Treibstoffschnellablass aus Luftfahrzeugen: Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit - position // dezember 2020
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position // dezember 2020 Treibstoffschnellablass aus Luftfahrzeugen: Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit
Impressum Herausgeber: Umweltbundesamt Fachgebiet I 2.2 Postfach 14 06 06813 Dessau-Roßlau Tel: +49 340-2103-0 buergerservice@uba.de Internet: www.umweltbundesamt.de /umweltbundesamt.de /umweltbundesamt /umweltbundesamt /umweltbundesamt Autoren: Frank Wetzel Satz und Layout: le-tex publishing services GmbH Publikationen als pdf: www.umweltbundesamt.de/publikationen Bildquellen: Titel: Adobe Stock/jrmedien_de S. 4: Shutterstock/hbpro S. 7: Shutterstock/G_O_S Stand: Dezember 2020 ISSN 2363-8273
position // dezember 2020 Treibstoffschnellablass aus Luftfahrzeugen: Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit Inhalt 1. Anlass����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 4 2. Notwendigkeit und Ablauf von Treibstoffschnellablässen���������������������������������������������� 5 3. Statistik zur Ablasshöhe und Menge���������������������������������������������������������������������������� 6 4. Modellrechnungen����������������������������������������������������������������������������������������������������� 7 4.1 Szenarien���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 7 4.2 Modellierung������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 8 4.3 Modellergebnisse und Vergleich mit früheren Untersuchungen������������������������������������������������ 9 5. Umwelttoxikologische Bewertung����������������������������������������������������������������������������� 10 5.1 Luft��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 10 5.2 Boden������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 11 5.3 Grundwasser���������������������������������������������������������������������������������������������������������� 11 5.4 Menschliche Gesundheit�������������������������������������������������������������������������������������������� 11 6. Rechtliche Aspekte��������������������������������������������������������������������������������������������������� 13 6.1 Untersuchte Fragestellungen��������������������������������������������������������������������������������������� 13 6.2 Empfehlung����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 13 7. Fazit������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 14 8. Literatur������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 15
1. Anlass 1. Anlass Am 5. Mai 2017 wurde im Rahmen der 88. Umweltmi- Gesundheit (ReFoPlan 2017 FKZ 3717511020)“ nisterkonferenz (UMK) in Bad Saarow der Beschluss begann am 01.02.2018. In seinem Verlauf wurde das gefasst, den Bund zu bitten, eine aktuelle Bewertung Vorhaben aufgestockt und zeitlich verlängert. über den Umfang und die Auswirkungen von Treib- stoffablässen auf Umwelt und Gesundheit basierend Zur 91. UMK am 09.11.2018 in Bremen erfolgte plan- auf neuesten wissenschaftlichen Grundlagen vorzu- mäßig der Bericht des Bundes zum Stand des oben nehmen und über die Ergebnisse in der 91. UMK genannten Vorhabens. Die 91. UMK bat die Bundesre- schriftlich zu berichten. Das Bundesministeriums für gierung daraufhin, die Arbeiten an dem Forschungs- Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) vorhaben fortzuführen und zu unterstützen, um eine bat daraufhin das Umweltbundesamt (UBA) eigene sorgfältige und belastbare Bewertung der Ergebnisse Bewertungen über den Umfang und die umwelttoxi- und Ableitung von Handlungsempfehlungen zu kologischen Auswirkungen von Treibstoffablässen ermöglichen. Zur 92. UMK wurde zusätzlich über auf Wasser, Boden, Luft und Gesundheit zu erarbei- Zwischenergebnisse des Vorhabens berichtet und ten. Als Unterstützung der Bewertung wurde durch eine Vorversion dieses UBA-Positionspapiers mit das UBA ein Forschungs- und Entwicklungsvorhaben Stand Mai 2019 veröffentlicht. Über wesentliche (FuE-Vorhaben) vergeben. Das FuE-Vorhaben Ergebnisse des inzwischen abgeschlossenen „Wissenschaftliche Erkenntnisse zu Rückständen/ Forschungsvorhabens sowie weiterer Untersuchun- Ablagerungen von Kerosin nach sogenanntem Fuel gen des UBA wird im Folgenden berichtet. Dumping und zu Auswirkungen auf Umwelt und 4
2. Notwendigkeit und Ablauf von Treibstoffschnellablässen
2. Notwendigkeit und Ablauf von Treibstoffschnellablässen
Bei Langstrecken-Flugzeugen kann das maximal zuläs- Der Treibstoffablass erfolgt über ein Verfahren
sige Startgewicht höher festgelegt sein als das maximal (Non-Normal Procedure), das vom Flugzeughersteller
zulässige Landegewicht. Unter normalen Umständen in den Handbüchern festgelegt ist. Der Kommandant
stellt dies kein Problem dar, da das Flugzeug bis zur teilt das Erfordernis zum TSA der Flugsicherung mit.
