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1 | 6.5.18 | GL Gunter Löschau, Dresden 20 Jahre Messung von ultrafeinen Partikeln in Sachsen Statuskolloquium Luft am 4. Dezember 2019 in Dresden Foto: Cornelia Klör
1 | 6.5.18 | GL
Gunter Löschau, Dresden
20 Jahre Messung von
ultrafeinen Partikeln in Sachsen
Statuskolloquium Luft am 4. Dezember 2019 in Dresden
Foto: Cornelia Klör
2 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Gliederung
❙ Einführung
❙ Anfänge …
❙ Sondermessungen von ultrafeinen Partikeln (UFP)
❙ Städt. Verkehr - Städt. Hintergrund - Ländlich
❙ Umweltzone Leipzig
❙ Langzeitmessung in Dresden: Städt. Verkehr
❙ Holzheizungen
❙ Messtechnik, Daten …
❙ Zusammenfassung
3 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Erste Messung
ultrafeiner Partikel (UFP) in Sachsen November 1998, Universität Duisburg (H. Fissan)
Messstation Wilhelm-Külz-Platz in Chemnitz
❙ Verkehrsnah
❙ 30 Tage (November/Dezember 1998)
❙ Mittelwert 91.800 Partikel pro cm-³
❙ Min./Max. 5.500 … 270.000 Partikel pro cm-³
4 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Sondermessung
Partikelanzahl – Größenverteilung Typische Orte in Sachsen: Mittel 9/2006 - 2/2007, Projekt
dN/dlogD [cm-3]
0
5.000
10.000
15.000
20.000
1 10 100 1000
Partikeldurchmesser [nm]
städt. Straße (Dresden-Nord)
städt. Hintergrund (Dresden-HerzoginGarten)
Hintergrund Sachsen-West (Melpitz)
Hintergrund Sachsen-Ost (Niesky)
Hintergrund Sachsen-SO (Schwartenberg, 785 m)
Ultrafeine Partikel (UFP)
kleiner 100 nm
5 | 4.12.19 | Gunter Löschau
❙ Ziel der Umweltzone
❙ Reduzierung der
Fahrzeuge mit hohen
Abgasemissionen
❙ vorwiegend Diesel-
Fahrzeuge (Partikel und
Stickoxide)
❙ Dieselabgase
sind
krebserregend
Foto: Mario Anhalt
Umweltzone:
Schutz der Gesundheit der Bürger
❙ Messtechnische Begleitung von 2010
bis 2016 mit 13 Messstationen, davon 7 x
Ruß und Partikelanzahl-Größenverteilung
6 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Grafik: Wichmann, 7.4.2011
Gesundheitliche Wirkung
der PM10-Feinstaubanteile
nach WICHMANN Umweltzone
Anteil Motoremissionen
7 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Wissenschaftl. Sondermessung
Partikelanzahl von 30 bis 200 nm (PN30-200nm)
Mittlerer Wochengang, Leipzig-Mitte: Städt. Straße
0
5.000
10.000
15.000
20.000
PN30-200nm, BB in 1/cm³ 2010
Mo Di Mi Do Fr Sa So
Um-
welt-
zone
2010
2011
2010
2011
2012
2010
2011
2012
2013
2010
2011
2012
2013
2014
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
8 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Wissenschaftl. Sondermessung
Ruß als BC
Mittlerer Wochengang, Leipzig-Mitte: Städt. Straße
0
1
2
3
4
5
6
7
BCPM1, BB in µg/m³ 2010
Mo Di Mi Do Fr Sa So
Um-
welt-
zone
2010
2011
2010
2011
2012
2010
2011
2012
2013
2010
2011
2012
2013
2014
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
9 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Gesetzliche Überwachung
Stickoxide NOx
Mittlerer Wochengang, Leipzig-Mitte: Städt. Straße
0
50
100
150
200
250
300
NOx in µg/m³ 2010
Mo Di Mi Do Fr Sa So
Um-
welt-
zone
2010
2011
2010
2011
