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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Luftmessnetz Hessen

Das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie betreibt ein landesweit ausgerichtetes Messnetz zur gebietsbezogenen Überwachung und Beurteilung der Luftqualität. Dazu werden sowohl kontinuierliche als auch diskontinuierliche Messverfahren eingesetzt.

Die Messung der Luftschadstoffe im kontinuierlichen Verfahren erfolgt in den Messstationen mit automatisierten Analysatoren. Die Messplatzanforderung für diese Geräte macht es in der Regel erforderlich, eine Luftmessstation als begehbaren thermostatisierten Laborraum auszulegen. Jede Messstation setzt sich aus dem Probenahmesystem, den einzelnen Messgeräten mit Kalibriereinheit und der Stationselektronik zusammen. Die Mess- und Kalibrierverfahren sind jeweils komponentenspezifisch. Eingesetzt werden rein physikalische Messverfahren, da diese Verfahren wartungsfreundlich sind. Die Stationselektronik steuert die Messstation und verwaltet die Messwerte. Der Stationsrechner fragt die Messwerte in kurzen Sekundenabständen ab (in der Regel alle 5 Sekunden) und berechnet die Halbstundenmittelwerte; diese werden anschließend in die Messnetzzentrale des HLNUG übertragen. Dort werden die Daten überprüft, gespeichert und weiterverarbeitet. Zusätzlich werden meteorologische Größen gemessen, um die für die Entstehung und die Ausbreitung von Luftverunreinigungen bedeutsamen meteorologischen Bedingungen beurteilen zu können.

Bei den diskontinuierlichen Messverfahren erfolgt die Probenahme über eine definierte Zeitdauer, die abhängig von der zu untersuchenden Komponente ist. Der Messwert liegt demnach als Mittelwert über den Probenahmezeitraum vor. Die Probenahme kann zum Beispiel über einen Filter erfolgen, durch den für eine bestimmte Zeitdauer die Luft angesaugt wird. Auf diesem Weg können Feinstaub PM10 und Feinstaub PM2,5 erfasst werden. Nach der gravimetrischen Bestimmung der Feinstaubmasse können im Labor weitere Analysen der Inhaltsstoffe stattfinden. Auch bei der Staubniederschlagsmessung, bei der sich Staub in Sammelgefäßen ablagert, werden nachfolgend Laboranalysen zur Bestimmung der Inhaltsstoffe des Staubniederschlags durchgeführt. Ein weiteres diskontinuierliches Messverfahren stellt der Einsatz von Passivsammlern dar. Hierbei diffundiert die Luft an ein Sorbens (z. B. Aktivkohle). Im Anschluss findet im Labor eine chemische Analyse des Schadstoffgehalts statt. Diese Vorgehensweise eignet sich für die Bestimmung von gasförmigen Luftschadstoffen wie Stickstoffdioxid (NO2) und Benzol, Toluol und m-/p-Xylol (BTX).

Nähere Details zu den Messstellen finden Sie im Messdatenportal.

Die Beurteilung der lufthygienischen Situation basiert auf den Grenz-, Ziel- und Schwellenwerten der 39. BImSchV, einer Verordnung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG), mit der die EG-Luftqualitäts­richtlinien umgesetzt sind. Demnach ist das Land Hessen in Gebiete und Ballungsräume aufzuteilen. Zurzeit sind dies: Rhein-Main und Kassel (Ballungsräume) sowie Südhessen, Lahn-Dill und Mittel- und Nordhessen (Gebiete). Werden in diesen Gebieten oder Ballungsräumen die Immissionsgrenzwerte überschritten, müssen Luftreinhaltepläne aufgestellt werden. Für die Aufstellung der Luftreinhaltepläne ist das Hessische Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (HMUKLV) zuständig.

Neben den Messungen mit kontinuierlich arbeitenden Analysatoren hat sich seit einigen Jahren ein diskontinuierliches Messverfahren, das Passivsammelverfahren, als verlässliche Methode für die Erhebung der mittleren Konzentration von Stickstoffdioxid (NO2), aber auch von Benzol, Toluol und m-/p-Xylol (BTX) erwiesen.

Das Verfahren beruht auf der Diffusion des Gases auf ein geeignetes Material (Sorbens) und der nachträglichen chemischen Analyse der Probe im Labor zum Nachweis der aufgenommenen Masse des Luftschadstoffes. Nach dem zu Grunde liegenden physikalischen Prinzip kann auf seine Außenluftkonzentration im Probenahmezeitraum geschlossen werden. Um die Gleichwertigkeit der so ermittelten Werte mit dem kontinuierli­chen Referenzmessverfahren zu gewährleisten, werden fortlaufend auch Parallelmessungen an ausgewählten Messstationen des Luftmessnetzes durchgeführt.

