LUA NRW LUQS-Jahresbericht 1997 Zusammenfassung und Inhalt

LUQS-Jahresbericht 1997
Essen 1999

Impressum

Die Seitenangaben gelten in der Papierversion.

Inhaltsverzeichnis		Seite
	Zusammenfassung	5
	Summary	7
1.	Einleitung	9
1.1	Konzept der Immissionsüberwachung in NRW	9
1.1.1	Ausgangslage	9
1.1.2	Ansatzpunkt zur Neukonzeption	9
1.1.3	Umsetzung der Neukonzeption	10
1.2	Luftverunreinigungen	11
1.3	Bewertungsmaßstäbe	16
2.	Das Messnetz LUQS - Messprogramm und Messtechnik	20
2.1	Messorte und Messgrößen	20
2.2	Messverfahren	32
2.2.1	Allgemeines	32
2.2.2	Kontinuierliche Messungen	34
2.2.2.1	Allgemeines	34
2.2.2.1.1	Gase und Schwebstaub	34
2.2.2.1.2	Meteorologie	35
2.2.2.1.3	Qualitätssicherung für kontinuierliche Messverfahren	35
2.2.3	Diskontinuierliche Messungen	37
2.2.3.1	Allgemeines	37
2.2.3.2	Kurzbeschreibung der Messverfahren	37
2.2.3.3	Qualitätssicherung der diskontinuierlichen Messverfahren	38
3.	Messergebnisse	39
3.1	Anorganische gasförmige Verbindungen	39
3.1.1	Schwefeldioxid	41
3.1.2	Stickstoffmonoxid	42
3.1.3	Stickstoffdioxid	42
3.1.4	Kohlenmonoxid	43
3.1.5	Ozon	44
3.2	Schwebstaub	44
3.3	Metallverbindungen im Schwebstaub	65
3.4	Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)	71
3.5	Ruß	75
3.6	Kohlenwasserstoffe	76
3.7	Polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe	91
3.7.1	Polychlorierte Dibenzodioxine und -furane (PCDD/PCDF)	91
3.7.2	Polychlorierte Biphenyle (PCB)	93
3.7.3	Aliphatische Chlorkohlenwasserstoffe	94
4.	Vergleichende Bewertung	101
4.1	Trend der Jahreskenngrößen	101
4.1.1	Anorganische gasförmige Verbindungen	101
4.1.2	Schwebstaub	102
4.1.3	Metallverbindungen im Schwebstaub	106
4.1.4	Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) im Schwebstaub	109
4.1.5	Ruß	109
4.1.6	Kohlenwasserstoffe	111
4.1.7	Polychlorierte Kohlenwasserstoffe	114
4.1.7.1	Polychlorierte Dibenzodioxine und -furane (PCDD/PCDF)	114
4.1.7.2	Polychlorierte Biphenyle (PCB)	116
4.2	Analyse von Jahresgängen	117
4.2.1	Anorganische gasförmige Verbindungen	117
4.2.2	Schwebstaub	118
	Literaturverzeichnis	121

Landesumweltamt NRW

Inhaltsverzeichnis

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Luftqualität in Nordrhein-Westfalen,
LUQS-Jahresbericht 1997

Zusammenfassung

Der vorliegende Bericht enthält Ergebnisse aus dem Messnetz LUQS (LUft-Qualitäts-Überwachungs-System) des Landes Nordrhein-Westfalen im Jahr 1997. Eine Kurzfassung dieser Ergebnisse wurde bereits vorab veröffentlicht*). Die im folgenden vorgestellten Ergebnisse stammen aus kontinuierlichen und diskontinuierlichen Untersuchungen der Luftqualität, die mit modernsten Messverfahren 1997 im Land Nordrhein-Westfalen durchgeführt wurden. Beschrieben wird die Luftqualität in den städtischen Ballungsräumen an Rhein und Ruhr (einschließlich bestimmter Belastungsschwerpunkte) sowie an ausgewählten Messorten im ländlichen Raum und in den Waldgebieten von Nordrhein-Westfalen. Die Ergebnisse werden anhand einschlägiger Bewertungsmaßstäbe beurteilt. Die Immissionswerte der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) wurden an allen Messorten in Nordrhein-Westfalen im Jahr 1997 deutlich unterschritten.