planmäßigen Landung Treibstoff verbraucht und In Zusammenarbeit mit der Flugsicherung wird ein
damit an Gewicht verliert. Tritt allerdings kurz nach Luftraum gesucht, wo das Ablassen des Treibstoffes
dem Start ein unvorhergesehener Vorfall ein (z. B. gefahrlos möglich ist [1]. Der TSA hat dabei in der
ein medizinischer Notfall an Bord, ein technischer Regel in einer Mindesthöhe von 6.000 Fuß und
Defekt o. ä.), der das Flugzeug zur zeitnahen Landung einer Geschwindigkeit von mindestens 450 km/h
zwingt, so kann es passieren, dass noch nicht genug zu erfolgen. Die Entscheidung berücksichtigt auch
Treibstoff verbrannt wurde, um das maximal zulässige eine Vielzahl von Parametern wie Wetter, Länge der
Landegewicht zu erreichen. In diesen Fällen kann Landebahnen, Art des Anfluges etc. Nach Beendigung
der Luftfahrzeugkommandant durch einen Treibstoff- des Treibstoffschnellablasses informiert die Besat-
schnellablass (TSA) sicherstellen, dass das maximal zung die Fluglotsen und verfasst nach der Landung
zulässige Landegewicht eingehalten wird. Von dem eine Meldung an die Fluggesellschaft. Die Meldung
Erfordernis zum Treibstoffschnellablass im Notfall sind wird durch die Fluggesellschaft an das Luftfahrt-
in der Regel vor allem größere vierstrahlige Flugzeuge bundesamt weitergeleitet, dass die TSA-Ereignisse
betroffen (z. B. Airbus A 340 oder A 380; Boeing B 747 im Internet veröffentlicht. Die Flugsicherung meldet
oder B 777). Bei kleineren Kurz- und Mittelstreckenflug- diese dem Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung
zeugen liegt das maximale Startgewicht in der Regel (BAF) und dem Bundesministerium für Verkehr und
nicht über dem maximal zulässigen Landegewicht. Im digitale Infrastruktur (BMVI).
Notfall ist hier kein Treibstoffablass zur Gewichtsredu-
zierung erforderlich.
Abbildung 1
Prinzipieller Ablauf eines Treibstoffschnellablasses
13.000 ft min. 450 km/h
meist 40–220 km
10.000 ft DFS
max.
Landegewicht
6.000 ft Mindestflughöhe
Grundwasser
Quelle: [1]
53. Statistik zur Ablasshöhe und Menge
3. Statistik zur Ablasshöhe und Menge
Im Rahmen des FuE-Vorhabens wurden auch die Die in den folgenden Kapiteln betrachteten vier
TSA-Ereignisse der Vergangenheit betrachtet und Worst-Case-Szenarien liegen mit 5.000 Fuß am
statistisch ausgewertet. In Abbildung 2 ist darge- unteren Rand des Höhenspektrums, während die
stellt, in welchen Höhen welche Mengen an Kerosin gewählte Ablassmenge (20 t) im mittleren Bereich
im Zeitraum von Januar 2002 bis Juni 2018 über liegt. Das Szenario „Pfalz 2017“ verwendet hingegen
Deutschland abgelassen wurden. reale Ablasshöhen und Mengen.
