunn Feldmark Lettgenbrunn niedrig
Wasserkuppe 36129 Gersfeld (Rhoumln) Liegenschaft Wasserkuppe niedrig
Wetzlar 35576 Wetzlar Hermannsteiner Straszlige 16A durchschnittlich
Wiesbaden-Ringkirche 65185 Wiesbaden Rheinstraszlige hoch
Wiesbaden-Suumld 65203 Wiesbaden Am Hohen Stein durchschnittlich
WitzenhausenWald 37213 Witzenhausen BielsteinWalburger Straszlige niedrig
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
Tab 3 Geraumlteausstattung der Luftmessstationen (Die Jahreszahlen geben das Jahr des Messbeginns fuumlr die jeweilige Komponente an)
Stationsname
Schw
efel
shydi
oxid
Koh
lenshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
diox
id
BTX
Ozo
n
Fein
stau
b(P
M10
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stau
b(P
M2
5 )
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Luft
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Glo
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stra
hlun
g
Nie
ders
chla
g
Bad Arolsen 99 99 99 00 10 00 00 99 99 04 99
Bebra 88 88 88 00 88 88 88 88
Burg Herzberg 11 11 11 11 11 11 11 11 11
Darmstadt 77 77 77 77 84 00 03 03 03 03 03
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 94 94 94 99 00
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 93 93 93 96 01 10
Frankfurt-Houmlchst 79 80 80 84 00 04 04 04 04
Frankfurt-Ost 84 84 84 00 84 84 84 84 99
Frankfurt-Sindlingen (temporaumlr) 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Fulda-Mitte 06 06 06 06 06 06 06 06
Fulda-Petersberger Straszlige 06 06 06 06 06 10
FuumlrthOdenwald 87 87 87 03 87 87 87 87 90 87 87
Gieszligen-Westanlage 06 06 06 08 06 10
Hanau 77 77 77 92 00 82 82 77 77 03
Heppenheim-Lehrstraszlige 06 06 06 06 10
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 99 99 99 99 00
Kassel-Mitte 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Kellerwald 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06
Kleiner Feldberg 92 92 92 10 76 76 98 98 98
Limburg 98 98 11 98 00 98 98 98 98 99
Linden 95 95 95 95 95 96 96 96 96 07 99
Marburg 88 88 88 00 04 04 04 04
Marburg-Universitaumltsstraszlige 06 06 06 08 06 10
Michelstadt 09 99 99 99 00 99 99 99 99 99
Raunheim 76 76 79 79 82 00 81 81 77 77
Reinheim (temporaumlr) 07 07 07 08 07
Riedstadt 96 96 96 00 96 96 96 96 04 96
Spessart 86 86 86 86 86 86 86 91 86 86
Wasserkuppe 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02
Wetzlar 79 79 79 04 92 00 82 82 81 81 83 90 03
Wiesbaden-Ringkirche 92 91 91 95 00 10
Wiesbaden-Suumld 77 77 77 82 00 82 82 84 84 01
WitzenhausenWald 83 83 83 04 83 83 83 83 92 84 83
Abkuumlrzungen BTX Benzol Toluol m-p-Xylol PM10 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 10 microm PM25 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 25 microm vor dem Jahr 2000 wurde Schwebstaub als Gesamtstaub gemessen Erlaumluterungen Erhebung seit Beginn mit Passivsammlern Erhebung zurzeit mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 44
Das Wettergeschehen 2011 Im Jahr 2011 waren die Temperaturverhaumlltnisse in Hessen nach Analysen des Deutschen Wetterdiensshytes (DWD) und nach eigenen Auswertungen im Vergleich zu langjaumlhrigen Mittelwerten (Normalshyperiode 1961ndash1990) zu warm Dabei war die Sonnenscheindauer leicht uumlberdurchschnittlich und entsprechend der Niederschlagsverhaumlltnisse
Tab 4 Wettergeschehen 2011 Monatscharakterisierungen
war es viel zu trocken Der uumlberdurchschnittliche Jahresmittelwert der Temperatur war weitestshygehend auf die Schoumlnwetterperioden im Fruumlhjahr und im Spaumltsommer bzw Herbst zuruumlckzufuumlhren Die Monate mit uumlberdurchschnittlicher Sonnenshyscheindauer und zu trockenen Niederschlagsvershyhaumlltnissen lagen in den Zeitraumlumen Maumlrz bis Mai und September bis November Im Einzelnen ergaben sich folgende Monatscharakterisierungen
Im war es nach den Monat Temperaturverhaumlltnissen Januar etwas zu warm Februar zu warm Maumlrz zu warm April viel zu warm Mai zu warm Juni etwas zu warm Juli zu kalt August zu warm September zu warm Oktober etwas zu warm November etwas zu warm Dezember zu warm
Monatsmittel der Temperatur [degC]
20
25 Frankfurt (Flughafen)
15
10
5
0
-5
war die war es nach den Sonnenscheindauer Niederschlagsverhaumlltnissen
leicht uumlberdurchschnittlich etwas zu nass unterdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken
leicht unterdurchschnittlich zu nass unterdurchschnittlich etwas zu trocken unterdurchschnittlich viel zu nass uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken unterdurchschnittlich zu nass
25 Gieszligen
20
15
10
5
0
-5 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Monatsmittel der Sonnenscheindauer [h]
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0
50 100 150 200 250 300 350 Frankfurt (Flughafen)
0 50
100 150 200 250 300 350
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Gieszligen
Monatssummen der Niederschlagshoumlhe [mm]
100
125 Frankfurt (Flughafen)
100
125 Gieszligen
75 75
50 50
25 25
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Mittel 1961-1990 Mittel 2011
Abb 2 Monatsauswertungen von Temperatur Sonnenscheindauer und Niederschlagshoumlhe an den DWD-Stationen Frankfurt (Flughafen) und Gieszligen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
November 2011 Der November 2011 war durch mehrere ausgeshypraumlgte und auch lang anhaltende Hochdruckgebiete gekennzeichnet Dies fuumlhrte zu intensiven ausshytauscharmen Wetterlagen in deren Folge insbeshysondere die vertikale Verteilung und der Abtransshyport von Luftverunreinigungen stark behindert wurden Besonders auffaumlllig machte sich dies am Anwachsen der Anzahl der PM10-Uumlberschreitungsshy
tage (Tage mit Mittelwerten gt50 microgm3) bemerkshybar Abb 3 zeigt beispielhaft an 3 Stationen den PM10-Konzentrationsverlauf im November 2011 gegenuumlber dem uumlber mehrere Jahre gemittelten Verlauf im gleichen Monat Ungeachtet des Einflusses meteorologischer Groumlszligen auf die Immissionskonzentration ist jedoch zu betonen dass die eigentliche Ursache der Belastung in den nach wie vor zu hohen anthropogen bedingten Emissionen zu suchen ist
10
20
30
40
50
60
70
80
1 Nov 8 Nov 15 Nov 22 Nov 29 Nov
microgm
sup3
Frankfurt-FriedbLdstr 2011 Heppenheim-Lehrstraszlige 2011 Wiesbaden-Ringkirche 2011 Frankfurt-FriedbLdstr Mittel 2006-2010 Heppenheim-Lehrstraszlige Mittel 2006-2010 Wiesbaden-Ringkirche Mittel 2006-2010
Abb 3 Feinstaub (PM10) im November Vergleich der Konzentration im Jahr 2011 mit dem Mittel der Jahre 2006 bis 2010
PM25-Exposition Mit Einfuumlhrung der neuen EU-Richtlinie fuumlr Luftshyqualitaumlt und saubere Luft in Europa wird als zusaumltzshyliches lufthygienisches Ziel die Reduzierung der durchschnittlichen deutschlandweiten PM25-Exposhysition angestrebt Die Verfolgung dieses Ziels wird an der Entwicklung eines nationalen Indikators fuumlr die durchschnittliche Exposition (Average Exshyposure Indicator ndash AEI) gemessen Der AEI wird als Mittelwert uumlber drei Jahre und uumlber alle fuumlr die Verfolgung dieser Groumlszlige in Deutschland ausgeshywaumlhlten 36 Messstellen im staumldtischen Hintershygrund berechnet Zum ersten Mal wurde der AEI aus den Messungen der Jahre 2008 2009 und 2010 gebildet Ausgehend von diesem bdquoStartwertldquo soll die PM25-Konzentration bis 2020 um einen bestimmten Prozentsatz reduziert werden Das Reduktionsziel haumlngt von der Houmlhe des Startwertes ab Der Startwert liegt fuumlr Deutschland bei 164 microgm3
Den Anforderungen der 39 BImSchV entshysprechend muss diese Konzentration bis 2020 um 15 verringert werden Als Beitrag Hessens an der Ermittlung des AEI werden Messungen an drei Stationen durchgefuumlhrt die Entwicklung der Ershygebnisse seit 2008 ist in Tab 5 zusammengefasst
Tab 5 Jahresmittelwerte der PM25-Konzentration zur Ermittlung des AEI Einheit (Jm) microgm3 Einheit (Bel)
Frankfurt-Ost Wiesbaden-Suumld Kassel-Mitte Jahr
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) AEI Average Exposure Indicator
Jm Bel Jm Bel Jm Bel
2008 163 90 168 94 152 96
2009 185 96 186 98 165 96
2010 187 100 180 100 168 100
2011 176 100 168 97 157 98
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 66
Diskontinuierliche NO2-Messungen Neben der NO2-Messung mit kontinuierlich arbeishytenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlaumlssliche Meshythode fuumlr die Erhebung der mittleren NO2-Konshyzentration erwiesen Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachtraumlglichen chemischen Anashylyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgeshynommenen Masse an NO2 Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO2-Auszligenluft-Konzentration im Probenahmezeitshyraum geschlossen werden Um die Gleichwertigshykeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuiershylichen Referenzmessverfahren zu gewaumlhrleisten werden immer auch Parallelmessungen an ausshygewaumlhlten Stationen des Luftmessnetzes durchshy
gefuumlhrt Als vergleichsweise einfaches und preisshywertes Verfahren kann damit eine groumlszligere Anzahl von Messstellen in der Flaumlche realisiert werden der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Aufloumlsung Der Probenahmezeitraum betraumlgt uumlblicherweise einige Wochen Fuumlr die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewaumlhrt Tab 6 zeigt die Jahresmittelwerte seit 2009 an mehreren straszligenverkehrsbezogenen Messstellen Der Belegungsgrad liegt mit 96 bis 100 uumlberall weit uumlber den geforderten 90 Die Messungen dokumentieren Uumlberschreitungen des NO2-Grenzshywertes fuumlr die langfristige Belastung (40 microgm3 als Jahresmittelwert) an vielen Messstellen Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftshymessnetzes (Tab 7)
Tab 6 NO2-Jahresmittelwerte in microgm3 an verkehrsbezogenen Messstellen ermittelt nach der Passivsammelmethode
Jahr Offenbach 1
Main-straszlige
Offenbach 2 Bieberer Straszlige
Offenbach 3 Untere
Grenzstr
Limburg 1 Frankfurter
Straszlige
Limburg 2 Diezer Straszlige
Limburg 3 Schiede
Limburg 4 Schiede
Ruumlsselsheim Rugby-Ring
2009 60 50 58 64 53
2010 53 45 50 59 47
2011 55 47 52 59 46
Jahresmittel- Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den Balkenshydiagrammen der Abb 4 und in der Tab 7 dargestellt Die maximalen 1-h- 8-h- und 24-h-Mitshytelwerte sind in Tab 8 zusammengefasst Abb 5 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten flaumlchendeckenden Darstellungen zur mittleren NO2- SO2- O3- und PM10-Belastung
Schwefeldioxid Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresshymittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau Auch die in der Groumlszligenordnung von 100 microgm3 im Stunshyden- bzw 40 microgm3 im 24-h-Mittel beobachteten Maximalwerte liegen ca 70 unter den Kurzzeitshygrenzwerten Kohlenmonoxid Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsshybezogen messenden Stationen registriert Insgeshysamt liegen die Werte aber seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau Stickstoffoxide (NO und NO2) Bedingt durch die geringe atmosphaumlrische Verweilzeit von NO und
70 58 -
65 52 -
66 51 45
die relativ groszlige Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasser-kuppe WitzenhausenWald Kellerwald und Kleishyner Feldberg am geringsten durch NO aber auch NO2 belastet wohingegen die houmlchste Belastung fuumlr beide Stoffe an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist Die NO2shyJahresmittelwerte bewegen sich seit Jahren auf einem vergleichsweise hohen Niveau was zu erheblichen Einhaltungsproblemen des NO2-Langshyzeitgrenzwertes fuumlhrt Maximale NO2-Stunden-werte liegen auch an verkehrsbezogenen Messshystellen in der Regel deutlich unter 200 microgm3 nur an der Messstelle Darmstadt-Huumlgelstraszlige wird dieshyses Niveau haumlufig uumlberschritten PM10 Auch fuumlr PM10 rangieren die verkehrsbezoshygenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 25 und 30 microgm3 an der Spitze In dieser Spitshyzengruppe ist auch Wetzlar zu finden wobei an diesem Standort industrielle Quellen mit in Beshytracht zu ziehen sind Maximale 24-h-Werte liegen in der Groumlszligenordnung von uumlber 100 microgm3 PM25 Auch PM25 erreicht an straszligenverkehrsbeshyzogenen Messstellen die houmlchsten Werte
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
itung
en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
8
10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 2 Ortsbezeichnung der Luftmessstationen
Stationsname Postshyleitzahl
StadtGemeinde Straszlige Einstufung der Immissionsshybelastung
Bad Arolsen 34454 Bad Arolsen - Kohlgrund An der Thale niedrig
Bebra 36179 Bebra Goethestraszlige 2 durchschnittlich
Burg Herzberg 36287 Breitenbach niedrig
Darmstadt 64287 Darmstadt Rudolf-Mueller-Anlage durchschnittlich
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 64283 Darmstadt HuumlgelstrWilhelm-Glaumlssing-Str hoch
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 60316 Frankfurt am Main Friedberger Landstraszlige hoch
Frankfurt-Houmlchst 65929 Frankfurt am Main Houmlchst-Bahnhof hoch
Frankfurt-Ost 60487 Frankfurt am Main Hanauer Landstraszlige durchschnittlich
Frankfurt-Sindlingen 65931 Frankfurt am Main Kuumlferstraszlige durchschnittlich
Fulda-Mitte 36043 Fulda Franzosenwaumlldchen durchschnittlich
Fulda-Petersberger Straszlige 36037 Fulda Petersberger Straszlige 24-26 hoch
FuumlrthOdenwald 64658 FuumlrthOdenwald Erzberg niedrig
Gieszligen-Westanlage 35390 Gieszligen Westanlage 26 hoch
Hanau 63450 Hanau Am Freiheitsplatz durchschnittlich
Heppenheim-Lehrstraszlige 64646 Heppenheim Lehrstraszlige 9 hoch
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 34121 Kassel Fuumlnffensterstraszlige hoch
Kassel-Mitte 34117 Kassel Hinter der Komoumldie durchschnittlich
Kellerwald 34594 Edertal-Hemfurth Peterskopfstraszlige niedrig
Kleiner Feldberg 61479 Glashuumltten niedrig
Limburg 65549 Limburg Eisenbahnstraszlige durchschnittlich
Linden 35440 Linden Steinweg niedrig
Marburg 35037 Marburg Gutenbergstraszlige durchschnittlich
Marburg-Universitaumltsstraszlige 35037 Marburg Universitaumltsstraszlige 8 hoch
Michelstadt 64720 Michelstadt Ludwig-Arzt-Straszlige niedrig
Raunheim 65479 Raunheim Starkenburger Straszlige durchschnittlich
Reinheim 64354 Reinheim Darmstaumldter Straszlige hoch
Riedstadt 64560 Riedstadt Flur 957 bei Goddelau niedrig
Spessart 63637 Jossgrund-Lettgenbrunn Feldmark Lettgenbrunn niedrig
Wasserkuppe 36129 Gersfeld (Rhoumln) Liegenschaft Wasserkuppe niedrig
Wetzlar 35576 Wetzlar Hermannsteiner Straszlige 16A durchschnittlich
Wiesbaden-Ringkirche 65185 Wiesbaden Rheinstraszlige hoch
Wiesbaden-Suumld 65203 Wiesbaden Am Hohen Stein durchschnittlich
WitzenhausenWald 37213 Witzenhausen BielsteinWalburger Straszlige niedrig
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
Tab 3 Geraumlteausstattung der Luftmessstationen (Die Jahreszahlen geben das Jahr des Messbeginns fuumlr die jeweilige Komponente an)
Stationsname
Schw
efel
shydi
oxid
Koh
lenshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
diox
id
BTX
Ozo
n
Fein
stau
b(P
M10
)
Fein
stau
b(P
M2
5 )
Win
d-ri
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tur
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Luft
druc
k
Glo
balshy
stra
hlun
g
Nie
ders
chla
g
Bad Arolsen 99 99 99 00 10 00 00 99 99 04 99
Bebra 88 88 88 00 88 88 88 88
Burg Herzberg 11 11 11 11 11 11 11 11 11
Darmstadt 77 77 77 77 84 00 03 03 03 03 03
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 94 94 94 99 00
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 93 93 93 96 01 10
Frankfurt-Houmlchst 79 80 80 84 00 04 04 04 04
Frankfurt-Ost 84 84 84 00 84 84 84 84 99
Frankfurt-Sindlingen (temporaumlr) 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Fulda-Mitte 06 06 06 06 06 06 06 06
Fulda-Petersberger Straszlige 06 06 06 06 06 10
FuumlrthOdenwald 87 87 87 03 87 87 87 87 90 87 87
Gieszligen-Westanlage 06 06 06 08 06 10
Hanau 77 77 77 92 00 82 82 77 77 03
Heppenheim-Lehrstraszlige 06 06 06 06 10
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 99 99 99 99 00
Kassel-Mitte 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Kellerwald 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06
Kleiner Feldberg 92 92 92 10 76 76 98 98 98
Limburg 98 98 11 98 00 98 98 98 98 99
Linden 95 95 95 95 95 96 96 96 96 07 99
Marburg 88 88 88 00 04 04 04 04
Marburg-Universitaumltsstraszlige 06 06 06 08 06 10
Michelstadt 09 99 99 99 00 99 99 99 99 99
Raunheim 76 76 79 79 82 00 81 81 77 77
Reinheim (temporaumlr) 07 07 07 08 07
Riedstadt 96 96 96 00 96 96 96 96 04 96
Spessart 86 86 86 86 86 86 86 91 86 86
Wasserkuppe 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02
Wetzlar 79 79 79 04 92 00 82 82 81 81 83 90 03
Wiesbaden-Ringkirche 92 91 91 95 00 10
Wiesbaden-Suumld 77 77 77 82 00 82 82 84 84 01
WitzenhausenWald 83 83 83 04 83 83 83 83 92 84 83
Abkuumlrzungen BTX Benzol Toluol m-p-Xylol PM10 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 10 microm PM25 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 25 microm vor dem Jahr 2000 wurde Schwebstaub als Gesamtstaub gemessen Erlaumluterungen Erhebung seit Beginn mit Passivsammlern Erhebung zurzeit mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 44
Das Wettergeschehen 2011 Im Jahr 2011 waren die Temperaturverhaumlltnisse in Hessen nach Analysen des Deutschen Wetterdiensshytes (DWD) und nach eigenen Auswertungen im Vergleich zu langjaumlhrigen Mittelwerten (Normalshyperiode 1961ndash1990) zu warm Dabei war die Sonnenscheindauer leicht uumlberdurchschnittlich und entsprechend der Niederschlagsverhaumlltnisse
Tab 4 Wettergeschehen 2011 Monatscharakterisierungen
war es viel zu trocken Der uumlberdurchschnittliche Jahresmittelwert der Temperatur war weitestshygehend auf die Schoumlnwetterperioden im Fruumlhjahr und im Spaumltsommer bzw Herbst zuruumlckzufuumlhren Die Monate mit uumlberdurchschnittlicher Sonnenshyscheindauer und zu trockenen Niederschlagsvershyhaumlltnissen lagen in den Zeitraumlumen Maumlrz bis Mai und September bis November Im Einzelnen ergaben sich folgende Monatscharakterisierungen
Im war es nach den Monat Temperaturverhaumlltnissen Januar etwas zu warm Februar zu warm Maumlrz zu warm April viel zu warm Mai zu warm Juni etwas zu warm Juli zu kalt August zu warm September zu warm Oktober etwas zu warm November etwas zu warm Dezember zu warm
Monatsmittel der Temperatur [degC]
20
25 Frankfurt (Flughafen)
15
10
5
0
-5
war die war es nach den Sonnenscheindauer Niederschlagsverhaumlltnissen
leicht uumlberdurchschnittlich etwas zu nass unterdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken
leicht unterdurchschnittlich zu nass unterdurchschnittlich etwas zu trocken unterdurchschnittlich viel zu nass uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken unterdurchschnittlich zu nass
25 Gieszligen
20
15
10
5
0
-5 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Monatsmittel der Sonnenscheindauer [h]
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0
50 100 150 200 250 300 350 Frankfurt (Flughafen)
0 50
100 150 200 250 300 350
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Gieszligen
Monatssummen der Niederschlagshoumlhe [mm]
100
125 Frankfurt (Flughafen)
100
125 Gieszligen
75 75
50 50
25 25
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Mittel 1961-1990 Mittel 2011
Abb 2 Monatsauswertungen von Temperatur Sonnenscheindauer und Niederschlagshoumlhe an den DWD-Stationen Frankfurt (Flughafen) und Gieszligen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
November 2011 Der November 2011 war durch mehrere ausgeshypraumlgte und auch lang anhaltende Hochdruckgebiete gekennzeichnet Dies fuumlhrte zu intensiven ausshytauscharmen Wetterlagen in deren Folge insbeshysondere die vertikale Verteilung und der Abtransshyport von Luftverunreinigungen stark behindert wurden Besonders auffaumlllig machte sich dies am Anwachsen der Anzahl der PM10-Uumlberschreitungsshy
