Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität

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Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Die Wirkung der
       Umweltzone Leipzig                        Saxon State Office for Environment, Agriculture and Geology

       auf die straßennahe Luftqualität
       Gunter Löschau, Dresden

Foto: Gunter Löschau

        7th VERT-Forum “Filter and deNOx-technologies”
        Empa Academy. March 18th, 2016. Dübendorf , CH
Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Gliederung

         ❙   Einführung und Messkonzept

         ❙   Ergebnisse 2010 bis 2014

                ❙   Immissionen

                ❙   Verursacheranalyse

                ❙   Immissionsanteil Motor 
                    Wirkung der Umweltzone

                ❙   Feinstaubanteil und
                    Gesundheitsrisiko

         ❙   Zusammenfassung
                                               Quelle: Grafik: zebraluchs, Foto: Henriette Gruber

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Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Schutz der Gesundheit

                                    ❙   Richtlinie 2008/50/EG u.a. Grenzwerte
                                        für Luftschadstoffe PM10 und NO2

                                    ❙   Ziel der Umweltzone

                                        ❙    Reduzierung der Fahrzeuge mit
                                             hohen Abgasemissionen

                                        ❙    vorwiegend Dieselfahrzeuge

                                    ❙   Dieselabgase sind krebserregend
Foto: Mario Anhalt
                                        (WHO, 2012)

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Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Welcher Indikatoren sind
für Dieselabgase geeignet?

                    ❙       Gesetzliche Immissionsüberwachung mit Grenzwerten

                             ❙       NO2 und NOx

                             ❙       Feinstaub PM10 und PM2.5

                        ❙   Ergänzende wissenschaftliche Immissionsmessung für
                            Verbrennungspartikel

                                 ❙   Ruß als EC (elementarer Kohlenstoff – VDI-RL)
                                                                                     Keine
                                 ❙   Ruß als BC (schwarzer Kohlenstoff – 6,6 m²/g)   Grenz-
                                                                                     werte!
                                 ❙   Ultrafeine und feine Partikel (UFP)

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Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Messkonzept 2009

Messort-Typen:
Städtische Straße
                                           Immissionsanteil lokaler Verkehr (Lenschow-Ansatz)
Städtischer Hintergrund
Regionaler Hintergrund                     Meteorologie

Gebiet     Messstationsname         Abk.    ❙   Gesetzliche Messgrößen:
Leipzig    Leipzig-Mitte            LMI         PM10, PM2.5, NO2 und NOx
           Leipzig-Lützner Str.     LLÜ

                                            ❙
           Leipzig-Eisenbahn-Str.   LEI

           Leipzig-West             LWE
                                                Ergänzende Messgrößen:
           Leipzig-TROPOS-Dach      LTR         Meteorologie und Kfz-Zahlen
                                            ❙
Dresden    Dresden-Nord             DDN

           Dresden-Bergstr.         DDB
                                                Ergänzende wiss. Messgrößen:
           Dresden-Winckelm.str.    DDW         ECPM10, BCPM1 und PN30-200nm
Referenz   Melpitz                  MEL

           Collm                    COL     ❙   2010 – Ausgangslage vor Umweltzone
           Schwartenberg            SWB

                                            ❙
           Radebeul-Wahnsdorf       RWD

           Brockau                  BRO
                                                Vergleich: Dresden mit Luftreinhalteplan,
                                                aber ohne Umweltzone
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Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Umweltzone Leipzig
Start 1. März 2011

❙    62 % des Stadtgebietes

❙    Grüne Plakette ohne Vorstufen

❙    Fahrverbot: ~Diesel ohne DPF

❙    Ausnahmen für z. B. Busse mit
     Euro 3
                                     Quelle: Stadt Leipzig, Dezernat Umwelt, Ordnung, Sport. Grafik: zebraluchs