Abbildung 2
Ablasshöhen und Masse des abgelassenen Kerosins der Treibstoffschnellablässe im Zeitraum 2002
bis Juni 2018
40.000
35.000
30.000
25.000
Höhe in Fuß
20.000
15.000
10.000
5.000
0
0 20 40 60 80 100 120
Masse des abgelassenen Kerosins in Tonnen
Worst-Case-Szenarien Szenario „Pfalz 2017“ TSA 2002 – Juni 2018
Quelle: Nach [1] mit UBA-Ergänzungen
64. Modellrechnungen
4. Modellrechnungen
Zur Ermittlung der Auswirkungen auf Umwelt und Rheinland-Pfalz im Jahr 2017 berücksichtigt. Das
Gesundheit ist entscheidend, wie viel und welche Szenario der UBA-Berechnungen baut auf den
Komponenten des Kerosins am Boden ankommen. Da Arbeiten im oben genannten Vorhaben auf und entwi-
hierzu keine aktuellen Messungen vorliegen und sich ckelt das Modell weiter. Die größere Realitätsnähe
Messungen methodisch schwierig umsetzen lassen, ergibt sich aus der Verwendung der tatsächlichen
haben sowohl die Auftragnehmer des UBA als auch Flugdaten, Windrichtungen und Wetterbedingungen
das UBA selbst die bestehenden Simulationsmodelle gegenüber den Annahmen in den Worst-Case Szena-
für TSA so weiter entwickelt, dass in verschiedenen rien. Das Szenario deckt mit 351 Tonnen rund 95 %
Szenarien und damit unter verschiedenen Rahmen- der im Jahr 2017 über Rheinland-Pfalz abgelassenen
bedingungen ermittelt werden kann, welche Kerosin- Treibstoffmenge ab. Für die Modellierung wurden die
mengen und welche Kerosinbestandteile in flüssiger realen Flugrouten mithilfe gemeldeter Radardaten
Aggregatform am Boden ankommen.1 Im Folgenden erfasst, die über das Internetportal flightradar24.com
werden sowohl die betrachteten Szenarien, die Vorge- (zivile Flüge) und die Bundeswehr (Militärische
hensweise der Modellierung als auch die Ergebnisse Flüge) bereitgestellt wurden [2]. Die Wetterbedingun-
dieser Modellrechnungen vorgestellt. gen (vertikale Temperatur- und Windprofile) wurden
für die jeweiligen Ablasszeitpunkte dem Wetter-
4.1 Szenarien modell COSMO DE des Deutschen Wetterdienstes
Im Rahmen des FuE-Vorhabens „Wissenschaftliche entnommen [3, 4]. Die zwei nicht berücksichtigten
Erkenntnisse zu Rückständen/Ablagerungen von TSA-Fälle sind auf fehlende Radardaten zurückzu-
Kerosin nach sogenanntem Fuel Dumping und zu führen. Da lediglich 5 % der Kerosinmengen unbe-
Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit (ReFo- rücksichtigt bleiben, haben die vom UBA getroffenen
Plan 2017 FKZ 3717511020)“ wurden die folgenden Aussagen zur Bewertung der Wirkungen der TSA
vier fiktiven Worst-Case Szenarien untersucht, hinsichtlich Umwelt und Gesundheit auf Basis des
die sich hinsichtlich der Bodentemperatur und damit Szenarios „Pfalz 2017“ dennoch ihre Gültigkeit.
den Rahmenbedingungen für die Verdunstung des
Kerosins unterscheiden:
▸▸ 20 °C: „Sommer“,
▸▸ 10 °C: „Jahresmitteltemperatur“,
▸▸ 0 °C: „Frostpunkt“,
▸▸ –10 °C: „Winter“.
Es handelt sich bei allen vier Fällen um Worst-
Case-Szenarien, da wenig Wind (0,5 m/s) und eine
sehr geringe Ablasshöhe (5.000 Fuß) angenommen
wurden. Auch die übrigen Annahmen (z. B. Ablass-
rate, geringer Winkel von Windrichtung relativ zur
Flugrichtung) wurden durchweg konservativ ausge-
wählt. Jedes dieser Szenarien betrachtet einen Ablass
von 20 Tonnen Kerosin.
Zusätzlich wurde vom UBA ein weiteres, realitäts-
nahes Szenario „Pfalz 2017“ untersucht, welches
7 von 9 gemeldeten Treibstoffschnellablässen über
1 Verdunstete Bestandteile unterliegen einer deutlich größeren räumlichen
Verteilung und erhöhen die bodennahen Konzentrationen von Schadstoffen daher
noch einmal in einem vernachlässigbaren Ausmaß.
74. Modellrechnungen
4.2 Modellierung Den zweiten Schritt der Modellierung bildet das
Den ersten Schritt der durchgeführten Modellierungen Dispersionsmodell, das die Verteilung der Tröpf-
stellt ein Tröpfchenmodell dar, das das Verdunsten chen bis zum Boden nachbildet und damit Aussagen
und Absinken einzelner Tröpfchen von der Ablass- über die Flächenkonzentration ermöglicht. Im FuE-
höhe des Kerosins bis zum Boden nachvollzieht. Hier- Vorhaben wurde dazu ein Verteilungsmodell genutzt,
für wurde im FuE-Vorhaben ein Modell entwickelt und das anhand der Fickschen Diffusionsgesetze einen
genutzt, das auf einem früheren Modell basiert [5]. Für normalverteilte Konzentrationsverlauf für die vier
die vier Worst-Case-Szenarien wurden Tröpfchen mit Worst-Case-Szenarien ableitet. Beim Szenario „Pfalz
einem Anfangsdurchmesser von 270 µm modelliert. 2017“ wurden auf Grundlage des Windprofils und des
Beim „Pfalz 2017“-Szenario, das vom UBA modelliert Absinkverhaltens der unterschiedlichen Tröpfchen-
wurde, wurde für die sieben betrachteten TSA-Fälle größen sowie konservativer Annahmen zur Diffusion
eine Tröpfchengrößenverteilung (10–490 µm) (Rauchfahnenmodell in stabiler Atmosphäre [6])
berücksichtigt, was eine Vielzahl von Modellläufen zunächst Verteilungsfunktionen für Punktquellen
notwendig machte. Aus dem Tröpfchenmodell kann abgeleitet. Diese wurden mithilfe von Radardaten auf
abgeleitet werden, welche Bestandteile und welcher die Flugrouten projiziert und ergaben in ihrer Überla-
Massenanteil des abgelassenen Kerosins den Boden gerung die modellierten Flächenkonzentrationen.