tage (Tage mit Mittelwerten gt50 microgm3) bemerkshybar Abb 3 zeigt beispielhaft an 3 Stationen den PM10-Konzentrationsverlauf im November 2011 gegenuumlber dem uumlber mehrere Jahre gemittelten Verlauf im gleichen Monat Ungeachtet des Einflusses meteorologischer Groumlszligen auf die Immissionskonzentration ist jedoch zu betonen dass die eigentliche Ursache der Belastung in den nach wie vor zu hohen anthropogen bedingten Emissionen zu suchen ist
10
20
30
40
50
60
70
80
1 Nov 8 Nov 15 Nov 22 Nov 29 Nov
microgm
sup3
Frankfurt-FriedbLdstr 2011 Heppenheim-Lehrstraszlige 2011 Wiesbaden-Ringkirche 2011 Frankfurt-FriedbLdstr Mittel 2006-2010 Heppenheim-Lehrstraszlige Mittel 2006-2010 Wiesbaden-Ringkirche Mittel 2006-2010
Abb 3 Feinstaub (PM10) im November Vergleich der Konzentration im Jahr 2011 mit dem Mittel der Jahre 2006 bis 2010
PM25-Exposition Mit Einfuumlhrung der neuen EU-Richtlinie fuumlr Luftshyqualitaumlt und saubere Luft in Europa wird als zusaumltzshyliches lufthygienisches Ziel die Reduzierung der durchschnittlichen deutschlandweiten PM25-Exposhysition angestrebt Die Verfolgung dieses Ziels wird an der Entwicklung eines nationalen Indikators fuumlr die durchschnittliche Exposition (Average Exshyposure Indicator ndash AEI) gemessen Der AEI wird als Mittelwert uumlber drei Jahre und uumlber alle fuumlr die Verfolgung dieser Groumlszlige in Deutschland ausgeshywaumlhlten 36 Messstellen im staumldtischen Hintershygrund berechnet Zum ersten Mal wurde der AEI aus den Messungen der Jahre 2008 2009 und 2010 gebildet Ausgehend von diesem bdquoStartwertldquo soll die PM25-Konzentration bis 2020 um einen bestimmten Prozentsatz reduziert werden Das Reduktionsziel haumlngt von der Houmlhe des Startwertes ab Der Startwert liegt fuumlr Deutschland bei 164 microgm3
Den Anforderungen der 39 BImSchV entshysprechend muss diese Konzentration bis 2020 um 15 verringert werden Als Beitrag Hessens an der Ermittlung des AEI werden Messungen an drei Stationen durchgefuumlhrt die Entwicklung der Ershygebnisse seit 2008 ist in Tab 5 zusammengefasst
Tab 5 Jahresmittelwerte der PM25-Konzentration zur Ermittlung des AEI Einheit (Jm) microgm3 Einheit (Bel)
Frankfurt-Ost Wiesbaden-Suumld Kassel-Mitte Jahr
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) AEI Average Exposure Indicator
Jm Bel Jm Bel Jm Bel
2008 163 90 168 94 152 96
2009 185 96 186 98 165 96
2010 187 100 180 100 168 100
2011 176 100 168 97 157 98
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 66
Diskontinuierliche NO2-Messungen Neben der NO2-Messung mit kontinuierlich arbeishytenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlaumlssliche Meshythode fuumlr die Erhebung der mittleren NO2-Konshyzentration erwiesen Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachtraumlglichen chemischen Anashylyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgeshynommenen Masse an NO2 Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO2-Auszligenluft-Konzentration im Probenahmezeitshyraum geschlossen werden Um die Gleichwertigshykeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuiershylichen Referenzmessverfahren zu gewaumlhrleisten werden immer auch Parallelmessungen an ausshygewaumlhlten Stationen des Luftmessnetzes durchshy
gefuumlhrt Als vergleichsweise einfaches und preisshywertes Verfahren kann damit eine groumlszligere Anzahl von Messstellen in der Flaumlche realisiert werden der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Aufloumlsung Der Probenahmezeitraum betraumlgt uumlblicherweise einige Wochen Fuumlr die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewaumlhrt Tab 6 zeigt die Jahresmittelwerte seit 2009 an mehreren straszligenverkehrsbezogenen Messstellen Der Belegungsgrad liegt mit 96 bis 100 uumlberall weit uumlber den geforderten 90 Die Messungen dokumentieren Uumlberschreitungen des NO2-Grenzshywertes fuumlr die langfristige Belastung (40 microgm3 als Jahresmittelwert) an vielen Messstellen Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftshymessnetzes (Tab 7)
Tab 6 NO2-Jahresmittelwerte in microgm3 an verkehrsbezogenen Messstellen ermittelt nach der Passivsammelmethode
Jahr Offenbach 1
Main-straszlige
Offenbach 2 Bieberer Straszlige
Offenbach 3 Untere
Grenzstr
Limburg 1 Frankfurter
Straszlige
Limburg 2 Diezer Straszlige
Limburg 3 Schiede
Limburg 4 Schiede
Ruumlsselsheim Rugby-Ring
2009 60 50 58 64 53
2010 53 45 50 59 47
2011 55 47 52 59 46
Jahresmittel- Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den Balkenshydiagrammen der Abb 4 und in der Tab 7 dargestellt Die maximalen 1-h- 8-h- und 24-h-Mitshytelwerte sind in Tab 8 zusammengefasst Abb 5 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten flaumlchendeckenden Darstellungen zur mittleren NO2- SO2- O3- und PM10-Belastung
Schwefeldioxid Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresshymittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau Auch die in der Groumlszligenordnung von 100 microgm3 im Stunshyden- bzw 40 microgm3 im 24-h-Mittel beobachteten Maximalwerte liegen ca 70 unter den Kurzzeitshygrenzwerten Kohlenmonoxid Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsshybezogen messenden Stationen registriert Insgeshysamt liegen die Werte aber seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau Stickstoffoxide (NO und NO2) Bedingt durch die geringe atmosphaumlrische Verweilzeit von NO und
70 58 -
65 52 -
66 51 45
die relativ groszlige Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasser-kuppe WitzenhausenWald Kellerwald und Kleishyner Feldberg am geringsten durch NO aber auch NO2 belastet wohingegen die houmlchste Belastung fuumlr beide Stoffe an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist Die NO2shyJahresmittelwerte bewegen sich seit Jahren auf einem vergleichsweise hohen Niveau was zu erheblichen Einhaltungsproblemen des NO2-Langshyzeitgrenzwertes fuumlhrt Maximale NO2-Stunden-werte liegen auch an verkehrsbezogenen Messshystellen in der Regel deutlich unter 200 microgm3 nur an der Messstelle Darmstadt-Huumlgelstraszlige wird dieshyses Niveau haumlufig uumlberschritten PM10 Auch fuumlr PM10 rangieren die verkehrsbezoshygenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 25 und 30 microgm3 an der Spitze In dieser Spitshyzengruppe ist auch Wetzlar zu finden wobei an diesem Standort industrielle Quellen mit in Beshytracht zu ziehen sind Maximale 24-h-Werte liegen in der Groumlszligenordnung von uumlber 100 microgm3 PM25 Auch PM25 erreicht an straszligenverkehrsbeshyzogenen Messstellen die houmlchsten Werte
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
0
1
2
3
4
5
6
7
Ben
zol
Tolu
ol
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Ben
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Ben
zol
Tolu
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ol
o-X
ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
8
10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 3 Geraumlteausstattung der Luftmessstationen (Die Jahreszahlen geben das Jahr des Messbeginns fuumlr die jeweilige Komponente an)
Stationsname
Schw
efel
shydi
oxid
Koh
lenshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
mon
oxid
Stic
ksto
ffshy
diox
id
BTX
Ozo
n
Fein
stau
b(P
M10
)
Fein
stau
b(P
M2
5 )
Win
d-ri
chtu
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Win
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schw
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Tem
pera
tur
Rela
tive
Feuc
hte
Luft
druc
k
Glo
balshy
stra
hlun
g
Nie
ders
chla
g
Bad Arolsen 99 99 99 00 10 00 00 99 99 04 99
Bebra 88 88 88 00 88 88 88 88
Burg Herzberg 11 11 11 11 11 11 11 11 11
Darmstadt 77 77 77 77 84 00 03 03 03 03 03
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 94 94 94 99 00
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 93 93 93 96 01 10
Frankfurt-Houmlchst 79 80 80 84 00 04 04 04 04
Frankfurt-Ost 84 84 84 00 84 84 84 84 99
Frankfurt-Sindlingen (temporaumlr) 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Fulda-Mitte 06 06 06 06 06 06 06 06
Fulda-Petersberger Straszlige 06 06 06 06 06 10
FuumlrthOdenwald 87 87 87 03 87 87 87 87 90 87 87
Gieszligen-Westanlage 06 06 06 08 06 10
Hanau 77 77 77 92 00 82 82 77 77 03
Heppenheim-Lehrstraszlige 06 06 06 06 10
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 99 99 99 99 00
Kassel-Mitte 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08 08
Kellerwald 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06 06
Kleiner Feldberg 92 92 92 10 76 76 98 98 98
Limburg 98 98 11 98 00 98 98 98 98 99
Linden 95 95 95 95 95 96 96 96 96 07 99
Marburg 88 88 88 00 04 04 04 04
Marburg-Universitaumltsstraszlige 06 06 06 08 06 10
Michelstadt 09 99 99 99 00 99 99 99 99 99
Raunheim 76 76 79 79 82 00 81 81 77 77
Reinheim (temporaumlr) 07 07 07 08 07
Riedstadt 96 96 96 00 96 96 96 96 04 96
Spessart 86 86 86 86 86 86 86 91 86 86
Wasserkuppe 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02
Wetzlar 79 79 79 04 92 00 82 82 81 81 83 90 03
Wiesbaden-Ringkirche 92 91 91 95 00 10
Wiesbaden-Suumld 77 77 77 82 00 82 82 84 84 01
WitzenhausenWald 83 83 83 04 83 83 83 83 92 84 83
Abkuumlrzungen BTX Benzol Toluol m-p-Xylol PM10 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 10 microm PM25 Particulate Matter (Feinstaub) Durchmesser lt 25 microm vor dem Jahr 2000 wurde Schwebstaub als Gesamtstaub gemessen Erlaumluterungen Erhebung seit Beginn mit Passivsammlern Erhebung zurzeit mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 44
Das Wettergeschehen 2011 Im Jahr 2011 waren die Temperaturverhaumlltnisse in Hessen nach Analysen des Deutschen Wetterdiensshytes (DWD) und nach eigenen Auswertungen im Vergleich zu langjaumlhrigen Mittelwerten (Normalshyperiode 1961ndash1990) zu warm Dabei war die Sonnenscheindauer leicht uumlberdurchschnittlich und entsprechend der Niederschlagsverhaumlltnisse
Tab 4 Wettergeschehen 2011 Monatscharakterisierungen
war es viel zu trocken Der uumlberdurchschnittliche Jahresmittelwert der Temperatur war weitestshygehend auf die Schoumlnwetterperioden im Fruumlhjahr und im Spaumltsommer bzw Herbst zuruumlckzufuumlhren Die Monate mit uumlberdurchschnittlicher Sonnenshyscheindauer und zu trockenen Niederschlagsvershyhaumlltnissen lagen in den Zeitraumlumen Maumlrz bis Mai und September bis November Im Einzelnen ergaben sich folgende Monatscharakterisierungen
Im war es nach den Monat Temperaturverhaumlltnissen Januar etwas zu warm Februar zu warm Maumlrz zu warm April viel zu warm Mai zu warm Juni etwas zu warm Juli zu kalt August zu warm September zu warm Oktober etwas zu warm November etwas zu warm Dezember zu warm
Monatsmittel der Temperatur [degC]
20
25 Frankfurt (Flughafen)
15
10
5
0
-5
war die war es nach den Sonnenscheindauer Niederschlagsverhaumlltnissen
leicht uumlberdurchschnittlich etwas zu nass unterdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken
leicht unterdurchschnittlich zu nass unterdurchschnittlich etwas zu trocken unterdurchschnittlich viel zu nass uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken unterdurchschnittlich zu nass
25 Gieszligen
20
15
10
5
0
-5 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Monatsmittel der Sonnenscheindauer [h]
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0
50 100 150 200 250 300 350 Frankfurt (Flughafen)
0 50
100 150 200 250 300 350
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Gieszligen
Monatssummen der Niederschlagshoumlhe [mm]
100
125 Frankfurt (Flughafen)
100
125 Gieszligen
75 75
50 50
25 25
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Mittel 1961-1990 Mittel 2011
Abb 2 Monatsauswertungen von Temperatur Sonnenscheindauer und Niederschlagshoumlhe an den DWD-Stationen Frankfurt (Flughafen) und Gieszligen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
November 2011 Der November 2011 war durch mehrere ausgeshypraumlgte und auch lang anhaltende Hochdruckgebiete gekennzeichnet Dies fuumlhrte zu intensiven ausshytauscharmen Wetterlagen in deren Folge insbeshysondere die vertikale Verteilung und der Abtransshyport von Luftverunreinigungen stark behindert wurden Besonders auffaumlllig machte sich dies am Anwachsen der Anzahl der PM10-Uumlberschreitungsshy
tage (Tage mit Mittelwerten gt50 microgm3) bemerkshybar Abb 3 zeigt beispielhaft an 3 Stationen den PM10-Konzentrationsverlauf im November 2011 gegenuumlber dem uumlber mehrere Jahre gemittelten Verlauf im gleichen Monat Ungeachtet des Einflusses meteorologischer Groumlszligen auf die Immissionskonzentration ist jedoch zu betonen dass die eigentliche Ursache der Belastung in den nach wie vor zu hohen anthropogen bedingten Emissionen zu suchen ist
10
20
30
40
50
60
70
80
1 Nov 8 Nov 15 Nov 22 Nov 29 Nov
microgm
sup3
Frankfurt-FriedbLdstr 2011 Heppenheim-Lehrstraszlige 2011 Wiesbaden-Ringkirche 2011 Frankfurt-FriedbLdstr Mittel 2006-2010 Heppenheim-Lehrstraszlige Mittel 2006-2010 Wiesbaden-Ringkirche Mittel 2006-2010
Abb 3 Feinstaub (PM10) im November Vergleich der Konzentration im Jahr 2011 mit dem Mittel der Jahre 2006 bis 2010
PM25-Exposition Mit Einfuumlhrung der neuen EU-Richtlinie fuumlr Luftshyqualitaumlt und saubere Luft in Europa wird als zusaumltzshyliches lufthygienisches Ziel die Reduzierung der durchschnittlichen deutschlandweiten PM25-Exposhysition angestrebt Die Verfolgung dieses Ziels wird an der Entwicklung eines nationalen Indikators fuumlr die durchschnittliche Exposition (Average Exshyposure Indicator ndash AEI) gemessen Der AEI wird als Mittelwert uumlber drei Jahre und uumlber alle fuumlr die Verfolgung dieser Groumlszlige in Deutschland ausgeshywaumlhlten 36 Messstellen im staumldtischen Hintershygrund berechnet Zum ersten Mal wurde der AEI aus den Messungen der Jahre 2008 2009 und 2010 gebildet Ausgehend von diesem bdquoStartwertldquo soll die PM25-Konzentration bis 2020 um einen bestimmten Prozentsatz reduziert werden Das Reduktionsziel haumlngt von der Houmlhe des Startwertes ab Der Startwert liegt fuumlr Deutschland bei 164 microgm3
Den Anforderungen der 39 BImSchV entshysprechend muss diese Konzentration bis 2020 um 15 verringert werden Als Beitrag Hessens an der Ermittlung des AEI werden Messungen an drei Stationen durchgefuumlhrt die Entwicklung der Ershygebnisse seit 2008 ist in Tab 5 zusammengefasst
Tab 5 Jahresmittelwerte der PM25-Konzentration zur Ermittlung des AEI Einheit (Jm) microgm3 Einheit (Bel)
Frankfurt-Ost Wiesbaden-Suumld Kassel-Mitte Jahr
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) AEI Average Exposure Indicator
Jm Bel Jm Bel Jm Bel
2008 163 90 168 94 152 96
2009 185 96 186 98 165 96
2010 187 100 180 100 168 100
2011 176 100 168 97 157 98
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 66
Diskontinuierliche NO2-Messungen Neben der NO2-Messung mit kontinuierlich arbeishytenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlaumlssliche Meshythode fuumlr die Erhebung der mittleren NO2-Konshyzentration erwiesen Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachtraumlglichen chemischen Anashylyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgeshynommenen Masse an NO2 Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO2-Auszligenluft-Konzentration im Probenahmezeitshyraum geschlossen werden Um die Gleichwertigshykeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuiershylichen Referenzmessverfahren zu gewaumlhrleisten werden immer auch Parallelmessungen an ausshygewaumlhlten Stationen des Luftmessnetzes durchshy
gefuumlhrt Als vergleichsweise einfaches und preisshywertes Verfahren kann damit eine groumlszligere Anzahl von Messstellen in der Flaumlche realisiert werden der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Aufloumlsung Der Probenahmezeitraum betraumlgt uumlblicherweise einige Wochen Fuumlr die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewaumlhrt Tab 6 zeigt die Jahresmittelwerte seit 2009 an mehreren straszligenverkehrsbezogenen Messstellen Der Belegungsgrad liegt mit 96 bis 100 uumlberall weit uumlber den geforderten 90 Die Messungen dokumentieren Uumlberschreitungen des NO2-Grenzshywertes fuumlr die langfristige Belastung (40 microgm3 als Jahresmittelwert) an vielen Messstellen Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftshymessnetzes (Tab 7)
Tab 6 NO2-Jahresmittelwerte in microgm3 an verkehrsbezogenen Messstellen ermittelt nach der Passivsammelmethode
Jahr Offenbach 1
Main-straszlige
Offenbach 2 Bieberer Straszlige
Offenbach 3 Untere
Grenzstr
Limburg 1 Frankfurter
Straszlige
Limburg 2 Diezer Straszlige
Limburg 3 Schiede
Limburg 4 Schiede
Ruumlsselsheim Rugby-Ring
2009 60 50 58 64 53
2010 53 45 50 59 47
2011 55 47 52 59 46
Jahresmittel- Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den Balkenshydiagrammen der Abb 4 und in der Tab 7 dargestellt Die maximalen 1-h- 8-h- und 24-h-Mitshytelwerte sind in Tab 8 zusammengefasst Abb 5 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten flaumlchendeckenden Darstellungen zur mittleren NO2- SO2- O3- und PM10-Belastung
Schwefeldioxid Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresshymittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau Auch die in der Groumlszligenordnung von 100 microgm3 im Stunshyden- bzw 40 microgm3 im 24-h-Mittel beobachteten Maximalwerte liegen ca 70 unter den Kurzzeitshygrenzwerten Kohlenmonoxid Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsshybezogen messenden Stationen registriert Insgeshysamt liegen die Werte aber seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau Stickstoffoxide (NO und NO2) Bedingt durch die geringe atmosphaumlrische Verweilzeit von NO und
70 58 -
65 52 -
66 51 45
die relativ groszlige Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasser-kuppe WitzenhausenWald Kellerwald und Kleishyner Feldberg am geringsten durch NO aber auch NO2 belastet wohingegen die houmlchste Belastung fuumlr beide Stoffe an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist Die NO2shyJahresmittelwerte bewegen sich seit Jahren auf einem vergleichsweise hohen Niveau was zu erheblichen Einhaltungsproblemen des NO2-Langshyzeitgrenzwertes fuumlhrt Maximale NO2-Stunden-werte liegen auch an verkehrsbezogenen Messshystellen in der Regel deutlich unter 200 microgm3 nur an der Messstelle Darmstadt-Huumlgelstraszlige wird dieshyses Niveau haumlufig uumlberschritten PM10 Auch fuumlr PM10 rangieren die verkehrsbezoshygenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 25 und 30 microgm3 an der Spitze In dieser Spitshyzengruppe ist auch Wetzlar zu finden wobei an diesem Standort industrielle Quellen mit in Beshytracht zu ziehen sind Maximale 24-h-Werte liegen in der Groumlszligenordnung von uumlber 100 microgm3 PM25 Auch PM25 erreicht an straszligenverkehrsbeshyzogenen Messstellen die houmlchsten Werte
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
itung
en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
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4
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8
10
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19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
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19831985
19871989
19911993
19951997
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Mittel- und Nordhessen
Kassel
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Mittel- und Nordhessen
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Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
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Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
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Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
0
1
2
3
4
5
6
7
Ben
zol
Tolu
ol
mp
-Xyl
ol
o-X
ylol
Ben
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ol
o-X
ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
