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Report (Bericht) zugänglich unter
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PM10-Emissionen an Außerortsstraßen : mit Zusatzuntersuchung zum Vergleich der PM10-Konzentrationen aus Messungen an der A1 Hamburg und Ausbreitungsberechnungen

PM10 emissions on rural roads

Düring, Ingo ; Bösinger, Rainer ; Loymeyer, Achim

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Abrieb , Auspuff , Autobahn , Berechnung , Bremsbelag , Deckschicht , Deutschland , Diffusion , Emission , Forschungsbericht , Geschwindigkeit , Grenzwert , Kohlenmonoxid , Konzentration (chem) , Landstraße , Lkw , Luft , Messung , Modell , Pkw , Reifen , Schadstoff , Tunnel , Verfahren , Verkehrsstärke , Vorbelastung
Freie Schlagwörter (Englisch): Air , Automobiles , Brake lining , Calculation , Carbon monoxide , Concentration (chem) , Diffusion , Exhaust pipe , Freeway , Germany , Limit , Load , Lorry , Measurement , Method , Model (non math) , Pollutant , Research report , Rural road , Speed , Tyre , Traffic density , Tunnel , Wear , Wearing course
Collection: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 72 Verkehrs- und Transportplanung
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Soziale Probleme, Sozialarbeit
Sonstige beteiligte Institution: Ingenieurbüro Lohmeyer <Radebeul>
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe V: Verkehrstechnik
Bandnummer: 125
ISBN: 3-86509-307-8
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 29.09.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Es wurde anhand einer ersten Auswertung der Messdaten an der autobahnähnlichen B10 bei Karlsruhe und anhand einer Systematisierung weiterer zugänglicher PM10-Messergebnisse an Straßen im Anwendungsbereich des Merkblattes über Luftverunreinigungen an Straßen (MLuS 02) eine bessere Anpassung des existierenden Verfahrens zur Berechnung verkehrsbedingter PM10-Emissionen im Sinne einer schnell verfügbaren pragmatischen Zwischenlösung für diese Straßen erarbeitet. Mittels der NOx-Tracermethode konnten für die B10 bei Karlsruhe PM10-Emissionsfaktoren abgeleitet werden. Diese betragen im Wochenmittel 81 mg/(km Fzg), wobei an trockenen Werktagen 92 mg/(km Fzg) und an trockenen Sonntagen 59 mg/(km Fzg) ermittelt wurden. Anhand der Auswertung der Inhaltsstoffanalysen wurde u.a. abgeschätzt, dass an trockenen Werktagen ca. 50 % der PM10-Emissionen durch Auspuffemissionen realisiert werden, ca. 20 % durch Reifenabrieb, weniger als 1 % durch Bremsabriebe und ca. 30 % durch Straßenabriebe sowie Wiederaufwirbelung von Schmutzeintrag. Es wurde in diesen Überlegungen angenommen, dass sich die PM10-Emissionen einer Straße aus den Emissionen des Auspuffs sowie dem Anteil aus Abrieb und dem der Aufwirbelung infolge Reifen-, Brems-, Kupplungsbelags- und Straßenabrieb sowie Straßenstaub zusammensetzen. Dabei werden die Emissionen aus dem Auspuff bestimmt nach dem Handbuch für Emissionsfaktoren des Umweltbundesamtes (HBEFA). Die Emissionen für Abrieb und Aufwirbelung wurden auf Basis von aus vorliegenden Messergebnissen abgeleiteten Emissionsfaktoren (getrennt nach PKW und LKW) berechnet. Entsprechende Emissionsfaktoren werden angegeben. Unterschieden wird nach nicht überdeckelten Straßen und Tunnelstrecken. Für Tunnelstrecken, auf denen die Emissionen offenbar geringer sind als auf offenen Straßen, werden niedrigere PKW-Emissionsfaktoren angesetzt als für Straßen auf freier Strecke. Unterschieden wird auch weiterhin in Straßen mit gutem bzw. schlechtem Straßenzustand. Eine eindeutige Geschwindigkeitsabhängigkeit konnte aus den verfügbaren Daten nicht abgeleitet werden. Auch die Regenabhängigkeit ist weiterhin nicht eindeutig geklärt. Für die Bestimmung der Kurzzeitbelastung nach 22. BImSchV für PM10 und CO wurde auf Basis der Auswertung von Messdaten ein statistischer Zusammenhang abgeleitet für die Berechnung der Anzahl von Überschreitungen von 50 µg PM10/m³ als