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Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Gesetzliche
Immissionsüberwachung
Feinstaub PM10 und Stickstoffdioxid NO2
                                                    2010         Ohne Umweltzone
                                                    2011
 Anzahl der Tage > 50 µg/m³ PM10
                                                    2012
                                                                   Mit Umweltzone
                                                    2013
                                                                                                ❙
  60
                                                    2014                                            Grenzwert-
  50
  40                                                      EU-Grenzwert ab 2005                      überschreitung
  30
  20
                                                                                                    nur an den
  10
       Dresden          Leipzig
                                                                                                    städtischen
   0                                                                                                Straßen
       DDN     DDB     LMI       LLÜ   DDW       LWE       MEL    COL    SWB      RWD     BRO
             Städtische Straße         Städt. Hintergr.          Regionaler Hintergrund
                                                                                                ❙   Kfz-Verkehr
NO2 in µg/m³                                                                                        verursachte
  50                                                      EU-Grenzwert ab 2010                      entscheidenden
  40
                                                                                                    Beitrag
  30
  20
  10
                                                                                                ❙   Wirkung der
   0                                                                                                Umweltzone
       DDN     DDB     LMI       LLÜ   DDW       LWE       MEL    COL    SWB      RWD     BRO
                                                                                                    nicht erkennbar
             Städtische Straße         Städt. Hintergr.           Regionaler Hintergr.
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Die Wirkung der Umweltzone Leipzig auf die straßennahe Luftqualität
Wirkung der Umweltzone
Nachrüstung mit Dieselpartikelfiltern
Förderprogramm BAFA

  Anzahl PKW                                 Anzahl LNfz
  5'000                                      800
               01.02.12-21.06.13
  4'000        01.06.10-15.02.11                       01.02.12-21.06.13
                                             600
               01.09.09-15.02.10
  3'000
                                                       01.06.10-15.02.11
                                             400
  2'000

  1'000                                      200

      0                                        0
               Dresden             Leipzig             Dresden             Leipzig

           ❙    In Leipzig 3 x mehr PKW            ❙   Kfz-Bestand an Nfz mit
                und 8 x mehr leichte Nfz               grüner Plakette:
                als in Dresden
                nachgerüstet                       ❙   Leipzig mit 67% höher
                                                       als in Dresden mit 58%
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Verkehrsnahe Immission
Partikelanzahl 30 – 200 nm
Mittlerer Wochengang, Leipzig-Mitte

PN30-200nm in 1/cm³                                       2010     Ohne Umweltzone
 20'000
                                                          2011
                                                          2012
                                                                    Mit Umweltzone
                                                          2013
 15'000                                                   2014

 10'000

  5'000

      0
                Mo         Di      Mi       Do       Fr       Sa        So

9 | 18.03.16 | GL    ❙   Deutliche Reduzierung tagsüber bes. von Mo bis Fr 
Verkehrsnahe Immission
Ruß-BCPM1
Mittlerer Wochengang, Leipzig-Mitte

  Ruß-BCPM1 in µg/m³
    8                                                     2010    Ohne Umweltzone
                                                          2011
      7
                                                          2012
                                                                    Mit Umweltzone
      6                                                   2013
      5                                                   2014

      4
      3
      2
      1
      0
                 Mo         Di      Mi      Do       Fr      Sa         So

10 | 18.03.16 | GL    ❙   Deutliche Reduzierung tagsüber bes. von Mo bis Fr 
Änderung der Immission
(Gesamtbelastung)
Jahresmittelwert bezogen auf Ausgangslage 2010, Leipzig-Mitte

      Änderung in %                     PM10                NOx
                                        Ruß-EC              Ruß-BC
                                        PN30-200nm
       20%

                                                                          -11 % PM10   ↓
         0%                                                                -5 % NO x

       -20%
                                                                       Verbr.-Partikel ↓
                                                                         -22 % Ruß-EC
                                                                         -32 % Ruß-BC
       -40%                                                              -34 % PN30-200nm

       -60%
                     2010       2011     2012        2013       2014

                      ❙     Verschiedene Quellen tragen dazu bei             Verursacher-
                                                                             analyse
11 | 18.03.16 | GL    ❙     Welchen Anteil verursachte der Kfz-Verkehr?      erforderlich
Verursacheranalyse für
Feinstaub PM10 - Immission
Messort-Typ: Städtische Straße                         Immissionsanteil Motor*
        PM10-Messung an          PM10-Messung             Wiss. Sondermessung der
        typischen Orten und      kann nicht               Partikelgrößenverteilung
        Bilanz nach Lenschow     unterscheiden            an typischen Orten

                                                     Minderung durch
               Restlich                              Umweltzone
               Quellen
               der Stadt           Motor                  Partikel kleiner ~0,2 µm