Die Belastung durch Schwefeldioxid betrug mit 13 µg/m³ (Mikrogramm pro Kubikmeter) im Jahresmittel 9 Prozent des Immissionswertes der TA Luft (140 µg/m³). An einzelnen Mess-orten wurden 1997 bei Schwefeldioxid Jahresmittelwerte von bis zu 28 Prozent des Immissionswertes der TA Luft (140 µg/m³) erreicht. Bei Schwebstaub wurden 1997 lokale Jahresmittelwerte von bis zu 52 Prozent des Immissionswertes der TA Luft (150 µg/m³) festgestellt. Bei Kohlenmonoxid traten 1997 Jahresmittel bis zu 18 Prozent (an stark befahrenen Straßen) des Immissionswertes der TA Luft (10 Milligramm pro Kubikmeter) auf. Eine besonders bedeutsame Luftverunreinigung war im Jahr 1997 wiederum, wie bereits in den Vorjahren, Stickstoffdioxid. Entscheidende Ursache hierfür war der Einfluss des Kraftfahrzeugverkehrs. An städtischen Messorten, die intensivem Kraftfahrzeugverkehr ausgesetzt sind, erreichten die Jahresmittelwerte von Stickstoffdioxid bis zu 75 Prozent des Immissionswertes der TA Luft (80 µg/m³).

Im Jahr 1997 wurde die Öffentlichkeit an 12 Tagen über das Auftreten (insgesamt 43 Stunden) von Ozon-Werten von mehr als 180 µg/m³ zeitnah informiert. Der Ozon-Wert von 240 µg/m³ wurde im Jahr 1997 genau einmal überschritten, führte jedoch nicht zur Ausrufung eines Verkehrsverbotes für den nächsten Tag, da eine Änderung der Wetterlage prognostiziert wurde. Ein Ozon-Wert von 360 µg/m³, der zur Warnung der Bevölkerung geführt hätte, wurde 1997 in Nordrhein-Westfalen nicht erreicht oder überschritten.

Für Blei und Cadmium wurde im Rhein-Ruhr-Gebiet 1997 gegenüber dem Vorjahr ein leichter Rückgang der Konzentrationen beobachtet. Die regionalen Mittelwerte liegen jetzt bei 0,04 µg/m³ für Blei und bei 1,4 ng/m³ (Nanogramm pro Kubikmeter) für Cadmium.

Besonders hohe Bleikonzentrationen wurden an den Messorten Stolberg-Prym und Stolberg-Schule im Einflussbereich einer Bleihütte gemessen (0,59 bzw. 0,36 µg/m³). Als erhöht ist ferner der Jahresmittelwert des Messortes Datteln-Bahnhof mit 0,17 µg/m³ für Blei anzusehen (Umfeld einer Zinkhütte). Alle anderen Jahresmittelwerte von Blei liegen unterhalb von 0,1 µg/m³. Bemerkenswert ist ferner, dass 1997 erstmals die verkehrsnahen Stationen keine gegenüber dem regionalen Pegel erhöhten Bleiwerte mehr zeigten. Dies ist auf den fast ausschließlichen Einsatz bleifreier Kraftstoffe zurückzuführen. Der künftig EU-weit geltende Grenzwert für Blei liegt bei 0,5 µg/m³.

Den höchsten Mittelwert für Cadmium zeigte 1997 der Messort Datteln-Bahnhof mit 23,7 ng/m³. Der LAI-Zielwert für ein Krebsrisiko von 1:2500 in Höhe von 1,7 ng/m³ wurde an insgesamt 9 Messorten überschritten bzw. erreicht.

Nickel-Konzentrationen oberhalb von 10 ng/m³ (LAI-Langzeitwert für nicht-krebserzeugende Wirkungen) wurden 1997 in Duisburg-Meiderich mit 20,8 ng/m³ (gemischtes industrielles Umfeld), an der Station Dortmund-Hörde mit 10,8 ng/m³ (Stahlwerk Krupp Hoesch) sowie an vier Messorten in Siegen ermittelt, die ebenfalls im Einflussbereich von Stahlwerken liegen. Im Rhein-Ruhr-Gebiet stagniert die mittlere Nickelbelastung seit Anfang der 90er Jahre bei etwa 4 bis 5 ng/m³.

Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) werden vor allem bei unvollständigen Verbrennungsprozessen freigesetzt (Kohleverarbeitung, Gebäudeheizung mit Kohle, Dieselmotoren etc.). Erhöhte Benzo[a]pyren (BaP)-Werte finden sich vor allem im Zentrum des mittleren und westlichen Ruhrgebietes. Der LAI-Zielwert für ein Krebsrisiko von 1:2500 in Höhe von 1,3 ng/m³ wurde 1997 an 9 Messorten überschritten. Einen Sonderfall stellt dabei der Messort Duisburg-Bruckhausen im Nahbereich der Thyssen-Kokerei dar. Auch der Mess-ort Bottrop-Welheim wird durch eine Kokerei (Prosper) beeinflusst. Insgesamt gesehen gingen die PAK-Konzentration 1997 gegenüber dem Vorjahr großräumig zurück. Dies gilt in besonderem Maße für die verkehrsnahen Standorte.

