Die Auswirkungen unterschiedlicher witte-rungsbedingter Fahrbahnverhältnisse auf den Feinstaubwert (PM10) auf Basis vorhandener Messdaten - unipub
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JULIA MARIA SCHUCHLENZ
Die Auswirkungen unterschiedlicher witte-
rungsbedingter Fahrbahnverhältnisse auf den
Feinstaubwert (PM10) auf Basis vorhandener
Messdaten
MASTERARBEIT
zur Erlangung des Titels
Master of Science (MSc)
am Institut für Geographie und Raumforschung, Karl-Franzens-Universität Graz
Betreuung durch: Ao. Univ.-Prof. Dr. phil. Reinhold Lazar
2015/16
28.1.2016
i
Vorwort
Der Grund für diese Arbeit bestand im großen Wunsch darin, ein verkehrsbezogenes
Thema zu schreiben. Da sich die Geographie Graz jedoch nur am Rande mit dem
Thema Verkehrsgeographie beschäftigt, wurde es nötig eine entsprechende The-
menanpassung durchzuführen. Nach mehreren Gesprächen mit verschiedenen Pro-
fessoren, waren bei Dr. Reinhold Lazar schnell eine gute Basis und eine Themenver-
knüpfung vom Verkehr zu dem gerade in Graz stets aktuellen Thema Feinstaub ge-
funden. Zudem zeigt der trockene, mit hohen Feinstaubwerten versehene Winter
2015/16 die andauernde Aktualität auf. In den letzten Jahren wurden mehrere Arbei-
ten in ähnlichen Richtungen verfasst, wie etwa Bachler (2014), Böhm (2013), Baum
(2015), Grafl (2010) sowie auch mehrere Berichte und Studien öffentlicher Einrich-
tungen von Stadt und Bundesämtern veröffentlicht. Dennoch werden in dieser Arbeit
Untersuchungsvorgänge durchgeführt, welche es in dieser Art und Weise noch nicht
gegeben hat. Durch die Verbindung der Themenbereiche Verkehr, Luftgüte und Me-
teorologie bestand die Möglichkeit, meine eigenen Ideen und Wünsche mit denen
des Instituts zu kombinieren und gleichzeitig viele Bereiche der Geographie anzu-
schneiden, wie es häufig in der Regionalplanung gefordert ist. Obwohl grundlegend
bereits mit vorhandenen Daten gearbeitet wurde, war eine Vielzahl neuer Berech-
nungen und somit auch Herangehensweisen an die Arbeit nötig, welche zu einem
breiten praktischen Teil der Arbeit führten. Die dadurch hervorgegangenen vielfälti-
gen Herausforderungen und Diskussionen sowie Überlegungen zur Umsetzung einer
nachvollziehbaren Struktur, kann ich als wertvolle Erfahrung für die Zukunft verbu-
chen.
Ich möchte Reinhold Lazar für die Chance danken an ein Thema herangehen zu dür-
fen, welches auch meine Interessen miteinbezieht. Danke auch für das Vertrauen in
mich, mir weitgehend freie Hand in der Herangehensweise sowie der Umsetzung zu
lassen und mir in aussichtslos scheinenden Situationen Mut zu machen.
Ein großer Dank geht an meine Mutter sowie an meine ganze Familie, welche mich
in den teils schwierigen Zeiten des Studiums begleitet und unterstützt hat, sowie
meinem Lebenspartner, der mich immer wieder ermutigt hat an der Arbeit dran zu
bleiben und mir wertvolle Tipps gegeben hat.
ii
Inhaltsverzeichnis
VORWORT II
EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG V
ABKÜRZUNGS/SYMBOLVERZEICHNIS VI
ZUSAMMENFASSUNG VII
ABSTRACT VIII
1 EINLEITUNG 1
1.1 THEMENABGRENZUNG 1
1.2 ZIEL DER ARBEIT, HYPOTHESEN UND FRAGESTELLUNGEN 1
2 FEINSTAUB, VERKEHR UND RAUMPLANUNG 3
2.1 VERKEHRSBEDINGTE FEINSTAUBAUSLÖSER UND IHR ANTEIL AN DER GESAMTPROBLEMATIK 3
2.2 ZUSAMMENHANG FEINSTAUBBELASTUNG UND METEOROLOGISCHE EINFLÜSSE 5
2.2.1 EINFLUSSFAKTOR NIEDERSCHLAG 5
2.2.2 WEITERE EINFLUSSFAKTOREN 6
2.3 EINGRIFFSMÖGLICHKEITEN DER RAUMPLANUNG 7
3 FEINSTAUBPROBLEMATIK IN UND UM GRAZ 9
3.1 GRENZWERTE UND RECHTLICHE GRUNDLAGEN ZU PM10 9
3.2 MESSSTELLEN UND MESSMETHODEN IN GRAZ 10
3.2.1 MESSSTELLEN UND MESSMETHODEN – AMT DER STEIRISCHEN LANDESREGIERUNG 11
3.2.2 MESSSTELLEN UND MESSMETHODEN – ZAMG 12
3.2.3 STREUUNGSAUFZEICHNUNGEN DER HOLDING GRAZ 12
3.3 PM10 – ENTWICKLUNGEN UND MAßNAHMEN IN GRAZ 14
3.3.1 VERKEHRSPLANERISCHE MAßNAHMEN 15
3.3.2 MAßNAHMEN BEI DER WINTERSTREUUNG 17
4 METHODIK 19
4.1 ALLGEMEINER METHODISCHER ZUGANG UND DATENGRUNDLAGE 19
4.2 WAHL DER FAHRBAHNVERHÄLTNISSE 19
4.3 WAHL DER VERGLEICHSMESSSTELLEN 20
4.4 UNTERSUCHUNGSZEITRAUM 22
iii
5 ERGEBNISSE UND INTERPRETATION DER DATENVERGLEICHE 23
5.1 ALLGEMEINE DATENVERGLEICHE 23
5.2 DATENVERGLEICHE PM10 UND NIEDERSCHLAG 24
5.3 DATENVERGLEICHE PM10 UNTER EINBEZIEHUNG BESTIMMTER WOCHENTAGE 33
5.4 DATENVERGLEICHE PM10 UND LUFTFEUCHTIGKEIT 42
5.5 DATENVERGLEICHE PM10 UNTER EINBEZIEHUNG DES WINDES 43
5.6 DATENVERGLEICHE PM10 BEI WINTERSTREUUNG 46
5.7 DATENVERGLEICHE AUF BASIS VON TAGESMITTELWERTEN 48
5.8 DATENVERGLEICHE AUF BASIS VON STUNDENMITTELWERTEN (MW_01) 54
6 FAZIT 62
7 AUSBLICK 64
8 VERZEICHNISSE 65
LITERATURVERZEICHNIS 65
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 68
TABELLENVERZEICHNIS 69
9 ANHANG 70
ANHANG A 70
ANHANG B 74
ANHANG C 78
ANHANG D 84
ANHANG E 90
iv
Eidesstattliche Erklärung
Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig verfasst, an-
dere als die angegebenen Quellen/Hilfsmittel nicht benutzt, und die den benutzten
Quellen an wörtlich und inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich gemacht
habe.
Graz, 22. Jänner 2016
Statutory Declaration
I declare that I have authored this thesis independently, that I have not used other
than the declared sources / resources, and that I have explicitly marked all material
which has been quoted either literally or by content from the used sources.
