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Analyse der Wirksamkeit von Umweltzonen hinsichtlich Feinstaub- und Stickstoffoxidkonzentrationen

Analysis of the Effectiveness of Low Emission Zones regarding Particulate Matter and Nitrogen Oxides

Univ.-Prof. Dr.-Ing. M. Boltze, boltze(at)verkehr.tu-darmstadt.de; M. Sc. W. Jiang, jiang(at)verkehr.tu-darmstadt.de; M. Sc. S. Groer, groer(at)verkehr.tu-darmstadt.de; Dr. D. Scheuvens, dscheuvens(at)geo.tu-darmstadt.de; Darmstadt

In vielen deutschen Städten wurden seit dem Jahr 2008 Umweltzonen als Maßnahme des Verkehrsmanagements zur Verbesserung der Luftqualität und zum Schutz der Gesundheit der Bevölkerung eingeführt. Dieser Beitrag analysiert die Effektivität von Umweltzonen anhand von statistischen Untersuchungen von Daten zur Schadstoffkonzentration von Luftmessstationen in Deutschland aus den Jahren 2002 bis 2012. Die Ergebnisse zeigen, dass die PM10-Konzentration an Stationen in Umweltzonen um durchschnittlich ca. 2 μg/m3 stärker zurückgegangen ist als an vergleichbaren Stationen außerhalb von Umweltzonen. Die Anzahl an Tagen mit Grenzwertüberschreitungen ging gegenüber vergleichbaren Stationen außerhalb von Umweltzonen um im Mittel neun zusätzliche Tage zurück. Leicht positive Effekte der Umweltzonen auf einem niedrigeren Signifikanzniveau konnten ebenfalls für die Stickoxidkonzentrationen beobachtet werden. Aussagen zur Wirkung auf die PM2,5-Konzentration konnten wegen Mangel an Daten nicht getroffen werden. Es kann festgestellt werden, dass die Einführung von Umweltzonen sich positiv auf die Luftqualität ausgewirkt hat, insbesondere durch die Veränderungen in der Fahrzeugflotte gilt dies auch für Bereiche ohne Umweltzone. Das Verbesserungspotenzial für weitere Umweltzonen ohne Weiterentwicklung dieser Maßnahme erscheint jedoch gering.

Since 2008 the low emission zone (LEZ) has been introduced in many German cities as a traffic management measure to improve air quality as well as to protect human health. In order to assess the effectiveness of LEZ, both descriptive and statistical analyses have been done based on concentrations of air pollutants from relevant monitoring stations in Germany from year 2002 to 2012. While a significant general improvement occurred in that period, the results are indicating that PM10 concentrations at stations within the LEZ have been reduced in average by about 2 μg/m3 in addition due to the introduction of the LEZ, as well as the annual number of days exceeding the daily threshold, which were reduced by 9 days in addition. Slight positive effects of LEZ on NO, NO2 and NOx concentrations with low significance could also be observed. However, the effect of LEZ on PM2.5 concentration cannot be analyzed due to the lack of data. In general, the introduction of LEZ has brought positive effects on reducing the concentrations of air pollution, especially through changes within the vehicle fleet this affected also areas without LEZ. But the potential of further reduction by additional LEZ in Germany without further development of this measure seems to be small.

Koordinierung von Lichtsignalanlagen in städtischen Straßennetzen – Bewertung der Umweltwirkungen

Offset Optimization of Traffic Lights in Urban Road Networks – Assessment of Environmental Impacts

Univ.-Prof. Dr.-Ing. B. Friedrich, friedrich(at)tu-bs.de, Braunschweig

Um die Schadstoffkonzentrationen in der Luft auf ein verträgliches Maß zu reduzieren, wurden von der Europäischen Union Grenzwerte für Schadstoffimmissionen eingeführt, deren aktuelle Version in Deutschland seit dem Jahr 2010 in die nationalen Gesetzgebungen übernommen sind. Den zuständigen Behörden steht allerdings nur ein begrenztes Instrumentarium zur Verfügung, mit dem sie auf die Einhaltung der Grenzwerte hinwirken können. So ist es in verschiedenen deutschen Städten trotz der Ausweisung von Umweltzonen für den Kraftfahrzeugverkehr bisher nicht gelungen, die Schadstoffkonzentration an den Brennpunkten unter die zulässige Grenze zu führen. Vor diesem Hintergrund gewinnen das umweltorientierte Verkehrsmanagement und dabei insbesondere die Verstetigung des Verkehrsflusses durch Koordinierung der Lichtsignalsteuerung inzwischen zunehmend an Bedeutung. Um eine Orientierung für die Wirksamkeit von klassischen Maßnahmen wie der Koordinierung von Lichtsignalanlagen zu geben, zeigt der Artikel anhand von Feldstudien, welche Größenordnung für die Reduzierung der Schadstoffemissionen in typischen städtischen Hauptverkehrsstraßen erreicht werden kann.

In order to reduce pollutant immission the European Union introduced thresholds with respect to the concentration of air pollutants, which – in the recent version – were implemented into the national German legislation in 2010. However, for the achievement of the environmental objectives the public authorities dispose only over a limited number of effective instruments and although having introduced low emission zones for car traffic a number of German cities failed to meet the thresholds yet. Given this situation, environment oriented traffic management measures and in particular signal light control become more relevant. This paper presents the results of an analysis which investigated the environmental impacts of the coordination of signal lights in urban roads and gives an idea of the environmental benefits which could be achieved by a classical traffic management measure.

