Verkehrsbedingte Stickoxidemissionen werden erheblich unterschätzt

Forscher des EU-finanzierten ALP-AIT-Projekts veröffentlichten kürzlich die Ergebnisse ihrer kontinuierlichen Überwachung von Spurengaskonzentrationen in der Luft. Das Team nutzte das Eddy-Covariance-Verfahren für Atmosphärenmessungen, mit dem die Quelldaten statistisch analysiert werden, um die Emissionen innerhalb eines Radius von einem Kilometer zur Messstelle abzuleiten.

Die in „Scientific Reports“ veröffentlichte Studie basierte auf Messungen, die 2015 innerhalb von drei Monaten im österreichischen Innsbruck durchgeführt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die hohen Stickoxidkonzentrationen hauptsächlich durch zwei anthropogene Quellen entstehen, nämlich den Straßenverkehr und Verbrennungen in Privathaushalten. Über 80 % entfielen auf den Straßenverkehr, wobei Dieselfahrzeuge für den größten Anteil verantwortlich waren.

Neue Messung der unterschätzten Stickoxidemissionen

In ihrer städtischen Beobachtungsstelle zeichneten die ALP-AIR-Forscher die Konzentration von Kohlenstoffdioxid (CO2), Stickstoffoxid (NO) und flüchtigen organischen Substanzen mit einer Auflösung von 36 000 Datenpunkten pro Stunde auf. „Dieses Ergebnis ist für die gesamte Stadt recht repräsentativ“, sagt Dr. Thomas Karl vom Institut für Atmosphären- und Kryosphärenwissenschaften der Universität Innsbruck. Als er darüber spricht, ob und wie durch diese Ergebnisse die Defizite anderer Ansätze aufgezeigt werden, führt er aus: „Selbst neuere Atmosphärenmodelle basieren auf Emissionsinventaren, bei denen die Stickoxidemissionen um bis zu einen Faktor von vier unterschätzt werden.“

Die Stickoxidkonzentrationen überschreiten in städtischen Gebieten in ganz Europa regelmäßig die zugelassenen Höchstwerte. Um diese Herausforderung in Angriff zu nehmen, müssen unter anderem die Emissionsquellen exakt bestimmt und quantifiziert werden. Allerdings beruhen die meisten Ansätze zum Umgang mit Luftverschmutzung auf Atmosphärenmodellen, die sich auf Versuchsergebnisse aus Testanlagen stützen. Wie der nicht lange zurückliegende Skandal um Dieselemissionen deutlich vor Augen führte, stehen die an Prüfständen erhobenen Messwerte kaum mit den tatsächlichen Auswirkungen auf die Umwelt in Zusammenhang.

Die Tatsache, dass die ALP-AIR-Daten in-situ gesammelt wurden, macht diese Forschungsarbeit so besonders wertvoll. Überdies wurde belegt, dass die Überschreitungen der EU-Sicherheitsgrenzwerte für NO nicht mehr nur auf großstädtische, industrialisierte Bereiche begrenzt waren, sondern auch in weniger urbanen Gebieten vorkamen, weshalb die Erkenntnisse besonders wichtig sind. Die ALP-AIR-Forscher beziehen sich hinsichtlich des untersuchten Gebiets auf Innsbruck, das einen wichtigen Verkehrsknotenpunkt zwischen Nord- und Südeuropa darstellt, der jährlich von etwa sechs Millionen Fahrzeugen durchquert wird und für Mitteleuropa sowie die größere Alpenregion repräsentativ ist.

Bessere Maßnahmen in Bezug auf Luftverschmutzung und Gesundheit

Im zwanzigsten Jahrhundert führte die schnell verlaufende Industrialisierung – neben landwirtschaftlichen Maßnahmen zur Ertragssteigerung wie dem Einsatz künstlicher Düngemittel – zu einer erheblich höheren Konzentration von NO in der Atmosphäre. NO ist in höheren Konzentrationen giftig und wird als gefährlicher Luftschadstoff eingestuft, der mit gesundheitlichen Problemen wie Atembeschwerden in Verbindung gebracht wird und wesentlich zum bodennahen Aufkommen von Ozon beiträgt, das sich wiederum auf das Klima auswirkt.

Der Wechsel zu Dieselfahrzeugen führte durch eine höhere Kraftstoffeffizienz zwar zu niedrigeren CO2-Emissionen, ließ jedoch in ganz Europa die NO-Emissionen steigen. In der Studie weisen die Forscher darauf hin, dass der Einsatz von Dieselfahrzeugen um 70 % steigen wird (vor allem aufgrund der zunehmenden Fahrzeugnutzung in Asien), weshalb wir die Veränderung der NO-Konzentrationen und der chemischen Hintergründe des Ozonvorkommens dringend besser verstehen müssen, um die Auswirkungen auf die Umwelt besser beurteilen zu können.

Ein Hauptziel des Projekts bestand außerdem in der Entwicklung umfassender neuer Tools zur Umweltüberwachung sowie darin, direkt zur Verbesserung von Erdsystemmodellen beizutragen. Zukünftig möchten die Forscher nicht nur den zeitlichen Rahmen von Emissionsüberwachungen ausweiten, sondern auch untersuchen, wie sich Autobahnen, jahreszeitliche Veränderungen sowie landwirtschaftliche Aktivitäten auf die Emissionen auswirken.

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