2012
2010
2011
2012
2013
2010
2011
2012
2013
2014
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
❙ Gesamtbelastung Verursacheranalyse (LENSCHOW)
10 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Regionaler Hintergrund
Restlich Quellen der Stadt
Kfz-
Verkehr
Regionaler Hintergrund
Restlich Quellen der Stadt
Kfz-
Verkehr
Anteil Motor
Minderung durch
Umweltzone
Verursacheranalyse für
Feinstaub PM10 - Immission Typ: Städtische Straße
PM10-Messung an
typischen Orten und
Bilanz nach LENSCHOW
PM10-Messung
kann nicht
unterscheiden
Auf-
wirbe-
lungen,
Abriebe
Motor
Partikel größer ~1 µm
Partikel kleiner ~0,2 µm
Messung ultrafeiner Partikel
an typischen Orten und Bilanz
nach LENSCHOW
besitzt jedes Fahrzeug, auch eDrive
Hoch toxisch
11 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Änderung der Luftqualität
Immissionsanteil Motor Nach Verursacheranalyse für Leipzig-Mitte
Schärfere Partikel-
EU-Abgasnormen
= Erfolgsgeschichte
Dieselpartikelfilter
Schärfere NOx-EU-
Abgasnormen
ohne reale Wirkung
= Täuschung der
Autohersteller
❙ Modernste Diesel-
Fahrzeugflotte in
Sachsen
-75%
-50%
-25%
0%
25%
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Änderung in % ∆Partikel 30-200nm
∆Partikel Ruß BC
∆Partikel 30-200nm
∆Partikel Ruß BC
∆Stickstoffoxide
Löschau, G.; Wiedensohler, A.; Birmili, W.; Rasch, F.; Spindler, G.; Müller, K.; Wolf, U.; Hausmann,
A.; Sommer, W.; Anhalt, M.; Dietz, V.; Herrmann, H.: Umweltzone Leipzig, Immissionssituation 2010-
2016. Abschlussbericht. Hrsg.: Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Dezember 2017.
https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/27471
12 | 4.12.19 | Gunter Löschau
❙ Mobile Messungen an tatsächlich fahrenden PKW:
RDE (Real Driving Emissions)
Weshalb wurde NOx-Beitrag
durch Fahrzeugflotte nicht reduziert?
Quelle der Bilder
und Grafik:
Mönch, L. (UBA):
Vortrag auf FAD-
Konferenz am
4.11.15 in Dresden
❙ Typenzulassung auf Rollenprüfstand: Einhaltung der
Grenzwerte der EURO-Norm (Emission)
❙ Langfristige Zielstellung
der EU aus dem Jahre
1999 zum Schutz der
Gesundheit der
Bevölkerung wurde durch
Autohersteller ignoriert
13 | 4.12.19 | Gunter Löschau
-75%
-50%
-25%
0%
25%
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Änderung ∆NOx in %
Änderung der Luftqualität ∆NOx - Immissionsanteil Verkehr Nach Verursacheranalyse für Leipzig-Mitte
❙ Ab 2018 signifikanter Verbesserung (-1/4) in Fahrzeugflotte
Maßnahmen der Politik
❙ Rückrufe durch KBA wegen
unzulässiger Abschaltein-
richtungen für Euro 6 Diesel
von VW, Audi, Daimler,
Porsche, BMW …
❙ Software-Updates und
Hardware-Nachrüstungen
❙ Erste Euro 6d-temp Diesel
VW-Abgasskandal
14 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Messstation Dresden-Nord
Typ: Städtische Straße Langzeitbeobachtung mit wissenschaftlicher Sondermessung
von Ruß und ultrafeinen Partikeln (Supersite) seit 2001
❙ Weniger als 10 m
vom Straßenrand
❙ ca. 18.000 Kfz/d
❙ Nächste
Kreuzung 55 m
Foto: Gunter Löschau
15 | 4.12.19 | Gunter Löschau
0
10
20
30
40
50
60
2003 2006 2009 2012 2015 2018