Passivsammler benötigen im Gegensatz zu kontinuierlich messenden Geräten keine Stromversorgung. Als vergleichsweise einfaches und preiswertes Verfahren kann damit eine größere Anzahl von Messstellen in der Fläche realisiert werden. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Platzbedarf. Deshalb sind mehrere verkehrsbezogene Probenahmestellen des Luftmessnetzes Hessen, in denen u. a. aus Platz­gründen kein kontinuierlich messender BTX-Analysator eingesetzt werden kann, mit Passivsammlern zur BTX-Messung ausgerüstet. Der Nachteil des Passivsammler-Verfahrens liegt in der begrenzten zeitlichen Auflösung (ein Monat). Für die Ermittlung eines Jahresmittelwertes hat sich das Verfahren jedoch bewährt.

Zur Erfassung der Inhaltsstoffe im Feinstaub (PM10) führt das HLNUG Messungen mit diskontinuierlichen Verfahren durch. Für die Probenahme wird Luft 24 Stunden lang durch einen Filter gesaugt, wobei sich die in der Luft enthaltenen Staubpartikel auf dem Filtermaterial abscheiden. Die gesammelten Staubproben werden anschließend auf Schwermetalle und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die Inhaltsstoffkonzentration im Feinstaub PM10 wird auf Basis der Analyse der einzelnen Tagesproben ermittelt, dabei wird eine gleichmäßige Verteilung der Probenahmetage über die Wochentage und das Jahr festgelegt. 

Nach der 39. BImSchV sind bestimmte PAK als Bestandteile der PM10-Fraktion zu erfassen. Die Messungen der polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffe Benzo(a)pyren (BaP), Benzo(a)anthracen (BaA), Benzo(b,j,k)fluoranthen (BF (b+j+k)), Dibenz(a,h)anthracen (DBA) und Indeno(1,2,3-cd)pyren (INP) erfolgen demnach als Bestandteile der PM10-Staubfraktion. Benzo(a)pyren dient als Leitkomponente für die Immissionsbelastung durch polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe, deshalb wurde für diese Komponente in der 39. BImSchV ein Zielwert festgelegt.

Als Staubniederschlag (Deposition) wird die Gesamtablagerung von Stoffen bezeichnet, die als trockene oder nasse Deposition aus der Atmosphäre auf Oberflächen wie Böden, Pflanzen, Gebäude oder Gewässer gelangt. Mit dem Bergerhoff-Verfahren wird die Gesamtdeposition des Staubniederschlags messpunktbezogen ermittelt. Monatlich wird zunächst die Masse des Staubniederschlags erfasst. Dieser wird im Labor zusätzlich auf seine Inhaltsstoffe analysiert. Für die Inhaltsstoffanalysen werden jeweils 6 Monate zu Halbjahresmischproben zusammengefasst. Das Komponentenspektrum umfasst Antimon, Arsen, Blei, Cadmium, Chrom, Kobalt, Eisen, Nickel, Vanadium, Kupfer, Mangan, Thallium und Zink. Das Messraster in den einzelnen Messgebieten weist regulär eine Maschenweite von 1 km × 1 km auf. Zur Beurteilung werden die Jahresmittelwerte der Messpunkte herangezogen. Die Bewertung der Immissionssituation erfolgt auf Basis der TA Luft, die Immissionswerte für die Komponenten Staubniederschlag und eine Reihe von Inhaltsstoffen vorgibt. 

Messnetzberichte

Die Messergebnisse aus dem Hessischen Immissionsmessnetz werden regelmäßig in Form von Lufthygienischen Tagesberichten, Monatsberichten und Jahresberichten zusammengefasst.

Wir veröffentlichen die Monatsberichte des letzten Kalenderjahres und die Jahresberichte der letzten 5 Jahre hier

Messtechnik

Zur Erfassung der zu beurteilenden Luftschadstoffe sowie der meteorologischen Größen werden verschiedene Messgeräte eingesetzt, die auf unterschiedlichen Messprinzipien basieren.

Eine Übersicht der verwendeten Messgeräte finden Sie hier

Qualitätssicherung

Das HLNUG hat ein effektives Qualitätsmanagementsystem eingeführt und ist akkreditiert. Der international anerkannte Kompetenznachweis wurde durch die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) ausgestellt.

Näheres finden Sie hier