8
10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Das Wettergeschehen 2011 Im Jahr 2011 waren die Temperaturverhaumlltnisse in Hessen nach Analysen des Deutschen Wetterdiensshytes (DWD) und nach eigenen Auswertungen im Vergleich zu langjaumlhrigen Mittelwerten (Normalshyperiode 1961ndash1990) zu warm Dabei war die Sonnenscheindauer leicht uumlberdurchschnittlich und entsprechend der Niederschlagsverhaumlltnisse
Tab 4 Wettergeschehen 2011 Monatscharakterisierungen
war es viel zu trocken Der uumlberdurchschnittliche Jahresmittelwert der Temperatur war weitestshygehend auf die Schoumlnwetterperioden im Fruumlhjahr und im Spaumltsommer bzw Herbst zuruumlckzufuumlhren Die Monate mit uumlberdurchschnittlicher Sonnenshyscheindauer und zu trockenen Niederschlagsvershyhaumlltnissen lagen in den Zeitraumlumen Maumlrz bis Mai und September bis November Im Einzelnen ergaben sich folgende Monatscharakterisierungen
Im war es nach den Monat Temperaturverhaumlltnissen Januar etwas zu warm Februar zu warm Maumlrz zu warm April viel zu warm Mai zu warm Juni etwas zu warm Juli zu kalt August zu warm September zu warm Oktober etwas zu warm November etwas zu warm Dezember zu warm
Monatsmittel der Temperatur [degC]
20
25 Frankfurt (Flughafen)
15
10
5
0
-5
war die war es nach den Sonnenscheindauer Niederschlagsverhaumlltnissen
leicht uumlberdurchschnittlich etwas zu nass unterdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken
leicht unterdurchschnittlich zu nass unterdurchschnittlich etwas zu trocken unterdurchschnittlich viel zu nass uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich zu trocken uumlberdurchschnittlich viel zu trocken unterdurchschnittlich zu nass
25 Gieszligen
20
15
10
5
0
-5 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Monatsmittel der Sonnenscheindauer [h]
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 0
50 100 150 200 250 300 350 Frankfurt (Flughafen)
0 50
100 150 200 250 300 350
Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Gieszligen
Monatssummen der Niederschlagshoumlhe [mm]
100
125 Frankfurt (Flughafen)
100
125 Gieszligen
75 75
50 50
25 25
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
0 Jan Feb Maumlr Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Mittel 1961-1990 Mittel 2011
Abb 2 Monatsauswertungen von Temperatur Sonnenscheindauer und Niederschlagshoumlhe an den DWD-Stationen Frankfurt (Flughafen) und Gieszligen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
November 2011 Der November 2011 war durch mehrere ausgeshypraumlgte und auch lang anhaltende Hochdruckgebiete gekennzeichnet Dies fuumlhrte zu intensiven ausshytauscharmen Wetterlagen in deren Folge insbeshysondere die vertikale Verteilung und der Abtransshyport von Luftverunreinigungen stark behindert wurden Besonders auffaumlllig machte sich dies am Anwachsen der Anzahl der PM10-Uumlberschreitungsshy
tage (Tage mit Mittelwerten gt50 microgm3) bemerkshybar Abb 3 zeigt beispielhaft an 3 Stationen den PM10-Konzentrationsverlauf im November 2011 gegenuumlber dem uumlber mehrere Jahre gemittelten Verlauf im gleichen Monat Ungeachtet des Einflusses meteorologischer Groumlszligen auf die Immissionskonzentration ist jedoch zu betonen dass die eigentliche Ursache der Belastung in den nach wie vor zu hohen anthropogen bedingten Emissionen zu suchen ist
10
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50
60
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1 Nov 8 Nov 15 Nov 22 Nov 29 Nov
microgm
sup3
Frankfurt-FriedbLdstr 2011 Heppenheim-Lehrstraszlige 2011 Wiesbaden-Ringkirche 2011 Frankfurt-FriedbLdstr Mittel 2006-2010 Heppenheim-Lehrstraszlige Mittel 2006-2010 Wiesbaden-Ringkirche Mittel 2006-2010
Abb 3 Feinstaub (PM10) im November Vergleich der Konzentration im Jahr 2011 mit dem Mittel der Jahre 2006 bis 2010
PM25-Exposition Mit Einfuumlhrung der neuen EU-Richtlinie fuumlr Luftshyqualitaumlt und saubere Luft in Europa wird als zusaumltzshyliches lufthygienisches Ziel die Reduzierung der durchschnittlichen deutschlandweiten PM25-Exposhysition angestrebt Die Verfolgung dieses Ziels wird an der Entwicklung eines nationalen Indikators fuumlr die durchschnittliche Exposition (Average Exshyposure Indicator ndash AEI) gemessen Der AEI wird als Mittelwert uumlber drei Jahre und uumlber alle fuumlr die Verfolgung dieser Groumlszlige in Deutschland ausgeshywaumlhlten 36 Messstellen im staumldtischen Hintershygrund berechnet Zum ersten Mal wurde der AEI aus den Messungen der Jahre 2008 2009 und 2010 gebildet Ausgehend von diesem bdquoStartwertldquo soll die PM25-Konzentration bis 2020 um einen bestimmten Prozentsatz reduziert werden Das Reduktionsziel haumlngt von der Houmlhe des Startwertes ab Der Startwert liegt fuumlr Deutschland bei 164 microgm3
Den Anforderungen der 39 BImSchV entshysprechend muss diese Konzentration bis 2020 um 15 verringert werden Als Beitrag Hessens an der Ermittlung des AEI werden Messungen an drei Stationen durchgefuumlhrt die Entwicklung der Ershygebnisse seit 2008 ist in Tab 5 zusammengefasst
Tab 5 Jahresmittelwerte der PM25-Konzentration zur Ermittlung des AEI Einheit (Jm) microgm3 Einheit (Bel)
Frankfurt-Ost Wiesbaden-Suumld Kassel-Mitte Jahr
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) AEI Average Exposure Indicator
Jm Bel Jm Bel Jm Bel
2008 163 90 168 94 152 96
2009 185 96 186 98 165 96
2010 187 100 180 100 168 100
2011 176 100 168 97 157 98
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 66
Diskontinuierliche NO2-Messungen Neben der NO2-Messung mit kontinuierlich arbeishytenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlaumlssliche Meshythode fuumlr die Erhebung der mittleren NO2-Konshyzentration erwiesen Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachtraumlglichen chemischen Anashylyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgeshynommenen Masse an NO2 Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO2-Auszligenluft-Konzentration im Probenahmezeitshyraum geschlossen werden Um die Gleichwertigshykeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuiershylichen Referenzmessverfahren zu gewaumlhrleisten werden immer auch Parallelmessungen an ausshygewaumlhlten Stationen des Luftmessnetzes durchshy
gefuumlhrt Als vergleichsweise einfaches und preisshywertes Verfahren kann damit eine groumlszligere Anzahl von Messstellen in der Flaumlche realisiert werden der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Aufloumlsung Der Probenahmezeitraum betraumlgt uumlblicherweise einige Wochen Fuumlr die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewaumlhrt Tab 6 zeigt die Jahresmittelwerte seit 2009 an mehreren straszligenverkehrsbezogenen Messstellen Der Belegungsgrad liegt mit 96 bis 100 uumlberall weit uumlber den geforderten 90 Die Messungen dokumentieren Uumlberschreitungen des NO2-Grenzshywertes fuumlr die langfristige Belastung (40 microgm3 als Jahresmittelwert) an vielen Messstellen Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftshymessnetzes (Tab 7)
Tab 6 NO2-Jahresmittelwerte in microgm3 an verkehrsbezogenen Messstellen ermittelt nach der Passivsammelmethode
Jahr Offenbach 1
Main-straszlige
Offenbach 2 Bieberer Straszlige
Offenbach 3 Untere
Grenzstr
Limburg 1 Frankfurter
Straszlige
Limburg 2 Diezer Straszlige
Limburg 3 Schiede
Limburg 4 Schiede
Ruumlsselsheim Rugby-Ring
2009 60 50 58 64 53
2010 53 45 50 59 47
2011 55 47 52 59 46
Jahresmittel- Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den Balkenshydiagrammen der Abb 4 und in der Tab 7 dargestellt Die maximalen 1-h- 8-h- und 24-h-Mitshytelwerte sind in Tab 8 zusammengefasst Abb 5 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten flaumlchendeckenden Darstellungen zur mittleren NO2- SO2- O3- und PM10-Belastung
Schwefeldioxid Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresshymittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau Auch die in der Groumlszligenordnung von 100 microgm3 im Stunshyden- bzw 40 microgm3 im 24-h-Mittel beobachteten Maximalwerte liegen ca 70 unter den Kurzzeitshygrenzwerten Kohlenmonoxid Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsshybezogen messenden Stationen registriert Insgeshysamt liegen die Werte aber seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau Stickstoffoxide (NO und NO2) Bedingt durch die geringe atmosphaumlrische Verweilzeit von NO und
70 58 -
65 52 -
66 51 45
die relativ groszlige Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasser-kuppe WitzenhausenWald Kellerwald und Kleishyner Feldberg am geringsten durch NO aber auch NO2 belastet wohingegen die houmlchste Belastung fuumlr beide Stoffe an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist Die NO2shyJahresmittelwerte bewegen sich seit Jahren auf einem vergleichsweise hohen Niveau was zu erheblichen Einhaltungsproblemen des NO2-Langshyzeitgrenzwertes fuumlhrt Maximale NO2-Stunden-werte liegen auch an verkehrsbezogenen Messshystellen in der Regel deutlich unter 200 microgm3 nur an der Messstelle Darmstadt-Huumlgelstraszlige wird dieshyses Niveau haumlufig uumlberschritten PM10 Auch fuumlr PM10 rangieren die verkehrsbezoshygenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 25 und 30 microgm3 an der Spitze In dieser Spitshyzengruppe ist auch Wetzlar zu finden wobei an diesem Standort industrielle Quellen mit in Beshytracht zu ziehen sind Maximale 24-h-Werte liegen in der Groumlszligenordnung von uumlber 100 microgm3 PM25 Auch PM25 erreicht an straszligenverkehrsbeshyzogenen Messstellen die houmlchsten Werte
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
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35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
November 2011 Der November 2011 war durch mehrere ausgeshypraumlgte und auch lang anhaltende Hochdruckgebiete gekennzeichnet Dies fuumlhrte zu intensiven ausshytauscharmen Wetterlagen in deren Folge insbeshysondere die vertikale Verteilung und der Abtransshyport von Luftverunreinigungen stark behindert wurden Besonders auffaumlllig machte sich dies am Anwachsen der Anzahl der PM10-Uumlberschreitungsshy
tage (Tage mit Mittelwerten gt50 microgm3) bemerkshybar Abb 3 zeigt beispielhaft an 3 Stationen den PM10-Konzentrationsverlauf im November 2011 gegenuumlber dem uumlber mehrere Jahre gemittelten Verlauf im gleichen Monat Ungeachtet des Einflusses meteorologischer Groumlszligen auf die Immissionskonzentration ist jedoch zu betonen dass die eigentliche Ursache der Belastung in den nach wie vor zu hohen anthropogen bedingten Emissionen zu suchen ist
10
20
30
40
50
60
70
80
1 Nov 8 Nov 15 Nov 22 Nov 29 Nov
microgm
sup3
Frankfurt-FriedbLdstr 2011 Heppenheim-Lehrstraszlige 2011 Wiesbaden-Ringkirche 2011 Frankfurt-FriedbLdstr Mittel 2006-2010 Heppenheim-Lehrstraszlige Mittel 2006-2010 Wiesbaden-Ringkirche Mittel 2006-2010
Abb 3 Feinstaub (PM10) im November Vergleich der Konzentration im Jahr 2011 mit dem Mittel der Jahre 2006 bis 2010
PM25-Exposition Mit Einfuumlhrung der neuen EU-Richtlinie fuumlr Luftshyqualitaumlt und saubere Luft in Europa wird als zusaumltzshyliches lufthygienisches Ziel die Reduzierung der durchschnittlichen deutschlandweiten PM25-Exposhysition angestrebt Die Verfolgung dieses Ziels wird an der Entwicklung eines nationalen Indikators fuumlr die durchschnittliche Exposition (Average Exshyposure Indicator ndash AEI) gemessen Der AEI wird als Mittelwert uumlber drei Jahre und uumlber alle fuumlr die Verfolgung dieser Groumlszlige in Deutschland ausgeshywaumlhlten 36 Messstellen im staumldtischen Hintershygrund berechnet Zum ersten Mal wurde der AEI aus den Messungen der Jahre 2008 2009 und 2010 gebildet Ausgehend von diesem bdquoStartwertldquo soll die PM25-Konzentration bis 2020 um einen bestimmten Prozentsatz reduziert werden Das Reduktionsziel haumlngt von der Houmlhe des Startwertes ab Der Startwert liegt fuumlr Deutschland bei 164 microgm3
Den Anforderungen der 39 BImSchV entshysprechend muss diese Konzentration bis 2020 um 15 verringert werden Als Beitrag Hessens an der Ermittlung des AEI werden Messungen an drei Stationen durchgefuumlhrt die Entwicklung der Ershygebnisse seit 2008 ist in Tab 5 zusammengefasst
Tab 5 Jahresmittelwerte der PM25-Konzentration zur Ermittlung des AEI Einheit (Jm) microgm3 Einheit (Bel)
Frankfurt-Ost Wiesbaden-Suumld Kassel-Mitte Jahr
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) AEI Average Exposure Indicator
Jm Bel Jm Bel Jm Bel
2008 163 90 168 94 152 96
2009 185 96 186 98 165 96
2010 187 100 180 100 168 100
2011 176 100 168 97 157 98
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 66
Diskontinuierliche NO2-Messungen Neben der NO2-Messung mit kontinuierlich arbeishytenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlaumlssliche Meshythode fuumlr die Erhebung der mittleren NO2-Konshyzentration erwiesen Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachtraumlglichen chemischen Anashylyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgeshynommenen Masse an NO2 Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO2-Auszligenluft-Konzentration im Probenahmezeitshyraum geschlossen werden Um die Gleichwertigshykeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuiershylichen Referenzmessverfahren zu gewaumlhrleisten werden immer auch Parallelmessungen an ausshygewaumlhlten Stationen des Luftmessnetzes durchshy
gefuumlhrt Als vergleichsweise einfaches und preisshywertes Verfahren kann damit eine groumlszligere Anzahl von Messstellen in der Flaumlche realisiert werden der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Aufloumlsung Der Probenahmezeitraum betraumlgt uumlblicherweise einige Wochen Fuumlr die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewaumlhrt Tab 6 zeigt die Jahresmittelwerte seit 2009 an mehreren straszligenverkehrsbezogenen Messstellen Der Belegungsgrad liegt mit 96 bis 100 uumlberall weit uumlber den geforderten 90 Die Messungen dokumentieren Uumlberschreitungen des NO2-Grenzshywertes fuumlr die langfristige Belastung (40 microgm3 als Jahresmittelwert) an vielen Messstellen Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftshymessnetzes (Tab 7)
Tab 6 NO2-Jahresmittelwerte in microgm3 an verkehrsbezogenen Messstellen ermittelt nach der Passivsammelmethode
Jahr Offenbach 1
Main-straszlige
Offenbach 2 Bieberer Straszlige
Offenbach 3 Untere
Grenzstr
Limburg 1 Frankfurter
Straszlige
Limburg 2 Diezer Straszlige
Limburg 3 Schiede
Limburg 4 Schiede
Ruumlsselsheim Rugby-Ring
2009 60 50 58 64 53
2010 53 45 50 59 47
2011 55 47 52 59 46
Jahresmittel- Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den Balkenshydiagrammen der Abb 4 und in der Tab 7 dargestellt Die maximalen 1-h- 8-h- und 24-h-Mitshytelwerte sind in Tab 8 zusammengefasst Abb 5 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten flaumlchendeckenden Darstellungen zur mittleren NO2- SO2- O3- und PM10-Belastung
Schwefeldioxid Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresshymittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau Auch die in der Groumlszligenordnung von 100 microgm3 im Stunshyden- bzw 40 microgm3 im 24-h-Mittel beobachteten Maximalwerte liegen ca 70 unter den Kurzzeitshygrenzwerten Kohlenmonoxid Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsshybezogen messenden Stationen registriert Insgeshysamt liegen die Werte aber seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau Stickstoffoxide (NO und NO2) Bedingt durch die geringe atmosphaumlrische Verweilzeit von NO und
70 58 -
65 52 -
66 51 45
die relativ groszlige Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasser-kuppe WitzenhausenWald Kellerwald und Kleishyner Feldberg am geringsten durch NO aber auch NO2 belastet wohingegen die houmlchste Belastung fuumlr beide Stoffe an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist Die NO2shyJahresmittelwerte bewegen sich seit Jahren auf einem vergleichsweise hohen Niveau was zu erheblichen Einhaltungsproblemen des NO2-Langshyzeitgrenzwertes fuumlhrt Maximale NO2-Stunden-werte liegen auch an verkehrsbezogenen Messshystellen in der Regel deutlich unter 200 microgm3 nur an der Messstelle Darmstadt-Huumlgelstraszlige wird dieshyses Niveau haumlufig uumlberschritten PM10 Auch fuumlr PM10 rangieren die verkehrsbezoshygenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 25 und 30 microgm3 an der Spitze In dieser Spitshyzengruppe ist auch Wetzlar zu finden wobei an diesem Standort industrielle Quellen mit in Beshytracht zu ziehen sind Maximale 24-h-Werte liegen in der Groumlszligenordnung von uumlber 100 microgm3 PM25 Auch PM25 erreicht an straszligenverkehrsbeshyzogenen Messstellen die houmlchsten Werte
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
itung
en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
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Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
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Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
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Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
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1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Diskontinuierliche NO2-Messungen Neben der NO2-Messung mit kontinuierlich arbeishytenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein Passivsammelverfahren als verlaumlssliche Meshythode fuumlr die Erhebung der mittleren NO2-Konshyzentration erwiesen Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachtraumlglichen chemischen Anashylyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgeshynommenen Masse an NO2 Nach dem zugrunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf die NO2-Auszligenluft-Konzentration im Probenahmezeitshyraum geschlossen werden Um die Gleichwertigshykeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuiershylichen Referenzmessverfahren zu gewaumlhrleisten werden immer auch Parallelmessungen an ausshygewaumlhlten Stationen des Luftmessnetzes durchshy
gefuumlhrt Als vergleichsweise einfaches und preisshywertes Verfahren kann damit eine groumlszligere Anzahl von Messstellen in der Flaumlche realisiert werden der Nachteil liegt in der begrenzten zeitlichen Aufloumlsung Der Probenahmezeitraum betraumlgt uumlblicherweise einige Wochen Fuumlr die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren gut bewaumlhrt Tab 6 zeigt die Jahresmittelwerte seit 2009 an mehreren straszligenverkehrsbezogenen Messstellen Der Belegungsgrad liegt mit 96 bis 100 uumlberall weit uumlber den geforderten 90 Die Messungen dokumentieren Uumlberschreitungen des NO2-Grenzshywertes fuumlr die langfristige Belastung (40 microgm3 als Jahresmittelwert) an vielen Messstellen Dies steht im Einklang mit Ergebnissen an vergleichbaren Messstellen des kontinuierlich betriebenen Luftshymessnetzes (Tab 7)
Tab 6 NO2-Jahresmittelwerte in microgm3 an verkehrsbezogenen Messstellen ermittelt nach der Passivsammelmethode
Jahr Offenbach 1
Main-straszlige
Offenbach 2 Bieberer Straszlige
Offenbach 3 Untere
Grenzstr
Limburg 1 Frankfurter
Straszlige
Limburg 2 Diezer Straszlige
Limburg 3 Schiede
Limburg 4 Schiede
Ruumlsselsheim Rugby-Ring
2009 60 50 58 64 53
2010 53 45 50 59 47
2011 55 47 52 59 46
Jahresmittel- Maximalwerte Die Jahresmittelwerte sind in den Balkenshydiagrammen der Abb 4 und in der Tab 7 dargestellt Die maximalen 1-h- 8-h- und 24-h-Mitshytelwerte sind in Tab 8 zusammengefasst Abb 5 zeigt die mit dem Programm FLADIS erzeugten flaumlchendeckenden Darstellungen zur mittleren NO2- SO2- O3- und PM10-Belastung