                      Kfz-         Auf-
                      Verkehr*     wirbe-
    Regionaler                                            Partikel größer ~1 µm
    Hintergrund                    lungen,
                                   Abriebe
                                                     Hat jedes Fahrzeug, auch eDrive

                                                 * Lokale Kfz-Emissionen an Messstation
12 | 18.03.16 | GL
Wirkung der Umweltzone
Änderung Immissionsanteil Motor
Leipzig-Mitte: modernste Fahrzeugflotte Sachsens

                                                      ∆Ruß-BC
     Änderung in %                                    ∆PN 30-200nm      Schärfere NOx-EU-
                                                      ∆NOx              Abgasnormen ohne
       20%
                                                                        Wirkung in Stadt

        0%
                                                                          ∆Stickoxide →

      -20%

                                                                        ∆Verbr.-Partikel ↓
      -40%                                                                -41 % ∆Ruß-EC
                                                                          -47 % ∆Ruß-BC
                                                                          -56 % ∆PN30-200nm
      -60%
                     2010         2011      2012      2013       2014   Schärfere Partikel-
                                                                        EU-Abgasnormen
                            ❙   Kfz-Flotte wurde deutlich sauberer
                                                                        = Erfolgsgeschichte
                                für Verbrennungspartikel, aber
                                                                        Dieselpartikelfilter
13 | 18.03.16 | GL              nicht für Stickoxide
Wirkung der Umweltzone
Senkung des Gesundheitsrisikos
Wirkung der Feinstaubanteile PM10 nach Wichmann
                                                                               Umweltzone
                                                                          Immissionsanteil Motor
     ❙   Besonderheit in Sachsen
         gegenüber anderen Studien:

     ❙   PM10-Minderung wurde über
         EC, BC und PN30-200nm bzw.
         PM30-200nm bestimmt

     ❙   Entspricht PM10-Minderung
         von 2 bis 5 %                                                           Grafik: Wichmann, 7.4.2011

     ❙    Diese kleine PM10-Minderung entspricht einer deutlichen Senkung des
          Gesundheitsrisikos von 8 bis 25 %, da sie dem hochtoxischen Feinstaubanteil
          zugeordnet wird (Wichmann)
                                          Cyrys et al., 2014: Low emission zones reduce PM10 mass concentrations and
                                          diesel soot in German cities. J. Air Waste Manage. Assoc. 2014, 64, 481–487.

14 | 18.03.16 | GL
Zusammenfassung
Wirkung der Umweltzone Leipzig

       ❙   Beschleunigte Modernisierung der Diesel-Fahrzeugflotte in Leipzig
           gegenüber Dresden und Sachsen

       ❙   Stagnation der Stickoxide trotz modernster Fahrzeugflotte -
           Verschärfte NOx-EU-Abgasnormen führten unter realen Fahrbedingungen in der
           Stadt zu keiner Verbesserung.

       ❙   Deutliche Reduzierung der Verbrennungspartikel in der Außenluft
           durch reduzierte Motoremissionen von 2010 bis 2014:

             ❙       Nachweis: -41 % Ruß-EC, -47 % Ruß-BC und -56 % PN30-200nm

             ❙       Entspricht -2 % bis -5 % Feinstaub PM10 (=hochtoxischer Anteil!)

       ❙   Deutliche Senkung des Gesundheitsrisiko der Bevölkerung im
           Zentrum von Leipzig

       ❙   Umweltzone ist verursachergerechte und sinnvolle Maßnahme
15 | 18.03.16 | GL
Referenzen
❙    Berichte in Publikationsdatenbank:
     https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/14411
     https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/18590
     https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/23885
     https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/25641

❙    Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft. Nov./ Dez. 2013

❙    Kontakt:        gunter.loeschau@smul.sachsen.de

                                      Danke!
                                      ❙    BfUL im Luftgütemessnetz Gruppe um Dr. H.-G. Kath

                                      ❙    TROPOS         Gruppen um Prof. A. Wiedensohler und Prof. H. Herrmann

                                      ❙    Stadtverwaltungen Leipzig und Dresden

                                      ❙    LfULG und SMUL für Weitblick

16 | 18.03.16 | GL            Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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