Date: January 2nd, 2016.
v
Abkürzungs/Symbolverzeichnis
µm Mikrometer (Einheit in der die Feinstaubgröße bestimmt wird)
DB Messstation Graz Don Bosco (wird auch für alle Messergebnisse, bei
Verwendung anderer Stationen, zusammengefasst herangezogen)
LUFE Luftfeuchtigkeit in %
MG/Mitte Messstation Graz Mitte-Gries (wird auch für alle Messergebnisse, bei
Verwendung anderer Stationen, zusammengefasst herangezogen)
MIV motorisierter Individualverkehr
MMW Monatsmittelwert
NIED Niederschlag im mm
nm Nanometer (Einheit in der Verbrennungspartikel gemessen werden)
ÖPNV Öffentlicher Personennahverkehr
PM10 Feinstaub mit einer Größe kleiner als 10 Mikrometer pro Kubikmeter
PM2,5 Feinstaub mit einer Größe kleiner als 2,5 Mikrometer pro Kubikmeter
Süd Messstation Graz Süd-Tiergartenweg (wird auch für alle Messergeb-
nisse, bei Verwendung anderer Stationen, zusammengefasst heran-
gezogen)
TMW Tagesmittelwert
WIGE Windgeschwindigkeit in m/s
vi
Zusammenfassung
Aufgabe dieser Arbeit war es, einen Zusammenhang zwischen den witterungsbe-
dingten Straßenoberflächenzuständen und den Feinstaubwerten in Graz festzustel-
len. Dazu wurde mit bereits vorhandenen Daten vom Amt der Steiermärkischen Lan-
desregierung, der ZAMG sowie Streuungsdaten der Holding Graz gearbeitet. Das
Ergebnis wird mittels diverser Vergleiche einzelner meteorologischer und verkehrs-
bedingter Daten mit den PM10-Werten von drei Grazer Messstationen (Don Bosco,
Mitte-Gries, Süd Tiergartenweg) ermittelt werden. Zur Vervollständigung der Daten
wurden auch weitere Messstationen miteinbezogen. Der Messzeitraum 2014 gliedert
sich in unterschiedliche Zeiteinheiten von Monats- bis hinunter zu Stundendaten und
liefert eine entsprechende Vielzahl an Ergebnissen. Die Auswertungen reichen von
grundlegenden Vergleichen der PM10-Werte aller Stationen weiter zur Einbeziehung
des Niederschlags, einzelner Niederschlagsarten, der Luftfeuchtigkeit, der Windge-
schwindigkeit bis hin zu den winterlichen Streuungsmaßnahmen. Ebenfalls miteinbe-
zogen wurden die Jahreszeiten sowie verkehrslastige Aspekte wie Wochentage,
Schul- und Ferientage. Dabei ist ein Zusammenhang zwischen Luftfeuchtigkeit und
PM10-Wert nicht ersichtlich. Aufgrund einer mangelnden Datengrundlage liefern
auch die Vergleiche der Feinstaubwerte mit den Streuungsdaten der Stadt keine kla-
re Aussage. Deutlicher hingegen fallen die Ergebnisse der Vergleiche bei Nieder-
schlag und Wind aus. Immer wieder zeigen die Graphen einen Rückgang der PM10-
Werte bei Niederschlag, sowohl bei monatlichen als auch bei Tages- und Stunden-
vergleichen. Stärkerer Niederschlag bedeutet jedoch nicht unbedingt einen stärkeren
Rückgang der Feinstaubwerte. Diese verhalten sich jedoch bei Schnee anders als
bei Regen, wobei der Regen einen deutlich stärkeren Einfluss bewirkt. Als besonders
wirkungsvoll lässt sich die Zusammenarbeit von Wind und Niederschlag gegenüber
dem PM10-Wert bezeichnen, welche bei entsprechend hoher Windgeschwindigkeit
und Niederschlagsmenge einen deutlichen Abfall der Feinstaubkurve zeigt. Die nied-
rigeren PM10-Werte am Wochenende lassen sich im Gegensatz zu den niedrigen
Werten im Sommer ebenfalls vom Niederschlag beeinflussen. Grundsätzlich konnte
gezeigt werden, dass ein Zusammenhang zwischen unterschiedlichen, witterungsbe-
dingten Fahrbahnzuständen und dem PM10-Wert im Jahr 2014 gegeben ist, jedoch
weitaus genauerer, mehrjähriger Untersuchungen bedarf. Um die PM10-fördernde
winterliche Straßenstreuung aussagekräftig miteinbeziehen zu können, bedarf es
Änderungen in den Aufzeichnungen seitens der Stadt Graz.
viiAbstract
The purpose of this study was to find a relationship between different street surface
circumstances caused by weather conditions and particulate matter (PM10) in the
city of Graz. The already existing data has been taken from the Office of the Gov-
ernment of Styria, the ZAMG (Central Institute for Meteorology and Geodynamics in
Austria) and the Holding Graz. Results should be found by a number of diverse com-
parisons between meteorological and traffic-related data with PM10 data from three
different measuring stations in Graz (called Don Bosco, Mitte-Gries, Süd Tiergarten-
weg). To be able to get all the needed data it was necessary to include also other
measuring stations. During the period of measurement of 2014 including monthly,
daily and hourly values a variety of results has been generated. The analyses range
from basic comparisons of all PM10-data of all stations to comparisons between
PM10 and precipitation, different precipitations, humidity, wind velocity and the in-
volvement of spreading of salt an grit in the winter. The analysis also includes traffic-
related aspects as the different days of the week or if it’s a school day or not. There is
no result for the comparison between humidity and PM10. Due to a lacking data ba-
sis according the spreading of salt and grit provided by the city it was not possible to
give a clear statement out of the comparisons with particulate matter data. The re-
sults of the calculations including precipitation and wind velocity are much clearer. In
many figures a decrease of the PM10 values is observable both at monthly compari-
sons as well as daily and hourly comparisons. Stronger precipitation does not mean a
stronger decline of particulate matter but there exists a difference between snow and
rain precipitation. Rain has a stronger effect on PM10 than snow has. A very effective
natural cooperation takes place when precipitation and wind occur together. This
means a significant decline of the particulate matter curve in the graphs. On week-
ends the PM10 values are normally lower than on other days of the week and also
decline when the streets get wet. In contrast the low values in summer may be influ-
enced hardly. In principle it could be shown that there is a relationship between dif-
ferent street surface circumstances caused by weather conditions and the PM10 val-
ue in 2014. But it requires closer and multiannual researches to be able to give a
clearer statement. To involve also the spreading of salt and grit in the winter in such
calculations which strongly benefits particulate matter, it is necessary to change the
records concerning this matter.
viii1 Einleitung
1.1 Themenabgrenzung
Diverse technische Vorgaben und raumplanerische Maßnahmen haben dazu geführt,
dass die Feinstaubwerte in den letzten Jahren immer weiter gesunken sind. Auch in
einem der bisherigen Feinstaub-Hot Spots Österreichs, in Graz ist das der Fall. Dies
bescheinigt eine Reihe von PM10-Messstellen, welche vermehrt in der Stadt errichtet
wurden. In mehreren Studien der vergangenen Jahre wurde zudem versucht die ge-
nauen Ursachen für den Feinstaub zu finden um diesen noch besser entgegen zu
wirken. Einen der „dominierenden Quellen“ (Umweltbundesamt 2006) stellen dabei
nach wie vor verkehrsbedingte Feinstaubauslöser dar. Ihnen wird hohe Aufmerksam-
keit geschenkt, da diese relativ einfach und zeitnah bekämpft werden können. Dazu
gehören exhaust (verbrennungsbedingte) und non-exhaust (Abrieb- und Aufwirbe-
lungs-) Emissionen, wie auch etwa Winterstreuungsmaßnahmen, welche hier hinzu-
gezählt werden, da sie aufgrund des Verkehrs notwendig werden. Nun stellt sich die
Frage, ob nicht auch die Natur selbst, zum Beispiel mittels Niederschlag, schon eini-
ges zur Minderung der PM10-Werte beiträgt. Dazu werden in dieser Arbeit alle witte-
rungsbedingten Einflüsse auf den Straßen untersucht. Dazu werden ausschließlich
bereits vorhandene Daten von Messstationen der Stadt Graz und der ZAMG, sowie
die Streuungsaufzeichnungen der Holding Graz verwendet und keinerlei neue Mes-
sungen durchgeführt.
1.2 Ziel der Arbeit, Hypothesen und Fragestellungen
Mithilfe von Auswertungen bereits bestehenden Messaufzeichnungen, welche bis auf
Stundenmittelwerte genau für das gesamte Jahr 2014 analysiert wurden, soll Kennt-
nis darüber erlangt werden, ob verschiedene witterungsbedingte Fahrbahnbedingun-
gen auf die verkehrsbezogenen Feinstaubauslöser einwirken, indem sie diese durch
Feuchte und Nässe, aber auch durch dadurch notwendige Streuungsmaßnahmen
der Stadt Graz Einfluss auf die Fahrbahnoberflächen haben. Darum und aufgrund
der bisherigen Annahmen lautet eine logische und grundlegende Hypothese für die-
se Studie: Durch die auf witterungsbedingte Ursachen zurückzuführenden ver-
schiedenen Fahrbahnverhältnisse entstehen keinerlei Auswirkungen auf die
Feinstaubbelastung!
