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Institut
Vorgestellt werden Ergebnisse aus der Untersuchung "Vergleich verschiedener Modellierungsprogramme zur Berechnung von Luftschadstoffen". Die Untersuchung wurde begleitend zu der Pilotstudie "NO2-Reduktion an Ti02-dotierten Lärmschutzwänden (LSW) an der A1" durchgeführt. Projektziel war der Vergleich von drei Ausbreitungsmodellen sowie die Auswahl eines geeigneten Modells für ein zu entwickelndes Online-Monitoring-System. Es wurde festgestellt, dass sich die Modellergebnisse infolge der Umsetzung kleinräumiger Details unterscheiden sowie dass alle Modelle lediglich geringe NOx-Minderungen in Folge der katalytischen Oberflächenbeschichtung anzeigen. In den numerischen Modellen wird die photokatalytische Wirkung der Ti02-beschichteten Lärmschutzwand über einen Depositionsprozess berücksichtigt. Unter Berücksichtigung der Hintergrundbelastung und der NOx-NO2-Umwandlung würde sich die Wirkung des Katalysators im Maximum auf weniger reduzieren. Die Messungen zeigten keine eindeutige Wirkung bezüglich der Immissionskonzentrationen im Bereich der beschichteten beziehungsweise unbeschichteten LSW an.
Es werden erste Ergebnisse des von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) geförderten Forschungsprojekts "Hauptstudie zur Wirksamkeit von Tunnelwänden als Träger photokatalytischer Oberflächen" (FE 9.0184/2011/ARB) vorgestellt. Ziel war die Erarbeitung von technischen Lösungen zur Stickoxidreduktion an einem Tunnelstandort durch die Konzeptionierung und den Bau abgeschlossener photokatalytischer Reaktoren (Tunnelkassetten) sowie deren Validierung im Tunnel "Rudower Höhe" an der Bundesautobahn A113 in Berlin. Dabei wird künstliches UV-Licht als Energiequelle für den Schadstoffabbau eingesetzt. Es wird speziell über die Modellierungen berichtet, mit Hilfe derer die Tunnelkassetten sowohl strömungstechnisch als auch in Hinblick auf den photokatalytischen Abbauwirkungsgrad optimiert wurden.
Vorgestellt werden Vorgehensweise, Datenaufbereitung, Modellaufbau und Ergebnisse des BASt-Projekts "Numerische Simulation der Stickoxidminderung durch photokatalytische Oberflächen an Verkehrswegen". Die Vorteile des Konzepts liegen in der Berücksichtigung von Zeitreihen (Eingangsdaten, Ausbreitungsrechnung) und in der Tatsache, dass die Depositionsgeschwindigkeit als zeitlich variable Eingangsgröße bei der Modellierung berücksichtigt wurde. Die Ergebnisse liegen entsprechend als Zeitreihen vor (Jahres- oder Tagesgänge können untersucht werden). Es ergab sich eine Minderung der NO2-Belastung um maximal knapp 1.5% im Nahbereich der Lärmschutzwand. Wesentlicher Faktor bei der Wirksamkeit photokatalytischer Oberflächen ist die Interaktion zwischen Gesamtbelastung und Depositionsgeschwindigkeit im Tagesverlauf.
Verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität in Städten waren bisher bei der Verminderung von Stickoxiden nur bedingt erfolgreich. Interessant ist, ob der Einsatz der Photokatalyse hier weiterhelfen kann. Photokatalytische Anwendungen wurden schon in einigen Pilotstudien untersucht, zum Beispiel an Straßen beziehungsweise Modell-Canyons sowie in Tunneln. Teilweise wurden international sehr positive Ergebnisse erzielt, geichzeitig liegen aus anderen internationalen Projekten Ergebnisse unterhalb der Messgenauigkeit vor. Die vorgestellten Ergebnisse werden anhand verschiedener Variablen betrachtet und die erwartbare Atmosphärenrelevanz diskutiert. Zusammengefasst wird, dass basierend auf bekannten Feldmessungen für die Photokatalyse eine mittlere NOx-Reduktion von nur wenigen Prozent (in Hauptstraßenschluchten) zu erwarten ist. Dieses Potenzial muss mit anderen Maßnahmen verglichen werden (Kosten/Nutzenanalyse). Materialien müssen vor ihrem Einsatz in der Atmosphäre sorgfältig auf ihre Aktivität untersucht werden. Erfüllen die Oberflächen die Voraussetzungen, um als aktiv eingestuft zu werden, ist ihr Einsatz zur Luftreinhaltung klar zu empfehlen.
