Kuhl, Esther (2014)
Wirkung der Gestaltung von Verkehrssystemen auf die Umweltlage in deutschen Städten.
Technische Universität Darmstadt
Bachelorarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Die Luftverschmutzung in den deutschen Großstädten ist seit vielen Jahren immer wieder Diskussionsthema. Einen erheblichen Anteil dazu trägt der Verkehr bei, denn in den Ballungsgebieten gilt er als einer der Hauptemittenten von Luftschadstoffen. Aufgrund der Bevölkerungsdichte sind die Gefahren, die davon ausgehen, nicht zu unterschätzen. Luftschadstoffe können zu erheblichen Gesundheitsbeeinträchtigungen führen. Ziel dieser Arbeit ist herauszuarbeiten, wie die Zusammenhänge von Umweltbelastung und Verkehrssystem aussehen und damit eine Grundlage für eine weiterführende Arbeit zu schaffen. Ein weiterer Gedanke ist, einen Beitrag dazu zu leisten, sinnvolle Maßnahmen zur Reduzierung der Schadstoffemissionen in Darmstadt zu finden. Deshalb wird in dieser Arbeit die Situation in Städten analysiert, die ähnlich groß sind wie Darmstadt. Zur Reduzierung der Umweltbelastungen wird in Deutschland schon vieles unternommen. Beispiele sind die Einführung von Umweltzonen und die ständige Verbesserung der Kraftfahrzeugtechnologie. Da dennoch weiterhin an vielen Messstationen die vorgegebenen Grenzwerte der EU überschritten werden, muss noch einiges geschehen. Zusätzlich zum Verkehr als einem der Hauptemittenten von Luftschadstoffen gibt es noch weitere Faktoren, die die Luftqualität beeinflussen. Dazu zählen die Emissionen von Gebäudeheizungen und der Industrie. Auch die Wetterlage kann die Stärke der Umweltbelastung beeinflussen. Jedoch werden diese Emittenten in dieser Arbeit nicht analysiert. Hier werden ausschließlich Luftschadstoffe untersucht, die durch den Verkehr entstehen. Dazu zählen folgende Stoffe: Ammoniak, Benzol, Blei, Feinstaub, Kohlenmonoxid, Ozon, Schwefeldioxid und Stickstoffoxide. Die wichtigsten Schadstoffe sind Feinstaub, welcher sich in PM10, PM2,5 und ultrafeine Partikel aufteilt, sowie Stickstoffoxide, die sich in Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid aufteilen. Relevant für diese Arbeit ist hauptsächlich PM10, da dies zu den Stoffen zählt, deren Grenzwerte, in diesem Fall die unerlaubten Überschreitungstage, am häufigsten überschritten werden. Ähnliches gilt für Stickstoffdioxid (NO2). Da nur für NO2 Messwerte vorliegen, wird zusätzlich zu PM10 noch NO2 analysiert. Bei NO2 wird hauptsächlich der Grenzwert für den Jahresmittelwert überschritten. Aufgrund dieser Vorgaben bezieht sich die Kategorisierung der ausgewählten Städte auf die Messwerte zu den PM10 – Überschreitungstagen und den NO2 – Jahresmittelwerten. Bevor die Kategorisierung durchgeführt werden kann wird eine größere Anzahl von deutschen Großstädten ausgewählt, die ähnlich groß sind wie Darmstadt. Daraus ergibt sich eine Anzahl von 30 Städten, die über Deutschland verteilt sind. Im ersten Schritt werden die Städte anhand der Werte zu den PM10 – Überschreitungstagen in Kategorien mit den Schulnoten 1 – 4 eingeteilt. Daraufhin werden die Werte zu den NO2 – Jahresmittelwerten betrachtet und deren Ausprägung mit in die Kategorisierung eingebracht. Am Ende ergibt sich folgende Aufteilung auf die Kategorien: Die Kategorie mit der Note 1 (sehr geringe Belastung) erreicht keine der Städte. In der Kategorie mit der Note 2 (geringe Belastung) liegen drei, in der Kategorie mit der Note 3 (mittlere Belastung) acht Städte. Die Kategorie mit der Note 4 (starke Belastung) erreichen zwölf Städte. In dieser Kategorie findet sich die größte Anzahl der Städte. In der Kategorie mit der Note 5 (kritische Belastung) liegt eine Stadt und die schlechteste Kategorie mit der Note 6 (sehr kritische Belastung) erreichen sechs Städte, was immerhin einem Anteil von 20% der ausgewählten Städte entspricht. Dies zeigt deutlich, dass der Großteil der Städte einer starken Belastung durch Luftschadstoffe ausgesetzt ist. Diese Kategorisierung wird mit der Ausprägung der verkehrlichen Einflussfaktoren verglichen und der Zusammenhang zwischen Umweltbelastung und Einflussfaktoren dargestellt. Die Einflussfaktoren Modal