1Sollte diese Behauptung, wie erhofft, falsifiziert werden können, stellen sich eine
Reihe neuer Fragestellungen:
- Welcher Straßenzustand stellt den deutlichsten Einfluss auf die Feinstaub-
messung dar?
- Gibt es weitere witterungsbedingte und verkehrsbedingte Einflussfaktoren?
- Welche Maßnahmen sollten nach den Ergebnissen dieser Studie angewandt
werden um eine Weiterentwicklung hinsichtlich eines sinkenden PM10-Wertes
zu fördern?
In einer ausführlichen Zusammenfassung der Erarbeitung der Datengrundlage im
Hauptteil der Arbeit in Kapitel 5, zur Beantwortung dieser Fragen, wird das Ergebnis
in den Kapiteln Fazit und Ausblick noch einmal kurz zusammengefasst.
22 Feinstaub, Verkehr und Raumplanung
Das Umweltbundesamt Österreich beschreibt Feinstaub wie folgt: „Die als Feinstaub
(PM10) bezeichnete Staubfraktion enthält 50% der Teilchen mit einem Durchmesser
von 10 µm, einen höheren Anteil kleinerer Teilchen und einen niedrigeren Anteil grö-
ßerer Teilchen. Partikel dieser Größe können über den Kehlkopf hinaus bis tief in die
Lunge gelangen. Sie sind daher besonders gesundheitsschädlich. Sie sind maximal
so groß wie Zellen und können daher mit freiem Auge nicht gesehen werden.“ (Um-
weltbundesamt, o.J.)
Besonders in Städten werden verkehrsbedingte Feinstaubauslöser als eine der
Hauptursachen betrachtet. Neben Industrie und Bauwirtschaft sowie der Erzeugung
von Raumwärme, ist der Verkehr einer der hauptverantwortlichen Komponenten der
Gesamtfeinstaubbelastung (Amt der Stmk. Landesregierung 2012, S. 2). Der Ver-
kehrsbereich gehört zu denjenigen Feinstaubauslösern, welchen am meisten Auf-
merksamkeit geschenkt wird und welcher durch viele verschiedene Maßnahmen,
etwa Geschwindigkeitsreduzierungen, Filtersysteme, technologische Vorgaben in der
Entwicklung neuer Fahrzeuge, etc., gut und relativ rasch bekämpft werden können.
So beeinflusst allein die verkehrsbezogene Feinstaubproblematik viele Stakeholder,
wie auch die Stadt- und Verkehrsplanung. Wien versucht beispielsweise mit einer
sogenannten „schadstoffextensiven Planung“ (Stadt Wien 2005, S. 6) vorzugehen.
Hierbei geht es vor allem darum entsprechende Konzepte und Maßnahmenpakete zu
entwickeln, um eine Feinstaubminderung herbeizuführen (ebenda). Allgemein gilt,
alle stadt - und verkehrsplanerischen Tools zu nützen, welche eine Verminderung der
Feinstaubpartikel im Sinne der Nachhaltigkeit und besonders im Bereich Gesundheit
unterstützen. Für eine Umsetzung diverser Maßnahmen bietet das Immissions-
schutzgesetz – Luft einigen planerischen Spielraum (gesetzliche Vorgaben siehe
Kapitel 3.1). Neben den technischen Maßnahmen, sind besonders die strukturellen
Maßnahmen für die Planung von Bedeutung.
2.1 Verkehrsbedingte Feinstaubauslöser und ihr Anteil an der Ge-
samtproblematik
Eine erste große Hilfe in der Ursachenforschung für Feinstaub baten die Aquella -
Studien welche die PM10-Emittenten für das Jahr 2004 ermittelten. Hier konnten mit-
hilfe sogenannter Tracer, welche mittels chemischer Merkmale Feinstaubquellen ent-
tarnen, die Verursacher der PM10-Partikel erkannt werden. Das Ergebnis zeigt, dass
3der Anteil der verkehrsbedingten Feinstaubauslöser mit einem durchschnittlichen
Anteil von etwa 59% der gesamten Feinstaubauslöser geschätzt werden kann (vgl.
Bauer et al. 2007, S. 62). Darunter befindet sich allerdings zu diesem Zeitpunkt noch
ein großer Teil von 33% an Mineralstaub, welcher durch die Winterstreuung hervor-
gerufen wird. Diese Zahl kann keinesfalls mehr für 2014 angenommen werden, da
besonders im Winterdienst zahlreiche Maßnahmenpakete (siehe Kapitel 3.3.2) zur
Verringerung des Mineralstaubanteils gesetzt wurden (ebenda S. 63, Amt der Stmk.
Landesregierung 2012). Generell werden die Zahlen natürlich durch, unter anderem
aus den Aquella -Studien hervorgegangenen, diversen Maßnahmen in der Folge be-
einflusst. Heute nimmt man den Anteil des verkehrsbedingten Feinstaubs mit circa
einem Drittel an (Amt der Stmk. Landesregierung 2012, S. 2). Dass der Trend der
anthropogenen PM10-Emissionen durch den Verkehr seit etwa 2005 rückläufig ist,
zeigt die folgende Abbildung:
Abbildung 1: Quellen der PM10-Emissionen
Quelle: Umweltbundesamt
Während die Emissionen der meisten anderen Auslöser seit der Jahrtausendwende
konstant sind oder wie bei der Energieversorgung sogar steigen, sinken seit etwa
2003 die verkehrsbedingten PM10-Emissionen deutlich.
4Die verkehrsbedingten Emissionen werden noch einmal unterteilt in verbrennungs-
bedingte und nicht-verbrennungsbedingte Partikel oder auch „exhaust“ und „non-
exhaust Emissionen“ (Bachler 2014: S. 25). Verbrennungsbedingte Partikel sind sol-
che, die direkt durch einen Verbrennungsmotor, wie etwa in Dieselfahrzeugen ver-
baut, ausgestoßen werden. Diese haben zumeist eine Größe von unter einem µm
und sind damit wesentlich kleiner, als die nicht-verbrennungsbedingten Feinstaubpar-
tikel. So liegt die Größe von Dieselverbrennungspartikel in der Regel zwischen 30
und 300 nm. Durch den Einsatz von Russpartikelfiltern in Dieselfahrzeugen, konnte
die Zahl um das etwa das 100-fache verringert werden (vgl. Urban 2010, S. 9ff). Es
stellt sich jedoch die Frage nach einer eventuellen Verlagerung des Problems auf
kleinere Feinstaubpartikel wie PM2,5 oder Ultrafeinstaubpartikel, gemeint sind PM1
oder PM0,1-Partikel. Dadurch würden, wie der VCÖ (2015) warnt, noch weit größere
Gesundheitsrisiken entstehen. Während sich die Abgasemissionen, man spricht auch
von gefassten Emissionen, quantitativ recht gut abschätzen lassen, ist dies bei den
diffusen Emissionen (zB Wiederaufwirbelungen des Staubes auf den Straßen) nicht
der Fall (Umweltbundesamt 2006, S. 9).
2.2 Zusammenhang Feinstaubbelastung und meteorologische Ein-
flüsse
In dieser Arbeit wird ein Zusammenspiel von meteorologischen Einflussfaktoren, das
bedeutet von witterungsbedingten Faktoren, welche auf die Fahrbahnoberfläche ein-
wirken und dem PM10-Wert vorausgesetzt. Dabei müssen jahreszeitliche Besonder-
heiten wie etwa andere Niederschlagsarten und niedrige Windgeschwindigkeiten im
Winter berücksichtigt werden.
2.2.1 Einflussfaktor Niederschlag
Bisher wird davon ausgegangen, dass exhaust-bedingte Emissionen keine wesentli-
che Beeinflussung durch Niederschlag, also auch durch unterschiedliche witterungs-
bedingte Fahrbahnverhältnisse wie etwa trockene oder nasse Fahrbahnen, erfahren.
