Straßburger, Anja:

Analyse atmosphärischer Spurengase zur Bestimmung des lufthygienschen Erholungswertes eines urbanen Parks

Duisburg-Essen (2004), II, 167 S.
Dissertation / Fach: Allgemeines, Sonstiges
Fakultät für Geisteswissenschaften » Institut für Geografie » Wirtschaftsgeographie, insb. Verkehr und Logistik
Fakultät für Biologie » Angewandte Klimatologie und Landschaftsökologie
Dissertation
Abstract:
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Analyse des lufthygienischen Erholungswertes einer großen urbanen Parkanlage - dem Grugapark der Stadt Essen - auf der Basis von Feldexperimenten. Die Untersuchung umfassste sowohl die Analyse des Transports Kfz-bedingter Immissionen in die Grünfläche hinein als auch die Abschätzung der Bildung sekundärer Spurengase. Darüber hin-aus wurde der Einfluss biogener Emissionen auf die lokale Photooxidantienbildung analysiert. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Erfassung sommerlicher Schönwetterereignisse, bei denen von einer intensiven Nutzung der Parkanlage durch die Erholung suchende Stadtbevölkerung auszuge-hen ist. Zugleich können diese windschwachen und einstrahlungsreichen Situationen jedoch die Spurenstoffausbreitung einschränken und Photooxidantienbildung begünstigen ("Worst-case"-Analyse). Zur Beantwortung der Fragestellung wurden von 1995 bis 1998 während ausgewählter sommerli-cher Perioden Messkampagnen im 70 ha großen Grugapark der Stadt Essen durchgeführt. Dieser befindet sich in unmittelbarer Nähe zu den stark befahrenen Verkehrswegen B 224 und BAB 52. Das Messkonzept umfasste sowohl die flächenhafte Untersuchung von Kfz-bedingten Spurengasen als auch deren zeitlich hoch aufgelöste Immissionsanalyse. Darüber hinaus wurden Emissions- und Immissionsmessungen zur Erfassung von Isopren, der Leitsubstanz biogener O3-Vorläufersubstan-zen, durchgeführt. Die Beeinflussung des Grugaparks durch benachbarte Verkehrswege konnte durch Messungen von NO2 und Modellrechnungen (MLuS-92 (Stand: 2000)) für CO, NO und Benzol nachgewiesen wer-den. Die Ergebnisse zeigten einen Einfluss, der im Jahresmittel ca. 300 m in den Park hinein reichte. Im Parkinneren ist für die untersuchten Spurengase davon auszugehen, dass sich eine ca. 45 ha große Fläche mit homogener Konzentrationsverteilung in Höhe der städtischen Hintergrund-konzentration ausbildet. Diurnale Konzentrationsverläufe unter sommerlichen, advektionsarmen Bedingungen zeigten einen deutlichen Einfluss benachbarter Linienquellen bezüglich der primären Kfz-bedingten Spurengase CO, NO, NO2 und BETX mit am Tage in Einzelfällen relativ hohen O3-Konzentrationen. Korrela-tionsanalysen mit den Daten des Messnetzes des Landesumweltamtes NRW lassen jedoch den Schluss zu, dass die im Grugapark gemessenen O3-Konzentrationen zu 80 % bis 90 % durch Ad-vektion bedingt sein dürften. Für die Mittags- und frühen Nachmittagsstunden konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen der UV-Strahlung und den gemessenen O3-Immissionen nachgewiesen werden, woraus Rück-schlüsse auf die lokale O3-Bildung gezogen werden können. Die biogene Leitsubstanz Isopren zeigt am frühen Nachmittag bei hohen Strahlungsintensitäten einen Anteil von 20 % an der Gesamtreak-tivität. Der Beitrag der O3-Ausbeute bei vollständiger Isopren-Oxidation dürfte ca. 6 % an der O3-Produktion betragen. Für nächtliche O3-Maxima konnte im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen während eines "Low-level-jet"-Ereignisses (LLJ) erstmals eine Turbulenz-Zunahme vom Kern des LLJ bis in bodennahe Schichten nachgewiesen werden. Die lufthygienische Bewertung des Parks ergab hinsichtlich der Langzeitbelastung der untersuch-ten Kfz-bedingten Spurengase keine Grenzwertüberschreitungen auf der Basis von Jahresmittel-werten (I1). Die summarische Bewertung der Jahresmittelwerte nach BAUMÜLLER & REUTER (1995) und MAYER et al. (2002) deutet auf eine geringe Luftbelastung (Stufe II: Schutzbedürftige Sondernutzung und empfindliche Nutzung, wie Wohnen und Freizeit) hin. Die Kurzzeitbelastung wird durch einen deutlichen Einfluss nachmittäglich hoher O3-Konzentra-tionen unter "Worst-case"-Bedingungen geprägt. Für CO, NO und NO2 konnten keine Überschrei-tungen der 0,5-MIK-Werte des VDI nachgewiesen werden. Der MIK-Wert von O3 (120 µg m-3) wurde von 20 % der Messwerte überschritten. Bezüglich der O3-Immissionen kann die Luftqualität unter einstrahlungsreichen, advektionsarmen Witterungs-bedingungen und gleichzeitig hohen Hintergrundkonzentrationen in Anlehnung an den Tages-Luftqualitätsindex TLQ (MAYER et al. 2002) als "befriedigend" beurteilt werden. Obwohl die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen konnten, dass auch der luftchemischen Zu-sammensetzung der Parkatmosphäre ein lokales O3-Bildungspotenzial zukommt, sei jedoch darauf hingewiesen, dass die dort gemessenen O3-Konzentrationen im Wesentlichen durch regionale und überregionale Transportvorgänge bedingt sein dürften. Die vorliegende Arbeit leistet in Bezug auf das gesundheitsbezogene Ruhe- und Erholungsbedürfnis der Stadtbevölkerung einen Beitrag zur Beurteilung des lufthygienischen Erholungswertes ur-baner Parkanlagen unter besonderer Berücksichtigung nutzungsintensiver Sommertage und dürfte auf Grünflächen ähnlicher Größe und Vegetationsstruktur unter Berücksichtigung der Umgebungs-konzentration übertragbar sein.