Mit Fokus auf Nordrhein-Westfalen (NRW) wird das urbane NO2-Problem umrissen. Um die Jahresgrenzwerte einzuhalten, sind beispielsweise in allen Straßenschluchten in NRW Reduktionen nötig. Die Europäische Kommission hat gegen mehrere Mitgliedsstaaten, darunter Deutschland, Vertragsverletzungsverfahren wegen der Überschreitung von NO2-Grenzwerten eröffnet. Dargestellt werden die Langzeittrends bezüglich der gemessenen Abnahme bei der Stickoxidbelastung. Potenzielle Maßnahmen können hinsichtlich ihrer möglichen Wirkungen durch den Einsatz von Modellen abgeschätzt werden, zum Beispiel Umweltzonen, Fahrverbote, Elektrofahrzeuge. Die Ergebnisse der Messungen und Modellrechnungen werden dargestellt und kritisch beleuchtet. Als Fazit ergibt sich, dass das urbane NO2-Problem nicht einfach zu lösen ist, Minderungen der NOx-Emissionen spiegeln sich nicht in der gleichen Größenordnung in der Abnahme der NO2-Belastung wieder. Bei zusätzlich wirksamen Maßnahmen wie beispielsweise einem höheren Anteil von Elektrofahrzeugen fehlt die (schnelle) praktische Umsetzbarkeit. Eine Kombination aus lokalen, regionalen und europaweiten Maßnahmen ist nötig, um das Problem zu lösen.
Ausgehend von den rechtlichen Grundlagen für die Luftreinhaltung sowie den Grenzwertfestlegungen für Feinstaub (PM10) sowie Stickoxide (NO2) wird auf die heutige Luftqualität in Städten mit Schwerpunkt Stuttgart eingegangen. Dargelegt werden die festgestellten Überschreitungen bei den Grenzwerten für PM10 und NO2. Eingegangen wird auf die Maßnahmen zur Reduzierung der Luftbelastung in Stuttgart und die Wirkungen in Bezug auf die Senkung der Grenzwert-Übersschreitungen beziehungsweise Jahresmittelwerte von PM10 und NO2 an den Hotspot-Stationen "Am Neckartor" und "Hohenheimer Straße". Abschließend wird ein perspektivischer Ausblick gegeben: obwohl die Luftsituation in den Städten kontinuierlich besser geworden ist, gibt es an stark befahrenen städtischen Straßen weiterhin Grenzwertüberschreitungen. Die EU-Vertragsverletzungsverfahren machen weitere Maßnahmen notwendig. Die Städte brauchen praxiserprobte Maßnahmen und keine langfristigen, kostspieligen Pilotversuche mit unsicherem Ausgang.
Die europäischen Länder, die ein Programm zur Erhöhung der Verkehrssicherheit eingeführt haben, weisen in der Regel einen gesteigerten Rückgang an Getöteten und Verletzten auf. Im Vordergrund dieser Programme stehen neben der Reduktion der Unfälle die Umsetzbarkeit, die Finanzierbarkeit, die politische und soziale Akzeptanz sowie die Kosteneffizienz. Im Anschluss an die Erörterung der Merkmale einer erfolgreichen Verkehrssicherheitsarbeit werden zunächst beispielhaft die Planziele der Programme in Finnland (im Jahr 2010 weniger als 250 Getötete) und in Österreich (Reduktion der Getöteten um 50 % und eine Verminderung der Unfälle mit Personenschaden um 20 % bis 2010) vorgestellt. Die bisherige Entwicklung der Unfallzahlen wird auf je einer Grafik veranschaulicht. Anschließend werden das Hauptziel der Europäischen Kommission, die Halbierung der Zahl der Verkehrstoten 2001 bis 2010, sowie die Entwicklung der Zahlen von 1990 bis 2005 beziehungsweise 2010 (Zielvorgabe) dargestellt. Eine weitere vergleichende Grafik gibt die Zahl der Verkehrstoten in den Jahren 1995 und 2004 in allen Ländern der Europäischen Union (EU) wieder. Schließlich werden noch verschiedene Bemühungen der World Health Organisation (WHO) erwähnt.
