title: Einfluss eines Großflughafens auf zeitliche und räumliche Verteilungen der Außenluftkonzentrationen von Ultrafeinstaub &lt; 100 nm, um die potentielle Belastung in der Nähe zu beschreiben - unter Einbeziehung weiterer Luftschadstoffe
title: Einfluss eines Großflughafens auf zeitliche und räumliche Verteilungen der Außenluftkonzentrationen von Ultrafeinstaub &lt; 100 nm, um die potentielle Belastung in der Nähe zu beschreiben - unter Einbeziehung weiterer Luftschadstoffe
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Lorentz, Helmut
name: Schmidt, Wolfram
name: Hellebrandt, Pia
Publisher: name: Umweltbundesamt
Year: 2021
Subjects: subject: Ultrafeinstaub
subject: Flughafen
subject: Flugzeugabgas
subject: Ausbreitungsrechnung
subject: Ultrafeinpartikel
subject: Flugzeugemission
subject: Kfz-Emission
subject: LASAT
subject: LASPORT
subject: EURAD
subject: MADE
subject: flüchtige Partikel
subject: nichtflüchtige Partikel
subject: Modell-Messung-Vergleich
subject: Luft
subject: Gesundheit
subject: Verkehr

description: Einträge von Luftschadstoffen stellen eine bedeutende Gefährdungsursache für die menschliche Gesundheit dar. Neben den bereits in der Luftqualitätsrichtlinie (EU-RL 2008/50/EC) geregelten Luftschadstoffen sind weitere luftgetragene Spurenstoffe in der wissenschaftlichen Diskussion, die der menschlichen Gesundheit Schäden zufügen können. In jüngeren Studien wurden Flughäfen als Quelle für erhöhte UFP-Konzentrationen in der Luft identifiziert. Es ist erforderlich, den Beitrag des Flugha- fens zur oberflächennahen UFP-Konzentration in der Außenluft durch Messen und Modellieren besser zu verstehen. In diesem Projekt wurde für die Region des Flughafens Frankfurt/Main die Gesamtkonzentration der UFP-Anzahl mithilfe einer Kombination aus etablierten Luftschadstoffausbreitungs-Modellen für die lokale (LASAT, LASPORT) und überregionale Ebene (EURAD, MADE) berechnet. Die Emissionen für den Flugzeugverkehr, den Straßenverkehr, den Flughafen-Bodenverkehr, sonstige Flughafeninfrastruktur und den regionalen bzw. mesoskaligen Hintergrund wurden anhand von nationalen und internationalen Emissionskatastern (HBEFA, ICAO, GRETA) und spezifischen, vom Flughafen ermittelten Daten bestimmt. Die Modellergebnisse (dreidimensionale, stündlich aufgelöste Konzentrationszeitreihen, in Summe und unterteilt nach Quellgruppen Flugbetrieb und Bodenabfertigung, Kfz d. Umlands sowie Hintergrundbelastung) wurden mit Messungen in der Nähe des Flughafens verglichen. In Bezug auf die Anzahl-Emission von UFP sind nach den Modellergebnissen die Haupttriebwerke von Flugzeugen die dominierende Emissionsquelle. Von ihnen stammen mehr als 90 % der vom Flughafen freigesetzten nichtflüchtigen UFP. Mehr als 50 % dieser Triebwerksemissionen sind auf Rollbewegungen am Boden zurückzuführen mit Partikeldurchmessern unter 20 nm. Die Langzeitmittelwerte der UFP-Anzahlkonzentration werden durch weiter vom Flughafen entfernte Hintergrundquellen dominiert, während der Beitrag des Flughafens zu den Stundenmittelwerten ausgeprägter sein kann. Ein wichtiges Ziel des Projekts war es, Defizite im derzeitigen Stand der Technik zur Emissions- und Konzentrationsmodellierung von UFP im Kontext von Flughäfen zu ermitteln. Hier sind inkonsistente UFP-Durchmesserbereiche in den Datenbanken, Modellen und Messungen von Bedeutung, ebenso Unterschiede in den betrachteten UFP-Bestandteilen, insbesondere flüchtig gegenüber nichtflüchtig. Die Modellergebnisse legen nahe, dass der Einfluss des Flughafens auf das Jahresmittel der Gesamt-Anzahlkonzentration von Ultrafeinpartikeln mit zunehmender Entfernung und in Abhängigkeit von der Hauptwindrichtung deutlich abnimmt. Die Modellierung ergab beispielsweise, dass der durch den Flughafen im Jahresmittel verursachte Anteil nördlich des Flughafens in ca. 1 km Entfernung bei ca. 25 % der Gesamtbelastung und in 2,5 km bei unter 10 % lag. Quelle: Forschungsbericht
description: Air pollutant emissions represent a significant hazard to human health. In addition to the air pollutants regulated in the Air Quality Directive (EU Directive 2008/50/EC), there are other air pollutants in the scientific discussion in view of possible health effects. Here in particular ultrafine particles (UFP) have attracted considerable attention. In recent studies, airports have been identified as a source of increased atmospheric UFP number concentrations. There is a need to further understand the airport contribution to ambient near-ground UFP concentration by means of measuring and modelling. In this project, total UFP number concentration was estimated using a combination of established small-scale (LASAT, LASPORT) and large-scale modelling (EURAD, MADE). Emissions were determined for aircraft traffic, road traffic, airport ground services and regional/mesoscale background using standard national and international inventories (HBEFA, ICAO, GRETA) and specific data obtained from the airport. The dispersion results (series of 3-dimensional hourly mean concentrations, total and apportioned to source groups flight operations and ground support, car traffic in the surrounding area and background load) were compared to measurements carried out in the vicinity of the airport. In relation to the number emission of UFP, and according to the model results, the aircraft main engines are the dominant emission source. They contribute by more than 90 % to the non-volatile UFP released by the airport. More than 50 % of these engine emissions are due to ground roll with particle diameters below 20 nm. Long-time averages of UFP number concentration are dominated by the background going further away from the airport, while the airport contribution to hourly mean concentrations can be more pronounced. An important aim of the project was to identify shortcomings of current state-of-the-art emission and concentration modelling of UFP in the context of airports. Here, inconsistent UFP diameter ranges in the applied data bases, models and measurements are of relevance, likewise differences in the considered UFP constituents, in particular volatile versus non-volatile. The model results indicate that the influence of the airport on the annual mean of the total number concentration of ultrafine particles decreases significantly with increasing distance and depending on the main wind direction. For example, based on the modeling, the airport contribution to the annual mean in 1 km distance north of the airport is about 25 % of the total load and in 2.5 km distance less than 10 %. Quelle: Forschungsbericht
description: In einer Studie, die durch die Anwendung vorhandener Emissions-Datensätze und Kombination möglicher Modellansätze die modellhafte Beschreibung der Ultrafeinstaubkonzentration wiedergibt und deren aktuelle Grenzen aufzeigen soll (⁠Machbarkeitsstudie⁠), wurde die bodennahe Ultrafeinstaub-Konzentration sowie weiterer Luftschadstoffe in einem Umkreis von ca. 30 km um den Großflughafen Frankfurt a. M. modelliert. Bestehende Defizite bei der Modellierung von Ultrafeinstaub konnten aufgezeigt werden. In Übereinstimmung mit Messungen ergab sich eine auf dem Flughafengelände deutlich erhöhte Ultrafeinstaub-Konzentration. Als Hauptquelle für Ultrafeinstaub wurden die Turbinen-Abgase bei Betrieb auf dem Boden ermittelt.