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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Das Luftmessnetz Hessen

Aufgabe der Immissionsüberwachung in Hessen ist es, die Immissionsbelastung durch Gase und Stäube, die in der Luft enthalten sind und schädliche Umwelteinwirkungen hervorrufen können, festzustellen. Diese Aufgabe wird vom Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) wahrgenommen. Die Immissionsüberwachung gliedert sich in folgende Messkategorien:

  • Messnetz mit ortsfesten, automatisch arbeitenden Messstationen
  • örtlich und zeitlich begrenzte Programme mit Messcontainern
  • Schwebstaubmessprogramm (Schwebstaub sowie Schwermetalle - z.B. Blei - im Schwebstaub)
  • Staubniederschlagsmessprogramm (Staubniederschlag sowie Schwermetalle im Staubniederschlag)
  • Sondermessprogramme für hochtoxische organische Verbindungen (Dioxine/Furane, PAK u.a.)
  • NO2-Passivsammler-Messprogramm (Stickstoffdioxidmessungen zusätzlich zu automatisch arbeitenden Messstationen)

Ballungsräume und Gebiete

Gemäß der 39. BImSchV wird jedes Bundesland zur Organisation der Immissionsüberwachung in bestimmte Regionen unterteilt. Danach wird Hessen in zwei Ballungsräume und drei so genannte Gebiete eingeteilt (siehe auch Karte):

Luftmessstationen

Vom Hessischen Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie werden automatisierte Immissionsmessstationen zur Überwachung der Luftqualität betrieben. Die Standorte der Stationen sind so angeordnet, dass eine repräsentative landesweite Übersicht über die aktuelle Immissionssituation im Lande gegeben werden kann. In der Karte sind die einzelnen Messstationen eingezeichnet; in der Tabelle ist die genaue Lage und die Geräteausstattung der Stationen angegeben. Die einzelnen Details zu den Messstationen sind in der Messstellenbeschreibung zu finden.

Die Messung der Luftschadstoffe in den Messstationen erfolgt mit automatisierten Analysatoren. Die Messplatzanforderung für diese Geräte macht es in der Regel erforderlich, die Stationen als begehbaren thermostatisierten Laborraum auszulegen. Jede Messstation setzt sich aus dem Probenahmesystem, den einzelnen Messgeräten mit Kalibriereinheit und der Stationselektronik zusammen. Die Mess- und Kalibrierungsverfahren sind jeweils komponentenspezifisch. Eingesetzt werden rein physikalische Messverfahren, da diese Verfahren wartungsfreundlich sind. Angaben zu den einzelnen Messgeräten befinden sich auf der Seite Messtechnik.

Die Stationselektronik steuert die Messstation und verwaltet die Messwerte. Der Stationsrechner fragt alle fünf Sekunden die Messwerte ab und berechnet die Halbstundenmittelwerte; diese werden anschließend in die Messnetzzentrale des HLNUG übertragen.

Bezüglich der zu messenden Luftschadstoffe sind die Vorgaben der 39.BImSchV zu beachten. In Hessen werden folgende Komponenten an den Messstationen kontinuierlich erfasst:

  • Schwefeldioxid (SO2)
  • Stickstoffmonoxid (NO)
  • Stickstoffdioxid (NO2)
  • Kohlenmonoxid (CO)
  • Ozon (O3)
  • Feinstaub (PM10)
  • Feinstaub (PM2,5)
  • Benzol
  • Toluol
  • m-/p-Xylol
  • meteorologische Größen.

Die meteorologischen Parameter dienen dazu, die für die Entstehung und die Ausbreitung von Luftverunreinigungen bedeutsamen meteorologischen Bedingungen zu erfassen. Gemessen werden Windrichtung und -geschwindigkeit, Temperatur, relative Feuchte, Luftdruck, Globalstrahlung und Niederschlag.