Schadstoff in µg/m³ PM2.5 PM10 NO2
Reduzierung um etwa 1/3
für PM2.5, PM10 und NO2 über 15 Jahre Messstation Dresden-Nord: Städtische Straße
❙ Halbierung Schwerverkehr durch neue Autobahn A17
❙ Modernisierung der Fahrzeugflotte
16 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Deutliche Reduzierung
der Rußkonzentration über 20 Jahre Messstation Dresden-Nord: Städtische Straße
❙ Rußwert definiert sich leider über Messmethode
❙ Ruß als ECVDI - Reduzierung über 15 Jahre um mehr als 50%
0
1
2
3
4
5
6
1999 2002 2005 2008 2011 2014 2017
Ruß in µg/m³ EC_PM10_VDI VDI2456-1 23.BImSchV (1996-2004)
BC Aethalometer
BC_PM10 MAAP, 6.6 m²/g, 637 nm
BC_PM1 MAAP, 6.6 m²/g, 637 nm
EC_PM10_EU CEN, WG35, EUSAAR2, Transmission
17 | 4.12.19 | Gunter Löschau
0
10.000
20.000
30.000
40.000
2003 2006 2009 2012 2015 2018
PN5-800nm pro cm-³
200 - 800 nm
30 - 200nm
5 - 30 nm
Reduzierung um etwa 2/3
der Partikelanzahl PN5-800nm über 15 Jahre Messstation Dresden-Nord: Städtische Straße
2003 – 2018:
Abnahme um 73 %
❙ Abnahme der Partikelanzahl ist doppelt so groß wie für PM10, PM2.5 …
❙ Modernisierung der Diesel-Fahrzeuge durch Dieselpartikelfilter
18 | 4.12.19 | Gunter Löschau
0
5.000
10.000
15.000
20.000
Winter
2004-2006 2007-2009 2010-2012
2013-2015 2016-2018
Mittlerer Wochengang
Partikelanzahl PN30-200nm Messstation Dresden-Nord: Städtische Straße
Mo Di Mi Do Fr Sa So 0
5.000
10.000
15.000
20.000
Sommer
2004-2006 2007-2009 2010-2012
2013-2015 2016-2018
Mo Di Mi Do Fr Sa So
❙ Sehr hohe Reduzierungen von Montag bis Freitag: Straßenverkehr
❙ Geringe Reduzierung bes. im Sommer am Samstagabend: Quelle?
Samstagabend
19 | 4.12.19 | Gunter Löschau
0
5.000
10.000
15.000
20.000
Winter
2004-2006 2016-2018
Mittlerer Wochengang
Trend der Partikelanzahl PN30-200nm Messstation Dresden-Nord: Städtische Straße
Mo Di Mi Do Fr Sa So 0
5.000
10.000
15.000
20.000
Sommer
2004-2006 2016-2018
Mo Di Mi Do Fr Sa So
❙ Vor 15 Jahren: Maximum von Montag bis Freitag höher als Samstag
❙ Gegenwart: Maximum Samstagabend höher als Mo – Fr, bes. Sommer!
❙ Andere Quellen werden wichtig: Feuerschalen, Spaßkamine …?
Samstagabend
20 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Holzfeuerungen
hohe Partikelemissionen, u.a. auch ultrafeine Partikel
Foto: Gunter Löschau
❙ Partikel, Ruß und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (BaP)
❙ Ein Verursacher für die hohe Hintergrund-belastung für Partikel PM2.5
❙ Konflikte in der Nachbarschaft
❙ Anzahl der Holzfeuerungen steigt in Sachsen stark an
❙ Methodik der UFP-Sondermessung anwenden: Forschungsprojekt „Zusatzbelastungen aus Holzheizungen“
21 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Zusatzbelastung aus
Holzheizungen (1 Jahr) Melpitz: 40 % Holzheizungen
UFP-Messung
im Hintergrund
UFP-Messung
in Ortsmitte
22 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Partikelgrößenverteilung
Beispiel 19.12.18 Ortsmitte von Melpitz und Hintergrund
Ortsmitte
Hintergrund
Dp in nm
❙ Je kleiner die ultrafeinen Partikel (UFP),
desto größer die Zusatzbelastung in Ortsmitte
Quelle:
Alfred Wiedensohler.