Die weitaus wichtigste Verbindung aus der Gruppe flüchtiger Kohlenwasserstoffe ist das krebserzeugende Benzol. Der LAI-Zielwert für ein Krebsrisiko von 1:2500 von 2,5 µg/m³ wurde 1997 an insgesamt mehr als 30 Messorten überschritten. Eine besondere Rolle spielen dabei Messorte im Einflussbereich des Kraftfahrzeugverkehrs, an denen teilweise Jahresmittelwerte von etwa 10 bis 12 µg/m³ registriert wurden. Seit 1992 liegen die mittleren Benzolwerte im Rhein-Ruhr-Gebiet zwischen 2 und 3 µg/m³. In den letzten Jahren ist ein geringfügiger Anstieg zu erkennen.

Messungen von Dioxinen und Furanen (PCDD/PCDF) in der Außenluft ergaben 1997 im Jahresmittel Konzentrationen, die nur im direkten Nahbereich von Emittenten den vom LAI diskutierten Zielwert von 150 fg I-TE/m³ überschritten. In Duisburg-Wanheim wurde mit 332 fg I-TE/m³ der erwähnte Zielwert deutlich übertroffen. An allen 6 Messorten konnte das sogenannte "Seveso-Dioxin" 2,3,7,8-Tetrachlordibenzodioxin nachgewiesen werden. Nur am Messort Duisburg-Wanheim wurde der vorgeschlagene LAI-Zielwert von 16 fg/m³ (Femtogramm pro Kubikmeter) erreicht.

Die Konzentrationen der polychlorierten Biphenyle (PCB) in der Außenluft lagen 1997 im Jahresmittel an den sechs Messorten im Rhein-Ruhr-Gebiet zwischen 0,75 ng/m³ und 1,7 ng/m³. Für die Bewertung der PCB in der Außenluft gibt es keine Richt- oder Grenzwerte. Für die Innenraumluft hat das ehemalige Bundesgesundheitsamt einen Vorsorgewert von 300 ng PCB/m³ herangezogen.

*) Luftqualität in Nordrhein-Westfalen. Bericht über die Ergebnisse der Immissionsmessungen 1997 - Kurzfassung, Hrsg.: Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen, Essen, 1998.

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Air Quality in North Rhine-Westphalia, LUQS-Annual Report 1997

Summary

This report presents results received by the air quality monitoring system LUQS (LUft-Qualitätsüberwachungs-System) of the state North Rhine-Westphalia in 1997. A brief report on these results was already issued*). The results presented were provided by analysis of continuous as well as discontinuous air quality measurements applying state-of-the-art monitoring techniques. The air quality is described within the urban agglomerations along the rivers Rhine and Ruhr (including identified hot spot areas) as well as at selected monitoring sites in the rural and forested areas of North Rhine-Westphalia. The air quality data presented are compared to relevant air quality standards. The air quality standards of the Technical Instruction Air (TI Air) were clearly complied with at all monitoring sites in 1997.

The mean level of sulphur dioxide of 13 µg/m³ (micrograms per cubic metre) reached 9 percent of the corresponding air quality standard of the TI Air (140 µg/m³). The highest yearly mean value of sulphur dioxide recorded reached 28 percent of the air quality standard of the TI Air (140 µg/m³) in 1997. Concerning total suspended particles, the highest yearly mean value recorded in 1997 reached 52 percent of the air quality standard of the TI Air (150 µg/m³). For carbon monoxide, the highest yearly mean value reached 18 percent of the air quality standard of the TI Air (10 milligrams per cubic metre). Nitrogen dioxide was again an air pollutant of primary importance in 1997, mainly due to the emissions of road traffic. At urban monitoring sites close to heavy road traffic, the yearly mean values of nitrogen dioxide reached up to 80 percent of the air quality standard of the TI Air (80 µg/m³).

In 1997, the public was informed in near real time on 12 days of ozone levels exceeding 180 µg/m³ (43 hours in total). The ozone level of 240 µg/m³ was exceeded once in 1997. Due to expected changes in weather conditions, this exceedance was not used to proclaim a traffic ban for the next day. The ozone warning level of 360 µg/m³ was not reached or exceeded in 1997 in North Rhine-Westphalia.

Concerning lead and cadmium, slightly reduced levels were observed within the Rhine-Ruhr-area in 1997 compared to 1996. Regional mean values were found close to 0.04 µg/m³ for lead and close to 1.4 ng/m³ (nanograms per cubic metre) for cadmium.

Particularly high lead-concentrations were recorded at the monitoring sites Stolberg-Prym and Stolberg-Schule, both located close to a lead smelter (0.59 and 0.36 µg/m³). The yearly mean lead concentration of 0.17 µg/m³ found at the site Datteln-Bahnhof (close to a zinc smelter) is also considered as elevated. All other yearly mean values of lead were found to be smaller than 0.1 µg/m³. It may be mentioned that in 1997 for the first time, monitoring sites close to heavy road traffic did not reveal lead levels above the regional average. This is referred to the nearly exclusive use of lead free fuels. The future limit value of the European Union for lead will be 0.5 µg/m³.

