Mobile Messungen - Messung und Bewertung von Verkehrsemissionen

Bei der Bewertung der Luftqualität in städtischen Ballungsgebieten sind die Emissionen des Straßenverkehrs nach wie vor ein zentraler Faktor. Grenzwerte für die Partikelmasse (PM10) wurden europaweit eingeführt und es wurden Maßnahmen zur Einhaltung dieser Grenzwerte (Umweltzonen) ergriffen. Der seit 2010 für NO2 gültige Grenzwert wird zurzeit an vielen Messstellen deutlich überschritten. Ab 2015 werden in diesem Zusammenhang verschärfte Sanktionen eingeführt und wirksame Maßnahmen zur Emissionsreduktion werden zwingend notwendig. Mobile Messungen sind hier ein in besonderer Weise geeignetes Instrumentarium zur Bewertung der Auswirkungen von entsprechenden Reduktionsmaßnahmen. Mit dem MOBILAB wurde eine Plattform zur Durchführung von mobilen Messungen entwickelt. Das Grundkonzept wurde bereits in einer vorangegangenen Arbeit von Urban [2010] ausgearbeitet. Im Rahmen der hier vorliegenden Arbeit wurde die Instrumenten-Ausstattung erheblich erweitert. Die Partikelmesstechnik umfasst nunmehr neben einem PM10-Filterprobensammler zur diskontinuierlichen Analyse im Labor einen zeitlich hochauflösenden Partikelzähler sowie ein Electrical Low Pressure Impactor (ELPI) zur größenaufgelösten Partikelmessung von 7 nm bis 10 µm. Die Gasphasenmesstechnik umfasst Geräte zur zeitlich hochaufgelösten Messung von NO, NO2, Ozon, CO, CO2, CH4 sowie ein Sammelsystem zur diskontinuierlichen Sammlung von Behälterproben für die spezifische VOC-Analyse im Labor. Die Zuverlässigkeit und die maximale Dauer der täglichen Messungen konnten deutlich gesteigert werden. Das MOBILAB wurde zur Vermessung eines weiten Konzentrationsbereichs eingesetzt, der sich von gering belasteten Hintergrund-Gebieten bis hin zu den städtischen „Hotspots“ erstreckte. Im Rahmen der Pegasos-Messkampagne in den Niederlanden wurden im Mai 2012 ausführliche Messungen in den ländlichen Hintergrund-Gebieten in der Region um Rotterdam durchgeführt. Das MOBILAB diente dabei als mobile Bodenstation. Es konnte gezeigt werden, dass sich die an Bord des Zeppelins gemessenen Höhenprofile mit den MOBILAB-Messungen am Boden verknüpfen lassen, um so die verschiedenen Schichten der Atmosphäre während des Aufbrechens der morgendlichen Inversionsschicht zu untersuchen. Gleichzeitig dienten die MOBILAB-Messungen in den Niederlanden zur Evaluierung der im Rahmen der Pegasos-Kampagne erstellten EURAD-Modellvorhersagen. Hier konnte gezeigt werden, dass die Modell-Resultate z. B. für CO gut mit den real gefundenen Konzentrationen übereinstimmen. Bei den Stickoxiden zeigte das EURAD-Modell dagegen eine deutliche Unterschätzung (bis zu einem Faktor fünf). Weiterhin wurde in den Niederlanden auch die Partikelgrößenverteilung in den ländlichen Gebieten untersucht und mit Messungen aus städtischen Gebieten verglichen. So konnte demonstriert werden, dass die Emissionen aus Diesel-Motoren die Hauptemissionsquelle für Partikel in städtischen Gebieten darstellen. In den ländlichen Gebieten war dies nicht der Fall.