Jedoch gibt es Ansätze dafür, dass non-exhaust Emissionen unter anderem von der
Meteorologie und Straßenzuständen beeinflusst werden (vgl. Bachler 2015: S. 25).
Dieser Anteil an verkehrsbedingten Feinstaubverursachern trägt besonders im Winter
zur Erhöhung des PM10-Wertes bei (Kurz 2008: S. 124ff). Grundsätzlich wird in die-
ser Arbeit nicht zwischen exhaust und non-exhaust Emissionen unterschieden, da
dies die vorhandenen Daten nicht zulassen. Dennoch sollte sich eine Auswirkung
5des Niederschlags auf den PM10-Wert visualisieren lassen. Dass der Niederschlag
durchaus Einflüsse haben kann, zeigte bereits Gerhard Bachler, der im Rahmen sei-
ner Dissertation ähnliche Messungen unter anderem in Klagenfurt durchführte und
dort bei Messungen bei einem Niederschlag von ≥1mm eine durchschnittliche Sen-
kung der PM10-Werte um 22% feststellte. Er errechnete dabei auch einen durch-
schnittlichen Rückgang der PM10-Tagesmittelwerte von 2,4 µg/m³. In seiner Arbeit
konnte Bachler mittels eigens durchgeführter Messungen auch die genauen Werte
für den verkehrsbedingten PM10-Anteil herausrechnen wobei er aus den zuvor ge-
nannten Werten bei Niederschlagseinflüssen von ≥1mm eine 14-prozentige Senkung
des verkehrsbedingten PM10 insgesamt und für den non-exhaust Anteil allein sogar
eine Senkung von 17% (Bachler 2014, S. 58) nachweisen konnte. Für den Winter
zeigen seine Messungen für den gesamten verkehrsbedingten Feinstaub keine kla-
ren rückläufigen Tendenzen, wohl aber wieder für die Anteile der non-exhaust Emis-
sionen, wenn auch nicht so stark (ebenda, S. 63ff.). Die von Bachler errechnete jah-
resdurchschnittliche Senkung der verkehrsbedingten PM10-Anteile wird für diese
Arbeit als Anhaltspunkt herangezogen, womit sich für jede Berechnung eine 64%iger
Anteil der Ergebnisse direkt auf den Verkehr beziehen lässt. Ob sich ähnliche Werte
auch anhand der Vergleiche für Graz ergeben, wird in Kapitel 5 gezeigt.
2.2.2 Weitere Einflussfaktoren
Neben den Niederschlägen an sich, könnten auch weitere meteorologische Einfluss-
faktoren die witterungsbedingten Fahrbahnverhältnisse beeinflussen. So zum Bei-
spiel die Luftfeuchtigkeit. Zum einen findet eine Trocknung der Straßen bei hoher
Luftfeuchtigkeit langsamer statt als bei geringer Luftfeuchtigkeit. Zum anderen zeigen
Studien des Paul-Scherrer Institutes sowie des Max-Planck-Institutes (2011), dass
sich Feinstaub bei höherer Luftfeuchtigkeit von einer festen, glasartigen Form in ein
gelartiges Gebilde verwandelt, somit schneller altert und so zumindest Auswirkungen
auf den physikalischen Zustand eines Feinstaubteilchens hat. Dieses geht nämlich
von einer flüssigen in eine gelartige Struktur über. „Die Bildung eines Gels beeinflusst
die Art, wie ein Feinstaubteilchen weitere Stoffe aus der Luft aufnimmt und wie das
Teilchen als Keim für Wolkentröpfchen oder Eiskristalle wirkt. Es beeinflusst sowohl
die Zeit während der sich Schadstoffe in der Luft aufhalten als auch die Eigenschaf-
ten von Wolken und damit das Klima“ (Shiraiwa et al. 2011). Ursprünglich ging man
davon aus, dass dies besonders bei organischen Feinstaubpartikeln, wie etwa Blü-
6tenstaub oder Pollen auftritt. Mittlerweile stellt man eine solche Entwicklung jedoch
auch bei verbrennungsbedingten PM10-Teilchen fest (PSI 2011).
Einen weiteren Einflussfaktor stellt der Wind dar. Während Großstaub vom Wind
meist nur einige hunderte Meter weg von seiner Quelle getragen wird, können
Schwebestaubteilchen durch ihre lange Verweildauer in der Luft oft bis zu 1.000km
weit vom Wind transportiert werden (BMLFUW 2014). Dies bedeutet einerseits, dass
der Feinstaub durch den Wind verblasen (verfrachtet), jedoch auf dieselbe Art und
Weise auch herangetragen werden kann. Da der Wind auch für die Erosion von Ge-
steinen verantwortlich ist, trägt er wesentlich zur Bildung von natürlichem Feinstaub
bei. Bei den innerstädtischen, meist anthropologisch verursachten Feinstaubpartikeln
ist er mitverantwortlich für die Wiederaufwirbelungen (Illini 2010, S. 3). Einen wesent-
lich größeren Anteil hat der Wind aber in der Verbesserung der Luftgütesituation, wo
verschiedene Lokalwinde einwirken (Lazar et al. 1994). Unter anderem sind hier der
Murtalabwind wie auch diverse Seitentalwinde1 zu nennen (Grafl 2010, S.10 nach
Podesser 1996), welche nach Rafelsberger (1999) zu einer deutlichen Verbesserung
der Luftgüte in Graz führen. Der Frage, wie groß dabei der Einfluss auf den Fein-
staub ist, wird ab Kapitel 5.5 nachgegangen.
2.3 Eingriffsmöglichkeiten der Raumplanung
Aus Sicht der Raumplanung ist hier der Teilbereich der Verkehrsplanung besonders
hervorzuheben, welcher mit unterschiedlichen Mobilitätskonzepten die Feinstaub-
problematik in Angriff nehmen kann. Mithilfe der Verabschiedung des IG-L im Jahre
1997 entstanden für die Planungsinstitutionen bessere Möglichkeiten in der Umset-
zung, wie etwa Maßnahmen zur Verringerung des Verkehrsaufkommens sowie Ver-
lagerung des Verkehrs auf emissionsärmere Verkehrsmittel (Umweltbundesamt
2006, S. 10). Mit der Novelle des IG-L im Jahr 2010 wurde der Spielraum bei der
Maßnahmensetzung für die zuständigen Behörden in den Ländern sogar noch erhöht
(BMLFUW 2012). Weitere Eingriffsmöglichkeiten bestehen beispielsweise hinsichtlich
vorausschauender Baustellenplanung um möglichst wenig Luftverschmutzung zu
generieren, seitens der Abfallwirtschaft möglichst schadstoffarme Abfallkonzepte zu
fordern, wie auch feinstaubmindernde Maßnahmen beim Winterdienst zu überlegen
(vgl. Stadt Wien 2005 bzw. 2011). Der Maßnahmenkatalog des IG-L sieht Maßnah-
men auf drei verschiedenen Ebenen vor: zentrale nationale, zentrale regionale und
1
genauer nachzulesen bei Lazar et al. 1994: Stadtklimaanalyse Graz (siehe Literaturverzeichnis)
7weitere Maßnahmen. Der Bereich Verkehr enthält dabei auszugsweise folgende
Maßnahmen (Umweltbundesamt 2012, S. 11ff.):
national:
- Spritspar-Initiative und Förderung des Mobilitätsmanagement;
- Förderung von Entwicklung und Anwendung alternativer Fahrzeug- und An-
triebskonzepte (alternative Kraftstoffe, Hybridkonzepte, etc.);
- Ökologisierung der bestehenden Maut nach Abgaswerten;
regional:
- Fahrverbote, etwa in Sanierungsgebieten an stark belasteten Tagen;
- Förderung des Öffentlichen Verkehrs im Personen- und Güterverkehr;
- Ausbau alternativer Verkehrsnetze (Radwege);
- Optimierung des Streusplittmanagements.
weitere:
- Citymaut bzw. effiziente Parkraumbewirtschaftung;
- Strategische Umweltprüfung des Generalverkehrsplanes mit einem hohen
Stellenwert für lufthygienische Belange;
- Bewusstseinsbildende Maßnahmen – Informationskampagnen.