Verkehrsunfallopfer, die beim Unfall überrollt werden, erleiden fast immer tödliche Verletzungen. Im innerstädtischen Bereich ereignen sich diese Unfälle mehrheitlich im niedrigen Geschwindigkeitsbereich. Die Frage der Vermeidbarkeit des Unfalls wird daher sehr oft seitens der Ermittlungsbehörde an die Sachverständigen gestellt. Im Rahmen der Unfallrekonstruktion spielt der Reifenprofilabdruck am Leichnam eine wichtige Rolle. Er belegt nicht nur den Überrollungsvorgang selbst, sondern erlaubt auch die Identifikation der Überrollungsrichtung und -region, aber auch des in Frage kommenden Reifens. Bei der retrospektiven Analyse von 120 Überrollungsfällen in Berlin (Fußgänger, Radfahrer und Kraftradfahrer) aus den letzten 23 Jahren wurde untersucht, wie verlässlich dieses Merkmal ist, wie oft und wo man es findet und von welchen Faktoren seine Entstehung beeinflusst wird.
Zum besseren Verständnis der Hirnleistungsanforderungen an das Autofahren wird ein Theorie-Modell erörtert, das aus folgenden drei Stufen in einer Hierarchie besteht: Die oberste Ebene ist die strategische Ebene, die mittlere die taktische und die untere die operationale Ebene. Bezogen auf den Straßenverkehr gehört zu den Entscheidungen auf strategischer Ebene beispielsweise die Überlegung, ob man überhaupt das Auto nehmen muss oder nicht. Hierzu gehört auch die Überlegung, ob man sich grundsätzlich an Geschwindigkeitsbegrenzungen halten will. Charakteristisch für strategische Entscheigungen ist, dass sie prinzipiell getroffen werden, bevor sie in konkretes Handeln umgesetzt werden. Bei den taktischen Entscheidungen geht es ausschließlich um eigenes initiatives Handeln aus der Person selbst heraus ohne äußeren Zwang oder Veranlassung (beispielsweise Überholmanöver, Abbiegen). Zu den operationalen Entscheidungen gehört jedes Reagieren auf äußere Erfordernisse (Beachten von Ampeln und sonstigen Verkehrszeichen, erzwungene Lenk- oder Bremsmanöver). Die meisten neuropsychologischen Untersuchungen beziehungsweise Tests prüfen die operationale Entscheidungsebene. Für die beiden höheren Ebenen ist eine Beurteilung nur möglich, wenn eine entsprechende Beurteilungsgrundlage vorhanden ist oder herangezogen werden kann (zum Beispiel eine praktische Fahrprobe). Die geistigen Fähigkeiten eines Menschen lassen sich ebenfalls in eine dreistufige Hierarchie gliedern: Die unterste Ebene umfasst Hirnleistungen wie Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Sprache, Denken und anderes mehr. Die mittlere Ebene wird konstituiert durch Ziele-Auswahl, Vorplanung, Antizipation als geistige Vorwegnahme der Handlungskonsequenz. Die höchste Hirnfunktion ist die objektive selbstreferenzielle Bewertung, die sich auf Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft erstrecken kann.
In einer Stichprobe von 75-jährigen Autofahrern, die in der geriatrischen Tagesklinik der Klinik für Frührehabilitation und Geriatrie rehabilitiert wurden, fanden sich relativ häufig kognitive Beeinträchtigungen, die auf das Vorliegen einer beginnenden Demenz zurückgeführt werden konnten. Darüber hinaus bestanden Störungen des Dämmerungssehens und der Sehschärfe. Auch wurde Multimorbidität diagnostiziert. Bei einer großen Gruppe (46 %) dieser Patienten war zu Behandlungsbeginn die Fahreignung nicht gegeben, und nur 29 % der Untersuchten konnte eine uneingeschränkte Fahreignung attestiert werden. Gezielte rehabilitative Interventionen trugen dazu bei, dass im Behandlungsverlauf die Fahreignung zumindest eingeschränkt wieder erreicht werden konnte.