Schwefeldioxid Wie in den vergangenen Jahren bewegen sich bei diesem Schadstoff die Jahresshymittelwerte auf einem sehr niedrigen Niveau Auch die in der Groumlszligenordnung von 100 microgm3 im Stunshyden- bzw 40 microgm3 im 24-h-Mittel beobachteten Maximalwerte liegen ca 70 unter den Kurzzeitshygrenzwerten Kohlenmonoxid Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten CO-Jahresmittelwerte an den verkehrsshybezogen messenden Stationen registriert Insgeshysamt liegen die Werte aber seit mehreren Jahren auf konstant niedrigem Niveau Stickstoffoxide (NO und NO2) Bedingt durch die geringe atmosphaumlrische Verweilzeit von NO und
70 58 -
65 52 -
66 51 45
die relativ groszlige Entfernung zu den Quellgebieten sind die emissionsfernen Standorte wie Wasser-kuppe WitzenhausenWald Kellerwald und Kleishyner Feldberg am geringsten durch NO aber auch NO2 belastet wohingegen die houmlchste Belastung fuumlr beide Stoffe an den verkehrsbezogen messenden Stationen zu finden ist Die NO2shyJahresmittelwerte bewegen sich seit Jahren auf einem vergleichsweise hohen Niveau was zu erheblichen Einhaltungsproblemen des NO2-Langshyzeitgrenzwertes fuumlhrt Maximale NO2-Stunden-werte liegen auch an verkehrsbezogenen Messshystellen in der Regel deutlich unter 200 microgm3 nur an der Messstelle Darmstadt-Huumlgelstraszlige wird dieshyses Niveau haumlufig uumlberschritten PM10 Auch fuumlr PM10 rangieren die verkehrsbezoshygenen Standorte mit Jahresmittelwerten zwischen 25 und 30 microgm3 an der Spitze In dieser Spitshyzengruppe ist auch Wetzlar zu finden wobei an diesem Standort industrielle Quellen mit in Beshytracht zu ziehen sind Maximale 24-h-Werte liegen in der Groumlszligenordnung von uumlber 100 microgm3 PM25 Auch PM25 erreicht an straszligenverkehrsbeshyzogenen Messstellen die houmlchsten Werte
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
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1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 31 984 17 100
CO 053 100 052 926
NO 232 999 155 992 133 997 527 999 09 984 549 998 304 998
NO2 345 999 333 992 279 999 450 999 103 988 449 998 374 999
O3 366 992 403 998 624 998 349 988
PM10 211 988 225 991 190 975 272 991 149 985 283 998 195 987
PM25 192 988 190 997
Benzol 087 910 175 961 183
Toluol 225 910 571 961 445
m-p-Xylol 117 910 308 961 435
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres) Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
Komposhynente
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg
Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige
Frankfurt-Friedberger Landstraszlige
Frankfurt-Houmlchst
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 15 100 31 999
CO 029 100 061 999 049 100
NO 13 990 73 999 10 951 101 994 858 998 472 999 318 998
NO2 103 990 178 999 102 951 258 998 634 998 569 998 477 998
O3 561 992 418 993 604 983 412 996 324 997
PM10 177 994 185 989 159 991 292 989 288 996 198 983
PM25 134 991 197 997
Benzol 163 949 173 958
Toluol 527 956 525 958
m-p-Xylol 275 955 283 958
Frankfurt- Frankfurt- Fulda-Mitte Fulda- Fuumlrth Gieszligen- Hanau Ost Sindlingen Petersberger Odenwald WestanlageKompo-
Straszligenente
Der Feinstaub PM25 stellte mit 18 bis 20 microgm3
damit in 2011 an verkehrsnahen Messstellen ca 70 der PM10-Konzentration dar Benzol Erwartungsgemaumlszlig wurden die houmlchsten Benzol-Jahresmittelwerte an den Verkehrsschwershypunkten gemessen Trotzdem bleibt auch der houmlchste Benzol-Jahresmittelwert mit 22 microgm3
(Reinheim) deutlich unter dem Grenzwert von 5 microgm3 Die Jahresmittelwerte von Benzol bewegen sich seit Jahren auf niedrigem Niveau mit weiterhin fallender Tendenz
Tab 7 Jahresmittelwerte und Belegungsgrad Messjahr 2011 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Ozon Bedingt durch die Houmlhenlage sowie die dort geringeren Konzentrationen ozonzerstoumlrender Subshystanzen stehen die Stationen in Mittelgebirgslagen und die Waldstationen beim Jahresmittelwert am oberen Ende der Skala (siehe Abb 4) Die in 2011 aufgetretenen maximalen Stundenmittelwerte beshywegten sich im Bereich von ca 140 bis 175 microgm3
und damit unterhalb der Informationsschwelle von 180 microgm3 bei deren Uumlberschreitung ein erster Hinweis auf erhoumlhte Ozonkonzentrationen an die Bevoumllkerung ergeht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 88
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
0
1
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6
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Ben
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Tolu
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Tolu
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ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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2
4
6
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10
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Fortsetzung der Tab 7 Einheit (Jm) microgm3 (fuumlr CO mgm3) Einheit (Bel)
Komposhynente
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenstershy
straszlige
Kassel-Mitte Kellerwald Kleiner Feldberg
Limburg Linden
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 995 11 998 12 992
CO 055 961 028 993
NO 357 998 501 961 95 999 08 998 07 984 206 994 86 991
NO2 371 998 511 961 235 999 75 998 78 997 279 998 190 993
O3 439 999 593 999 713 100 395 987 394 985
PM10 250 990 296 961 231 100 147 986 118 999 209 998
PM25 193 992
Benzol 205 205 117
Toluol 414 494 219
m-p-Xylol 303 352 151
Komposhynente
Marburg Marburg-Universitaumltsshy
straszlige
Michelstadt Raunheim Reinheim Riedstadt Spessart
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 100 22 996
CO 050 100 038 999 054 100
NO 134 998 607 999 98 999 195 998 522 999 93 996 08 988
NO2 246 999 465 999 167 999 325 998 406 999 206 999 84 990
O3 390 999 423 990 375 997 405 988 653 993
PM10 180 975 260 995 188 979 191 991 266 992 206 989
PM25 188 992
Benzol 191 222
Toluol 518 568
m-p-Xylol 329 358
Wasser- Wetzlar Wiesbaden- Wiesbaden- Witzen-kuppe Ringkirche Suumld hausenWaldKomposhy
nente
Abkuumlrzungen Jm Jahresmittelwert Bel Belegung (Prozentsatz verwertbarer Daten eines Jahres)
Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel Jm Bel
SO2 11 964 14 999 19 999
CO 059 100
NO 06 992 296 996 621 999 197 999 06 988
NO2 57 992 329 996 584 999 319 998 75 997
O3 762 994 320 976 390 991 636 997
PM10 117 987 250 999 248 999 196 988 137 994
PM25 177 998
Benzol 166 972 195 975
Toluol 315 972 622 975
m-p-Xylol 387 972 306 975
Erlaumluterung Erhebung mit Passivsammlern Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
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35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
PM10 in microgmsup3 PM25 in microgmsup3 Benzol in microgmsup3 Kassel-Fuumlnffensterstr 296
Reinheim 222Darmstadt-Huumlgelstr 292
Frankfurt-Friedb Ldstr 197Frankfurt-Friedb Ldstr 288 Gieszligen-Westanlage 283 Kassel-Fuumlnffensterstr 205
Fulda-Petersberger Str 272 Reinheim 266
Heppenheim-Lehrstr 205260 Heppenheim-LehrstrMarburg-Universitaumltsstr 193
Wetzlar 250 Heppenheim-Lehrstr 250 Wiesbaden-Ringkirche 195
Wiesbaden-Ringkirche 248 Kassel-Mitte 231 192 Marburg-Fulda-Petersberger-Str 191UniversitaumltsstrFrankfurt-Sindlingen 225
Frankfurt-Ost 211 Limburg 209 Gieszligen-Westanlage 183
Riedstadt 206 Gieszligen-Westanlage 190
Frankfurt-Houmlchst 198 Fulda-Petersberger Str 175Wiesbaden-Suumld 196
Hanau 195 Raunheim 191 Frankfurt-Friedb Ldstr 173
Marburg-Universitaumltsstr 188Fulda-Mitte 190 Michelstadt 188
Wetzlar 166Bebra 185 Marburg 180
Bad Arolsen 177 Wiesbaden-Ringkirche 177 Darmstadt-Huumlgelstr 163 Darmstadt 159
FuumlrthOdenwald 149 Limburg 117Kellerwald 147
WitzenhausenWald 137 Bad Arolsen 134 Kleiner Feldberg 118 Frankfurt-Sindlingen 087
Wasserkuppe 117
0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 00 10 20 30
NO in microgmsup3 NO2 in microgmsup3 O3 in microgmsup3 Darmstadt-Huumlgelstr 858 Darmstadt-Huumlgelstr 634 Wasserkuppe 762
Marburg-Universitaumltsstr Wiesbaden-Ringkirche
607 621
Ffm-Friedb-Landstr Wiesbaden-Ringkirche
569 584
Kleiner Feldberg 713
Gieszligen-Westanlage 549 Kassel-Fuumlnffensterstr 511 Spessart 653
Reinheim Fulda-Petersberger Str
522 527
Marburg-Universitaumltsstr Frankfurt-Houmlchst
465 477
WitzenhausenWald 636
Kassel-Fuumlnffensterstr 501 Fulda-Petersberger Str 450 FuumlrthOdenwald 624
Heppenheim-Lehrstr Frankfurt-Friedb Ldstr
357 472
Reinheim Gieszligen-Westanlage
406 449 Burg Herzberg 604
Frankfurt-Houmlchst 318 Hanau 374 Kellerwald 593
Hanau 304 Heppenheim-Lehrstr 371 Bad Arolsen 561
Ffm-Ost Wetzlar
232 296
Frankfurt-Sindlingen Frankfurt-Ost
333 345
Kassel-Mitte 439
Limburg 206 Wetzlar 329 Michelstadt 423
Raunheim Wiesbaden-Suumld
195 197
Wiesbaden-Suumld Raunheim
319 325
Bebra 418
Frankfurt-Sindlingen 155 Limburg 279 Darmstadt 412
Fulda-Mitte Marburg
133 134
Darmstadt Fulda-Mitte
258 279 Riedstadt 405
Darmstadt 101 Marburg 246 Fulda-Mitte 403
Riedstadt Kassel-Mitte Michelstadt
93 95 98
Linden Riedstadt
Kassel-Mitte
190 206 235
Linden
Limburg
394
395
Linden 86 Bebra 178 Wiesbaden-Suumld 390
Bad Arolsen Bebra
13 73
FuumlrthOdenwald Michelstadt
103 167
Marburg 390
Burg Herzberg 10 Bad Arolsen 103 Raunheim 375
Spessart FuumlrthOdenwald
08 09
Spessart Burg Herzberg
84 102 Frankfurt-Ost 366
Kellerwald 08 Kleiner Feldberg 78 Hanau 349
Kleiner Feldberg 07 WitzenhausenWald 75 Ffm-Houmlchst 324
Wasserkuppe WitzenhausenWald
06 06
Wasserkuppe Kellerwald
57 75
Wetzlar 320
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 100
Erhebung mit Passivsammlern (Benzol)
Abb 4 Jahresmittelwerte 2011 (absteigend sortiert)
Lufthygienischer Jahresbericht 20111100
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
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bers
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
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10
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19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
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40
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19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
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Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
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1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Ben
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Tolu
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ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
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10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 8 Maximalwerte Messjahr 2011
NO2 SO2 COO3 PM10
max max 8-h-Wert
maxStationsname 1-h-Wert
max 24-h-Wert
1-h-Wert max
1-h-Wert max
8-h-Wert max
24-h-Wert
microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 microgmsup3 mgmsup3
Bad Arolsen 1634 1515 761 535
Bebra 1614 1566 715 719
Burg Herzberg 1644 1587 552
Darmstadt 1566 1396 625 1176 196 110 120
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 934 2827 215
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 1109 2217 203
Frankfurt-Houmlchst 1523 1330 808 1821 355 86
Frankfurt-Ost 1632 1541 646 1312
Frankfurt-Sindlingen 1003 1058 1096 418
Fulda-Mitte 1551 1520 666 1082
Fulda-Petersberger Straszlige 915 1336 223
FuumlrthOdenwald 1635 1511 647 602
Gieszligen-Westanlage 1065 1527 256
Hanau 1496 1396 920 1364 188 79
Heppenheim-Lehrstraszlige 1110 1442
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 892 1869 256
Kassel-Mitte 1671 1612 904 1000 191 72
Kellerwald 1633 1555 751 533 210 76
Kleiner Feldberg 1746 1693 451 578
Limburg 1648 1469 739 1258
Linden 1545 1402 722 115 80 114
Marburg 1554 1494 583 1040
Marburg-Universitaumltsstraszlige 791 1406 236
Michelstadt 1599 1505 568 787 88 52
Raunheim 1662 1527 692 1419 252 94 187
Reinheim 1056 1486 164
Riedstadt 1576 1471 625 1507
Spessart 1603 1520 550
Wasserkuppe 1572 1486 529 556 240 69
Wetzlar 1401 1176 829 1196 216 74
Wiesbaden-Ringkirche 1006 2125 234
Wiesbaden-Suumld 1676 1553 740 1396 205 73
WitzenhausenWald 1630 1608 593 575
Abkuumlrzungen max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
Erlaumluterungen Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
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50
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93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
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12
10
0
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20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
itung
en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
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chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
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Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
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Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
0
1
2
3
4
5
6
7
Ben
zol
Tolu
ol
mp
-Xyl
ol
o-X
ylol
Ben
zol
Tolu
ol
mp
-Xyl
ol
o-X
ylol
Ben
zol
Tolu
ol
mp
-Xyl
ol
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Ben
zol
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mp
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Ben
zol
Tolu
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mp
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o-X
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Ben
zol
Tolu
ol
mp
-Xyl
ol
o-X
ylol
Ben
zol
Tolu
ol
mp
-Xyl
ol
o-X
ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
8
10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
SO2 KasselNO2 Kassel
Gieszligen Gieszligen
Frankfurt Frankfurt Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 90 - 100 gt 80 - 90
Wiesbaden
Darmstadt
Lufthygienische Belastung in microgmsup3
gt 18 - 20 gt 16 - 18
gt 70 - 80 gt 14 - 16 gt 60 - 70 gt 12 - 14 gt 50 - 60 gt 10 - 12 gt 40 - 50 gt 8 - 10 gt 30 - 40 gt 6 - 8 gt 20 - 30 gt 4 - 6
0 2010
Kilometer
gt 10 - 20 0 - 10
0 2010
Kilometer
gt 2 - 4 0 - 2
O3 KasselKassel PM10
GieszligenGieszligen
FrankfurtFrankfurt WiesbadenWiesbaden
Lufthygienische Belastung in microgmsup3 Lufthygienische Belastung
in microgmsup3gt 110 - 120 gt 90 - 100
DarmstadtDarmstadt gt 100 - 110 gt 80 - 90 gt 90 - 100 gt 70 - 80gt 80 - 90
gt 60 - 70gt 70 - 80 gt 60 - 70 gt 50 - 60 gt 50 - 60 gt 40 - 50 gt 40 - 50 gt 30 - 40 gt 30 - 40 gt 20 - 30 gt 20 - 30 gt 10 - 200 2010gt 10 - 200 2010
Kilometer 0 - 10Kilometer 0 - 10
Abb 5 Flaumlchenhafte Darstellung der Jahresmittelwerte 2011 Datengrundlage Hessische Verwaltung fuumlr Bodenmanagement und Geoinformation Geofachdaten copy HLUG minus- alle Rechte vorbehalten
Lufthygienischer Jahresbericht 20111122
microgm
3
microgm
3
mg
m3
microgm
3
microgm
3
microgm
3
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffmonoxid (NO)
0
10
20
30
40
50
60
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
14
12
10
0
10
20
30
40
50
60
70
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
08
06
04
02
00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
50
40
0
5
10
15
20
93 95
97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
30
20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
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1
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35
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1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
0
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ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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6
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
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Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
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97 99
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09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Stickstoffdioxid (NO2)
Kohlenmonoxid (CO)
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01 03
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09 11
Nordhessen Suumldhessen
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill
Ozon (O3)
Mittel- und
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04
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00 93
95 97
99 01
03 05
07 09
11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Feinstaub (PM10)
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97 99
01 03
05 07
09 11
Rhein-Main Kassel
Lahn-Dill Suumldhessen
Mittel- und Nordhessen
Schwefeldioxid (SO2)
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20
10
0 93
95 Rhein-Main97 99 Kassel
01 03 Lahn-Dill
05 Suumldhessen07 09 Mittel- und Nordhessen11
Abb 6 Zeitreihen der Jahresmittelwerte 1992ndash2011
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Darmstadt-Huumlgelstraszlige Frankfurt-Friedberger Landstraszlige Frankfurt-Houmlchst Frankfurt-Ost Frankfurt-Sindlingen Hanau Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Fuumlnffensterstraszlige Kassel-Mitte Gebiet I Suumldhessen FuumlrthOdenwald Heppenheim-Lehrstraszlige Michelstadt Reinheim Riedstadt Gebiet II Lahn-Dill Gieszligen-Westanlage Linden Wetzlar
Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Bad Arolsen Bebra Burg Herzberg Fulda-Mitte Fulda-Petersberger Straszlige Kellerwald Kleiner Feldberg Limburg Marburg Marburg-Universitaumltsstraszlige Spessart Wasserkuppe WitzenhausenWald
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
itung
en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
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chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
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Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
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Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Immissionsbeurteilung Mit der Richtlinie des Europaumlischen Parlaments und des Rates uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa von 2008 wurden die bis dahin geltende Rahmenrichtlinie Luftqualitaumlt sowie die 1 bis 3 Tochterrichtlinie in einer Regelung zusammengeshyfasst Diese neue Richtlinie wurde 2010 minus unter Einbeziehung der 4 Tochterrichtlinie minus durch die 39 BImSchV in nationales Recht umgesetzt Die Immissionsbewertung durch bereits existierende Grenzwerte wurde unveraumlndert uumlbernommen Neu hinzugekommen ist die Beurteilung der Komposhynente PM25 Ab 2010 wurde ein Jahresmittelwert von 25 microgm3 zunaumlchst als Zielwert eingefuumlhrt der sich 2015 in einen Grenzwert umwandelt Bis zum Erreichen des Einhaltungsdatums (2015) gilt eine jaumlhrlich geringer werdende Toleranzmarge (Tab 10) Bei Uumlberschreitung der Summe aus Grenzwert plus Toleranzmarge muss ein Luftshyreinhalteplan erstellt werden Die 39 BImSchV enthaumllt konkrete Vorgaben uumlber die Durchfuumlhrung der Messungen sowie uumlber die Mindestzahl der Messstationen und Kriterien fuumlr die Standortausshywahl Entsprechend dieser Vorgaben wurde bereits 2004ndash2005 das Luftmessnetz Hessen modifiziert Eine weitere Anpassung (2008ndash2010) war aufshygrund der zusaumltzlichen PM25-Messungen notshywendig 2011 waren alle 31 Stationen der Endshyausbaustufe des Luftmessnetzes plus 2 temporaumlre Messstationen in Betrieb Nach den gesetzlichen Anforderungen war bereits 2002 das Land in Gebiete und Ballungsraumlume aufshyzuteilen Zurzeit ist Hessen wie folgt eingeteilt Rhein-Main und Kassel (Ballungsraumlume) sowie Suumldhessen Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete)(siehe Abb 1) Die Beurteilung der Luftqualitaumlt richtet sich nach den definierten Grenz- und Zielwerten Tab 7 enthaumllt neben den Jahresmittelwerten den erreichten Belegungsgrad des jeweiligen Datenshykollektivs Tab 8 gibt die ermittelten Maximalshywerte mit den in der 39 BImSchV genannten Zeitshybezuumlgen fuumlr die Kurzzeitgrenzwerte wieder Abb 5 zeigt die flaumlchenhafte Verteilung der Jahresmittelshywerte Abb 6 gibt einen Uumlberblick uumlber die zeitliche Entwicklung gemittelt uumlber den jeweishyligen Ballungsraum oder das jeweilige Gebiet ab 1991 Die Tab 11a und 11b enthalten die Auswertungen entsprechend der Immissionsbewertung nach der 39 BImSchV
