Innerhalb eines mehrere Projekte umfassenden Pilotprogramms sollte das Stickoxid-Minderungspotential von Titandioxid unter Realbedingungen an verschiedenen Bauwerken hoch frequentierter Verkehrswege untersucht werden. Die vorgelegte Studie beschreibt die durchgeführten Arbeiten an einer Lärmschutzwand, auf deren Oberfläche eine TiO2-Suspension appliziert wurde. Die Untersuchungen fanden an der A 1 zwischen den Anschlussstellen Osnabrück-Nord und Osnabrück-Hafen statt. Das betrachtete Untersuchungsgebiet umfasste eine Länge von ca. 2 km. Die 6-streifige Autobahn ist in diesem Abschnitt auf beiden Seiten mit einer Lärmschutzwand eingefasst, auf die im September 2011 auf einer Länge von 1 km beidseitig eine TiO2-haltige Suspension im Airless-Verfahren aufgetragen wurde. Die beschichtete Fläche beträgt ca. 25.000 m2. Ein 1 km langes Teilstück ohne Suspension diente im Zuge der Untersuchung als Referenzfläche. Vor dem Einsatz der photokatalytischen Materialien mussten zunächst mehrere Voruntersuchungen durchgeführt werden. Hierzu zählten z. B. Modellrechnungen und Schalluntersuchungen, um auszuschließen, dass die für die Lärmschutzwand gewählte TiO2-Suspension die akustischen Eigenschaften des offenporigen Wandmaterials beeinflusst. Darüber hinaus fanden verschiedene projektbegleitende Untersuchungen statt, wie z. B. Bodenanalysen, Bewitterungen von Prüfkörpern oder eine Nitratbilanzierung des Abflusswassers an der Lärmschutzwand. Die Hauptuntersuchungen haben NO2-Minderungen von einstelligen Prozentzahlen ergeben. Dabei waren die höchsten Minderungsraten auf der Ostseite der Autobahn zu beobachten, auf der sich die Schadstoffe durch die vorherrschende Queranströmung vermutlich über längere Zeiträume an der photoaktiven Wand aufhalten konnten als auf der Westseite. Unterstützt wird diese Beobachtung durch die projektbegleitenden Modellrechnungen. Die Entwicklung der Minderungsraten in Verbindung mit den Bewitterungsuntersuchungen über die Jahre der Messdatenaufnahme hinweg lässt vermuten, dass photokatalytische Suspensionen zum Teil mehrere Monate benötigen, um sich frei zu brennen und die aktiven TiO2-Partikel an die Oberfläche treten zu lassen. Kontraproduktiv wirken hier in Straßennähe sicher auch die verkehrsbedingten Verunreinigungen auf den photoaktiven Oberflächen. Messungen mit Passivsammlern in mehreren Entfernungen zur Autobahn zeigten darüber hinaus, dass eine Lärmschutzwand alleine schon eine deutliche Verminderung der NO2-Konzentration im direkten Hinterland des Bauwerks ergibt. Jedoch handelt es sich hierbei nicht – wie bei der Photokatalyse – um einen Abbau oder eine Umwandlung des NO2, sondern nur um eine Verfrachtung der Schadstoffe in höhere Luftschichten und dortige Verdünnung in sauberer Luft. Anhänge: 1a) NEUNHÄUSERER; DIEGMANN: Numerische Simulation der Stickoxidminderung durch photokatalytische Oberflächen an Verkehrswegen (FE 89.234/2009/AP). 1b) SCHNEIDER; TURHAN; PELZER; NIEDERAU; RAU; HÜFTLE: Vergleich verschiedener Modellierungsprogramme zur Berechnung von Immissionen von Luftschadstoffen (FE 02.305/2009/ERB). 1c) HÜLSEWIG: Untersuchungen zur Depositionsgeschwindigkeit von NO (FE 89.282/2013). 1d) KÜHNE; NICOLAI:Einsatz von Titandioxid zur Reduzierung der Stickoxidbelastung an Straßen – Erfassung von Nitratgehalten (FE 02.288/2007/LRB). 1e) SCHEIDT; BLÖß; AMRHEIN: Projekt-begleitende Untersuchung zur Auslagerung von Prüfkörpern und deren Analyse auf die Entwicklung der photokatalytischen Aktivität einer TiO2-Suspension zum AP-Projekt TiO2-PilotstudieA1 (FE 89.0276/2012). 1f) HÜBEN, M.: „Wirksamkeit des photokatalytischen Stickoxid-Abbaus an beschichteten Bauwerks-Prüfkörpern“, Schlussbericht zum (FE 07.241/2011/LRB). 1g) RAUPACH; SCHULTE HOLTHAUSEN: Prüfung möglicher Einflüsse von Titandioxidbeschichtungen auf Betonoberflächen (FE 89.0241/2009/AP).

Im Zuge der Umsetzung der EU-Richtlinie 1999/30/EG (über Grenzwerte für Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide, Partikel und Blei in der Luft) in nationales Recht wurde die 22. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz (22. BImSchV) im September 2002 novelliert. Da für Autobahnen bisher keine aussagekräftigen Daten von PM10-Belastungen existierten, war es Ziel des Projektes, solche messtechnisch aufzunehmen und Ergebnisse zu erhalten, mit denen sich genauere Aussagen über die PM10-Immissionen an hochfrequentierten Autobahnen treffen lassen. Dabei wurden Daten an zwei Messquerschnitten an der BAB A4 und der BAB A61 mit unterschiedlich hohen Schwerverkehrsanteilen am Gesamtverkehr aufgenommen. Der Messquerschnitt an der A61 weist dabei im Vergleich zu den an der A4 registrierten Werten einen 2,35 mal so hohen Schwerverkehrsanteil am Gesamtverkehrsaufkommen auf. Die Untersuchung der meteorologischen Parameter in Bezug auf die Höhe der PM10-Immissionen am Messquerschnitt an der A4 hat ergaben, dass insbesondere die relative Luftfeuchte eng mit der PM10-Belastung korreliert. Ein weiterer Einfluss auf die Höhe der Feinstaubbelastungen konnte teilweise während der Schulferien am Messquerschnitt an der A4 beobachtet werden, während derer sehr wahrscheinlich durch einen Rückgang der Verkehrsmengen und dadurch zunehmender Fahrzeugge-schwindigkeiten eine Erhöhung der Schadstoffbelastung hervorgerufen wurde. Eine Änderung der durchschnittlichen PM10"Belastung trat ebenfalls während der Zeit von Baumaßnahmen innerhalb des Messquerschnitts an der A61 auf, während derer eine Geschwindigkeitsbeschränkung auf 80 Stundenkilometer galt und innerhalb derer der Schwerverkehr über unterschiedliche Fahrstreifen geführt wurde. Auch wurden die PM10-Daten der beiden Messquerschnitte einander gegenübergestellt. Im Mittel lagen die Immissionswerte an der A61 um 0,4 % unter denen, die an der A4 aufgenommen wurden. Insgesamt zeigt sich deutlich, dass sich die Feinstaubpartikel durch viele verschiedene Einflussgrößen sehr komplex verhalten und ihr Ausbreitungsverhalten noch wenig verstanden wird.