For cadmium, the highest yearly mean value was found in 1997 at the monitoring site Datteln-Bahnhof with 23.7 ng/m³. The LAI-target value for a total risk of 1:2500 (1.7 ng/m³) was reached or exceeded at 9 monitoring sites in total.

Nickel-concentrations above 10 ng/m³ (LAI-target value for non-carcinogenic effects) were found in 1997 at the monitoring site Duisburg-Meiderich with 20.8 ng/m³ (mixed industrial neighbourhood), Dortmund-Hörde with 10.8 ng/m³ (steelworks Krupp Hoesch) as well as at four monitoring sites in Siegen (close to steelworks). Within the Rhine-Ruhr area, nickel levels of about 4 to 5 ng/m³ have been observed since 1990 without major trends.

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are emitted primarily by incomplete combustion processes (e.g. carbon processing, domestic heating with carbon, diesel engines). Increased levels of benzo[a]pyren (BaP) have been found primarily in central and western parts of the Ruhr-area. The LAI-target value for a total risk of 1:2500 (1.3 ng/m³) was exceeded at 9 monitoring sites in 1997. A particular case is the monitoring site Duisburg-Bruckhausen since it is located next to a coking plant (Thyssen). The monitoring site Bottrop-Welheim is also influenced by a coking plant (Prosper). On the average, reduced PAH-levels were observed in 1997 compared to 1996. This holds in particular for monitoring sites influenced by heavy road traffic.

The carcinogenic benzene is the most important compound of the group of volatile hydrocarbons (VOC). The LAI-target value for a total risk of 1:2500 (2.5 µg/m³) was exceeded in 1997 at 30 monitoring sites in total. Monitoring sites influenced by heavy road traffic revealed the highest yearly mean values with 10 to 12 µg/m³. Since 1992 average levels of benzene of 2 to 3 µg/m³ have been recorded within the Rhine-Ruhr area. In recent years minor increases have been observed.

In 1997, yearly mean levels of polychlorinated dibenzodioxines and dibenzofuranes (PCDD/PCDF) in ambient air exceeded the discussed LAI-target value of 150 fg I-TE/m³ next to major industrial sources only. At the monitoring site Duisburg-Wanheim, the recorded yearly mean value of 332 fg I-TE/m³ surpassed the mentioned target value significantly. At all 6 monitoring sites, the so called Seveso-dioxine 2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxine was detected reaching the proposed LAI-target value of 16 fg/m³ at the monitoring site Duisburg-Wanheim only.

Concentration levels of polychlorinated biphenyles (PCB) in ambient air were monitored in 1997 at 6 sites within the Rhine-Ruhr area revealing yearly mean values between 0.75 ng/m³ and 1.7 ng/m³. Ambient air quality standards or guide values for PCB are not available. For indoor air, a precaution level of 300 ng PCB/m³ was applied by former Bundesgesundheitsamt.

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IMPRESSUM:

Herausgeber: Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen Wallneyer Str. 6 * 45133 Essen
Telefon (02 01) 79 95 - 0 * Telefax (02 01) 79 95 - 14 48
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Bearbeitung: Dr. Reinhold Beier, Jürgen Friesel, Dr. Dieter Gladtke, Dr. Ernst Hiester, Jürgen Kohlert, Dr. Barbara Mathieu, Dr. Hans-Ulrich Pfeffer, Eberhard Straub, Marion Wichmann-Fiebig

Textgestaltung: Angelika Wiefers

Druck: Eigendruck, Essen 1999

Gedruckt auf 100 % Altpapier ohne Chlorbleiche

ISSN 1438-8448 Luftqualität in Nordrhein-Westfalen, LUQS-Jahresbericht 1997

Titeländerung: Der neue Serientitel "... LUQS-Jahresberichte" fasst ab Ausgabe 1997 die bisherige fortlaufende Berichterstattung in den "TEMES-Jahresberichten", ISSN 0947-3491, sowie in den "LIMES-Jahresberichten, Reihe B", ISSN 0947-3521, zusammen und ersetzt diese Titel.

Abdruck mit Quellenangabe ist erwünscht, Belegexemplar wird erbeten.
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*Internet unter http://www.lua.nrw.de
Aktuelle Luftqualitätswerte aus NRW:
* Videotext des WDR-Fernsehens, 3. Progr., Tafel 167-169

Bereitschaftsdienst: Nachrichtenbereitschaftszentrale des LUA NRW (24-Std.-Dienst):
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