Umweltwirkungen von dynamischen Verkehrsbeeinflussungsmaßnahmen – Eine Übersicht mit Fallbeispielen

Environmental Effects of Dynamic Measures to influence Traffic in Hotspots – An Overview with Case Studies

Dipl.-Phys. V. Diegmann, volker.diegmann(at)ivu-umwelt.de, Freiburg

Der Verkehr – und dabei insbesondere der innerstädtische Kfz-Verkehr – ist eine wesentliche Ursache von Umweltbelastungen, wie z.B. der Belastung durch Lärm und Luftschadstoffe. Als Folge von Überschreitungen geltender Grenzwerte für NO2 und PM10 besteht für eine Vielzahl von Kommunen konkreter Handlungsbedarf, Maßnahmen zu ergreifen, die die Luftqualität verbessern. Neben allgemeinen oder gebietsbezogenen Maßnahmen zur Minderung der Kfz-Emissionen kommen dafür Hotspot-bezogene Maßnahmen zur dynamischen Verkehrsbeeinflussung infrage. Die Minderungspotenziale dieser Maßnahmen liegen für Hotspots in der Größenordnung nachgewiesener Wirkungen von z.B. Umwelt zonen, teilweise auch deutlich darüber. Sinnvolle Maßnahmen bedürfen einer intensiven Planung, und bei der Ausarbeitung von Strategien müssen neben gewünschten Wirkungen im Hotspot unerwünschte Auswirkungen an anderer Stelle berücksichtigt werden. Damit Wirkungen und Auswirkungen überwacht werden können, ist ein netzweites Monitoring erforderlich. Archivierte Daten des Monitorings können für Evaluationen und zukünftige Planungsfragen verwendet werden. Der Beitrag beschreibt, ausgehend von einer Darstellung der Ausgangssituation, das allgemeine Potenzial dynamischer Verkehrsbeeinflussungsmaßnahmen auf die Minderung der Luftschadstoffbelastung, gibt anhand von Fallbeispielen eine Übersicht zum aktuellen Stand der Anwendung und benennt weiteren Forschungsbedarf.

Traffic – and especially road traffic in cities – is a major source of environmental burdens as e.g. noise and air pollution. Due to exceedances of limit values for NO2 and PM10, many local authorities need to take specific actions to improve air quality. Along with general and local measures to reduce vehicle emissions, dynamic measures to influence traffic in hotspots are a possible option. For hotspots, reduction potentials of these measures are in the same range as established effects of e.g. low emission zones and sometimes significantly higher. Meaningful measures require intensive planning. Besides the desired effects in hotspots, the development of strategies has to consider unwanted consequences in other locations. In order to control the effects and consequences, monitoring of the road network that is affected by the measures is required. Archived data of the monitoring can be used for evaluation and further planning. Based on the current situation, this paper describes the general potential to improve air quality with dynamic measures to influence traffic. It gives an overview of the current state of application by means of case studies and lists some topics for further research.

Messverfahren zur Bestimmung der Luftqualität an Verkehrswegen

Measuring Methods for Air Quality Assessment near Roads

ORR’in Dipl.-Geophys. A. Baum, baum(at)bast.de,Bergisch Gladbach

Die Verkehrsinfrastruktur ist ein wichtiger Standortfaktor eines Landes. Mit zunehmendem Verkehr ist jedoch eine Reihe negativer Folgen für Mensch und Umwelt verbunden. Daher müssen zukunftsfähige Lösungen entwickelt werden, die unsere Mobilität langfristig sichern, wirtschaftlich tragfähig und sozial ausgewogen sind und gleichzeitig die Umwelt schonen. In den letzten Jahren haben In-situ Messungen im gesamten Bundesgebiet gezeigt, dass einige der europaweit gültigen Grenzwerte insbesondere an verkehrsnahen Standorten zum Teil stark überschritten werden. Die Emissionen von Fahrzeugen konnten durch innermotorische Maßnahmen und Abgasnachbehandlung schon deutlich reduziert werden. Dennoch gibt es in Bezug auf die Einhaltung der Grenzwerte bei einigen Schadstoffen weiterhin Handlungsbedarf und es werden Maßnahmen auf dem Gebiet der Verkehrssteuerung diskutiert. Als Eingangsgrößen für solche umweltsensitiven Verkehrssteuerungen bedarf es messtechnisch erhobener Luftschadstoffdaten.

The transport infrastructure of a country is an important location factor. On the other hand, increasing traffic volume is associated with many negative effects for mankind and environment. Therefore, sustainable solutions have to be developed for assuring a long-term mobility being affordable, social balanced, and environmentally friendly. In-situ-measurements have shown strong exceedances of several of the pan-European daily mean limit values in the near of roads over the whole federal territory for the last years. Obviously, vehicle emissions could be reduced by using internal reduction measures in the engine and after-treatment of exhaust gases. However, there is need for action regarding the compliance with the European limit values for some pollutants and traffic control measures are being discussed. Measured air quality data are subject as input parameters for environmental related traffic control.