Email vom 27.3.2019
23 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Wissenschaftliche
Sondermessungen in Sachsen Ultrafeine Partikel und Ruß gemeinsam mit 8 Messsystemen
❙ Ruß als BC (Black Carbon)
❙ Elektrisches Mobilitätsspektrometer
Mobility particle size spectrometer
(MPSS), früher “SMPS”
❙ Partikelgröße 10 - 800 nm
Foto: Alexander Schladitz Foto: TROPOS
24 | 4.12.19 | Gunter Löschau
LfULG-Datenbank Luftqualität Partikelgrößenklassen und Anwendungsbeispiele
Abkürzung Partikelgrößenbereich, Anwendung
N1 5 – 10 nm *
N2 10 – 20 nm
N3 20 – 30 nm
N4 30 – 50 nm
N5 50 – 70 nm
N6 70 – 100 nm
N7 100 – 200 nm
N8 200 – 800 nm
Partikelanzahlkonzentration in 1/cm³
* An drei Messstationen zusätzlich
Ultrafeine
Partikel
Diesel-
Partikel
Partikel–
neubildung
Gealterte Hintergrundpartikel
Flugzeug-
turbinen
25 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Datenlieferungen an
UBA, GUAN, NILU, Forscher …
LfULG-Forschungsprojekt:
Gesundheitliche
Wirkungen von Ruß und
ultrafeinen Partikeln in
Leipzig und Dresden
Alas, H., S. Pfeifer, A. Wiesner, B. Wehner, K. Weinhold, M. Merkel,
G. Löschau, S. Bastian, A. Hausmann, and A. Wiedensohler (2019).
Spatial Variability and Representativeness of Black Carbon and
Particle Mass Concentrations near Fixed Air Quality Monitoring
Stations. Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft 79(6), 217-226.
26 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Zusammenfassung (1)
20 Jahre Sondermessung
ultrafeiner Partikel in Sachsen
❙ Enge Zusammenarbeit von Behörde und Wissenschaft
❙ Entwicklung der Qualitätssicherung und Qualitätskontrolle der Daten
❙ Normung: UBA & Sachsen (2001): VDI 3867, VDI 3491, CEN/TS 16976 …
❙ Verbrennungsprodukte aus Kraftfahrzeugen, Holzheizungen, Kraftwerken,
Petrolchemische Anlagen, Flugzeugen, Schiffen, Grillen, offene Feuer …
❙ Sinnvolle Ergänzung zu PM10- und PM2.5-Überwachung, da Wirkung von
Minderungsmaßnahmen sehr empfindlich und selektiv nachweisbar
❙ Nachweis für die Reduzierung des hochtoxischen Anteils im Feinstaub
= Senkung des Gesundheitsrisikos der Bevölkerung (WICHMANN)
27 | 4.12.19 | Gunter Löschau
Zusammenfassung (2)
20 Jahre Sondermessung
ultrafeiner Partikel in Sachsen
❙ Umweltzone Leipzig: Beschleunigte Modernisierung der Dieselfahrzeuge
und Nachweis der Erfolgsgeschichte der Dieselpartikelfilter für eine
bessere Luftqualität
❙ Dresden am Straßenrand: Reduzierung der Partikelanzahl um mehr
als 70 % in straßennaher Außenluft in den letzten 15 Jahren,
andere Quellen als Straßenverkehr gewinnen an Bedeutung
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
❙ Holzheizungen verursachen hohe Belastungen mit ultrafeinen Partikeln
Kommunen: Bauleitplanung neue Holz- und Kohleanlagen untersagen,
um hohe Partikelbelastungen und Konflikte zu vermeiden
❙ Weitere Bundesländer haben mit UFP-Messungen begonnen, wie
Hessen (Flughafen), NRW (Hintergrund Autobahn), Schleswig-
Holstein (Schiffe) oder sind in Vorbereitung (HH, BW, BY, BB)
![3 Ergebnisse und Diskussion - sundoc.bibliothek.uni-halle.de · Ergebnisse und Diskussion 70 Absorption [405 nm] Abb. 3-3: Affinitätstest mit acht verschiedenen scFv-Klonen (ELISA)](https://static.unterlagen.site/doc/80x56/5e130e7207895902737bcdcf/3-ergebnisse-und-diskussion-ergebnisse-und-diskussion-70-absorption-405-nm-abb.jpg)