erreicht (siehe Abbildung 3 unten).
Abbildung 3
Zusammensetzung des Kerosins sowie Kerosinbestandteile bei Erreichen des Bodens
differenziert nach Szenarien sowie für 1g abgelassenes Kerosin
0,12
0,1
Masse pro Kerosinbestandteil in g
0,08
0,06
0,04
0,02
0
C8 aromatics
C9 aromatics
C10 aromatics
C8 paraffins
C8 cycloparaffins
C9 paraffins
C9 cycloparaffins
C11 aromatics
C10 paraffins
C10 cycloparaffins
C11 paraffins
C11 cycloparaffins
Dicycloparaffins
C12 paraffins
C12 aromatics
C13 aromatics
C15 aromatics
C12 cycloparaffins
C13 paraffins
C13 cycloparaffins
C14 paraffins
C14 cycloparaffins
C14 aromatics
C15 paraffins
C15 cycloparaffins
C16 hydrocarbons
Residual hydrocarbons
Masse am Anfang
Masse am Ende Sommer Szenario Masse am Ende Frostpunkt Szenario
Masse am Ende Jahresmitteltemperatur Szenario Masse am Ende Winter Szenario
Quelle: Nach [1].
84. Modellrechnungen
4.3 Modellergebnisse und Vergleich
mit früheren Untersuchungen
Als Ergebnis der Modellierungen durch die Auftrag-
nehmer sowie des UBA ergeben sich die maximalen
Flächenkonzentrationen des Kerosinrückstands am
Boden in mg/m². In Tabelle 1 sind zusätzlich zu den
Ergebnissen der Modellierungen für die betrachteten
Szenarien auch die Angaben aus dem Planfeststel-
lungsbeschluss für den Ausbau des Verkehrsflugha-
fens Berlin-Schönefeld enthalten [7]. Letztere wurden
unter vergleichbaren Annahmen wie die vier Worst-
Case-Szenarien ermittelt und liegen in der erwarteten
Größenordnung.
Tabelle 1
Ergebnisse der Modellierung für die vier Worst-Case-Szenarien [1], das Szenario „Pfalz 2017“ sowie Ergebnisse
der Literatur aus dem Planfeststellungsbeschluss zum Ausbau des Verkehrsflughafen Berlin Schönefeld [7]
Prozentualer Anteil des Maximale Flächenkonzentra-
Szenarien/Literaturquelle abgelassenen Kerosins, tion des K
erosinrückstands am
der den Boden erreicht in % Boden in mg/m²
Worst-Case-Szenarien
Sommer (20 °C) 4 6
Jahresmitteltemperatur (10 °C) 12 26
Frostpunkt (0 °C) 32 81
Winter (−10 °C) 59 159
Szenario „Pfalz 2017“ 9 13
Planfeststellungsbeschluss Ausbau Verkehrs-
8 20
flughafen Berlin-Schönefeld (15 °C)
Quelle: UBA-Zusammenstellung auf Basis von Daten aus [1], [7] sowie Berechnungen des UBA (2019).
95. Umwelttoxikologische Bewertung
5. Umwelttoxikologische Bewertung
Bei der umwelttoxikologischen Bewertung wurden (BImSchV) in Höhe von 50 µg/m³ eingehalten wird,
mögliche Beeinträchtigungen auf die Luftqualität, genügt ein Luftvolumen von 0,1 km³. Das entspricht
den Boden, das Grundwasser und die menschliche einem Würfel mit 464 m Kantenlänge. Da real deut-
Gesundheit betrachtet. Eine Übersicht über die lich mehr Luft zur Verdünnung zur Verfügung steht,
erfolgten Bewertungen enthält Tabelle 2. wird die PM10-Belastung durch TSA vom UBA als
unkritisch eingeschätzt.