Da der Feinstaub eine lange Verweildauer in der Luft aufweist, können Verfrachtun-
gen von bis zu 1000km vorkommen. Aus diesem Grund sind nicht nur punktuelle,
sondern weitreichende Maßnahmenbündel in der Planung notwendig um dem stark
gesundheitsschädlichen Feinstaub Einhalt zu gebieten (ebenda S. 15).
83 Feinstaubproblematik in und um Graz
Graz ist seit dem Aufkommen der Feinstaubdiskussion im zentralen Blickfeld, da die
Stadt zu Beginn Werte jenseits aller rechtlich vorgegebenen Grenzen aufwies und
damit quasi zur Feinstaubhauptstadt (siehe Grafiken Umweltbundesamt) avancierte.
Mithilfe zahlreicher Messungen in verkehrsnahen und –fernen, dicht und weniger
dicht bebauten Gegenden in den verschiedensten Teilen der Stadt, konnten bereits
erfolgreich Maßnahmen entwickelt werden, um die Situation zumindest zu verbes-
sern.
3.1 Grenzwerte und rechtliche Grundlagen zu PM10
Natürlich beruhen auch die Gesetze, welche Graz im Hinblick auf den Feinstaub be-
treffen, auf rechtliche Grundlagen des Landes und/oder des Bundes sowie der EU.
Diese sind größtenteils im IG-L seit 1997 geregelt. Grundsätzlich ist die Stadt dazu
verpflichtet ihre Feinstaubwerte zu senken, da diese immer wieder Höchstgrenzen
überschreiten. Diese Grenzen sind in den verschiedensten Gesetzestexten definiert,
wobei das EU-Recht die Grundlage bildet. Nationales Recht kann diese Gesetze zu-
sätzlich noch verschärfen.
Europäisches Recht
Die wesentliche, aktuell gültige europäische Vorgabe stammt vom Europäischen Par-
lament. Die ‚Richtlinie 2008/50/EG über Luftqualität und saubere Luft für Europa‘ be-
schreibt in Anhang XI die Grenzwerte für PM10 mit der Marke von 50 µm/m³ als Ta-
gesmittelwert, wobei eine jährliche Überschreitung dieses Wertes 35 Mal jährlich zu-
lässig ist. Der Jahresmittelwert hingegen darf die Grenze von 40 µm/m³ nicht über-
schreiten (Luftqualitäts-RL 2008/50/EG).
Nationales Recht
Das österreichische Gesetz mit seinen Grenzwerten betreffend der Tages- und Jah-
resmittelwerte ist mit dem der Europäischen Union ident. Bis 2004 war dies auch bei
den erlaubten Überschreitungstagen der Fall. Stufenweise folgte ab 2005 laut Anlage
1a des Immissionsschutzgesetzes - Luft eine Verschärfung dieser Regelung. Von
2005 bis 2009 waren nur noch 30 Überschreitungstage erlaubt, seit der Novelle von
2010 werden nur noch 25 Tage mit erhöhten Feinstaubwerten geduldet (BGBl. I
Nr. 77/2010).
9Das Land Steiermark hält sich mit seinem Luftreinhalteprogramm 2014 an die natio-
nalen Richtlinien den PM10-Wert betreffend und weist keine weitere Verschärfung
bzw. weitere eigene Vorgaben aus. Das Luftreinhalteprogramm enthält zur vorge-
schriebenen, weiteren Verbesserung der Luft, lediglich einen Maßnahmenkatalog auf
welchen in Kapitel 3.3.1 näher eingegangen wird.
Dennoch gibt es noch weitere, für diese Arbeit wesentliche Gesetzpunkte. So werden
etwa höhere Messwerte, welche nachgewiesenermaßen aufgrund der Winterstreu-
ung in gewissen Räumen entstehen, erlaubterweise ignoriert und fließen somit nicht
in die statistische Überschreitungsübersicht mit ein. Der Gesetzestext der EU ist hier
inhaltlich identisch mit den nationalen Rechtsvorgaben und lautet: „Die Mitgliedstaa-
ten können Gebiete oder Ballungsräume ausweisen, in denen die Grenzwerte für
PM10 in der Luft aufgrund der Aufwirbelung von Partikeln nach der Ausbringung von
Streusand oder -salz auf Straßen im Winterdienst überschritten werden“ (Luftquali-
täts-RL 2008/50/EG). Weiter heißt es „Überschreitungen des Partikel (PM10)-
Grenzwertes aufgrund der Ausbringung von Streusand oder -salz auf Straßen kön-
nen […] bei der Beurteilung der Einhaltung der Luftqualitätsgrenzwerte unberücksich-
tigt bleiben, sofern sinnvolle Maßnahmen zur Senkung der Konzentrationen getroffen
wurden“ (ebenda).
Graz gilt generell als Feinstaubsanierungsgebiet, wodurch es neben diversen rechtli-
chen Vorgaben für Industrie und Gewerbe, auch für die Regional- und Verkehrspla-
nung wesentliche Richtlinien und Kriterien zu beachten gilt, welche im Wesentlichen
im angesprochenen IG-L angeführt sind (siehe Kapitel 2.3) und die Landeshauptleute
dazu verpflichtet, entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Eine dieser Vorgaben be-
trifft auch die für diese Forschungsarbeit wesentliche Winterstreuung welche zusätz-
lich im Winterdienstleitfaden der Holding Graz 2012 festgehalten wurde. Zusammen-
gefasst geht es darum, den Einsatz der Streumittel möglichst effektiv zu gestalten
ohne sich dabei aus dem Rahmen der Wegehalterhaftung ABGB § 1319a zu bewe-
gen.
3.2 Messstellen und Messmethoden in Graz
Um eventuelle Überschreitungen erkennen bzw. deren Entwicklung beobachten zu
können, sind regelmäßige Messungen via fixer oder mobiler Messstationen erforder-
lich. Um auch erkennen zu können, inwieweit das Wetter sowie der Verkehr Einfluss
auf den PM10-Wert haben, gilt es auch Wettermessstationen miteinzubeziehen und
10die Feinstaubmessstationen nach ihrer Lage so auszuwählen, dass ein Zusammen-
hang klar ausgemacht werden kann. Es gilt also möglichst verkehrsnahe PM10
Messstationen mit naheliegenden Wettermessstationen zu kombinieren. Die genau-
en Auswahlkriterien und –gründe sind in Kapitel 4 zu lesen.
3.2.1 Messstellen und Messmethoden – Amt der Steirischen Landesregierung
Im Bereich Luft und Luftgüte stehen aus dem Landes-
Umwelt-Informationssystem (LUIS) in Graz 14 Messstellen
zur Verfügung, welche über das besiedelte Gebiet von Graz
verteilt sind. Die genaue Verteilung ist in der Übersicht rechts
zu sehen. Diese messen dabei insgesamt 49 verschiedene
Komponenten. Darunter auch die für diese Arbeit relevanten
Komponenten Feinstaub (PM10) (STBK 10K), Windge- Abbildung 2: Messstellenüber-
sicht Stadt Graz
schwindigkeit (WIGE) und Relative Luftfeuchte (LUFE). Die- Quelle: Amt der Stmk. Landesre-
gierung
se sind hier genauso benannt wie im Online-System. Der
Feinstaub wird an sieben verschiedenen Grazer Messstellen gemessen. Die Mes-
sungen werden mittels zwei verschiedenen Methoden durchgeführt:
Gravimetrische Methode
Hier wird die Außenluft über einen Zeitraum von 24 Stunden durch einen Filter ange-
saugt und mittels eines Referenzwertes vor und nach der Ansaugung der Feinstaub-
wert bestimmt. Diese Methode – auch Referenzmethode genannt – ist sehr aufwän-
dig und die Messungen sind erst zeitverzögert abrufbar. Die Werte sind meist auf
Stundenmittelwerte beschränkt, dafür sind jedoch genaue chemische Zusammenset-
zungen nachweisbar und die Methode gilt als sehr genau (Baum 2015, S. 22).