Split, Verkehrsaufkommen, Straßenzustand, Verkehrsdichte und Umgehungsstraße werden analysiert. Die Daten zu den Einflussfaktoren stammen zum Teil aus Informationen der Städte und zum Teil aus anderen Quellen. Zu den Faktoren Modal Split und Umgehungsstraße sind Daten für alle Städte vorhanden. Zu den anderen drei Faktoren stehen nur zum Teil Daten zur Verfügung. Die Analyse des Modal Split, insbesondere des MIV – Anteils, hat ergeben, dass es zwischen den Messwerten für PM10 und NO2 und den Daten zum MIV – Anteil keinen signifikanten Zusammenhang gibt. Bei der Analyse des Verkehrsaufkommens zeichnet sich ein ähnliches Bild ab. Die Korrelationskoeffizienten liegen bei beiden Luftschadstoffen nahe bei null, was wiederum bedeutet, dass es auch bei diesem Faktor keinen direkten Zusammenhang gibt. Setzt man das Verkehrsaufkommen in Bezug zur Einwohnerzahl ergibt sich ein unerwartetes Ergebnis. Die Korrelationsanalyse zeigt bei den vorhandenen Daten zu den beiden Luftschadstoffen einen schwachen negativen Zusammenhang. Dies bedeutet, dass die Umweltbelastung stärker wird, wenn das Verkehrsaufkommen pro Einwohner abnimmt. Die Analyse des Straßenzustands ergibt einen schwachen positiven Zusammenhang. Dies trifft vor allem auf die Belastung durch PM10 zu. Das Ergebnis entspricht den Annahmen, die in der Literatur vorhanden sind, dass durch einen schlechten Zustand der Straße mehr Feinstaub aufgewirbelt wird. Bezüglich der Analyse der Verkehrsdichte ergibt sich ein anderes Bild. Bei der PM10 – Belastung erscheint ein deutlicher negativer Zusammenhang, was besagt, dass die Belastung stärker wird, wenn die Verkehrsdichte abnimmt. Dies widerspricht jedoch der grundlegenden Annahme, dass die PM10 – Belastung sich erhöht, je stockender der Verkehrsfluss ist. Bei der NO2 – Belastung wiederum entsteht ein schwacher positiver Zusammenhang. Für die Analyse der Umgehungsstraßen wird ein anderes Analysewerkzeug verwendet, der Zweistichproben t – Test. Dieser ergibt, dass es zahlenmäßig einen Unterschied bei der Belastung in Städten mit Umgehungsstraßen und in Städten ohne gibt, dieser jedoch laut Analyseergebnis nur durch Zufall entsteht. Die gesamte Analyse zeigt, dass sich anhand der vorhandenen Daten und den sich daraus ergebenden Resultaten keine klare Aussage treffen lässt bezüglich der Zusammenhänge zwischen Einflussfaktoren und Umweltbelastung. Nur im Bezug auf den Straßenzustand stellt sich ein positiver Zusammenhang ein. Einerseits können die größtenteils nicht – aussagekräftigen Ergebnisse darauf zurückzuführen zu sein, dass die Datengrundlage teilweise recht klein ist. Deshalb sind die Ergebnisse zu hinterfragen, da sie kein Gesamtbild für Deutschland darstellen. Andererseits können die Resultate darauf zurückzuführen zu sein, dass die Daten zu den Einflussfaktoren sich auf das gesamte Stadtgebiet beziehen und die Messdaten zu den Luftschadstoffen nur punktuell einen bestimmten Straßenzug abbilden. Um die Daten besser miteinander vergleichen zu können, sollten flächendeckende Messungen der Luftschadstoffe vorgenommen werden, damit die Umweltbelastung für das gesamte Stadtgebiet ermittelt werden kann. Aufgrund dessen ist es auch nicht möglich, mit diesen Werten die Wirkungsweise möglicher Maßnahmen zur Reduzierung der Umweltbelastung einzuschätzen. Die Verkehrsverhältnisse an den Orten der Messstationen entsprechen nicht der Gesamtverkehrssituation in den Städten. Die genannten Einflussfaktoren können durch verschiedenste Maßnahmen beeinflusst werden, aber inwiefern sich dadurch die Umweltbelastung ändert ist aktuell nicht zu sagen. Um die Umweltbelastung in den deutschen Großstädten nachhaltig verbessern zu können bedarf es umfassender Maßnahmenpakete. Um die Wirkung dieser auf das gesamte Stadtgebiet aussagekräftig analysieren zu können bedarf es gleichzeitig flächendeckender Messungen. Diese Schlussfolgerungen sind darauf zurückzuführen, dass es keine Zusammenhänge zwischen Umweltbelastung und den untersuchten Einflussfaktoren gibt. Dieses Ergebnis ist jedoch durch die Analyse eines kleinen Datensatzes entstanden und stellt möglicherweise kein Gesamtbild dar.

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