Wie im Jahr 2010 zeigt sich dass an acht verkehrsshybezogenen Messstationen sowie am Stadtstandort Frankfurt-Houmlchst der NO2-Langzeitgrenzwert uumlbershyschritten wurde Hinzu kamen Uumlberschreitungen an weiteren verkehrsbezogenen Messstellen in Offenbach Limburg und Ruumlsselsheim die mithilfe der NO2-Passivsammler erfasst wurden Zusaumltzlich wurden am Standort Darmstadt-Huumlgelstraszlige die zulaumlssigen 18 Uumlberschreitungen des Kurzzeitshygrenzwertes mit 44 Uumlberschreitungen deutlich uumlbertroffen Im Gegensatz zu 2010 war 2011 auch wieder eine Uumlberschreitung des PM10-Kurzzeitgrenzwertes und zwar an den Verkehrsmessstationen in Frankfurt und in Darmstadt zu beobachten Abb 7 und Abb 8 illustrieren diese Tatbestaumlnde Der neu gesetzte Grenzwert fuumlr PM25 von 25 microgm3 im Jahresmittel wird an allen Vershykehrsmessstationen mit Werten von 18 bis 20 microgm3 sicher eingehalten Die raumlumliche Vershyteilung dieser Messgroumlszlige ist sehr homogen die gemessenen Konzentrationen im staumldtischen Hinshytergrund liegen mit Werten im Bereich von 16 bis 18 microgm3 ca 10 niedriger Eine Zusammenstellung der aufgrund von Grenzshywertuumlberschreitungen zu erstellenden Luftreinshyhalteplaumlne ist uumlber die HLUG-Homepage zugaumlngshylich Als wesentliche Ursache der NO2-Uumlberschreishytungen werden die Emissionen des Kfz-Verkehrs herausgearbeitet Grundlage der Bewertung der Ozonbelastung sind Zielwerte aus der 39 BImSchV die bis zum Jahr 2010 eingehalten werden sollten Aus juristischer Sicht sind die Zielwertuumlberschreitungen keine Grenzwertuumlberschreitungen sie machen aber deutlich dass uumlber das Jahr 2010 hinaus noch eishyniges zu leisten ist um die Ozonbelastung unter die Zielwerte abzusenken Im Vergleich zu einem ungewoumlhnlich warmen und sonnenreichen Somshymer (z B 2003) kann 2011 als bdquorelativ normales Ozonjahrldquo bezeichnet werden Trotzdem wurde in 2011 noch an 8 von 23 Ozon-Messstationen der Zielwert fuumlr die Beurteilung der 8-Stunden-Mittelwerte sowie an 6 Stationen der AOT40-Zielwert uumlberschritten (siehe Tab 11a) Waumlhrend die Parameter zur Anzeige relativ kurz-oder mittelfristig erhoumlhter Belastungen in 2011 niedriger ausfielen als im Vorjahr lagen die Jahshyresmittelwerte eher houmlher Dies steht im Einklang mit einer bereits seit laumlngerem beobachteten Tenshydenz fallender Spitzenbelastungen bei gleichzeitig ansteigenden Jahresmittelwerten
1144 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
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Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
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Raunheim
Reinheim
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Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
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20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
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50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
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Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
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1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 9 Grenzwerte Zielwerte und Schwellenwerte nach der 39 BImSchV
Komposhynente
SO2
NO2
NOx
PM10
PM25
Blei 4)
Benzol
CO
Ozon
Grenzwert Kenngroumlszlige Einheit (zul
Uumlberschr)
1-h-Wert microgm3 350 (24-mal)
24-h-Wert microgm3 125 (3-mal)
Jahresmittel microgm3 20
Wintermittel 3) microgm3 20
1-h-Wert microgm3 200 (18-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 30
24-h-Wert microgm3 50 (35-mal)
Jahresmittel microgm3 40
Jahresmittel microgm3 25
Jahresmittel microgm3 05
Jahresmittel microgm3 5
max 8-h-Wert mgm3 10
1-h-Wert microgm3 180
1-h-Wert microgm3 240
max 8-h-Wert microgm3 120 (25-mal) 5a)
AOT40 microgm3middoth 18 000 5b)
Abkuumlrzungen
NOx NO + NO2 (als NO2)
PM10 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 10 microm
einzuhalten ab
01012005
01012005
19072001
19072001
01012010
01012010
19072001
01012005
01012005
01012015
01012005
01012010
01012005
09092003
09092003
01012010
01012010
GW + TM (fuumlr 2011)1)
28
Schutzziel Bemerkungen
Gesundheit
Gesundheit
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Oumlkosystem emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Vegetation emissionsfern 2)
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit
Gesundheit Info-Schwelle
Gesundheit Alarmschwelle
Gesundheit Zielwert
Vegetation Zielwert
PM25 Feinstaub (Particulate Matter) Durchmesser lt 25 microm
zul Uumlberschr Anzahl der zulaumlssigen Uumlberschreitungen pro Jahr GW + TM Grenzwert plus Toleranzmarge
max 8-h-Wert houmlchster 8-Stunden-Mittelwert eines Tages aus stuumlndlich gleitenden 8-Stunden-Mittelwerten
AOT40 accumulated exposure over a threshold of 40 ppb Summe der Differenzen zwischen 1-h-Werten uumlber 80 microgm3 (40 ppb) und dem Wert 80 microgm3 im Zeitraum 8ndash20 Uhr von Mai bis Juli
Erlaumluterungen 1) Grenzwert + Toleranzmarge Ausloumlseschwelle fuumlr die obligatorische Aufstellung eines Maszlignahmenplans zur Einhaltung des
Grenzwertes zum Zieldatum 2) Messung mehr als 20 km entfernt von Ballungsraumlumen oder 5 km von Bebauung Industrie oder Bundesfernstraszligen 3) 0110ndash3103 4) Auf Blei wird im Jahresbericht nicht naumlher eingegangen da die maximale Ausschoumlpfung des Grenzwertes von 05 microgm3
unter 10 liegt 5a) Mittelung uumlber 3 Jahre 5b) Mittelung uumlber 5 Jahre
Tab 10 Grenzwerte inklusive Toleranzmargen fuumlr PM25 bis 2015 (39 BImSchV)
PM25
Jahr
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Jahresmittel [microgm3] 29 29 28 27 26 26 25
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
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35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Tolu
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ol
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ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 11a Uumlberschreitungen von Grenz- Ziel- und Schwellenwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr O3 NO2 NOX u CO Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente O3 NO2 NOx CO
Einheit microgm3 microgm3h microgm3 microgm3 mgm3
Kenngroumlszlige 1-h 1-h max 8-h1) AOT402) 1-h Jm Jm3) max
8-h Grenz- Ziel- Schwellenwert 180 240 120 18 000 200 40 303) 10 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr ndash ndash 25 18 ndash Situation in 2011 Anzahl Wert Anzahl Wert Wert Anzahl
Bad Arolsen 0 0 24 15009 0 103 12
Bebra 0 0 18 16770 0 178 29
Burg Herzberg 0 0 28 0 102 12
Darmstadt 0 0 21 16471 0 258 41 0
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 44 634 195 0
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 8 569 129 0
Frankfurt-Houmlchst 0 0 8 9253 0 477 96
Frankfurt-Ost 0 0 12 12786 0 345 70
Frankfurt-Sindlingen 0 333 57
Fulda-Mitte 0 0 22 16189 0 279 48
Fulda-Petersberger Straszlige 0 450 126 0
FuumlrthOdenwald 0 0 41 18760 0 103 12
Gieszligen-Westanlage 0 449 129 0
Hanau 0 0 12 11321 0 374 84
Heppenheim-Lehrstraszlige 0 371 92
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 0 511 128 0
Kassel-Mitte 0 0 20 15874 0 235 38
Kellerwald 0 0 20 16845 0 75 9
Kleiner Feldberg 0 0 46 22358 0 78 9
Limburg 0 0 19 13772 0 279 60
Linden 0 0 20 14918 0 190 32 0
Marburg 0 0 18 14305 0 246 45
Marburg-Universitaumltsstraszlige 0 465 139 0
Michelstadt 0 0 27 18230 0 167 32
Raunheim 0 0 23 16311 0 325 62 0
Reinheim 0 406 121 0
Riedstadt 0 0 26 19621 0 206 35
Spessart 0 0 37 20121 0 84 10
Wasserkuppe 0 0 43 21620 0 57 7
Wetzlar 0 0 7 8187 0 329 78
Wiesbaden-Ringkirche 3 584 154 0
Wiesbaden-Suumld 0 0 22 14927 0 319 62
WitzenhausenWald 0 0 33 17364 0 75 8
Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel 1) max 8-h-Mittelwert uumlber 3 Jahre (2009ndash2011) 2) Mittelwert uumlber 5 Jahre (2007ndash2011) ersatzweise uumlber 3 Jahre 3) Grenzwerte
zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht erfuumlllt Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Darstellung von Zielwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) kursiv in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
1166 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
er Uuml
bers
chre
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en
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
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4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 11b Uumlberschreitungen von Grenzwerten (39 BImSchV) im Jahr 2011 fuumlr PM10 PM25 SO2 und C6H6
Anzahl Anzahl der aufgetretenen Uumlberschreitungsfaumllle Wert Wert der Jahreskenngroumlszlige
Komponente PM10 PM25 SO2 C6H6 (Benzol)
Einheit microgm3 microgm3 microgm3 microgm3
Kenngroumlszlige 24-h Jm Jm 1-h 24-h Jm Wm Jm
Grenzwert (+ Toleranzmarge) 50 40 28 350 125 20 20 5 Zulaumlssige UumlberschreitungenJahr 35 24 3 Situation in 2011 Anzahl Wert Wert Anzahl Wert Wert
Bad Arolsen 10 177 134
Bebra 10 185
Burg Herzberg
Darmstadt 3 159 0 0 15 23
Darmstadt-Huumlgelstraszlige 40 292 163
Frankfurt-Friedb Landstraszlige 42 288 197 173
Frankfurt-Houmlchst 9 198 0 0 31 36
Frankfurt-Ost 9 211
Frankfurt-Sindlingen 20 225 0 0 31 29 087
Fulda-Mitte 8 190
Fulda-Petersberger Straszlige 31 272 192 175
FuumlrthOdenwald 3 149
Gieszligen-Westanlage 35 283 190 183
Hanau 8 195 0 0 17 26
Heppenheim-Lehrstraszlige 31 250 193 205
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 30 296 205
Kassel-Mitte 22 231 0 0 11 15
Kellerwald 8 147 0 0 11 13
Kleiner Feldberg 0 118
Limburg 14 209 117
Linden 0 0 12 18
Marburg 7 180
Marburg-Universitaumltsstraszlige 28 260 188 191
Michelstadt 4 188 0 0 11 19
Raunheim 8 191 0 0 22 31
Reinheim 26 266 222
Riedstadt 12 206
Spessart
Wasserkuppe 1 117 0 0 11 13
Wetzlar 29 250 0 0 14 20 166
Wiesbaden-Ringkirche 25 248 177 195
Wiesbaden-Suumld 10 196 0 0 19 24
WitzenhausenWald 4 137 Abkuumlrzungen und Erlaumluterungen Jm Jahresmittel Wm Wintermittel (011010ndash310311) 1) Grenzwerte zum Schutz von Oumlkosystemen und der Vegetation abseits anthropogener Quellen Abstandskriterium in Hessen nicht
erfuumlllt Erhebung mit Passivsammlern Darstellung von Grenzwertuumlberschreitungen (39 BImSchV) in der Farbe bdquorotldquo Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
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Frankfurt-O
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Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
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Kleiner Feldberg
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Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
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Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
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70
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Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
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zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
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te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
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Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
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19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
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10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
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1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
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10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Jahresmittelwerte NO2
Bad ArolsenBebra
Burg Herzberg
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
itte
Kellerwald
Kleiner Feldberg
LimburgLinden
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Spessart
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
microgm
sup3
0
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Grenzwert 40 microgm3
Abb 7 Stickstoffdioxid (NO2) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die langfristige Belastung im Messjahr 2011
PM10 - Anzahl der Uumlberschreitungen des Tagesmittelwertes von 50 microgmsup3
Bad ArolsenBebra
Darmstad
t
Darmstad
t-Huumlgelstr
Frankfurt-F
riedb Landstr
Frankfurt-H
oumlchst
Frankfurt-O
st
Frankfurt-S
indlingen
Fulda-Mitte
Fulda-Petersberger-Str
FuumlrthOdenwald
Gieszligen-Westanlage
Hanau
Heppenheim-Lehrstr
Kassel-Fuumlnffenste
rstr
Kassel-M
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Kellerwald
Kleiner Feldberg
Limburg
Marburg
Marburg-Universit
aumltsstr
Michelstadt
Raunheim
Reinheim
Riedstadt
Wasserkuppe
Wetzlar
Wiesbaden-Ringkirche
Wiesbaden-Suumld
WitzenhausenWald
Anza
hl d
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zulaumlssige Uumlberschreitungen im Jahr 35-mal
Abb 8 Feinstaub (PM10) ndash Uumlberschreitungen des Grenzwertes fuumlr die kurzfristige Belastung im Messjahr 2011
1188 Lufthygienischer Jahresbericht 2011
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
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LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
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chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
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Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
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Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
0
2
4
6
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10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Tab 12 Trendanalyse 2011 ndash Lineare Regression
bull Die Symbole geben an ob im Berechnungszeitraum die Konzentration angestiegen [+] abgefallen [ndash] oder gleich geblieben [0] ist
bull Ges Zeit (Gesamtzeit der Messung) Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die mindestens bis 2005 zuruumlckreichen Datensaumltze vor 1980 wurden nicht beruumlcksichtigt
bull 7 Jahre Die lineare Regression wurde nur fuumlr die Kollektive berechnet die den gesamten Zeitraum von 2005 bis 2011 abdecken
SO2 CO NO NO2 BenzolO3 PM10
Stationsname Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Ges Zeit
7 Jahre
Bad Arolsen 0 0 0 0 0 ndash 0 0
Bebra ndash 0 ndash 0 + ndash ndash ndash Burg Herzberg 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Darmstadt ndash 0 0 0 ndash 0 0 ndash + 0 ndash ndash Darmstadt-Huumlgelstraszlige ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash 0 0 0
Frankfurt-Friedb Landstr ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Frankfurt-Houmlchst ndash 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Frankfurt-Ost ndash 0 0 ndash + ndash ndash ndash Frankfurt-Sindlingen 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Fulda-Petersberger Straszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 0 0
FuumlrthOdenwald 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Gieszligen-Westanlage 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Hanau ndash ndash ndash 0 0 0 0 ndash ndash ndash Heppenheim-Lehrstraszlige 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige ndash 0 ndash 0 0 0 ndash 0 0 0
Kassel-Mitte 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kellerwald 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Kleiner Feldberg 0 0 0 0 0 0
Limburg 0 0 0 ndash 0 ndash ndash 0 1) 1)
Linden 0 0 0 0 ndash 0 0 ndash 0 0
Marburg ndash 0 ndash 0 + 0 ndash 0
Marburg-Universitaumltsstr 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Michelstadt 0 ndash 0 0 0 ndash 0 ndash 0 0
Raunheim ndash ndash 0 0 ndash 0 0 0 + ndash ndash ndash Reinheim 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Riedstadt ndash 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash Spessart 0 0 0 0 + 0
Wasserkuppe 0 0 0 0 0 0 ndash ndash 0 0
Wetzlar ndash 0 0 0 0 ndash 0 ndash ndash ndash 0 0
Wiesbaden-Ringkirche ndash 0 ndash ndash 0 ndash ndash ndash ndash 0
Wiesbaden-Suumld ndash 0 ndash 0 0 0 + 0 ndash ndash 2) 2)
WitzenhausenWald 0 0 0 0 + ndash ndash 0
Erlaumluterungen 1) BeginnWiederaufnahme der Messreihen nach 2005 Reihen sind fuumlr eine Trendanalyse zu kurz 2) Messung wurde im Jahr 2011 eingestellt Luftmessstationen in Staumldten Luftmessstationen an Verkehrsschwerpunkten Luftmessstationen im laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
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35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Trendbetrachtung Neben der Darstellung und Bewertung der Datenshykollektive des Bezugsjahres ist es auch von Intershyesse in welchem laumlngerfristigen Zusammenhang die bei den Einzelkomponenten festgestellten Konzentrationswerte zu sehen sind Tab 12 beshyschreibt die zeitliche Veraumlnderung der Konzentrashytion in einem linearen Ansatz Die der Einstufung
Um mittelfristige Veraumlnderungen erkennen zu koumlnnen werden in diesem Bericht auch Reshygressionen nur fuumlr den zuruumlckliegenden 7-jaumlhrigen Zeitraum berechnet In einigen Faumlllen wandelt sich dabei der negative Langzeittrend in eine Stabilisierung auf gleich bleibendem Niveau um Der einzige Fall in dem der Kurzzeittrend Zunahmen ausweist ist die NO2-Reihe an der Station Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
zu Grunde liegenden linearen Regressionsgleishychungen wurden nur fuumlr Datenkollektive berechshynet die sich uumlber einen Zeitraum von mindestens 7 Jahren erstrecken Es muss ausdruumlcklich betont werden dass die Trendaussagen nur fuumlr den beshytrachteten Messzeitraum gelten und auf Grund der groszligen Schwankungsbreite der meteorologischen Bedingungen von Jahr zu Jahr auch nicht uumlberbewertet werden duumlrfen Die Tabelle ist somit nur als eine Orientierungshilfe zu verstehen welche die oftmals nur geringfuumlgigen Tendenzen nach oben oder unten erkennbar machen soll Durch das Ausbleiben ausgepraumlgter winterlicher Smog-Perioden mit Osttransport seit den letzten Ereignissen im Jahre 1987 sowie durch erfolgshyreiche emissionsmindernde Maszlignahmen weist die Schwefeldioxid-Konzentration im Gesamtzeitraum an allen Standorten mit entsprechend langer Betriebszeit eine deutlich abnehmende Tendenz auf Eine aumlhnlich positive Bilanz ist bei Kohlenmonshyoxid und auch bei PM10
1) zu ziehen Uumlber den langen Beobachtungszeitraum bis Anfang der 80er Jahre gesehen ist inzwischen auch bei den Stickstoffoxiden kaum eine Zunahme mehr festshystellbar (Ausnahme NO2 am Verkehrsstandort Darmstadt-Huumlgelstraszlige) waumlhrend bei Ozon der Langzeittrend noch auf einen Anstieg hinweist Bei dieser Betrachtungsweise uumlber sehr lange Zeitshyraumlume ist klar dass immissionstraumlchtige Jahre zu Beginn der Zeitreihen immer einen negativen Trend verursachen vor allem dann wenn zwischenzeitlich emissionsmindernde Maszlignahmen zum Erfolg gefuumlhrt haben Die Zeitreihen fuumlr SO2 CO NO und auch Feinstaub (PM10) sind hierfuumlr gute Beispiele Umgekehrt wird die lineare Regresshysion bei Jahren mit hohen Immissionskonzentrashytionen zu Beginn der zweiten Haumllfte der Langzeit- reihen fuumlr laumlngere Zeit einen positiven Trend ausshyweisen auch wenn inzwischen die Immissionsbeshylastung ruumlcklaumlufig ist
1) Vor 2001 wurde bdquoGesamtstaubldquo (TSP total suspended particulates) gemessen Langfristige Trenduntersuchungen basieren auf der Annahme PM10=08middotTSP
Publikation der Messergebnisse bull Internet httpwwwhlugde
(Lufthygienischer Tagesbericht Monatskurz- Monats- und Jahresbericht sowie aktuelle Messwerte)
bull Informationstelefon des HLUG 06116939-666 (aktuelle Messwerte)
