Analyse atmosphärischer Spurengase zur Bestimmung des lufthygienischen Erholungswertes eines urbanen Parks

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Analyse des lufthygienischen Erholungswertes einer grosen urbanen Parkanlage - dem Grugapark der Stadt Essen - auf der Basis von Feldexperimenten. Die Untersuchung umfassste sowohl die Analyse des Transports Kfz-bedingter Immissionen in die Grunflache hinein als auch die Abschatzung der Bildung sekundarer Spurengase. Daruber hin-aus wurde der Einfluss biogener Emissionen auf die lokale Photooxidantienbildung analysiert. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Erfassung sommerlicher Schonwetterereignisse, bei denen von einer intensiven Nutzung der Parkanlage durch die Erholung suchende Stadtbevolkerung auszuge-hen ist. Zugleich konnen diese windschwachen und einstrahlungsreichen Situationen jedoch die Spurenstoffausbreitung einschranken und Photooxidantienbildung begunstigen ("Worst-case"-Analyse). Zur Beantwortung der Fragestellung wurden von 1995 bis 1998 wahrend ausgewahlter sommerli-cher Perioden Messkampagnen im 70 ha grosen Grugapark der Stadt Essen durchgefuhrt. Dieser befindet sich in unmittelbarer Nahe zu den stark befahrenen Verkehrswegen B 224 und BAB 52. Das Messkonzept umfasste sowohl die flachenhafte Untersuchung von Kfz-bedingten Spurengasen als auch deren zeitlich hoch aufgeloste Immissionsanalyse. Daruber hinaus wurden Emissions- und Immissionsmessungen zur Erfassung von Isopren, der Leitsubstanz biogener O3-Vorlaufersubstan-zen, durchgefuhrt. Die Beeinflussung des Grugaparks durch benachbarte Verkehrswege konnte durch Messungen von NO2 und Modellrechnungen (MLuS-92 (Stand: 2000)) fur CO, NO und Benzol nachgewiesen wer-den. Die Ergebnisse zeigten einen Einfluss, der im Jahresmittel ca. 300 m in den Park hinein reichte. Im Parkinneren ist fur die untersuchten Spurengase davon auszugehen, dass sich eine ca. 45 ha grose Flache mit homogener Konzentrationsverteilung in Hohe der stadtischen Hintergrund-konzentration ausbildet. Diurnale Konzentrationsverlaufe unter sommerlichen, advektionsarmen Bedingungen zeigten einen deutlichen Einfluss benachbarter Linienquellen bezuglich der primaren Kfz-bedingten Spurengase CO, NO, NO2 und BETX mit am Tage in Einzelfallen relativ hohen O3-Konzentrationen. Korrela-tionsanalysen mit den Daten des Messnetzes des Landesumweltamtes NRW lassen jedoch den Schluss zu, dass die im Grugapark gemessenen O3-Konzentrationen zu 80 % bis 90 % durch Ad-vektion bedingt sein durften. Fur die Mittags- und fruhen Nachmittagsstunden konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen der UV-Strahlung und den gemessenen O3-Immissionen nachgewiesen werden, woraus Ruck-schlusse auf die lokale O3-Bildung gezogen werden konnen. Die biogene Leitsubstanz Isopren zeigt am fruhen Nachmittag bei hohen Strahlungsintensitaten einen Anteil von 20 % an der Gesamtreak-tivitat. Der Beitrag der O3-Ausbeute bei vollstandiger Isopren-Oxidation durfte ca. 6 % an der O3-Produktion betragen. Fur nachtliche O3-Maxima konnte im Rahmen der durchgefuhrten Untersuchungen wahrend eines "Low-level-jet"-Ereignisses (LLJ) erstmals eine Turbulenz-Zunahme vom Kern des LLJ bis in bodennahe Schichten nachgewiesen werden. Die lufthygienische Bewertung des Parks ergab hinsichtlich der Langzeitbelastung der untersuch-ten Kfz-bedingten Spurengase keine Grenzwertuberschreitungen auf der Basis von Jahresmittel-werten (I1). Die summarische Bewertung der Jahresmittelwerte nach BAUMULLER & REUTER (1995) und MAYER et al. (2002) deutet auf eine geringe Luftbelastung (Stufe II: Schutzbedurftige Sondernutzung und empfindliche Nutzung, wie Wohnen und Freizeit) hin. Die Kurzzeitbelastung wird durch einen deutlichen Einfluss nachmittaglich hoher O3-Konzentra-tionen unter "Worst-case"-Bedingungen gepragt. Fur CO, NO und NO2 konnten keine Uberschrei-tungen der 0,5-MIK-Werte des VDI nachgewiesen werden. Der MIK-Wert von O3 (120 µg m-3) wurde von 20 % der Messwerte uberschritten. Bezuglich der O3-Immissionen kann die Luftqualitat unter einstrahlungsreichen, advektionsarmen Witterungs-bedingungen und gleichzeitig hohen Hintergrundkonzentrationen in Anlehnung an den Tages-Luftqualitatsindex TLQ (MAYER et al. 2002) als "befriedigend" beurteilt werden. Obwohl die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen konnten, dass auch der luftchemischen Zu-sammensetzung der Parkatmosphare ein lokales O3-Bildungspotenzial zukommt, sei jedoch darauf hingewiesen, dass die dort gemessenen O3-Konzentrationen im Wesentlichen durch regionale und uberregionale Transportvorgange bedingt sein durften. Die vorliegende Arbeit leistet in Bezug auf das gesundheitsbezogene Ruhe- und Erholungsbedurfnis der Stadtbevolkerung einen Beitrag zur Beurteilung des lufthygienischen Erholungswertes ur-baner Parkanlagen unter besonderer Berucksichtigung nutzungsintensiver Sommertage und durfte auf Grunflachen ahnlicher Grose und Vegetationsstruktur unter Berucksichtigung der Umgebungs-konzentration ubertragbar sein.