F.5 Staubniederschlagskataster

Bearbeitungsstand: 07/2008

Definition / Datenlage

Als Staubniederschlag (Staubdeposition) werden partikelförmige Luftverunreinigungen bezeichnet, die aufgrund ihrer Größe bzw. ihres Gewichtes aus der Atmosphäre durch trockene Sedimentation und Niederschläge ausfallen. Schwebstaub besteht dagegen aus flüssigen oder festen Teilchen mit sehr geringem Durchmesser, die bei Windstille nur unmerklich zum Erdboden sinken. Im Gegensatz zum Schwebstaub kann der Staubniederschlag relativ einfach in sogenannten Bergerhoff-Gefäßen erfasst werden. Diese werden nach einem definierten Raster verteilt aufgestellt (Rastermaß meist 1000 Meter, zum Teil auch 500 Meter) und monatlich geleert; der aufgefangene Niederschlag wird analysiert. Daraus werden Aussagen über die Belastungssituation der einzelnen Rasterflächen (1 Quadratkilometer bzw. 0,25 Quadratkilometer) abgeleitet. Neben der Menge des aufgefangenen Staubniederschlages (angegeben in Milligramm pro Quadratmeter und Tag) sind die Konzentrationen der darin enthaltenen Schadstoffe (z.B. Schwermetalle) von gesundheitlichem Interesse.

Während die aufwendigere Schwebstaubmessung (Filtration geförderter Luft) in Gütersloh nur punktuell im Rahmen der MILIS-Messungen erfolgte (vergleiche Kapitel F.3), wurde der Staubniederschlag bislang in 3 verschiedenen, voneinander unabhängigen Messperioden in Teilen des Stadtgebietes flächendeckend erfasst: 1992/93 über 25 Quadratkilometer und 12 Monate (im Rahmen des Genehmigungsverfahrens für die Müllverbrennungsanlage Gütersloh), 1997/99 über 39 Quadratkilometer und 17 Monate (durch den Fachbereich Umweltschutz der Stadtverwaltung Gütersloh) und 1999 über 4 Quadratkilometer und 6 Monate (im Rahmen des Genehmigungsverfahrens zur Änderung des Spanplattenwerkes in Gütersloh). Schwerpunkte der Erfassung waren jeweils die zentralen und nordöstlichen Stadtbereiche.

 

Staubniederniederschlagsmengen

Die Menge des Staubniederschlages zeigt einen deutlichen Jahresgang. Die höchsten Werte (an einzelnen Stationen bis über 400 Milligramm pro Quadratmeter und Tag) werden in den Sommermonaten erreicht, in denen landwirtschaftliche Boden­bearbeitung, Insekten- und Samenflug ihren Höhepunkt erreichen. Im Winterhalbjahr liegen die Einzelwerte dagegen meist um oder unter 50 Milligramm. Daher können die Monatswerte einer Station im Jahresverlauf um etwa eine Zehnerpotenz schwanken.

Der Jahresmittelwert für die Gesamtuntersuchungsfläche (Mittelwert aller Teilflächen) liegt um 100 Milligramm pro Quadratmeter und Tag. Einen Orientierungswert enthält die Technische Anleitung Luft (TA Luft) von 1986, die als »Immissionswert zum Schutz vor erheblichen Nachteilen und Belästigungen« 350 Milligramm pro Quadratmeter und Tag (als arithmetisches Mittel aller Messwerte einer Beurteilungsfläche über die gesamte Messperiode) nennt; er wird sowohl im Durchschnitt der Gesamtuntersuchungsfläche als auch jeder einzelnen Teilfläche deutlich unterschritten. Die Gütersloher Ergebnisse entsprechen denen anderer ländlich geprägter Untersuchungsgebiete Westfalens. Ein zeitlicher Trend zwischen den für Gütersloh verfügbaren Messperioden ist nicht erkennbar.

 

Räumliche Verteilung der Staubniederschläge

Karte F.5.1 Staubniederschläge

Geobasisdaten der Kommunen und des Landes NRW © Geobasis NRW 2015

Legende

 

Die räumliche Verteilung innerhalb dieses insgesamt niedrigen Niveaus zeigt die Karte F.5.1. Relativ höhere Werte finden sich im zentralen und nordöstlichen Stadtgebiet sowie in der Nähe der Autobahn. Als Emissionsquellen kommen somit Industrie, Wohngebiete (Heizungsanlagen) und Verkehr in Betracht. Die Rasterflächen der höchsten Staubniederschläge decken sich weitgehend mit dem Ergebnis von Immissionsprognosen, die für das Spanplattenwerk erstellt worden sind.

Im Winterhalbjahr liegen die Schwerpunkte des Staubniederschlages im Bereich der Kernstadt; im Sommerhalbjahr sind sie auch auf einigen Rasterfeldern des Außenbereiches erhöht.

 

Schwermetallgehalte im Staubniederschlag

Neben der Menge des aufgefangenen Staubes wurde in jeweils 3 Halbjahresproben die im Staub enthaltene Menge an Blei, Cadmium, Chrom, Nickel und Zink ermittelt. Einen Überblick über die Analyseergebnisse im Vergleich zu Orientierungswerten gibt die nachfolgende Tabelle. Sie zeigt, dass die Metalldepositionen weit unterhalb der nach TA Luft oder BBodSchV zulässigen Werte liegen, allerdings bei Blei, Cadmium und Zink auch teilweise über die von KÜHLING & PETERS (1994) vorgeschlagenen Luftqualitätsstandards für das Schutzgut Boden hinausreichen. Gleichwohl liegen die Gütersloher Werte im unteren Bereich anderer regionaler Studien in NRW.