bull Videotext ndash Hessischer Rundfunk ndash Hessentext Tafeln 160 bis 168 (aktuelle Messwerte) Tafeln 174 bis 177 (Wetterdaten)
bull Fax-auf-Abruf-Service des HLUG 061118061-000 bis 009 (Uumlbersicht unter 061118061-000)
bull Mobilfunk httpwaphlugde
Gesetzliche Grundlagen bull Neununddreiszligigste Verordnung zur Durchfuumlhrung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstandards und Emissionsshyhoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
bull Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl S 511)
bull Richtlinie 200850EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft fuumlr Europa
Impressum Bearbeitung Dr A Broll
W Fehlinger Dr M Hemfler Dr S Jacobi B Oehme Dipl-Ing K Wucher Dipl-Ing W Wunderlich
Layout Dipl-Ing K Wucher
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden
Telefon 06116939-0 Fax 06116939-555 Homepage httpwwwhlugde
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
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10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
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chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
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Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
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Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
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1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
LLuufftthhyyggiieenniisscchheerr JJaahhrreessbbeerriicchhtt 22001111 TTeeiill IIII SSttaauubb uunndd SSttaauubbiinnhhaallttssssttooffffee
Einleitung Der vorliegende Bericht ergaumlnzt den Lufthygieni-schen Jahresbericht Teil I um die Ergebnisse der drei hessischen Messnetze fuumlr SchwebstaubPartikel fuumlr die Deposition (Staubniederschlag) und fuumlr die Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasser-stoffe (PAK) Weiterhin erlaumlutert der Bericht das Passivsammler-Messprogramm fuumlr Benzol Toluol und Xylol dessen Messergebnisse im Luft-hygienischen Jahresbericht Teil I dargestellt werden Der Schwerpunkt der beiden zuerst erwaumlhnten Mess-programme liegt auf der Ermittlung anorganischer Inhaltsstoffe (insbesondere Schwermetalle) im Schwebstaub und in der Deposition Wie auch im Luftmessnetz Hessen ist die Grundlage der Schweb-staubmessung die Probenahme der Partikelfraktion PM10 damit wird der sogenannte Feinstaub (PM10) erfasst der sich aus den in der Atmosphaumlre verteilten Partikeln mit einem Durchmesser kleiner als 10 microm (entsprechend einem Hundertstelmillimeter) zu-sammensetzt Die Verpflichtung zur landesweiten Immissions-uumlberwachung ergibt sich aus den EG-Luftqualitaumltsrichtlinien [1 2] die durch das Bundes-Immissionsschutzgesetz [3] und die 39 Verordnung dazu [4] in deutsches Recht umgesetzt wurden Die hier beschriebenen Programme dienen der Umset-zung der 39 BImSchV sowie der Ermittlung von Basisdaten fuumlr die Beurteilung der Vorbelastung im Rahmen von Genehmigungsverfahren Die genann-ten EG-Richtlinien und deren Umsetzung in deut-sches Recht beinhalten unter anderem Vorgaben fuumlr die Beurteilung der lufthygienischen Belastungssitu-ation durch Inhaltsstoffe des Schwebstaubs in Form von Grenz- und Zielwerten fuumlr einige Schwermetalle und fuumlr Benzo(a)pyren Als Beurteilungsgrundlagen fuumlr den Staubniederschlag (Gesamtdeposition) und einige Schwermetalle als Bestandteile der Gesamt-deposition koumlnnen die Immissionswerte der TA Luft [5] herangezogen werden
Schwebstaubmessprogramm In Hessen werden Schwebstaubimmissionsmessun-gen seit 1976 fortlaufend durchgefuumlhrt Zur Uumlberwa-chung der Immissionssituation in Hessen betreibt
das Hessische Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie neben dem kontinuierlich messenden Luftmessnetz ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur Erfas-sung der Immissionsbelastung durch Inhaltsstoffe des Schweb- bzw Feinstaubs Die Standorte der diskontinuierlich arbeitenden Probenahmegeraumlte sind der Abbildung 1 zu entnehmen Die Standorte sind so gewaumlhlt dass sowohl eine Uumlberwachung der Immissionsschwerpunkte als auch der Hintergrund-belastung in den Ballungsraumlumen und im laumlndlichen Raum gewaumlhrleistet ist Im Jahr 2011 wurden an 16 Punkten automatische Probensammler zur Ermitt-lung der Feinstaubkonzentration (PM10) und des Schwermetallgehalts in dieser Fraktion des Schweb-staubs betrieben Davon liegen 12 Stationen in Staumld-ten 3 im laumlndlichen Raum und 1 Station an einem Verkehrsschwerpunkt
Abbildung 1 Probenahmestellen des Schweb-
staubmessnetzes
Hanau
Linden
Kassel
Raunheim
Wies-baden
Riedstadt
Darmstadt
Frankfurt
Kleiner Feldberg
Wetzlar-Hermannstein
Gebiete
Lahn-Dill
Mittel- und Nordhessen
Suumldhessen
Ballungsraumlume
Kassel
Rhein-Main
Messstationen
in Staumldten
an Verkehrsschwerpunkten
im laumlndlichen Raum
Naumlhere Angaben uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Stationen sind der Tabelle 1 zu entnehmen
Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
0
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zol
Tolu
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ylol
Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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6
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 22
Tabelle 1 Standorte der Schwebstaubprobenahmestellen
Stationsname RW HW H uuml
NN Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Darmstadt 3475 965 5526 257 158 m 8deg3953 49deg5220 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Griesheim 3471 694 5551 099 98 m 8deg3617 50deg0548 Innenstadt Mischgebiet
Ffm-Houmlchst 3467 310 5551 838 104 m 8deg3232 50deg0607 Innenstadt Industrie verkehrsnah
Ffm-Sindlingen 3465 402 5549 498 99 m 8deg3056 50deg0451 Industrie Wohnbezirk
Ffm-Mitte 3477 480 5552 820 120 m 8deg4106 50deg0646 Innenstadt Wohnbezirk
Ffm-Ost 3481 935 5554 378 100 m 8deg4447 50deg0731 Industrie verkehrsnah
Hanau-Mitte 3494 806 5554 915 107 m 8deg5539 50deg0751 Innenstadt Industrie
Kassel-Mitte 3533 776 5686 717 181 m 9deg2900 51deg1851 Innenstadt Mischgebiet
Kleiner Feldberg 3460 543 5565 240 811 m 8deg2646 50deg1319 Mittelgebirge Kuppenlage
Linden-Leihgestern 3477 697 5599 738 172 m 8deg4104 50deg3159 Dauergruumlnland
Raunheim 3460 759 5541 699 90 m 8deg2706 50deg0037 Innenstadt Wohnbezirk
Riedstadt 3465 305 5521 072 87 m 8deg3101 49deg4931 laumlndlich
Wetzlar-Hermannstein 3464 310 5604 814 183 m 8deg1740 50deg2040 Wohngebiet Industrie
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten
3464090 5604530 161 m 8deg2931 50deg3431 Wohngebiet Industrie
Wiesbaden-Ringkirche 3444 979 5549 276 145 m 8deg1349 50deg0438 Innenstadt Straszligenkreuzung
Wiesbaden-Suumld 3445 997 5546 279 121 m 8deg1442 50deg0301 Wohnbezirk industrienah
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum Die im Rahmen dieses Programms gesammelten Staubproben werden auf folgende Komponenten untersucht Feinstaub (PM10) und dessen Inhaltsstof-fe Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Nickel (Ni) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Kupfer (Cu) Eisen (Fe) Mangan (Mn) Antimon (Sb) und Vanadium (V) Die Messergebnisse der Komponenten fuumlr die ein Immissionswert vorgegeben ist werden in die-sem Bericht fuumlr das Jahr 2011 ausgewertet und be-schrieben Diese sind Feinstaub (PM10) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) und Nickel (Ni) Tabelle 2 zeigt den Messbeginn fuumlr die Stoffe fuumlr die ein Zielwert festgelegt wurde
Atmosphaumlrischer Staub Unter Schwebstaub versteht man in Abgrenzung zu groben Partikeln des Staubniederschlags den Anteil der in der Luft vorhandenen Partikel bis zu einem oberen aerodynamischen Durchmesser von rund 30 microm Der Schwebstaub umfasst nur die weitge-hend homogen in der Auszligenluft dispergierten Parti-
kel (siehe auch VDI-Richtlinie 2463 Blatt 1) Die Groumlszlige der Partikel und ihre chemische Zusammen-setzung bestimmen zu einem Groszligteil die physikali-schen und chemischen Eigenschaften des Schweb-staubs Der Durchmesser der in der Atmosphaumlre vorkommenden Partikel reicht von einigen Nano-metern (nm = milliardstel Meter) bis zu etwa 100 Mikrometer (μm = millionstel Meter) Teilchen mit Durchmessern groumlszliger 01 μm koumlnnen durch ih-ren aerodynamischen Durchmesser (dae) beschrieben werden Dieser Durchmesser eines Teilchens belie-biger Form chemischer Zusammensetzung und Dichte ist gleich dem Durchmesser einer Kugel mit der Dichte von einem Gramm pro Kubikzentimeter (1 gcmsup3) welche in ruhender oder wirbelfrei strouml-mender Luft dieselbe Sinkgeschwindigkeit hat wie das betrachtete bdquorealeldquo Teilchen In der 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz (39 BImSchV) [4] wird der Begriff bdquoPartikelldquo eingefuumlhrt und es werden u a Grenzwer-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 33
te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
0
2
4
6
8
10
12
19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
005
010
015
020
025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
3 mg
00
05
10
15
20
25
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
0
10
20
30
40
50
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
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Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
microgm
3
Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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10
12
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
microgmsup3
Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende
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te fuumlr den Schutz der menschlichen Gesundheit fuumlr die Partikelfraktion PM10 vorgeschrieben (siehe auch Kapitel bdquoGrenz- und Zielwerte fuumlr Schwebstaub und dessen Inhaltsstoffeldquo) Die Partikelfraktion PM10 enthaumllt alle Teilchen mit einem aerodynamischen Durchmesser le 10 microm Inzwischen hat sich fuumlr diese Partikelfraktion auch der Begriff bdquoFeinstaubldquo eingebuumlrgert Die formal korrekte Definition fuumlr PM10 nach der 39 BImSchV [4] lautet PM10 sind die Partikel die einen groumlszligenselektieren-den Lufteinlass passieren der fuumlr einen aerodynami-schen Durchmesser von 10 microm einen Abscheidegrad von 50 Prozent aufweist
Partikel bis zu einem Durchmesser von etwa 20 microm verteilen sich in der Atmosphaumlre wie Gase und wer-den auch entsprechend mit den Luftstroumlmungen in der Atmosphaumlre transportiert Partikel dieser Groumlszlige haben keine eigene Sinkgeschwindigkeit und werden z B durch Niederschlag oder dadurch dass sie sich an groumlszligere Teilchen oder an Oberflaumlchen (z B von Blaumlttern) anlagern wieder aus der Atmosphaumlre ent-fernt Groumlszligere (schwerere) Teilchen sinken aufgrund ihrer Masse selbststaumlndig zu Boden und verweilen entsprechend kurz in der Atmosphaumlre (siehe auch Kapitel bdquoStaubniederschlagsmessprogrammldquo)
Diskontinuierliches Probenahme-verfahren fuumlr Schwebstaub Entsprechend der 39 BImSchV [4] ist der Schweb-staub als PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem automatischen High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausge-ruumlstet ist der dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird (siehe auch Kapitel bdquoPolyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe (PAK)ldquo) Das Geraumlt saugt waumlhrend der Pro-benahme 24 Stunden lang Umgebungsluft durch einen Filter wobei sich die in der Luft enthaltenen Partikel auf dem Filter abscheiden Pro Woche wer-den auf diese Weise zwei bis drei Schwebstaubpro-ben genommen (entsprechend einem Jahreskollektiv von 122 Proben) Eine Ausnahme bildet die Mess-stelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Mes-sung taumlglich Anschlieszligend wird durch Waumlgung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt Die gravimetrische Staubkonzentrations-bestimmung stellt ein direktes und somit besonders zuverlaumlssiges Staubmessverfahren dar Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf seinen Schwermetallgehalt untersucht Hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle analysiert Das Schweb-
staubmessnetz dient hauptsaumlchlich der Immissions-uumlberwachung von Schwermetallen und auch der Dokumentation der Langzeitentwicklung (Trend) der Staubimmissionsbelastung Bis zum Jahr 2000 wurde mit dem gravimetrischen Verfahren der soge-nannte Gesamtstaub (TSP Total Suspended Particulates ) erfasst Ab 2001 wurde die Probenah-me auf PM10 umgestellt Zu diesem Zweck wurden die Probenahmegeraumlte mit neuen Vorabscheidern ausgeruumlstet mit denen erreicht wird dass die Staub-fraktion PM10 zur Messung gelangt (siehe auch die Definition von PM10 im vorhergehenden Kapitel) Da die Auswertung der Staubfilterproben aufgrund der notwendigen Laborarbeiten mehrere Tage in Anspruch nimmt dienen die Ergebnisse der diskon-tinuierlichen Probenahme nicht der aktuellen Infor-mation der Bevoumllkerung Die aktuell eine Stunde nach der Messung veroumlffentlichten Daten (Internet Videotext Infotelefon) bauen auf den Ergebnissen der kontinuierlich betriebenen Staubmessgeraumlte des Luftmessnetzes Hessen auf
Grenz- und Zielwerte fuumlr Schweb-staub und dessen Inhaltsstoffe Die 39 Verordnung zum Bundes-Immissions-schutzgesetz [4] schreibt unter anderem fuumlr PM10 und fuumlr Blei Grenzwerte zum Schutz der menschli-chen Gesundheit vor Fuumlr die Schwermetalle Arsen Cadmium und Nickel schreibt die europaumlische Luft-qualitaumltsgesetzgebung [2] Zielwerte vor die im Jah-re 2007 in die 22 BImSchV (ab 2010 in die 39 BImSchV [4]) uumlbernommen wurden Die Uumlber-pruumlfung der Einhaltung der Zielwerte setzt voraus dass die Schwermetalle als Bestandteile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aerosols gemessen wurden Im Gegensatz zu einem Immissionsgrenz-wert fuumlr den Gesundheitsschutz der innerhalb eines bestimmten Zeitraums erreicht und danach nicht mehr uumlberschritten werden darf ist ein Zielwert eine Immissionskonzentration die innerhalb eines festge-legten Zeitraums soweit wie moumlglich einzuhalten ist Beides dient dem uumlbergeordneten Ziel schaumldliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu vermeiden zu verhindern oder zu verringern In Tabelle 3 sind die fuumlr den Schwebstaub und die Elemente Arsen Blei Cadmium und Nickel vorge-schriebenen Grenz- und Zielwerte zusammengefasst
In Tabelle 4 sind die Schwebstaub-Schwerme-tallmessergebnisse des Jahres 2011 zusammenfas-send dargestellt Die aufgefuumlhrten Jahresmittelwerte der PM10-Konzentration zeigen eine Struktur mit houmlheren Belastungen im innerstaumldtischen Bereich und niedrigeren Werten im laumlndlichen Raum Die Maximalbelastung wird am industrienahen Standort bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo erreicht
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 44
Tabelle 2 Beginn der Messungen der einzelnen Komponenten an den Messstationen
Stationsname Gesamtstaub
(TSP) Feinstaub
(PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
Kontinuierliches Messverfahren1)
Darmstadt 1983 2002 1990 1983 1983 1983 X
Ffm-Griesheim 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Ffm-Houmlchst 1984 2002 1990 1984 1984 1984 X
Ffm-Sindlingen mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Ffm-Mitte 1983 2003 1990 1983 1983 1983
Ffm-Ost mdash 2001 1990 1984 1984 1984 X
Hanau-Mitte 1983 2002 1990 1983 1983 1983
Kassel-Mitte mdash 2008 2008 2008 2008 2008 X
Kleiner Feldberg 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
Linden-Leihgestern 1995 2001 1995 1995 1995 1995
Raunheim 1985 2002 1990 1985 1985 1985 X
Riedstadt mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wetzlar-Hermannstein
1983 2002 1990 1983 1983 1983
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 2)
mdash 2008 2008 2008 2008 2008
Wiesbaden-Ringkirche
mdash 2001 2001 2001 2001 2001 X
Wiesbaden-Suumld 1983 2001 1990 1983 1983 1983 X
1) An diesen Messstationen werden zusaumltzlich kontinuierliche PM10-Messungen durchgefuumlhrt 2) An dieser Messstation fand keine Messung im Jahr 2009 statt
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Tabelle 3 GrenzwerteZielwerte fuumlr PartikelInhaltsstoffe
Komponente Kenngroumlszlige Einheit Grenzwerte (zulaumlssige
Uumlberschreitungs-haumlufigkeit pro Jahr)
Zielwerte einzuhalten
ab Gesetzliche Grundlagen
PM10 24-h-Wert microgm3 50 (35mal) mdash 2005 39 BImSchV
Jahresmittel microgm3 40 mdash 2005 39 BImSchV
Arsen 1) Jahresmittel ngm3 mdash 6 2013 39 BImSchV
Blei 1) Jahresmittel microgm3 05 mdash 2005 39 BImSchV
Cadmium 1) Jahresmittel ngm3 mdash 5 2013 39 BImSchV
Nickel 1) Jahresmittel ngm3 mdash 20 2013 39 BImSchV
1) Gesamtgehalt in der PM10-Fraktion
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 55
Tabelle 4 Jahresmittelwerte des Schwebstaubs (PM10) und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Stationsname Feinstaub (PM10) Arsen Blei Cadmium Nickel
microgmsup3 ngmsup3 microgmsup3 ngmsup3 ngmsup3
Darmstadt 22 07 0006 01 09
Ffm-Griesheim 24 06 0008 02 12
Ffm-Houmlchst 25 08 0007 02 18
Ffm-Sindlingen 22 07 0007 01 12
Ffm-Mitte 25 07 0007 02 13
Ffm-Ost 24 07 0008 02 17
Hanau-Mitte 22 06 0007 02 36
Kassel-Mitte 21 05 0005 02 11
Kleiner Feldberg 12 04 0003 01 07
Linden-Leihgestern 21 05 0006 02 10
Raunheim 22 06 0006 02 14
Riedstadt 22 07 0007 01 10
Wetzlar-Hermannstein 24 13 0016 03 69
Wetzlar-Im Koumlhlersgarten 35 28 0089 16 268
Wiesbaden-Ringkirche 26 10 0008 01 16
Wiesbaden-Suumld 22 08 0008 01 13
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
ROT Uumlberschreitung eines Zielwertes nach 39 BImSchV [4] Aufgrund der geringeren Abdeckung des Jahreszeit-raumes (mit 122 Proben1 33 der im Jahr moumlgli-chen Tagesmittelwerte) wird auf eine Beurteilung der ermittelten PM10-Belastung anhand vorge-schriebener Grenzwerte wie auch auf die Darstel-lung von Langzeittrends der PM10-Immissions-belastung verzichtet Eine Ausnahme bildet die Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Aufgrund der besonderen Belastungssituation erfolgt hier die Messung taumlglich Diese Beurteilung wird auf Basis der im Luftmessnetz kontinuierlich erhobenen Da-ten vorgenommen (siehe Lufthygienischer Jahres-bericht Teil I 2011) Fuumlr die Berechnung der Jahresmittelwerte der Schwermetallkonzentration stehen im Jahr 60 Wer-te (entsprechend 5 im Monat) pro Station zur Ver-fuumlgung Im Probenahmeplan wurde eine gleichmauml-szligige Verteilung der Probenahmetage uumlber die Wo-
1 Ausnahme Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo s S 3
chentage und das Jahr festgelegt Die Probenzahl reicht fuumlr die Beurteilung der Schwermetallbelas-tung aus da die fuumlr die genannten Elemente in der 39 BImSchV [4] jeweils vorgeschriebenen unteren Beurteilungsschwellen deutlich unterschritten wer-den Abbildung 2 stellt die langfristigen Trends der Immissionsbelastung fuumlr die Metalle dar fuumlr die in der 39 BImSchV [4] Grenzwerte (Blei) und Ziel-werte (Arsen Cadmium und Nickel) vorgeschrie-ben werden Die unterschiedlichen Anfangszeit-punkte der Trendkurven haben ihren Grund darin dass die Probenahme und auch die Analysenverfah-ren stufenweise so verbessert werden konnten dass schlieszliglich ab dem Jahr 1990 die Verfahrensqualitaumlt fuumlr die Cadmiummessung und ab 1992 auch fuumlr die Bestimmung von Arsen ausreichte um fuumlr die Er-mittlung des Konzentrationstrends in der Auszligenluft belastbare Ergebnisse angeben zu koumlnnen
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 66
Abbildung 2 Zeitreihe der Gebiets-Jahresmittelwerte (Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs)
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19931995
19971999
20012003
20052007
20092011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Rhein-Main
Suumldhessen
3 mng
As
000
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010