Immissionskenngrößen

An jeder Messstation fallen für die gemessenen Luftschadstoffe Halbstundenmittelwerte an; pro Stoff und Jahr sind 17.520 Einzelwerte theoretisch möglich. Aus diesem großen Jahreskollektiv lassen sich bestimmte Kenngrößen berechnen. Die wichtigste Kenngröße im Zusammenhang mit der Langzeiteinwirkung ist der Jahresmittelwert. Im Bereich der Kurzzeiteinwirkung ist die Überschreitungshäufigkeit festgelegter Schwellenwerte maßgeblich, also die Zahl der Fälle, in denen festgelegte Konzentrationswerte (1- oder 8- oder 24-h-Werte) pro Jahr überschritten werden. Daneben sind noch weitere Kenngrößen gebräuchlich, z. B. der maximale 8-h-Wert eines Tages oder der maximale Stundenwert pro Tag oder Monat.

Schwebstaubmessprogramm

Im Gegensatz zum automatisierten Luftmessnetz, in dem die o. g. Komponenten kontinuierlich erfasst werden, finden die Messungen im Schwebstaubmessprogramm diskontinuierlich statt. Sie dienen zum einen der Bestimmung der Schwebstaubkonzentration und zum anderen der Ermittlung des Schwermetallgehalts im Schwebstaub.

Für die Probenahme wird Luft 24 Stunden lang durch einen Filter gesaugt, wobei sich die in der Luft enthaltenen Staubpartikel auf dem Filtermaterial abscheiden. Pro Woche werden auf die Weise drei Schwebstaubproben genommen; anschließend wird durch Wägung der Filter die Schwebstaubkonzentration in der Luft bestimmt. Ein Teil der Proben (in der Regel 5 Proben im Monat) wird auf Schwermetalle als Bestandteile des Schwebstaubs untersucht; hierzu wird die auf dem Filter abgeschiedene Staubmasse auf einzelne Schwermetalle (u. a. Blei) analysiert.

Bis Ende 2000 wurden im Schwebstaubmessprogramm Gesamtschwebstaubproben genommen. Danach wurde die Probenahme auf die Abscheidung der PM10-Fraktion (Feinstaub mit einem Durchmesser bis 10 µm) umgestellt.

Stickstoffdioxid-Passivsammler-Messprogramm

Zusätzlich zu den kontinuierlich erhobenen Messwerten für Stickstoffdioxid, wird NO2 an zahlreichen Messstellen in Hessen auch mit Hilfe von sogenannten Passivsammlern gemessen. Dabei wird eine Luftprobe dadurch genommen, dass die Gasmoleküle aufgrund ihrer Eigenbewegung in Richtung eines geeigneten Absorptionsmediums wandern - diffundieren - und dort gesammelt werden. Da hierfür die Luft nicht aktiv mit einer Pumpe durch das Absorptionsmedium gefördert wird, wird von einer passiven Probenahme gesprochen. Nach einer Probenahmezeit von etwa einem Monat wird die Probe im Labor analysiert.

Nach dem zugrundeliegenden Messprinzip kann daraus auf die mittlere NO2- Konzentration über den Probenahmezeitraum geschlossen werden. Unter anteiliger Berücksichtigung/Wichtung der Rohwerte der beitragenden Probenahmezeiträume, wird ein Mittelwert über den Kalendermonat berechnet. Die Beurteilung der Einhaltung des NO2-Jahresgrenzwerts kann erst nach Vorliegen eines kompletten Kalenderjahres erfolgen. Einzelne Monatsmittelwerte können nicht zum Vergleich mit dem Jahresgrenzwert herangezogen werden.
Das nach der Luftqualitätsgesetzgebung bevorzugte Messverfahren für NO2 (Referenzmessverfahren) ist das Chemilumineszenz-Messverfahren nach DIN EN 14622. Um die Gleichwertigkeit der Ergebnisse aus den Passivsammler-Messungen zu gewährleisten, werden kontinuierlich Vergleichsmessungen zwischen Passivsammler und Referenzmessverfahren durchgeführt. Die Ergebnisse der Passivsammler werden an das Referenzmessverfahren angepasst. Die in der Regel geringfügige Anpassung erfolgt immer rückwirkend nach Vorliegen eines kompletten Kalenderjahres. Monatsmittelwerte eines laufenden Jahres können sich daher rückwirkend geringfügig ändern.


Weitere Hinweise zu Messverfahren und insbesondere zur Belastbarkeit der NO2-Passivsammler finden sich hier: Stellungnahme Beurteilung der Luftqualität