Tagesmittelwert beziehungsweise zur Bestimmung des maximalen gleitenden CO-8h-Wertes aus dem jeweiligen Jahresmittelwert. Der Bericht wurde um eine Zusatzuntersuchung zum Vergleich der PM10-Konzentrationen aus Messungen an der A1 bei Hamburg und Ausbreitungsberechnungen erweitert. Diese Zusatzuntersuchung enthält als Anhänge eine Fehlerdiskussion, eine Darstellung des Berechnungsverfahrens PROKAS zur Bestimmung verkehrserzeugter Schadstoffbelastungen sowie die MLuS 02-Protokolle zum PC - Berechnungsverfahren zur Abschätzung von verkehrsbedingten Schadstoffimmissionen nach dem Merkblatt über Luftverunreinigungen an Straßen der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen, Version 5.0j vom 26.02.2002.
Kurzfassung auf Englisch: The existing procedure for calculating PM10 traffic emissions was improved on the basis of a first analysis of the readings taken at the B 10 arterial road near Karlsruhe / Baden-Wuerttemberg and on the basis of other available PM10 readings carried out near roads. The aim was to use these results to improve the emission model in MLuS, the code of practice on air pollution near roads. It was intended that a quick pragmatic procedure should adapt the model to take into account the new information , the development of a new, scientifically sound model was beyond the scope of the project. By using NOx as a tracer, it was possible to derive PM10 emission factors for the B 10 near Karlsruhe. The weekly mean values were 81 mg/(km/vehicle) , on dry weekdays a value of 92 mg/(km / vehicle) was recorded and on dry Sundays a value of 59 mg/(km /× vehicle). Based on the analysis of the dust on the filters, it was estimated that during dry weekdays approx. 50 % of the PM10 emissions were emitted by the vehicle exhaust, approx. 20 % by abrasion of tyres, less than 1 % by abrasion of brakes and approx. 30 % by abrasion of the road surface, dust re-suspension and emission of external materials. It was assumed that PM10 emissions on a road are made up of emissions from exhaust, as well as emissions from abrasion and resuspension caused by tyres, brakes, clutches, the road surface and road dust. The exhaust emissions are determined using the official handbook of emission factors (HBEFA), edited by the Federal Environmental Protection Agency (Umweltbundesamt). The emissions for abrasion and resuspension were calculated using emission factors (broken down into passenger car emission factors and truck emission factors) derived from existing field measurements. The emission factors derived are contained in the report. Separate data are given for open roads and tunnels. Lower emission factors were fixed for passenger cars in tunnels, as emissions are evidently lower in tunnels than on open roads. As in the procedure used previously, a differentiation is also made between roads in good condition and roads in bad condition. It was not possible to detect any clear dependence of the emission factors on vehicle speed or rain. To determine the short-period loading under the 22nd BImSchV for PM10 and , a statistical relationship was deduced on the basis of field measurements , this was used to calculate the number of times the daily mean of 50 µg PM10/m³ was exceeded and to determine the highest gliding CO 8h value from the annual mean value of PM10 and CO. The report was extended to include an additional investigation to compare the PM10 concentrations from readings on the A1 near Hamburg as well as propagation calculations. The appendixes to this additional investigation contain an error discussion, a presentation of the PROKAS calculation method for determining pollutant impact caused by traffic and the MluS 02 protocols on the PC calculation method to estimate pollutant immissions in accordance with the Road and Transportation Research Association’s (Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen) Codes of Practice on Air Pollution on Roads, Version 5.0j of 26.02.2002.