015
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025
19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Lahn-Dill
Suumldhessen
Rhein-Main
Pb
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19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Suumldhessen
Rhein-Main
Lahn-Dill
Cd
3 mng
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40
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19831985
19871989
19911993
19951997
19992001
20032005
20072009
2011
Mittel- und Nordhessen
Kassel
Rhein-Main
Lahn-Dill
Suumldhessen
3 mng
Ni
Ballungsraum I Rhein-Main Darmstadt Ffm-Griesheim Ffm-Houmlchst Ffm-Sindlingen Ffm-Mitte Ffm-Ost Hanau-Mitte Hanau-Wolfgang1) Raunheim Wiesbaden-Ringkirche Wiesbaden-Suumld
Ballungsraum II Kassel Kassel-Mitte (ab Maumlrz 2008) Kassel-Nord (von 2001 bis Februar 2008) Kassel-Bettenhausen1)
Gebiet I Suumldhessen Riedstadt (ab 2003) Biebesheim (von 1992 bis 2000) Fuumlrth im Odenwald (von 2003 bis 2006)1)
Gebiet II Lahn-Dill Linden-Leihgestern Wetzlar-Hermannstein (ohne Wetzlar-Im Koumlhlersgarten) Gebiet III Mittel- und Nordhessen
Kleiner Feldberg Witzenhausen1)
1) Diese Stationen werden bereits seit 2007 nicht mehr betrieben Wie aus Tabelle 4 und Abbildung 2 zu erkennen ist werden der Grenzwert fuumlr Blei (in Kraft seit 2005) und auch die Zielwerte fuumlr Arsen Cadmium und Nickel (39 BImSchV [4]) die bis 2013 erreicht werden sollen bereits heute deutlich unterschritten Im Allgemeinen geht die Schwermetallbelastung seit Messbeginn bis 2011 zuruumlck Das Belastungs-
niveau ist in den Gebieten Mittel- und Nordhessen sowie in Suumldhessen geringer als in den Ballungs-raumlumen Rhein-Main und Kassel sowie im Gebiet Lahn-Dill Waumlhrend die Immissionssituation in den beiden erstgenannten Gebieten uumlberwiegend durch den laumlndlichen Raum gepraumlgt ist spielen in den Ballungsraumlumen Emissionsquellen aus den Berei-
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 77
chen Straszligenverkehr Feuerungsanlagen und Indus-trie eine bedeutendere Rolle Dies zeigt sich insbe-sondere im Gebiet Lahn-Dill wo die Immis-sionssituation unter anderem auch den Einfluss der dort vorhandenen Schwerindustrie widerspiegelt Im Einzelnen folgen Erlaumluterungen zu den Ergeb-nissen Arsen Aufgrund von Blindwertproblemen mit dem Filtermaterial koumlnnen erst nach dem Wechsel von Glasfaser- auf Quarzfaser- und spaumlter auf Cellulosenitratfilter ab dem Jahr 1992 Arsenkon-zentrationswerte veroumlffentlicht werden Ab 1993 liegen die Arsenkonzentrationswerte in allen Gebie-ten unterhalb des Zielwertes von 6 ngmsup3 und errei-chen im Jahr 2011 maximal 47 des Zielwertes dies allerdings auch nur noch an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo Blei Das im Schwebstaub enthaltene Blei wird seit 1983 erfasst Bereits damals wurde der heute vorge-schriebene Grenzwert von 05 microgmsup3 deutlich unter-schritten Der Ruumlckgang der Bleibelastung ist im Wesentlichen eine Folge der stufenweisen Reduzie-rung des Bleigehaltes im Benzin durch das Benzin-Blei-Gesetz [6] und die entsprechende EG-Richtlinie [7] Cadmium Auch der Cadmiumgehalt im Schweb-staub wird seit 1983 regelmaumlszligig ermittelt Aller-dings erreichte - wie bei Arsen - das Messverfahren erst Anfang der 90er Jahre eine Qualitaumlt die es erlaubte das Verfahren fuumlr die Ermittlung von Trends in der Auszligenluft einzusetzen Die Werte liegen deutlich unterhalb des Zielwertes von 5 ngmsup3 und veraumlnderten sich in den letzten fuumlnf Jahren kaum noch Nickel Wie bei den drei anderen Metallen wird durch die Messergebnisse auch bei Nickel ein deut-licher Konzentrationsruumlckgang belegt Bis auf eine Ausnahme wird der vorgeschriebene Zielwert von 20 ngmsup3 an allen Messpunkten (Tabelle 4) im Jahr 2011 eingehalten Eine Uumlberschreitung trat an der Messstelle bdquoWetzlar-Im Koumlhlersgartenldquo auf Die Immissionsbelastung wird an dieser Stelle durch benachbarte industrielle Quellen stark beeinflusst Die Konzentrationswerte zeigen in den letzten sechs Jahren im Mittel in den einzelnen Messgebieten (Abbildung 2) kaum Schwankungen
Die Immissionsbelastung durch Schwermetalle als Bestandteil des Schwebstaubs ist zusammenfassend so zu charakterisieren dass die Zielwerte sicher eingehalten sind auch wenn im Einzelfall ins-besondere im Einwirkungsbereich Metall verarbei-tender Betriebe der immissionsseitige Einfluss der Schwermetallemissionen noch zu erkennen ist
Staubniederschlagsmessprogramm 2011 Staubniederschlag wird in Hessen seit 1969 gemes-sen und wurde fruumlher flaumlchenbezogen (1 km times 1 km Rasterflaumlchen) ausgewertet Mit der Neufassung der TA Luft vom 24 Juli 2002 [5] wurde auch fuumlr das hessische Staubniederschlagsmessprogramm die messpunktbezogene Auswertung eingefuumlhrt Hierzu werden aus allen 12 Monatsmesswerten Jahresmit-telwerte gebildet Im Jahre 2011 wurde der Staub-niederschlag in sieben Messgebieten an insgesamt 225 Messpunkten ermittelt Durch die Betrachtung der einzelnen Messpunkte kommen lokale Einfluumlsse staumlrker zur Geltung als bei der flaumlchenbezogenen Betrachtung In Abbildung 3 sind die Bereiche von Hessen in denen Staubniederschlagsmessungen durchgefuumlhrt werden dargestellt Sie zeigt in einem Ausschnitt die geographische Lage der unterschied-lichen Messgebiete Weiterhin sind dort auch die Messraster (Maschenweite 1 km times 1 km) in den einzelnen Messgebieten eingetragen Die Angabe von 4 Sondermesspunkten in Wetzlar die das dor-tige Messnetz in einem Teilbereich auf die Ma-schenweite von 500 m times 500 m verdichten hat temporaumlren Charakter und dient der besseren Erfas-sung der Deposition in einem Gebiet ausgepraumlgter industrieller Aktivitaumlt Weitere Angaben zu den Messgebieten koumlnnen der Tabelle 5 entnommen werden
Definition von Staubniederschlag Als Staubniederschlag wird hier die Gesamtablage-rung verstanden die sich als trockene und nasse Deposition aus der Atmosphaumlre auf Oberflaumlchen wie Boden Pflanzen Gebaumluden oder Gewaumlssern niederschlaumlgt Im Gegensatz zum Schwebstaub gelangt der Staubniederschlag mit seinen Inhalts-stoffen aufgrund der Partikelgroumlszlige nicht in die menschliche Lunge sondern trifft auf den Boden oder auf Pflanzen und kann von dort moumlglicherwei-se uumlber das Grundwasser oder uumlber pflanzliche Le-bensmittel in die Nahrungskette gelangen Auch ist nicht auszuschlieszligen dass Kinder z B beim Spie-len durch den Eintrag aus der Atmosphaumlre verun-reinigte Erde in den Mund nehmen
Probenahmeverfahren fuumlr Staubniederschlag Bei der Staubniederschlagsmessung nach dem Bergerhoffverfahren [8] wird die Gesamtdeposition (trocken und feucht) erfasst Zur Messung gelangt hierbei die uumlber einen Monat durch eine normierte Auffangflaumlche (Glasoumlffnung) in das Bergerhoffglas
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 88
abgelagerte (sedimentierte) Masse Im Idealfall ergeben sich 12 Proben je Messpunkt und Jahr Diese Sollzahl wird allerdings nicht immer erreicht da (bedingt durch Glasbruch Entwendung der Messgefaumlszlige oder sichtbare Verunreinigung der Proben) einzelne Messwerte vollstaumlndig fehlen oder als nicht vertrauenswuumlrdig gestrichen werden muumls-sen Ab 1989 wurden die Schwermetalle Antimon (Sb) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Kobalt (Co) Chrom (Cr) Eisen (Fe) Nickel (Ni) und Va-nadium (V) gemessen Kupfer (Cu) Mangan (Mn) Molybdaumln (Mo) Platin (Pt) Rhodium (Rh) Titan (Ti) Wolfram (W) und Zink (Zn) ergaumlnzten die Analysenpalette ab 1994 Zuletzt wurde Thallium (Tl) ab 1997 in die Komponentenliste aufgenom-men 2005 wurde das Komponentenspektrum auf Staub Antimon Arsen Blei Cadmium Chrom Kobalt Eisen Nickel Vanadium Kupfer Mangan und Thallium reduziert Fuumlr die Bestimmung der gemessenen Schwermetalle werden die Monatspro-ben zu Jahresproben zusammengefasst da die Im-missionswerte fuumlr Schwermetalle als Bestandteile des Staubniederschlags nur als Langzeitwerte (Jah-resmittelwerte) definiert sind Hierzu werden pro Messpunkt und Jahr aus den Monatsproben zwei Sammelproben gebildet indem jeweils die Proben fuumlr das erste Halbjahr und fuumlr das zweite Halbjahr vereinigt werden Der Jahresmittelwert der Schwermetallniederschlagsrate wird aus den Analy-senergebnissen dieser beiden Proben berechnet
Immissionswerte fuumlr Staubniederschlag Fuumlr die Bewertung der Schwermetallnieder-schlagsraten werden die Immissionswerte aus der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) [5] in der Fassung vom Juli 2002 heran-gezogen (siehe Tabelle 6)
Staubniederschlagsmesswerte des Jahres 2011 Tabelle 7 stellt die Ergebnisse des Staubnieder-schlagsmessprogramms fuumlr das Jahr 2011 zusam-men Die Gebietsmittelwerte stuumltzen sich dabei auf alle Messpunkte des jeweiligen Gebiets wobei der Auswertung fuumlr den Staubniederschlag (soweit vorhanden) 12 Werte pro Messpunkt zugrunde lie-gen
Abbildung 4 beschreibt die zeitliche Entwicklung der Depositionsraten fuumlr Staubniederschlag und die oben genannten Schwermetalle im Zeitraum von 1996 bis einschlieszliglich 2011 Thallium wurde in diese Darstellung nicht mit aufgenommen da fuumlr dieses Element die Nachweisgrenze des angewen-deten Verfahrens nicht ausreichte um eine sinn-volle Trenddarstellung zu erarbeiten Nachfolgend werden die Ergebnisse aus den hessi-schen Staubniederschlagsmessgebieten fuumlr die Messjahre 1996 bis 2011 zusammenfassend darge-stellt und beschrieben Wie bereits oben erlaumlutert wird die Immissionssituation auf Basis der in der TA Luft vom Juli 2002 [5] auch fuumlr einige Schwermetalle vorgeschriebenen Immissionswerte beurteilt (Arsen Blei Cadmium Nickel und Thal-lium) Im Bereich Gieszligen wurden Schwermetalle erst ab dem Jahre 2005 mit gemessen sodass dort laumlnger-fristig ruumlckwirkend nur Ergebnisse fuumlr den Staub-niederschlag ohne die Inhaltsstoffe vorliegen Ent-sprechend koumlnnen in der Trenddarstellung (Abb 4) die Schwermetallergebnisse aus Gieszligen erst ab 2005 gezeigt werden Staubniederschlag Abbildung 4 zeigt dass beim Staubniederschlag in den Jahren seit 1996 kein eindeutiger Trend der Immissionsbelastung zu er-kennen ist In allen Messgebieten durchlaumluft die Staubniederschlagsbelastung in den Jahren 1998 und 1999 ein Minimum und steigt ab 2000 wieder leicht an Diese nicht eindeutige Entwicklung zeigt sich auch in den Folgejahren Die Schwankungen haben ihre Ursache in den von Jahr zu Jahr unter-schiedlichen meteorologischen Verhaumlltnissen Die Messgebiete Huumlnfelden und Ulrichstein (laumlndlicher Raum) sowie auch Kassel zeigen fuumlr 2011 eine leichte Erhoumlhung bei den Gebietsmittelwerten fuumlr Staubniederschlag gegenuumlber 2010 Ulrichstein liegt zwar auch im laumlndlichen Raum allerdings uumlberwiegt dort das Gruumlnland So hat die Aufwirbe-lung von Bodenstaub dort eine deutlich geringere Bedeutung als z B im bdquoHintergrundmessgebietldquo Huumlnfelden wo die Immissionssituation eher durch die Intensivlandwirtschaft gepraumlgt wird In den anderen Messgebieten Gieszligen Wetzlar Wiesbaden und Untermain sind die mittleren Niederschlagsra-ten in 2011 leicht zuruumlckgegangen Die Unterschie-de liegen weiterhin im Rahmen der in den letzten Jahren beobachteten Schwankungen
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 99
Abbildung 3 Messgebiete und Messpunkte fuumlr Staubniederschlag in Hessen
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Untermain
Wetzlar
Kassel
Wiesbaden
Gieszligen
Huumlnfelden
Ulrichstein
Kassel
Huumlnfelden
Wetzlar
Gieszligen
Ulrichstein
Untermain
Wiesbaden
Messgebietein Hessen
Messpunkte
Sondermessprogramm Wetzlar
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1100
Tabelle 5 Beschreibung der 7 Messgebiete fuumlr Staubniederschlag und dessen Inhaltsstoffe
Messgebiete Rechtswerte Hochwerte Groumlszlige des
Messgebietes Gebietsbeschreibung
Gieszligen 3476-3478 5603-5605 4 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Huumlnfelden 3436-3438 5576-5578 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Intensivlandwirtschaft)
Kassel 3534-3538 5685-5689 13 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Ulrichstein 3509-3511 5608-5610 4 kmsup2 laumlndliches emissionsfernes Vergleichs-
messgebiet (Gruumlnland)
Untermain 3466-3500 5548-5557 73 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wetzlar 3462-3466 5602-5606 16 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Wiesbaden 3443-3449 5543-5550 21 kmsup2 Stadtgebiet teilweise Industrie
Die Messpunkte der jeweiligen Messgebiete liegen innerhalb der durch die oben genannten Rechts- und Hochwerte begrenzten Flaumlchen
Tabelle 6 Immissionswerte fuumlr den Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe nach (TA Luft)
Komponenten Jahresmittelwerte
Staubniederschlag 350 mg(msup2 times d)
Arsen 4 microg(msup2 times d)
Blei 100 microg(msup2 times d)
Cadmium 2 microg(msup2 times d)
Nickel 15 microg(msup2 times d)
Thallium 2 microg(msup2 times d)
Im Jahr 2011 wurde der houmlchste Gebietsmittelwert fuumlr Staubniederschlag mit 146 mg(msup2 times d) im Sondermessgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Wie Tabelle 7 weiter zeigt unterschreiten im Jahr 2011 alle Einzelpunktbelastungen den in der aktuellen TA Luft fuumlr Staubniederschlag vorge-schriebenen Immissionswert von 350 mg(msup2 times d) Arsen Die Arseneintraumlge in den Gebieten Unter-main Wetzlar Kassel und Ulrichstein nahmen seit 1996 bis zum Jahr 2010 mehr oder weniger konti-nuierlich ab Fuumlr das Jahr 2011 sind in nahezu allen Messgebieten (Ausnahmen Huumlnfelden und Wies-
baden) leichte Erhoumlhungen zu verzeichnen die sich jedoch im Rahmen der uumlblichen Schwankungsbreite befinden Der houmlchste Gebietsmittelwert der Arsendepo-sitonsrate wurde mit 102 microg(msup2 times d) im Sonder-messgebiet Wetzlar ermittelt (siehe Tabelle 7) Bei naumlherer Betrachtung der Maximalwerte fuumlr die punktweise Auswertung der Arsendepositionen sind auch in 2011 keine Uumlberschreitungen nach TA Luft zu verzeichnen Der Trend liegt auf annaumlhernd glei-chem Niveau wie im Jahre 2010
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1111
Tabelle 7 Jahresmittelwerte des Staubniederschlags und dessen Inhaltsstoffe im Messjahr 2011
Messgebiet Komponente Einheit punktweise Auswertung
Gebietsmittelwert Minimum Maximum
Gieszligen Staubniederschlag mg(msup2 times d) 44 176 88 Arsen microg(msup2 times d) 01 15 05 Blei microg(msup2 times d) 3 10 56 Cadmium microg(msup2 times d) 003 03 01 Nickel microg(msup2 times d) 16 77 45 Thallium microg(msup2 times d) 01 09 03
Huumlnfelden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 39 199 102 Arsen microg(msup2 times d) 02 14 05 Blei microg(msup2 times d) 3 25 6 Cadmium microg(msup2 times d) 01 03 02 Nickel microg(msup2 times d) 1 5 23 Thallium microg(msup2 times d) 009 07 02
Kassel Staubniederschlag mg(msup2 times d) 46 152 89 Arsen microg(msup2 times d) 02 104 05 Blei microg(msup2 times d) 4 11 65 Cadmium microg(msup2 times d) 01 06 02 Nickel microg(msup2 times d) 17 46 32 Thallium microg(msup2 times d) 01 08 02
Ulrichstein Staubniederschlag mg(msup2 times d) 51 125 81 Arsen microg(msup2 times d) 02 05 03 Blei microg(msup2 times d) 2 8 4 Cadmium microg(msup2 times d) 01 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 19 59 31 Thallium microg(msup2 times d) 01 03 02
Untermain Staubniederschlag mg(msup2 times d) 37 166 90 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 2 16 7 Cadmium microg(msup2 times d) 004 09 02 Nickel microg(msup2 times d) 08 116 36 Thallium microg(msup2 times d) le 005 09 02
Wetzlar Staubniederschlag mg(msup2 times d) 47 203 97 Arsen microg(msup2 times d) 02 26 06 Blei microg(msup2 times d) 4 13 7 Cadmium microg(msup2 times d) 01 05 02 Nickel microg(msup2 times d) 24 118 72 Thallium microg(msup2 times d) 01 05 03
Wiesbaden Staubniederschlag mg(msup2 times d) 49 210 87 Arsen microg(msup2 times d) 02 16 06 Blei microg(msup2 times d) 5 11 7 Cadmium microg(msup2 times d) 009 02 01 Nickel microg(msup2 times d) 12 52 25 Thallium microg(msup2 times d) 01 07 02
Sonderprogramm- Wetzlar
siehe Abbildung 3 (Blaue Dreiecke)
Staubniederschlag mg(msup2 times d) 79 193 146 Arsen microg(msup2 times d) 08 14 102 Blei microg(msup2 times d) 7 32 14 Cadmium microg(msup2 times d) 02 15 06 Nickel microg(msup2 times d) 178 229 206 Thallium microg(msup2 times d) 05 07 06
ROT Uumlberschreitung eines Immissionswerts nach TA Luft
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1122
Abbildung 4 Zeitreihen der mittleren Belastung durch Staubniederschlag und seine Inhaltsstoffe in den hessischen Messgebieten fuumlr den Zeitraum von 1996 bis 2011
7 Messgebiete Anzahl der Messpunkte
Groumlszlige
Untermain 111 73 kmsup2
Kassel 21 13 kmsup2
Wiesbaden 32 21 kmsup2
Gieszligen 9 4 kmsup2
Wetzlar 25 16 kmsup2
Huumlnfelden 9 4 kmsup2
Ulrichstein 9 4 kmsup2
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1133
Blei Im Gegensatz zu den beiden zuvor beschrie-benen Parametern Staub- und Arsenniederschlag zeigt der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Ver-lauf des gemessenen Bleieintrages in den Jahren bis 2004 einen deutlichen Unterschied zwischen den hessischen Ballungszentren und den emittentenfern gelegenen Messgebieten Huumlnfelden und Ulrich-stein Waumlhrend in den Messgebieten Wiesbaden Untermain Kassel und Wetzlar ausgehend von relativ hohen Werten Mitte der 90er Jahre noch eine deutliche Abnahme der Depositionsraten bis hin zum Jahr 2007 zu erkennen ist liegen die in Ulrich-stein und Huumlnfelden ermittelten Bleidepositionsra-ten bereits 1996 auf einem deutlich niedrigeren Niveau Bis zum Jahr 2007 haben sich die Bleide-positionsraten in den unterschiedlichen Messgebie-ten mehr und mehr angeglichen Zum Verlauf in Gieszligen vor 2005 laumlsst sich keine Aussage treffen da zu dieser Zeit dort noch keine Schwermetalle ge-messen wurden Fuumlr das Jahr 2011 laumlsst sich fest-stellen dass fuumlr alle Messgebiete bei den Gebiets-mittelwerten Erhoumlhungen gegenuumlber 2010 zu ver-zeichnen sind Der in der TA Luft fuumlr die Bleidepo-sition vorgeschriebene Immissionswert von 100 microg(msup2 times d) wurde 2011 dennoch an allen Messpunkten des Depositionsmessnetzes wieder deutlich unterschritten
Cadmium Cadmium spielt uumlberwiegend in der Metall verarbeitenden Industrie eine Rolle Entspre-chend koumlnnen in solchen Gebieten houmlhere Depositi-onsraten auftreten Wie der zeitliche Verlauf in annaumlhernd allen Messgebieten zeigt liegen leichte Aumlnderungen im Bereich der uumlblichen Schwan-kungsbreite In 2011 wird an keinem der hessischen Messpunkte der in der TA Luft vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) (Tab 7) uumlber-schritten Nickel Der in Abbildung 4 dargestellte zeitliche Trend der Immissionsbelastung durch die Deposi-tion von Nickel entspricht mit Hinblick auf eine Abnahmetendenz dem fuumlr Cadmium beschriebenen Bild bis zum Jahre 2010 In allen Messgebieten (Ausnahme Wiesbaden) zeigt sich bei den Gebiets-mittelwerten fuumlr 2011 eine Erhoumlhung der Immissi-onsbelastung gegenuumlber 2010 In Ballungsraumlumen wurden fruumlher houmlhere Eintraumlge fuumlr Nickel ermittelt als z B in den beiden emittentenfern gelegenen Gebieten Huumlnfelden und Ulrichstein Jedoch zeigt sich auch fuumlr Nickel dass sich die Depositionsraten in den Ballungsraumlumen und den emittentenfernen Bereichen weiter anei-nander angleichen bzw gebietsweise in 2011 nur leicht erhoumlhen Die Ausnahme bei der punktweisen Auswertung fuumlr 2011 bildet ein Sondermesspunkt in Wetzlar mit 229 microg(msup2 times d)