Kontinuierliche Messmethode
Hierbei handelt es sich um automatische Messgeräte, welche kontinuierlich die
Staubbelastung ermitteln. Dabei wird in Graz auf das Beta-Strahlen-
absorptionsverfahren zurückgegriffen, wobei der anfallende Staub auf einem Filter-
band gesammelt und anschließend mittels Beta-Strahlung gemessen wird. Der Vor-
teil besteht darin, dass diese Messungen ständig abrufbar sind und somit eine zeit-
nahe Berichterstattung möglich ist. Jedoch werden der Methode nach Untersuchun-
gen Ungenauigkeiten im Ausmaß von 10-30% bescheinigt, welche auf das Verdamp-
fen bestimmter Staubelemente zurückzuführen ist (ebenda, S. 23).
113.2.2 Messstellen und Messmethoden – ZAMG
Insgesamt gibt es laut telefonischer Auskunft von Herrn Podesser von der ZAMG
Steiermark insgesamt drei Messstellen, welche auch Niederschlagsaufzeichnungen
durchführen. Diese sind Graz Flughafen, Graz Universität und Graz Straßgang. Von
allen Stationen wurden Stundenmittelwerte für Niederschlagsmenge, Niederschlags-
dauer und Temperatur für das Jahr 2014 geliefert. Die Niederschlagsmenge wird von
der ZAMG bei Regen in Millimeter (mm) angegeben, wobei diese Einheit auch Litern
pro Quadratmeter (l/m²) entspricht. Schnee wird grundsätzlich in cm gemessen, die-
ser verflüssigt sich jedoch und wird somit zu den allgemeinen Niederschlagswerten
im Winter hinzu gerechnet. Zur Unterscheidung von Regen und Schnee wird der Ein-
fachheit halber davon ausgegangen, dass es sich bei Niederschlägen bei einer Tem-
peratur von unter 1°C um Schnee handelt.
Beim Faktor Schnee sind jedoch noch folgende Aspekte zu berücksichtigen: Zum
einen wird der Schnee seitens der Stadt ständig geräumt, was so gut wie kaum zu
schneebedeckten Fahrbahnen führt. Des Weiterem wird ein Großteil der Straßen
regelmäßig gesalzen (Peklic 2015) was wiederum nur zu einer (salz)nassen nicht
jedoch zu einer schneebedeckten Fahrbahn führt. Das gleiche gilt auch für die
Schneeschmelze. Diese größtenteils im Ausmaß nicht messbaren Aspekte machen
einen klaren Vergleich schwierig, warum in den folgenden Auswertungen nur zwi-
schen Tagen mit Schneefall und Tagen mit Regen unterschieden wird.
3.2.3 Streuungsaufzeichnungen der Holding Graz
Ein noch komplexeres Thema stellt die Winterstreuung dar. Nach einer Vielzahl an E-
Mails und einem daraus resultierenden mehrstündigem Gespräch mit Herrn Guido
Peklic, zuständig für Straßenreinigung und Winterdienst der Stadt Graz, wurde klar,
dass es schier unmöglich ist, einen klaren Vergleich zwischen Streumengen und
Feinstaub durchzuführen. Dafür gibt es zusammengefasst folgende Gründe:
kein GIS-System für genaue Wege der einzelnen Wagen vorhanden
keine eingebauten Messgeräte über die Mengenabladungen oder räumliche
Angaben, lediglich Waage an der Wirtschaftshofausfahrt
mehrere verschiedene Streuwagen befahren ein und dasselbe Gebiet (können
auch kurzfristig geändert werden)
zweispurige Fahrbahnen werden mit 2 Wagen gestreut
12 die Fahrer (nur männliche Kollegen) sind selbst dafür verantwortlich in welcher
Menge sie wo Streuungen durchführen
nicht nur die Stadt Graz ist verantwortlich für Streuungen, sondern auch Pri-
vate, GVB, Unternehmen am Firmengelände etc. Mengenangaben sind aus
diesem Grund nicht möglich
kein klarer Unterschied zwischen Salz und Split machbar: Straßen werden
meist gesalzen, Gehwege von Privaten oft gesplittet, dieser rollt auf die Fahr-
bahn
Grundsätzlich beschränken sich die verfügbaren Aufzeichnungen seitens der Holding
Graz auf Waagennummern mit der Art des Fahrzeuges, den Namen der Fahrer, der
Tournummer sowie einer Kurzbezeichnung der Streugebiete.
Abbildung 3: Bsp.1: Aufzeichnungen Streuung
Quelle: Holding Graz
Eine weitere Übersicht zeigt
die genaueren Wegabschnitte
Waagennummer alt und neu
der Waagen und deren Län-
gen.
Aus einem weiteren Excel-
Sheet geht noch hervor, wie
viel Streumittel (Salz und
Splitt) am jeweiligen Tag nach
Waagennummer vom Wirt- Abbildung 4: Bsp.2: Aufzeichnungen Streuung
Quelle: Holding Graz
schaftshof geholt wurden.
Trotz dieser qualitativen Einschränkungen stellen die Winterstreuungen trotzdem ei-
nen wichtigen Part dieser Studie dar, da vor allem nach den Ergebnissen der Disser-
tation von Gerhard Bachler (2014) Auswirkungen anzunehmen sind.
13Ein weiterer Aspekt, der bei der Winterstreuung nicht außer Acht gelassen darf, ist
ein möglicher stark verzögerter Einfluss auf den PM10-Wert. Dieser kommt dadurch
zu Stande, dass Streumittel erst im Laufe der Zeit durch Verreibungen auf der Straße
oder am Gehweg sowie Erosionen oder anderen Zersetzungsmöglichkeiten Fein-
staub entwickeln. Somit könnten beispielsweise Streuungen im Dezember erst im
Jänner oder Februar in der PM10-Kurve schlagend werden. Diese Auswirkungen
können im Rahmen dieser Arbeit nicht untersucht werden, da sich der Untersu-
chungszeitraum auf 2014 beschränkt.
3.3 PM10 – Entwicklungen und Maßnahmen in Graz
Im Verhältnis zu anderen Städten mit einer großen Feinstaubproblematik in Öster-
reich, konnte Graz seine Belastungswerte im Vergleich zum Jahrtausendbeginn deut-
lich senken, ist jedoch noch immer die Stadt mit der höchsten durchschnittlichen
Feinstaubbelastung wie die Grafik des Umweltbundesamtes (Abbildung 5) zeigt.
Abbildung 5: PM10-Belastungsvergleich der österreichischen Städte
Quelle: Umweltbundesamt
In der Überschreitungsstatistik des Umweltbundesamtes für das Jahr 2014 zeigt die
Top 10 der einzelnen Messstationen folgendes Bild:
14Messstelle Messmethode Anzahl der Tage
Abbildung 6: Mobilitätsverhalten der Grazerinnen und Grazer
Quell: Stadt Graz 2012
Da der MIV-Anteil am Gesamtverkehrsaufkommen nach wie vor hoch ist, hat man
sich im Rahmen der „Verkehrspolitische Leitlinien 2020“ zum Ziel gesetzt, eine ver-
hältnismäßige Verteilung von MIV und Umweltverbund (alle nicht MIV) von 37:63 zu
erreichen (Stadt Graz 2012). Weitere Ziele bis 2021 sind:
- eine Erhöhung des Anteils des Öffentliches Verkehrs von 19,8% auf 24%
- eine Erhöhung des Anteils des Radverkehrs von 14,5% auf 20% sowie
- eine Stabilisierung des FußgängerInnen-Anteils bei 19%
Die Basis dafür bietet die Feinstaubsituation aus dem Jahr 2012. Ziel ist es die Luft-
qualität der Stadt weiter zu verbessern (WKO 2015: S. 2f.).
Da der Umstieg von MIV auf ÖPNV unter anderem maßgeblich vom Angebot ver-
schiedener Verkehrsmittel abhängig ist (Nuhn & Hesse 2006, S. 123), wurden in den
letzten Jahren in Graz einige Projekte dahingehend umgesetzt. Dazu zählen die Er-
richtung mehrerer mutlimodaler Knoten, wie der Nahverkehrsknoten Puntigam oder
Don Bosco und die Park + Ride Parkplätze. Der Ausbau der öffentlichen Verkehrs-
mittel, wie etwa die Einführung der S-Bahn Steiermark, Verlängerungen der Straßen-
bahnlinien oder Verbesserungen im Anschluss zwischen den verschiedenen Ver-
kehrssystemen aber auch in der Taktung sind als weitere Projekte zu nennen. Als
weiteren Anreiz hat man im Jahr 2015 den Jahreskartenpreis zur Nutzung der Hol-
ding Graz-Linien mittels Förderungen auf den der Halbjahreskarte reduziert. Die Hol-
16ding Graz verzeichnete damit einen deutlichen Anstieg im Jahreskartenverkauf und
überlegt diese Aktion somit zu verlängern.