5.1 Luft
Benzol Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
Dass in Kerosin Benzol enthalten ist, wird von „PAK16“ bezeichnet eine von der US-amerikanischen
verschiedenen Quellen verneint [8, 9]. Wenn über- Umweltbehörde EPA zusammengestellte Liste mit 16
haupt Benzol im Kerosin enthalten ist, dann in sehr Polyzyklischen Aromatischen Kohlenwasserstoffen
geringen Mengen (< 0,1 %) [10]. Auf das Szenario (PAK), die als prioritäre Umweltschadstoffe eingestuft
„Pfalz 2017“ übertragen, entspräche dies weniger als sind und häufig stellvertretend für die Gruppe der
351 kg Benzol, die unmittelbar nach dem Ablassen PAK in Umweltproben untersucht werden. Unter-
verdunsten und sich weiträumig verteilen. Dies suchungen haben ergeben, dass die PAK16 bei den
entspricht den jährlichen Benzol-Emissionen von Flugkraftstoffen zu über 95 % (nach Toxizität auf
einigen tausend Benzin-Pkw, die aber deutlich näher Basis des sogenannten toxicity equivalency factor
am Menschen emittieren. Am 1. Januar 2017 lag der gewichtet [11]) aus Naphthalin bestehen, während
Bestand von Benzin-Pkw in Rheinland-Pfalz bei ca. die übrigen 15 Substanzen eine eher untergeordnete
1,6 Millionen. Dies zeigt, welchen geringen Anteil Rolle spielen.
Treibstoffschnellablässe an der verkehrsbedingten
Benzol-Belastung haben. Die den Boden erreichenden Geht man vom höchsten Wert an PAK16 von rund
Tröpfchen enthalten aufgrund der starken Flüchtig- 2.800 mg/kg [12] für die 351 t Kerosin aus, die im
keit keinerlei Benzol, selbst wenn das ursprüngliche Szenario Pfalz 2017 abgelassen wurden, wären also
Kerosin geringe Mengen Benzol enthalten hätte. etwa 1 t PAK16 – überwiegend Naphthalin – enthal-
ten. Da Naphthalin kaum verdunstet, sinkt es mit
PM10-Feinstaub den Tröpfchen zu Boden. Damit der Vorsorgewert für
Die am Boden ankommenden Tröpfchen stellen dann Naphthalin von 0,01 mg/m³ [13] eingehalten wird,
PM10-Feinstaub dar, wenn ihr Durchmesser kleiner müssten diese auf etwa 100 km³ Luft verteilt werden.
als 10 µm ist. Auf Grundlage der für das Szenario Dies entspricht einem Würfel von 4,6 km Kantenlänge.
„Pfalz 2017“ angenommenen initialen Tröpfchen-
größe konnte abgeschätzt werden, in welchem In Deutschland wurden im Jahr 2018 rund 175.000 t
Umfang PM10 am Boden ankommt. Es zeigte sich, PAK emittiert – hauptsächlich von Haushalten und
dass nur ein sehr kleiner Massenanteil (unter 5 %) Kleinverbrauchern [14]. Die PAK16-Emissionen durch
zum Ablasszeitpunkt einen Tröpfchendurchmesser Treibstoffschnellablässe sind vor diesem Hintergrund
hat, bei dem die Tröpfchen mit unter 10 µm den als unkritisch einzuschätzen.
Boden erreichen und damit zum PM10 gezählt werden
können. Von diesem Massenanteil verdunstet der Benzo[a]pyren im PM10
Großteil, bevor die Tröpfchen als PM10 die bodennahe Benzo[a]pyren (BaP) tritt als Produkt der unvollstän-
Luftschicht erreichen. Alle anderen Tröpfchen landen digen Verbrennung auf, kann aber auch in unver-
entweder mit größerem Durchmesser oder verdunsten brannten Kraftstoffen enthalten sein. Messungen
komplett bevor sie den Boden erreichen. aus vorhandener Literatur haben ergeben, dass der
BaP-Gehalt von Flug-Kerosin unter der Nachweis-
Im Modell wurden aus 351 t Kerosin letztlich 5 kg schwelle von 2 µg/Gallone liegt [15]. Entsprechend
PM10, die mehrere Hundert Kilometer vom Ablassort enthalten 20 Tonnen Kerosin in den vier Worst-Case-
entfernt großflächig verteilt zu Boden gehen. Um Szenarien jeweils weniger als 13 mg BaP und 351
diese Menge so zu verdünnen, dass der Tages-Grenz- Tonnen Kerosin im „Pfalz 2017“-Szenario weniger
wert der 39. Bundes-Immissionsschutzverordnung als 232 mg BaP. Die Berechnungen ergaben, dass zur
105. Umwelttoxikologische Bewertung
Einhaltung des Zielwertes (1 ng/m³) der 39. BImSchV der Wassersäule berechnet, die für eine Verdünnung
relativ kleine Luftmengen (0,013 km³ bzw. 0,012 km³) bis zur Unbedenklichkeit benötigt würde. Geht man
zur Verdünnung genügen würden. In der Realität von einem jährlichen Niederschlag von etwa 800 mm
stehen deutlich größere Luftvolumina zur Verfügung, in Deutschland [20] aus, so entspricht die benötigte
weshalb die BaP-Belastung im PM10-Feinstaub vom Wassersäule dem Niederschlag von einigen Monaten.