Hier ein Ruumlckblick uumlber die Jahre 2006 bis 2011 fuumlr die im Rahmen des Sondermessprogramms in Wetzlar ermittelten Nickeleintraumlge Die Maximalbelastung die dort 2006 noch bei 34 microg(msup2 times d) lag ging im Jahr 2007 auf 13 microg(msup2 times d) zuruumlck stieg im Jahre 2008 wieder auf 278 microg(msup2 times d) ging im Jahre 2009 auf 158 microg(msup2 times d) zuruumlck erhoumlhte sich in 2010 wieder auf 217 microg(msup2 times d) und dann in 2011 sogar auf 229 microg(msup2 times d) Somit liegt in 2011 im Messgebiet Wetzlar erneut eine Uumlberschreitung des in der TA Luft vorge-schriebenen Immissionswertes von 15 microg(msup2 times d) vor Thallium Fuumlr Thallium wurde in Abbildung 4 auf die Trenddarstellung verzichtet weil die ermittelte Immissionsbelastung meist unterhalb der Nach-weisgrenze des angewendeten Messverfahrens liegt Wie Tabelle 7 zeigt wird der in der TA Luft fuumlr den Thalliumeintrag vorgeschriebene Immissionswert von 2 microg(msup2 times d) in allen Faumlllen auch in 2011 deut-lich unterschritten
Zusammenfassend laumlsst sich feststellen dass (bis auf wenige Ausnahmen) seit 1996 in den hessischen Messgebieten entweder ein Ruumlckgang bzw nur leichte Erhoumlhungen der Schwermetalldepositionsra-ten (im Rahmen uumlblicher Schwankungsbreiten) zu verzeichnen sind Die Staubniederschlagsbelastung weist derzeit keinen eindeutigen Trend aus sondern zeigt eher ein im Rahmen der auftretenden Schwankungen annaumlhernd gleichbleibendes Niveau in den Jahren 2007 bis 2011
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1144
Hessisches PAK-Messprogramm 2011 PAK (Polyzyklische Aromatische Kohlenwasser-stoffe) sind organische Verbindungen die in der bodennahen Atmosphaumlre zur Verunreinigung unse-rer Atemluft beitragen Einige dieser PAK werden als krebserregend eingestuft oder stehen in Ver-dacht ein krebserzeugendes Potential zu besitzen PAK entstehen hauptsaumlchlich durch unvollstaumlndige Verbrennung von organischem Material Sie stam-men zum Teil aus dem Bereich der Gebaumludehei-zungen Eine weitere direkte Quelle stellen Autoab-gase (insbesondere aus Dieselmotoren) dar Andere Belastungsquellen sind Straszligenstaub und Tabak-rauch Ein Teil der PAK liegt in der Atmosphaumlre gasfoumlrmig vor Die im Rahmen der europaumlischen Luftqualitaumltsgesetzgebung zu untersuchenden PAK-Verbindungen - insbesondere auch Benzo(a)-pyren - liegen jedoch zum groumlszligten Teil partikel-gebunden vor Fuumlr die Beurteilung dieser Verbin-dungen beschraumlnken sich die Probenahme und Ana-lyse daher auf die Partikelphase Die schwebstaubgebundenen PAK werden aus der Atmosphaumlre durch trockene und nasse Deposition entfernt Als trockene Deposition versteht man u a das Entfernen partikelgebundener PAK aus der Atmosphaumlre durch Sedimentation Bei nasser Depo-sition werden die PAK durch den Niederschlag wie Regen und Schnee ausgewaschen Daneben unter-liegen die PAK auch chemischen oder photolytischen Abbauprozessen je nach Reaktivitaumlt kann die Verweilzeit einzelner PAK in der Atmo-sphaumlre einige Tage bis zu mehreren Wochen betra-gen
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe PAK-Immissionskonzentrationen wurden seit Mitte der 80er Jahre sporadisch im Rahmen von Mess-programmen unter anderem fuumlr die Erstellung von Luftreinhalteplaumlnen erhoben In der 4 Tochterrichtlinie zur Luftqualitaumlt [2] wur-de fuumlr Benzo(a)pyren als Leitkonponente fuumlr die Immissionsbelastung durch PAK ein Zielwert fest-gelegt
Der Zielwert betraumlgt als Jahresmittelwert 1 ngm3 und soll ab dem 1 Januar 2013 eingehalten werden Die Messungen der PAK Benzo(a)pyren und zu-saumltzlich Benzo(a)anthracen Benzo(bjk)fluoran-then Dibenz(ah)anthracen und Indeno(123-cd)pyren erfolgen nach der 39 BImSchV sect 20 [4] als Bestandteile der PM10-Staubfraktion Auch im Jahre 2011 wurden an 10 Standorten PAK-Messungen durchgefuumlhrt Die Standorte der Probenahmegeraumlte koumlnnen der Abbildung 5 ent-nommen werden Bei der Auswahl der Standorte wurden die Vorgaben der 39 BImSchV beruumlcksich-tigt 5 Messstationen sind verkehrsbezogen 4 Messstationen uumlberwachen die PAK-Belastung im staumldtischen Hintergrund Eine weitere Station im laumlndlichen Raum dient als Vergleichsstandort Naumlhere Informationen uumlber die geografische Lage und den Standortcharakter der Messorte sind der Tabelle 8 zu entnehmen
Abbildung 5 Probenahmestellen des PAK-Messnetzes
Wetzlar
Raunheim
Kleiner Feldberg
Wiesbaden-Ringkirche
Heppenheim-Lehrstraszlige
Kassel-Fuumlnffensterstr
Fulda-Petersberger-und Kuumlnzeller- Straszlige
Frankfurt
Gebiete Lahn-DillMittel- und NordhessenSuumldhessen
BallungsraumlumeKasselRhein-Main
Messstationenin Staumldtenan Verkehrsschwerpunktenim laumlndlichen Raum
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1155
Tabelle 8 Standorte der PAK-Probenahmestellen 2011
Stationsname RW HW H uuml NN
(m) Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Ffm-Houmlhenstraszlige 34786 55542 121 8deg4204 50deg0731 Innenstadt Straszligenschlucht
Ffm-Palmengarten 34754 55544 96 8deg3924 50deg0730 Innenstadt staumldtischer Hintergrund
Fulda-Petersberger-Straszlige 35486 56018 281 9deg4109 50deg3305 Innenstadt Straszligenschlucht
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige 35493 56012 295 9deg4010 50deg3102 Innenstadt staumldtischer
Hintergrund
Heppenheim-Lehrstraszlige 34742 55008 120 8deg3833 49deg3840 Innenstadt Straszligenschlucht
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige 35343 56865 166 9deg2933 51deg1848 Innenstadt Straszligenschlucht
Kleiner Feldberg 34606 55652 810 8deg2629 50deg1330 Mittelgebirge emittentenfern
Raunheim 34608 55417 90 8deg2710 50deg0040 Innenstadt Wohngebiet
Wetzlar 34647 56036 150 8deg3006 50deg3407 Innenstadt Mischgebiet
Wiesbaden-Ringkirche 34450 55493 140 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
in Staumldten am Verkehrsschwerpunkt im laumlndlichen Raum
Probenahmeverfahren und Durchfuumlhrung des Messprogramms Nach der 39 BImSchV sind die PAK als Bestand-teile der PM10-Fraktion des atmosphaumlrischen Aero-sols zu erfassen Die Probenahme erfolgt mit einem High Volume Sampler (DHA-80) der Firma Digitel der mit einem Vorabscheider ausgeruumlstet ist und dafuumlr sorgt dass nur die Staubpartikelfraktion PM10 erfasst wird Die eingesetzten Probenahmegeraumlte sind als automatische Probenwechsler ausgelegt die bis zu 14 Filter nacheinander selbststaumlndig beauf-schlagen koumlnnen Die Geraumlte werden mit einem Luftdurchsatz von ca 500 lmin (ca 30 m3h) be-trieben
Der einmal festgelegte Luftdurchsatz wird von dem Probenahmegeraumlt selbststaumlndig konstant gehalten so dass sich die Stroumlmungsverhaumlltnisse im gesamten Probenahmesystem waumlhrend der laufenden Probe-nahme nicht veraumlndern Der in der Probenluft vorhandene PM10-Staub wird auf einem Filter abgeschieden Die Staubprobe wird im Labor weiter untersucht Die Probenahmedauer betraumlgt fuumlr eine Filterprobe 24 Stunden Die Einzel-proben decken jeweils einen gesamten Tag von 000 bis 2400 Uhr ab und repraumlsentieren den PM10-Staub aus einem angesaugten Luftvolumen von ca 720 msup3
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1166
PAK-Werte fuumlr 2011 Tabelle 9 Jahresmittelwerte der gemessenen PAK im Jahr 2011
BaP BaA BF (b+j+k) DBA INP
Benzo(a)pyren Benzo(a)- anthracen
Benzo(bjk )-fluoranthen
Dibenz(ah)-anthracen
Indeno(123-cd)pyren
ngm3 ngm3 ngm3 ngm3 ngm3
Zielwerte 1 - - - -
Stationsname
Ffm-Houmlhenstraszlige 049 028 123 007 050
Ffm-Palmengarten 030 013 084 005 033
Fulda-Petersberger-Straszlige
046 027 101 006 041
Fulda-Kuumlnzeller-Straszlige
042 016 095 006 045
Heppenheim-Lehrstraszlige
065 032 135 008 055
Kassel-Fuumlnffensterstraszlige
041 023 093 005 036
Kleiner Feldberg 006 004 021 002 008
Raunheim 038 016 092 006 038
Wetzlar 047 022 109 007 045
Wiesbaden-Ringkirche
041 036 102 006 038
in Staumldten im laumlndlichen Raum am Verkehrsschwerpunkt
0
05
1
15
35
4
1986 1995 2001 2004 2007 2008 2009 2010 2011
in ngm3
Kleiner Feldberg Frankfurt‐Houmlhenstraszlige Wiesbaden‐Ringkirche
Heppenheim‐Lehrstraszlige Kassel‐Fuumlnffensterstraszlige Raunheim
Abbildung 6 Zeitreihe der an den PAK-Messstationen ermittelten Jahresmittelwerte
fuumlr Benzo(a)pyren 1986 bis 2011
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1177
Benzo(a)pyren (BaP) Bei der ersten Erfassung des BaP in Hessen im Jahr 198687 wurden Messwerte bis zu 23 ngmsup3 ermittelt Bei der zweiten Erhe-bung im Jahr 199596 wurde mit Ausnahme der Messstelle Houmlhenstraszlige in Frankfurt am Main (Jah-resmittelwert 1995 fuumlr Benzo(a)pyren 37 ngmsup3) an allen Messstellen der ab 1 Januar 2013 einzuhal-tende Zielwert von 1 ngm3 unterschritten Auch am Standort Frankfurt-Houmlhenstraszlige wird der Zielwert bereits seit 2001 eingehalten Verkehrsbezogene Stationen liefern erfahrungs- gemaumlszlig houmlhere Messwerte als vergleichbare Stadt- und Hintergrundstationen Insbesondere an der emittentenfern gelegenen Station am Kleinen Feld-berg im Taunus wurde eine deutliche Abnahme bis hin zu einem Wert von 006 ngmsup3 in den Jahren 2009 bis 2011 ermittelt Die Benzo(a)pyrenkonzentration und auch die Kon-zentrationen der anderen gemessenen PAK gingen von 1986 bis zum Jahre 2007 kontinuierlich zuruumlck Im Jahre 2007 wurden die niedrigsten BaP-Konzentrationen im gesamten Messzeitraum ermit-telt 2008 erfolgte jedoch eine leichte Erhoumlhung gegenuumlber 2007 Im Jahre 2009 war bei 8 von 10 Messstationen eine leichte Erhoumlhung der ermittelten Benzo(a)pyrenkonzentrationen gegenuumlber 2008 zu verzeichnen Im Jahre 2010 sind an 9 Mess-stationen die Werte gegenuumlber 2009 leicht gesun-ken die Station Kleiner Feldberg zeigte einen Gleichstand In 2011 sind an 6 Stationen die Werte gegenuumlber 2010 leicht angestiegen Auch der houmlchste Jahresmittelwert von 065 ngmsup3 gemessen in 2011 an der Station in Heppenheim unterschrei-tet den Zielwert von 1 ngmsup3 Es liegen daher fuumlr das Jahr 2011 keine Zielwertuumlberschreitungen vor (Abbildung 6) Am Kleinen Feldberg im Taunus ist in den letzten Jahren keine Veraumlnderung der BaP-Konzentration zu erkennen
Benzol Toluol Xylol (BTX)-Passivmessprogramm Erstmals im Jahr 2000 konnten mit dem groszligflauml-chigen Einsatz von Passivsammlern fuumlr die BTX-Messung an insgesamt 60 Messpunkten in Suumldhes-sen sehr gute Erfahrungen - auch was die Qualitaumlt der Messergebnisse betrifft - gemacht werden Ins-besondere der Vergleich mit kontinuierlich regis-trierenden gaschromatographischen Verfahren (BTX-Messplatz) bestaumltigte die inzwischen hohe Qualitaumlt der Passivverfahren fuumlr die BTX-Messung (siehe Abbildung 7) Aufgrund dieser guten Erfah-rungen werden ab dem Jahr 2007 verkehrsbezoge-ne Stationen des Luftmessnetzes Hessen in denen aus Platzgruumlnden kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann mit Pas-sivsammlern ausgeruumlstet (siehe Tabelle 10) Die in der Tabelle aufgefuumlhrte Station in Wiesbaden dient der Qualitaumltssicherung der BTX-Messung mit Pas-sivsammlung durch Vergleichsmessungen mit der dort parallel laufenden kontinuierlichen Messung Passivsammler - im vorliegenden Fall Aktivkohle-roumlhrchen - zeichnen sich auch dadurch aus dass sie deutlich preisguumlnstiger als ein BTX-Messplatz sind und dennoch gleichwertige Ergebnisse liefern koumln-nen Dies gilt allerdings nur insofern als lediglich der Vergleich mit dem vorgeschriebenen Jahres-mittel als Grenzwert gefordert und daher eine hohe zeitliche Aufloumlsung der Messergebnisse nicht un-bedingt notwendig ist Die Aktivkohleroumlhrchen sind auszligerdem durch ihre geringe Groumlszlige und einfa-che Bauweise an vielen Orten einsetzbar an denen der Einsatz eines konventionellen BTX-Messplatzes der auch eine Stromversorgung benouml-tigt nicht moumlglich ist
Tabelle 10 Standorte der BTX-Probenahmestellen (verkehrsbezogene Messorte) mit Passivverfahren
Stationsname RW HW H uuml
NN (m)
Laumlngengrad Breitengrad Standortcharakter
Gieszligen-Westanlage 3476601 5605432 171 8deg4011 50deg3507 Innenstadt Straszligen-schlucht
Marburg-Universitaumltsstraszlige
3483818 5630202 195 8deg4614 50deg4829 Innenstadt Straszligen-schlucht
Wiesbaden-Ringkirche 3444979 5549276 145 8deg1354 50deg0442 Innenstadt Kreuzungsbe-reich Verkehrsmesspunkt
Reinheim 3488002 5521264 161 8deg4956 49deg4940 Innenstadt Straszligen-schlucht
Abkuumlrzungen RW Rechtswert (Gauszlig-Kruumlger) HW Hochwert (Gauszlig-Kruumlger) H uuml NN Houmlhe uumlber Normalnull
Lufthygienischer Jahresbericht 2011 - Staub und Staubinhaltsstoffe - 1188
BTX-Aromaten
BTX ist die Abkuumlrzung fuumlr die Loumlsemittel Benzol Toluol und Xylol die zu den Aromaten (organische Verbindungen) zaumlhlen Das wichtigste Erkennungsmerkmal der Aromaten ist ihr intensiver charakteristischer aromatischer Geruch Bei Umgebungstemperatur liegen diese Stoffe als klare Fluumlssigkeiten vor sind fluumlchtig und leicht entzuumlndlich Sie koumlnnen entweder direkt gaschromatographisch (BTX-Messplatz) oder durch aktive oder passive Probenahme mit anschlieszligender Laboranalytik messtechnisch erfasst werden Die Hauptbelastungsquellen fuumlr diese Komponenten sind der Straszligenverkehr und in Einzelfaumlllen Gewerbe- oder Industriebetriebe die diese Stoffe herstellen oder verwenden Die bisherigen Messergebnisse in Hessen zeigen dass Benzol Toluol und Xylol in der Auszligenluft in verkehrsreichen Straszligen in einem nahezu festen Konzentrationsverhaumlltnis zueinander anzutreffen sind (Benzol zu Xylol (m+p) zu Toluol wie etwa 1 zu 15 zu 3) Unter Beruumlcksichtigung dieses Ver-haumlltnisses koumlnnen sie daher auch als bdquoTracerldquo fuumlr eine Kfz-dominierte Luftschadstoffbelastung gelten Abweichungen von diesem Verhaumlltnis weisen eher auf Emissionen von Industrie- bzw Gewerbe-betrieben hin Bisher ist bei den Aromaten nur fuumlr Benzol ein gesetzlicher Grenzwert vorgeschrieben Im nachfolgenden Text werden die drei Messkomponenten des BTX-Messprogramms naumlher erlaumlutert
Benzol Benzol ist ein ringfoumlrmiges Molekuumll aus 6 Kohlenstoff- und 6 Wasserstoffatomen seine Summenformel lautet C6H6 Benzol ist krebserzeugend und erbgutveraumlndernd Es wird aus Erdoumll gewonnen und dient der Industrie als wichtiges Loumlsemittel Benzol kann sowohl direkt vom Kraftstoff an die Auszligenluft abgegeben werden als auch waumlhrend des Verbrennungs-vorgangs im Motor entstehen und mit den Abgasen an die Auszligenluft gelangen Seit dem 01012000 ist fuumlr Ottokraftstoffe ein Maximalgehalt von 1 Benzol vorgeschrieben (EU-Richtlinie 9870EG)
In der 39 BImSchV [4] wurde fuumlr die Auszligen-luftkonzentration ein Grenzwert von 5 microgm3 als Jahresmittelwert festgelegt der ab dem Jahr 2010 verbindlich einzuhalten ist
Toluol Toluol besitzt den gleichen ringfoumlrmigen Aufbau wie Benzol mit dem Unterschied dass beim Toluol ein Wasserstoffmolekuumll durch eine Methylgruppe (CH3) ersetzt ist Seine Summen-formel lautet C7H8 Toluol ist gesundheitsschaumldlich (fruchtschaumldigend und fortpflanzungsgefaumlhrdend) Wie Benzol wird auch Toluol hauptsaumlchlich aus Erdoumll gewonnen Industriell wird Toluol als Reak-tionsmittel fuumlr die Synthese von verschiedenen or-ganischen Verbindungen (z B auch Benzol) ge-braucht
Xylol Xylol aumlhnelt dem Toluol und dem Benzol Beim Xylol ersetzen im Gegensatz zu Toluol zwei Methylgruppen je zwei Wasserstoffatome Seine Summenformel lautet C8H10 Je nach Stellung die-ser Methylgruppen zueinander unterscheidet man drei Xylol-Isomere Da eine Trennung der Xylol-Isomere meta- und para-Xylol im Rahmen der La-boranalysen nur schwer moumlglich ist werden im hessischen Messnetz m- und p-Xylol nur als Sum-menwert der beiden Isomere bestimmt waumlhrend ortho-Xylol als einzelnes Xylol-Isomer nachweisbar ist Wie Toluol ist auch Xylol gesundheitsschaumldlich Xylol wird aus den aromatischen Fraktionen in Erdoumllraffinerien gewonnen In der Industrie ver-wendet man Xylol (hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus den 3 Isomeren) als Loumlsemittel Au-szligerdem ist es ein Ausgangsprodukt zur Kunst-stoffherstellung Die BundLaumlnder-Arbeitsgemeinschaft fuumlr Immis-sionsschutz (LAI) legte in fruumlheren Jahren fuumlr den Gehalt in der Auszligenluft einen Richtwert fuumlr Toluol und auch fuumlr Xylol von jeweils 30 microgm3 als Jah-resmittelwert fest entsprechende Grenzwerte wer-den allerdings heute in der 39 BImSchV nicht vor-geschrieben
H e s s i s c h e s L a n d e s a m t f uuml r U m w e l t u n d G e o l o g i e 1199
BTX-Werte 2011
Abbildung 7 Jahresmittelwerte der BTX-Konzentration erhoben nach der Passivsammelmethode sowie Vergleich mit den Ergebnissen des kontinuierlich registrierenden BTX-Messplatzes
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Marburg Gieszligen Wiesbaden-Ringkirche
Reinheim Limburg Heppenheim Kassel-Fuumlnffenster-straszlige
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Passivverfahren
kontinuierliches Verfahren
Wie die oben stehende Abbildung zeigt unter-schreiten die Benzolkonzentrationen an den sechs aufgefuumlhrten verkehrsbezogenen Messpunkten mit Jahresmittelwerten unterhalb von 3 microgm3 den in der 39 BImSchV ab 2010 vorgeschriebenen Grenzwert von 5 microgm3 im Jahresmittel deutlich Als Ausnahme bildet die Messstation in Limburg den staumldtischen Hintergrund ab Damit belegen auch die Messungen mit den Passivsammelverfah-
ren das inzwischen niedrige Konzentrationsniveau Abbildung 8 zeigt beispielhaft den deutlichen Ruumlckgang der Benzolbelastung die Mitte der 90er Jahre im Straszligenraum noch in der Groumlszligenordnung von 10 microgm3 lag Der Lufthygienische Jahresbericht 2011 Teil I enthaumllt und beschreibt weitere Ergebnisse der im Jahr 2011 in Hessen durchgefuumlhrten BTX-Messungen
Abbildung 8 Zeitliche Entwicklung der Benzol-Jahresmittelwerte Station Wiesbaden-Ringkirche
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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
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Gesetzliche Grundlagen [1] Richtlinie 200850EG des Europaumlischen
Parlaments und des Rates vom 21 Mai 2008 uumlber Luftqualitaumlt und saubere Luft in Europa (ABl L 152 vom 11062008 S1)
[2] Richtlinie 2004107EG des Europaumlischen Parlaments und des Rates vom 15 Dezember 2004 uumlber Arsen Kadmium Quecksilber Nickel und polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe in der Luft (ABl L 23 vom 26012005 S3)
[3] Gesetz zum Schutz vor schaumldlichen Umwelt-einwirkungen durch Luftverunreinigungen Geraumlusche Erschuumltterungen und aumlhnliche Vorgaumlnge (Bundes-Immissionsschutzgesetz BImSchG) in der Fassung vom 29102007 (BGBl I S 2470)
[4] Neununddreiszligigste Verordnung zur Durch-fuumlhrung des Bundes-Immissionsschutz-gesetzes (Verordnung uumlber Luftqualitaumltsstan-dards und Emissionshoumlchstmengen ndash 39 BImSchV) in der Fassung vom 5 August 2010 (BGBl I S 1065)
[5] Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft ndash TA Luft) vom 24 Juli 2002 (GMBl 25-29 vom 30072002 S 511)
[6] Gesetz zur Verminderung von Luftverunrei-nigungen durch Bleiverbindungen in Otto-kraftstoffen fuumlr Kraftfahrzeugmotoren (Ben-zinbleigesetz ndash BzBlG) vom 5 August 1971 (BGBl I S 1234) zuletzt geaumlndert durch Ar-tikel 58 der Verordnung vom 31 Oktober 2006 (BGBl I S 2407)
[7] Richtlinie 9870EG des Europaumlischen Par-laments und des Rates vom 13 Oktober 1998 uumlber die Qualitaumlt von Otto- und Dieselkraft-stoffen und zur Aumlnderung der Richtlinie 9312EWG des Rates (Abl EWG L 350 vom 28121998 S 58) zuletzt geaumlndert am 29 September 2003 (ABl EU L284 vom 31102003 S 1)
[8] VDI-Richtlinie 2119 Blatt 2 Ausgabe Sept 1996 Messung partikelfoumlrmiger Nieder-schlaumlge mit Auffanggefaumlszligen aus Glas (Ber-gerhoff-Verfahren) oder Kunststoff (VDIDIN-Handbuch Reinhaltung der Luft Band 4)
Bearbeiter Dipl-Ing Christoph Deuter Dipl-Ing Nicolai Foumlll Dipl-Ing Detlef Hagemann Dipl-Ing Aldona Lux Dipl-Ing Rolf Paul
Herausgeber Hessisches Landesamt fuumlr Umwelt und Geologie Postfach 3209 65022 Wiesbaden Telefon 06116939-0 Telefax 06116939-555
Internet wwwhlugde Vertrieb vertriebhlughessende