Als weitere Maßnahme hat man in den vergangenen Jahren auch das CO2-neutrale
Radfahren vermehrt gefördert. Dies geschah mittels einer Verbesserung bzw. einem
Ausbau des Radwegenetzes. Neben dem bereits 2012 vom Gemeinderat beschlos-
senem Zielkatalog sowie einer Verkehrsplanungsrichtlinie, wurden im November
2015 zeitlich in kurz-, mittel- und langfristig gegliederte weitere Maßnahmen vom
Gemeinderat abgesegnet. Der Homepage der Abteilung für Verkehrsplanung der
Stadt Graz ist zu entnehmen, dass es sich um „die aus fachlicher Sicht wichtigsten
Fuß-, Rad-, ÖV-, MIV- und Gesamtverkehrsmaßnahmen“2 handelt.
3.3.2 Maßnahmen bei der Winterstreuung
Obwohl sich laut Messungen die Staubemissionen der Winterstreuung zumeist im
Grob- und nicht im Feinstaubbereich bewegen, soll jede minimale Reduktionsmög-
lichkeit des gefährlichen Feinstaubes genutzt werden (Amt der Stmk. Landesregie-
rung 2012, S. 3). Neben Anforderungsvorgaben für die Fahrzeuge, wie einer mög-
lichst genauen Dosierbarkeit, großen Kapazitäten um Wege kurz zu halten sowie
wenig Streumittelverlust mittels genauer Streubreitenaufbringung, gibt es auch Vor-
gaben an die Streumittel selbst. Hier sind möglichst harte Gesteine als Vorgaben für
den Splitt und geringer Anteil an Sulfaten bei Salz sowie die Körnungsgrößen zu
nennen (ebenda, S. 4f.) Als wohl wesentlichster Teil der Maßnahmen der Winter-
streuung wurde nach Erprobung im Winter 2005/06 auf einem Testgebiet im südli-
chen Graz, ein sogenannter differenzierter Winterdienst beschlossen, wonach die
Verkehrsfläche von Witterung, Fahrbahnzustand und Wertigkeit dreigeteilt wird. Das
Ergebnis ist folgendes.
- Stufe 1: Untergeordnetes Verkehrsnetz - Bergstraßen: Grundsätzlich Feucht-
salzstreuung, ergänzend Splittstreuung mit z.B. Basalt (witterungsabhängig)
- Stufe 2: Untergeordnetes Verkehrsnetz - eben: Verstärkte Räumung, Salz /
Feuchtsalz
- Stufe 3: Hauptverkehrswege (öffentl. Verkehrsmittel), Radwege: ausschließ-
lich Feuchtsalz
2
genaue Maßnahmen nachzulesen unter Fallast & Huber (2015): Mobilitätskonzept Graz 2020. Maßnahmen-
programm.
17Wichtig dabei ist, sich bei der Umsetzung im Rahmen des bereits in Kapitel 3.1 ge-
nannten Wegeerhaltungsgesetzes zu bewegen, um mögliche negative rechtliche
Folgen aufgrund von Streueinsparungen aus dem Weg zu gehen. Dazu gibt es wei-
ter eine Winterdienstempfehlung für Räum- und Streuvorgänge je nach Witterungs-
zustand der Straßen (ebenda, S. 7f.)
184 Methodik
4.1 Allgemeiner Methodischer Zugang und Datengrundlage
Als Basis für alle Auswertungen gelten statt der ursprünglich gedachten vier nun drei
PM10-Messstationen in Graz wobei zwei verkehrsnah und eine im Gewerbegebiet
der Stadt gelegen sind. Die vierte Messstation Graz Nord musste in fast allen Aus-
wertungen herausgenommen werden, da es an passenden, meteorologischen Ver-
gleichsdaten fehlt. Die Werte der übrigen drei Stationen werden zu verschiedenen
Zeitabständen für das gesamte Jahr 2014 ausgewertet und mit weiteren Daten ver-
glichen. Die weiteren Daten setzen sich aus verschiedenen Faktoren, welche die
Straßenoberfläche in ihrem Witterungszustand in irgendeiner Art beeinflussen kön-
nen, zusammen. Das betrifft Niederschlagsdaten ebenso wie Wind- und Luftfeuchte-
daten sowie Daten zur Winterstreuung. Diese werden auf Quartalsebene wie auch
auf Monats-, Tages- und Stundenebene ausgewertet. Aufgrund von unterschiedli-
chen Verkehrslagen an den einzelnen Wochentagen (Mo-Do; Fr; Sa; So und Feier-
tag), wird dieser Aspekt in mehreren Auswertungen ebenfalls berücksichtigt.
Grundsätzlich wird nur auf eine bereits existente Datengrundlage zurückgegriffen,
was bedeutet, dass keinerlei neue Messungen durchgeführt oder andere Daten er-
hoben werden. Die Feinstaubdaten werden vom Open Source-System LUIS (Lan-
des-Umwelt-Informationssystem) des Landes Steiermark verwendet. Aus demselben
System werden auch Wind- sowie Luftfeuchtedaten entnommen. Da hier jedoch nur
unzureichend Niederschlagsdaten vorhanden sind bzw. überhaupt gemessen wer-
den, sind hier Daten der Wetterstationen der ZAMG verwendet worden. Alle Daten
zur Winterstreuung wurden direkt vom Magistrat Graz zur Verfügung gestellt.
4.2 Wahl der Fahrbahnverhältnisse
Bei den witterungsbedingten Fahrbahnverhältnissen werden allgemein drei verschie-
dene Zustände unterschieden: regennass, schneenass/bedeckt, gesalzene/gestreute
Fahrbahnen.
Grundsätzlich gilt jedoch zu beachten, dass eine schneebedeckte Fahrbahn in Graz
aus mehreren Gründen kaum gegeben ist. Zum einen lässt die generelle klimatische
Situation in Graz nur wenige Tage im Jahr eine Schneebedeckung zu, zum anderen
werden durch Räumung und das Salzen der Straßen Schneedecken auf der Fahr-
bahn weitestgehend verhindert. Dennoch wurde ein Unterschied zwischen den Nie-
19derschlagsarten Schnee und Regen vollzogen und fließt auf diese Art in die Auswer-
tung mit ein. Dabei wurde davon ausgegangen, dass sobald sich die winterlichen
Temperaturen auf unter 1°C senken es sich um Schnee handelt.
Durch die qualitativen Probleme bei den Aufzeichnungen der Winterstreuung seitens
der Holding Graz, wurde die Streuung zwar erfasst, jedoch nur in grob angenom-
menen Klassen – unter Absprache mit dem für die Winterstreuungsmaßnahmen zu-
ständigen Herrn Guido Peklic von der Holding Graz – untersucht.
4.3 Wahl der Vergleichsmessstellen
Als Feinstaubmessstellen wurden die drei Stationen Graz Süd Tiergartenweg, Graz
Don Bosco und Graz Mitte-Gries verwendet. Deren PM10-Aufzeichnungen bilden
stets die Datengrundlage für die in Kapitel 5 durchgeführten Datenvergleiche. Die
Auswahl für alle Messstationen beruhte grundsätzlich auf die Möglichkeit von in der
Nähe gelegenen Messstationen und somit vergleichbaren, meteorologischen Daten
der ZAMG. Für Don Bosco und Mitte-Gries sprach zusätzlich noch, dass beide Stati-
onen laut Beschreibung dazu dienen, PM10-Werte im verkehrsnahen Bereich zu
messen. Graz Süd dient als Vergleichsmessstelle, welche im Gewerbegebiet der
Stadt gelegen ist. Wie bereits angedeutet musste darauf geachtet werden, dass alle
wesentlichen Daten, diese sind Feinstaub (PM10), Niederschlag, Temperatur sowie
Wind und Luftfeuchte in einem möglichst engem Raum abgedeckt werden können.