UBA als unkritisch eingeschätzt wird. Falls also überhaupt Belastungen des Grundwassers
durch TSA auftreten, so können diese als unkritisch
5.2 Boden bewertet werden.
Deposition von Benzo[a]pyren
Der geplante Depositionsgrenzwert in der novel- 5.4 Menschliche Gesundheit
lierten TA Luft (Schutzniveau Kinderspielplatz) für Bei der Bewertung der eingeatmeten Gase, die
BaP liegt bei täglich 500 ng/m² [16]. Da BaP deutlich durch Verdunstung des Niederschlages am Boden
langsamer verdunstet als die anderen Kerosinbe- entstehen, muss zunächst beachtet werden, dass
standteile, kommt es während des Falls zu einer die Tröpfchen bereits während des Absinkens der
Aufkonzentration in den Tröpfchen. Dennoch ergeben Verdunstung ausgesetzt waren. Die Verdunstung
sich in allen Szenarien sehr geringe Flächenkonzen- besonders flüchtiger Bestandteile ist somit bei Errei-
trationen unter 0,2 ng/m². Die Deposition von BaP ist chen des Bodens bereits überwiegend abgeschlossen.
daher aus Sicht des UBA unkritisch. Die anschließende Verdunstung der verbliebenen
weniger flüchtigen Bestandteile verläuft langsam.
Deposition von Kohlenwasserstoffen Diese Verdunstung zu modellieren und Atemluftkon-
Ausgehend von einer Probenahmetiefe von 5 cm zentrationen in ihrem zeitlichen Verlauf abzuleiten,
und einer Bodendichte von 1,5 kg/l werden mit wäre im Rahmen der vorliegenden Untersuchung zu
jedem Quadratmeter 75 kg Boden mit Kerosinrück- komplex gewesen. Stattdessen wurde konservativ
ständen belastet. Als Vergleichssubstanz wurden eine Gleichverteilung des gesamten Niederschlages
die sogenannten PAK16 herangezogen, da für diese innerhalb einer 1 m hohen Luftschicht angenommen,
Vorsorgewerte existieren [18]. Es handelt sich dabei wohlwissend, dass die tatsächlichen Konzentrationen
um 16 polyzyklische aromatische Kohlenwasser- um Größenordnungen niedriger liegen sollten.
stoffe, die als prioritäre Umweltschadstoffe eingestuft Die Werte sind daher auch nicht mit der deutlich
sind [17]. Die sich ergebenden Konzentrationen niedriger berechneten Volumenkonzentrationen
(80–2.120 µg/kg) lagen in allen Szenarien deutlich (0,2 mg/m³) des TÜV Rheinland [21] vergleichbar.
unter den Vorsorgewerten für PAK16 (3.000–
10.000 µg/kg). Aufgrund der feinen Verteilung ist Aufgrund fehlender anderer Bewertungsgrundlagen
nach dem Erreichen des Bodens mit weiterer Verduns- ist es notwendig, Arbeitsplatzgrenzwerte heranzuzie-
tung und einem raschen Abbau durch Mikroorga- hen. Aufgrund der modellierten Zusammensetzung
nismen zu rechnen, so dass eine Anreicherung über der Tröpfchen (Abbildung 3) war der Aromatengehalt
einen längeren Zeitraum nicht zu befürchten ist. Die bekannt und es konnten individuelle Arbeitsplatz-
Belastungen des Bodens durch TSA werden daher grenzwerte für die Worst-Case-Szenarien ermittelt
vom UBA ebenfalls als unkritisch bewertet. werden. Die errechneten Volumenkonzentrationen
liegen überwiegend unterhalb der Arbeitsplatzgrenz-
5.3 Grundwasser werte für C9–C14 Kohlenwasserstoffe [22], in jedem
Grundsätzlich ist aufgrund der feinen, oberfläch- Fall aber unterhalb der doppelt so hohen Kurzzeit-
lichen Verteilung ein Einsickern der Kohlenwas- werte. Vor dem Hintergrund, dass Arbeitsplatzgrenz-
serstoffe bis ins Grundwasser unwahrscheinlich. werte für 8-stündige Belastungen an 5 Wochentagen
Der überwiegende Anteil dürfte verdunsten oder in während der Lebensarbeitszeit ausgelegt sind,
den obersten Bodenschichten verbleiben und dort während die Luftbelastung beim TSA nur für kurze
abgebaut werden. Um eine Grundwassergefährdung Zeit andauert und ein vermutlich einmaliges Ereignis
auszuschließen, wurde dennoch fiktiv angenommen, darstellt, werden die Auswirkungen von TSA auf die
dass sämtliche den Boden erreichenden Kohlenwas- menschliche Gesundheit vom UBA nach derzeitigem
serstoffe komplett ins Grundwasser gelangen. Mithilfe Kenntnisstand als unkritisch bewertet.