 

Mittlere Schwermetallgehalte im Staubniederschlag in Gütersloh im Vergleich

(mg/m2d) Erläuterung Blei Cadmium Chrom Nickel Zink
Mittelwert (1) 13,1 0,32 2,53 3,47 66,0
Spannbreite (2) 7,5 - 19,8 0,18 - 0,39 1,73 - 3,47 1,97 - 4,8 38 - 86
TA Luft (3) 250 5 - - -
BBodSchV (4) 110 1,6 82 27 329
Schutzgut Boden (5) < 15 0,1 9 6 35
Schutzgut Pflanzen (6) 20 < 1 - - -

Erläuterungen:

(1) Arithmetisches Mittel aller Halbjahreswerte aller Rasterflächen 1997/99
(2) Minimal- und Maximalwerte 1997/99
(3) Immissionswert IW1 nach Nr. 2.5.2 TA Luft 1986 zum »Schutz vor erheblichen Nachteilen oder erheblichen Belästigungen«
(4) Nach § 8 (2) Nr.2 Bundesbodenschutzverordnung (BBodSchV) zulässige zusätzliche jährliche Frachten an Schadstoffen über alle Wirkungspfade zur Vermeidung oder Verminderung von Stoffeinträgen in den Boden (umgerechnet)
(5) Nach KÜHLING & PETERS (1994) anzustrebende Luftqualitätsstandards für das »Schutzgut Boden« zur Begrenzung unerwünschter Anreicherungen in nicht vorbelasteten Böden
(6) Nach KÜHLING & PETERS (1994) anzustrebende Luftqualitätsstandards für das »Schutzgut Pflanzen« zur Begrenzung unerwünschter Anreicherungen in Pflanzen der Nahrungskette

 

Rückgang der Metallgehalte

Zwischen den Messperioden 1992/93 und 1997/99 sind die Metallgehalte deutlich gesunken, wie ein direkter Vergleich der jeweils deckungsgleichen Rasterflächen zeigt (vergleiche Grafik unten). Dieser Rückgang entspricht Beobachtungen an Messstationen des Umweltbundesamtes (Siegerland, Solling) sowie der für Deutschland belegten Verringerung der Emissionen in den letzten Jahren (UBA 1997, 1998).

Räumliche Verteilung der Metalldeposition

Karte F.5.2 Metalldeposition

Geobasisdaten der Kommunen und des Landes NRW © Geobasis NRW 2015

Legende

Die räumliche Verteilung der Metalldepositionen zeigt bei Blei, Chrom, Nickel und Zink deutliche Schwerpunkte im Siedlungsbereich. Die Cadmiumverteilung weist dagegen unabhängig von der Siedlungsdichte einen räumlichen Gradienten von Nordwest (höhere Werte) nach Südost (niedrige Werte) auf. In Karte F.5.2 wird die relative Schwermetalldeposition als Index für alle 5 genannten Metalle dargestellt. Dazu wurden die Niederschläge jedes einzelnen Metalls in jeweils 4 gleich breite Klassen eingeteilt und die sich so für die verschiedenen Rasterflächen ergebenden Klassenzugehörigkeiten anschließend gemittelt. Diese mittleren Klassenwerte zeigen summarisch, wo im Stadtgebiet relativ viel (hohe Klassenwerte: dicht besiedelte Flächen und nordöstliche Hauptabstromrichtung entlang der Verkehrsachsen) oder relative wenig Metalle (niedrige Klassenwerte: ländliche Außenbereiche) mit dem Staubniederschlag niedergehen.

 

Dioxin- und Furangehalte im Staubniederschlag

In den Messperioden 1992/93 und 1999 wurden auch halbjährig Dioxine und Furane im Staubniederschlag analysiert. Die mittlere Belastung an 5 Messstellen betrug 1992/93 circa 11,4 Pikogramm pro Quadratmeter und Tag (2. Halbjahr 1992: 15,8: 1. Halbjahr 1993: 7,2). Die Belastung der einzigen Messstelle 1999 erreichte im ersten Halbjahr < 3,7 Pikogramm pro Quadratmeter und Tag und damit nur noch etwa den halben Wert des entsprechenden Vergleichszeitraumes. Auch dieser Rückgang spiegelt den bundesweiten Trend wieder (UBA 1997) und liegt in einem Bereich, der für wenig belastete ländliche Gebiete typisch ist. Der Orientierungswert für NRW des MURL/MWMTV (1999) als Auslöser für weitere Untersuchungen beträgt 15 Pikogramm pro Quadratmeter und Tag.

 

Quellen:
  • Ministerium für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft NRW, Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand, Technologie und Verkehr NRW (MURL/MWMTV): Gemeinsamer Runderlass vom 09.04.1999 zur Durchführung der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft, Ministerialblatt NRW, Seite 666
  • Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft vom 27.02.1986 (TA Luft), Gemeinsames Ministerialblatt Seite 95, ber. Seite 202
  • Umweltbundesamt (UBA, Hrsg.) (1997): Daten zur Umwelt, Berlin

Stadt Gütersloh, Fachbereich Umweltschutz; Letzte Änderung: 13.12.2013