Die zuvor aussortierte Station Graz Nord misst dabei als einzige Station alle benötig-
ten Daten am selben Ort, jedoch können die dort gemessenen Niederschlagsdaten
nicht mit jenen der ZAMG verglichen werden. Die Messungen zeigen dauerhaft un-
wahrscheinlich große Unterschiede innerhalb von Graz, welche laut Axel Podesser
von der ZAMG jedoch nur selten der Fall sind. Bei den übrigen Erhebungen wurden
passende Stationen miteinander kombiniert. So liefert die Station Don Bosco etwa
die notwendigen Feinstaub- und Luftfeuchtewerte, die dazugehörigen Winddaten lie-
fert die nur einige hundert Meter entfernte Station Kärntnerstraße, die Nieder-
schlagsdaten die ZAMG-Station Graz Straßgang.
Die ausgewählten Hauptmessstationen sind folglich mit einer kurzen Stationsbe-
schreibung aufgeführt:
20Luftgütemessstation Graz Don Bosco:
Standort: Kreuzung Kärntnerstraße – Peter-Rossegger-Straße – Harter Straße (Ko-
ordinaten WGS84: 15,416539:47,055617)
Diese Messstation wurde im Jahr 2000 errichtet um die Immissionsstruktur in ver-
kehrsnahen Bereichen zu messen. Die Messstation liegt direkt an einem der ver-
kehrsstärksten Kreuzungen der Stadt. Feinstaub und Luftfeuchte werden hier seit
Beginn gemessen.
Luftgütemessstation Graz Mitte-Gries:
Standort: Feuerbachgasse 13, 8020 Graz (Koordinaten: WGS84: 15,431542:
47,069231)
Die Messstation im Zentrum der Stadt ist seit 2010 in Betrieb und dient ebenfalls der
Beobachtung der Immissionen im verkehrsnahen Bereich. Diese Station befindet sich
am Parkplatz des Bades zur Sonne neben der kleinen Feuerbachgasse und damit
nicht direkt an der stärker befahrenen Belgiergasse.
Luftgütemessstation Graz Süd Tiergartenweg:
Standort: Tiergartenweg 10, 8055 Graz (Koordinaten: WGS84: 15,433078:
47,041692)
Diese Messstation befand sich ursprünglich in der Hergottwiesgasse, wo sie seit
1987 Daten lieferte. 2003 wurde sie an ihren jetzigen Standort am Tiergartenweg
verlegt. Gravimetrische PM10-Werte werden dort seit 2005 erfasst, seit 2006 auch
PM2,5-Werte.
Luftgütemessstation Graz Nord:
Standort: Josef-Ornig-Straße 16, 8051 Graz (Koordinaten WGS84:
15,414872:47,093689)
In Betrieb genommen wurde diese Station bereits 1987 mit dem Ziel der Erfassung
der Immissionsstruktur im aufgelockerten Siedlungsgebiet. Feinstaubmessungen
werden seit dem Jahr 2000 durchgeführt, Niederschlag und Luftfeuchte bereits seit
1988.
Die folgende Tabelle zeigt eine kurze Übersicht über die kombinierten Messstatio-
nen:
21allg. Kürzel PM10-Wert Niederschlag Wind Luftfeuchte
DB Graz DB Graz Straßgang Graz Kärntnerstraße Graz DB
MG Graz Mitte Graz Universität Graz Oeversee Graz Mitte
Süd Graz Süd Graz Flughafen Graz Puchstraße Graz Süd
Tabelle 3: Übersicht über alle verwendeten Messstationen
4.4 Untersuchungszeitraum
Aufgrund der aufwändigen Datenbearbeitung und -auswertung beschränkt sich der
Untersuchungszeitraum auf das gesamte Jahr 2014. Für die Untersuchungen, wel-
che den Winterzeitraum betrafen, wurde also nicht der gesamte Winter 2013/14 her-
angezogen, sondern die Monate Jänner, Februar, November und Dezember des
Jahres 2014. Zusätzlich wurden unterschiedliche Zeiteinheiten betrachtet. Die ersten
Grobvergleiche betreffen das gesamte Jahr, weitere werden quartals- bzw. jahres-
zeitlich gegliedert durchgeführt, was etwa dadurch notwendig wurde, da auf ein Mo-
nat hin gesehen zu wenige Daten für ein sinnvolles Ergebnis zur Verfügung standen.
Die meisten Auswertungen wurden jedoch auf Monatsbasis durchgeführt, wobei sich
die MMW aus den TMW errechnen. Für die feineren Vergleiche wurden die Tages-
mittelwerte innerhalb eines Monats genauer betrachtet und als letzter Schritt auch
einzelne Tage mithilfe von 24-Stunden-Mittelwerten. Verwendet wurden dafür nur
solche Tage, welche einen möglichst repräsentativen und aussagekräftigen Schluss
zulassen. Das bedeutet, es werden Tage mit möglichst gleichmäßigem Wind und
keinem Niederschlag sowie Tage mit viel Wind und/oder viel Niederschlag herausge-
filtert. Dies wurde notwendig, da sich nicht wie erhofft eine „typische Feinstaubkurve“
(zB morgens und abends höhere Werte, als vormittags und nachts Abbildung 7)
herausfinden ließ.µ
100 100 100
80 80 80
60 60 60
40 40 40
20 20 20
0 0 0
00:30
02:30
04:30
06:30
08:30
10:30
12:30
14:30
16:30
18:30
20:30
22:30
00:30
02:30
04:30
06:30
08:30
10:30
12:30
14:30
16:30
18:30
20:30
22:30
00:30
02:30
04:30
06:30
08:30
10:30
12:30
14:30
16:30
18:30
20:30
22:30
PM10 in µg/m³ PM10 in µg/m³ PM10 in µg/m³
Abbildung 7: Beispiele PM10-Tageskurvenverläufe
225 Ergebnisse und Interpretation der Datenvergleiche
Folgend sind grundsätzliche Vergleiche zur Abhängigkeit des PM10-Wertes vom
Verkehr abgebildet. Hier wurden 3 oder 4 Messstationen zum Vergleich herangezo-
gen. 2 verkehrsnahe (MG, DB), 1 Gewerbe-/Industriegebiet (Süd), 1 aufgelockerter
Siedlungsbereich (Nord). Die Station Nord wird aufgrund fehlender oder nicht ver-
gleichbarer Daten später nur noch sporadisch berücksichtigt!
5.1 Allgemeine Datenvergleiche
Als erster Schritt werden alle Stationen (inkl. Graz Nord) und deren PM10-Werte ge-
genübergestellt, um eventuelle Unterschiede von verkehrsnahen Feinstaubmessun-
gen mit Messstationen, welche nicht-verkehrsnah liegen zu vergleichen. Dabei wurde
neben den 3 später verwendeten Stationen auch noch die Station Nord mit einge-
bunden.
ZIEL: Grundsätzliche Unterschiede der PM10-Werte in verkehrsnahen und nicht
verkehrsnahen Bereichen herausfiltern.
HYPOTHESE: Messstationen in verkehrsnahen Bereichen weisen höhere
PM10-Werte auf.
Interessanterweise wurden bei den beiden verkehrsnah liegenden Stationen große
Unterschiede gemessen. Die Station Don Bosco weist die höchsten PM10-Werte auf,
knapp dahinter und damit ähnliche Werte wurden von der Messstation Süd-
Tiergartenweg im Gewerbegebiet der Stadt aufgezeichnet. Die verkehrsnahe Station
Mitte-Gries zeigt ähnliche Werte wie die im aufgelockerten Siedlungsgebiet der Stadt
liegende Messstation Nord. Die Ursachen dafür sind dadurch begründbar, dass die
Station Don Bosco direkt an einer der am stärksten befahrenen Straßen der Stadt
gelegen ist und dies obendrein mitten im Kreuzungsbereich. Die Station Mitte-Gries
beim Bad zur Sonne hingegen liegt zwar mitten im Stadtgebiet jedoch an einer weit-
aus weniger stark befahrenen Straße bzw. Straßen in der näheren Umgebung. Die
hohen Werte der Station Süd sind nach den Ergebnissen der Aquella-Studie (2004)
zufolge, mit dem großen Einfluss der Industrie an den PM10-Werten begründbar.
Die folgende Tabelle zeigt die aufgezeichneten Messewerte in µg/m³:
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