des Prüfwertes von 200 µg/l [18] und der Geringfü-
gigkeitsschwelle von 100 µg/l [19] wurde die Höhe
115. Umwelttoxikologische Bewertung
Tabelle 2
Tabellarische Zusammenfassung der Annahmen, der maximalen Flächenkonzentrationen sowie der umwelt
toxikologischen Bewertung für die vier Worst-Case-Szenarien sowie das Szenario „Pfalz 2017“
Einheit Vier Worst-Case-Szenarien Pfalz 2017
Lufttemperatur am Boden °C 20 10 0 –10 reale Werte
Ablasshöhe Fuß 5.000 (Minimum) reale Werte
Annahmen
Initialer Tröpfchendurchmesser µm 270 10–490
Windgeschwindigkeit m/s 0,5 (Minimum) reale Werte
Fluggeschwindigkeit km/h 450 reale Werte
Ablassrate t/min 2,6 berechnet
Ablassmenge t/min 20 351
Ergebnis Maximale Flächenkonzentration mg/m² 6 26 81 159 13
Gesamtmenge kg 5
Feinstaub PM10
zur Verdünnung benötigtes Luftvolumen
km³ 0,1
(39. BImSchV: 50 µg/m³)
nicht modelliert
Luftvolumen entspricht einem Würfel mit
m 464
folgender Kantenlänge:
Bewertung unkritisch
Gesamtmenge mg/m² < 13 < 232
BaP im PM10 mg nicht modelliert6. Rechtliche Aspekte
6. Rechtliche Aspekte
Im Rahmen des FuE-Vorhabens „Wissenschaftliche BA-FVD 665.2 angeführt wonach ein TSA möglichst
Erkenntnisse zu Rückständen/Ablagerungen von abseits großer Städte durchgeführt werden soll [25,26].
Kerosin nach sogenanntem Fuel Dumping und Obwohl die umwelttoxikologische Untersuchung keine
zu Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit Beeinträchtigungen am Boden erwarten lässt, sollte
(ReFoPlan 2017 FKZ 3717511020)“ wurde zusätzlich diese Vorgabe vorsorglich beibehalten werden.
der Rechtsrahmen für Treibstoffschnellablässe
untersucht. Insbesondere wurden unabhängig von 6.2 Empfehlung
den Ergebnissen der umwelttoxikologischen Bewer- Das Rechtsgutachten empfiehlt daher eine Anpas-
tung Empfehlungen erarbeitet, wo Anpassungen sung des Rechtsrahmen, wodurch vermieden werden
im Rechtsrahmen denkbar sind, um im Sinne des soll, dass für Treibstoffschnellablässe stets dieselben
Vorsorgeprinzips mögliche Belastungen auf Umwelt Lufträume genutzt werden. Damit sollten im Sinne
und Gesundheit reduzieren zu können. des Vorsorgeprinzips Summationswirkungen vermie-
den werden. Die Voraussetzung dafür sei, dass der
6.1 Untersuchte Fragestellungen Luftraum und die Verkehrslage in der Umgebung des
Entscheidung, ob TSA durchzuführen ist jeweiligen Flughafens die Einrichtung mehrerer TSA-
Aufgrund seiner nautischen Entscheidungsgewalt hat Gebiete zulässt und dass diese Lufträume in Fällen
der Luftfahrzeugkommandant die alleinige Befugnis, von TSA alternierend zugewiesen werden können.
über die Notwendigkeit einer Sicherheitslandung und Das Rechtsgutachten empfiehlt daher die BA-FVD
damit über einen hierfür eventuell erforderlichen TSA 665.2 um die im Folgenden kursiv dargestellte
zu entscheiden. Voraussetzung ist eine Gefahr für Formulierung zu ergänzen:
Personen im Luftfahrzeug, die nur durch den TSA und
die umgehende Sicherheitslandung behoben werden „665.2 Der Treibstoffschnellablass soll möglichst
kann. Das Rechtsgutachten sieht einen überragenden abseits großer Städte und in Lufträumen mit geringer
Stellenwert der hierdurch zu schützenden Rechtsgüter Flugverkehrsdichte erfolgen. Die Flugsicherung hat
(Menschenleben, hohe wirtschaftliche Werte), die zu diesem Zweck nach Möglichkeit alternierende
Vorrang gegenüber den durch einen TSA betroffenen Lufträume zuzuweisen.“
Rechtsgütern haben. Bei der Frage, ob der Luftfahr-
zeugkommandant einen TSA anordnet, dürfte dessen Als flugbetriebliche Maßnahme bietet sich eine
Ermessen aufgrund der eindeutigen Rechtsgüterab- Erhöhung der Mindestflughöhe beim TSA von 6.000
wägung regelmäßig auf null reduziert sein. auf 10.000 Fuß an, wie sie z. B. in Großbritannien
festgelegt ist [27]. Die Erhöhung wirkt sich positiv
Entscheidung, wie ein TSA durchzuführen ist sowohl auf die Verdunstung als auch auf die Vertei-
Die Entscheidung welcher Luftraum dem Luftfahr- lung der Tröpfchen aus. So können die Auswirkungen
zeugkommandanten für den TSA zugewiesen wird, von (vor allem winterlichen) Ablässen in geringer
liegt bei der Flugsicherung. Das Rechtsgutachten Höhe noch einmal vorbeugend reduziert werden. In
macht deutlich, dass die hierfür geltenden rechtlichen der Praxis wird das Kerosin ohnehin meist oberhalb
Vorgaben zum einen die Sicherheit des TSA-Verfahrens von 13.000 Fuß abgelassen, um einen 3.000 Fuß-
selbst und zum anderen die Interessen der sonstigen Abstand zum ungesicherten Luftraum unterhalb von
Teilnehmer am Luftverkehr berücksichtigen. Die Rechte 10.000 Fuß einzuhalten.
bzw. Interessen der Menschen am Boden werden durch
Regelungen der ICAO (DOC 4444) berücksichtigt, Darüber hinaus wäre es möglich, durch eine
wonach empfohlen wird, den TSA außerhalb von Verbesserung der ökotoxikologischen und humanto-
Städten und Gemeinden durchzuführen [23]. Zudem xikologischen Bewertungsgrundlage oder erweiterte
erlaubt § 13 Abs. 1 Satz 2 LuftVO einen TSA an Stellen, grundlagenwissenschaftliche Forschung die Risiken
„an denen eine Gefahr für Personen oder Sachen nicht bzw. Wirkungen von Treibstoffschnellablässen besser
besteht“ [24]. Das Gutachten stellt aber klar, dass abschätzen zu können [1]. Die hiermit vorgelegte
eine Gefahr (d. h. die Möglichkeit eines Schadens für umwelttoxikologische Bewertung zeigt jedoch auf,
Rechtsgüter) durch einen TSA nicht festgestellt werden dass ein entsprechender Handlungsbedarf als nicht
dürfte. Schließlich wird § 25 FSDurchführungsV i. V. m. besonders prioritär einzuschätzen ist.
137. Fazit
7. Fazit
Die Modellierungen der am Boden ankommenden das zugewiesene Ablassgebiet liegt hingegen bei der
Kerosinrückstände und die umwelttoxikologischen Flugsicherung. Zur Vermeidung von Summationswir-
Untersuchungen des UBA und seiner Auftragnehmer kungen und um die Flächenkonzentrationen weiter
ergaben nach derzeitigem Wissensstand keine zu senken, wäre es daher aus dem Vorsorgeprinzip
kritischen Umweltauswirkungen von Treibstoff- heraus sinnvoll, eine Vorschrift zu möglichst alter-
schnellablässen auf Boden, Grundwasser, Luft und nierenden Ablassgebieten in die Betriebsanweisung
menschliche Gesundheit. BA-FVD 665.2 aufzunehmen und die Mindesthöhe
beim TSA auf 10.000 Fuß über Grund zu erhöhen.
Die Entscheidung, ob ein Treibstoffschnellablass
durchgeführt wird, liegt einzig und allein beim
Luftfahrzeugkommandant. Die Entscheidung über
148. Literatur
8. Literatur
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Part 1
15position // dezember 2020
Treibstoffschnellablass aus
Luftfahrzeugen: Wirkungen
auf Umwelt und Gesundheit
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