NO₂-Messungen

Stickstoffdioxid (NO₂) wird als Reizgas mit stechend-stickigem Geruch bereits in geringen Konzentrationen wahrgenommen. Die Inhalation ist für den Menschen der einzig relevante Aufnahmeweg. Die relativ geringe Wasserlöslichkeit des NO₂ bedingt, dass der Schadstoff nicht in den oberen Atemwegen gebunden wird, sondern auch in tiefere Bereiche des Atemtrakts (Bronchialen, Alveolen) eindringt. Bei längerer Einwirkung relevanter Konzentrationen an NO₂ kann es vermehrt zu Atemwegserkrankungen kommen, wobei besonders empfindliche Personengruppen, vor allem Asthmatiker und Kinder, bereits auf niedrige NO₂-Konzentrationen reagieren. Für Stickstoffdioxid kann nach aktuellem Kenntnisstand kein Schwellenwert benannt werden, bei dessen Unterschreiten langfristige Wirkungen von NO₂ auf den Menschen ausgeschlossen werden können.

Neben den direkten Wirkungen auf den Menschen wirkt Stickstoffdioxid (NO₂) auch in relevantem Umfang bei photochemischen Prozessen mit, die zur Bildung von Ozon (O₃) und weiteren sogenannten Photooxidantien führen. Diese Photooxidantien stellen ihrerseits zum Teil Reizstoffe dar, die sowohl auf den Menschen als auch auf die Vegetation einwirken.

Die europäische Union hat für ihre Mitgliedsstaaten mit mehreren Luftqualitätsrichtlinien verbindliche Luftqualitätsziele zur Vermeidung oder Verringerung schädlicher Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt festgelegt. Danach wird die Luftqualität in den Staaten der EU nach einheitlichen Methoden und Kriterien beurteilt.

In der Bundesrepublik Deutschland wurden diese Richtlinien durch Novellierung des Bundes-Immissions­schutz­gesetzes (BImSchG) sowie durch die Einführung der 39. Verordnung zum BImSchG (39. BImSchV) in deutsches Recht umgesetzt. Für Stickstoffdioxid (NO₂) gilt seit dem Jahr 2010 ein Jahresmittelwert für NO₂ von 40 µg/m³ sowie einem Stundenmittelwert von 200 µg/m³ bei 18 zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr. Diese Beurteilungs­maßstäbe sind neben der flächenhaften Beurteilung der Luftqualität über die 39. BImSchV auch im Rahmen der Anlagengenehmigung gemäß TA Luft festgeschrieben.

Die Messungen von Stickstoffdioxid (NO₂) werden in Wuppertal mit sogenannten Passivsammlern durchgeführt. Der Einsatz von Passivsammlern erlaubt aufgrund des Messverfahrens eine einfache und kostengünstige, aber dennoch belastbare Erfassung der NO₂-Konzentrationen zeitgleich an einer großen Anzahl von Messstellen bei vergleichsweise geringem Aufwand.

Die Funktionsweise der Passivsammler basiert auf der Anreicherung von Stickstoffdioxid (NO₂) an einem geeigneten Adsorbens ohne aktive Probenahme. Das Probenahmesystem besteht aus einem Kunststoffröhrchen, an dessen einem Ende sich ein mit Triethanolamin imprägniertes Edelstahl-Drahtsieb als Adsorbens befindet. Das in der Außenluft enthaltene Stickstoffdioxid (NO₂) wird durch Diffusion zu diesem Adsorbens transportiert und dort adsorbiert. Anschließend wird die Stickstoffdioxidmenge im Labor als Nitrit, z.B. mittels Fotometrie, analysiert. Aus der Analytmenge, dem Expositionszeitraum und der Sammelrate wird die mittlere Konzentration im Expositionszeitraum berechnet. Typische Expositionszeiträume liegen im Bereich von 2 bis 6 Wochen. Zur Verringerung von wind- und turbulenzbedingten Einflüssen befindet sich an der offenen Seite des Probenahmeröhrchens eine Glasfritte. Zum Schutz vor Witterungseinflüssen werden die Sammler in einem nach unten geöffneten Gehäuse eingehängt und exponiert.

Gegenüber Referenzverfahren zur Bestimmung von Stickstoffdioxid (NO₂) weisen die Ergebnisse der Passivsammlermessungen eine erhöhte Unsicherheit auf. Nach Untersuchungen des LANUV-NRW können für Jahresmittelwerte die Anforderungen der EU an die Datenqualität für ortsfeste, kontinuierliche Messungen eingehalten werden.

Ergänzend sei in diesem Zusammenhang auf das »Infoblatt Passivsammler« des LANUV-NRW verwiesen:
→ http://www.lanuv.nrw.de/luft/pdf/passivsammler.pdf

Kontinuierliche Luftschadstoffmessungen werden im Wuppertaler Stadtgebiet im Rahmen des Luftqualitätsüberberwachungssystems (LUQS) des Landes Nordrhein-Westfalen an den folgenden Stationen durchgeführt:

• Wuppertal Gathe – Gathe / Wilhelmstraße in 42107 Wuppertal (VWEL), und
• Wuppertal Langerfeld – Am Buchenloh in 42389 Wuppertal (WULA)

Hinweis zum Luftqualitäts­überwachungs­system LUQS*

LUQS, das Luftqualitätsüberberwachungssystem des Landes Nordrhein-Westfalen, erfasst und untersucht die Konzentrationen verschiedener Schadstoffe in der Luft. Das Messsystem integriert kontinuierliche und diskontinuierliche Messungen und bietet eine umfassende Darstellung der Luftqualitätsdaten. Die Ergebnisse kontinuierlicher Messungen können zeitnah als stationsbezogene Messwerte und nach Messkomponenten als aktuelle Luftqualität abgefragt werden. → Luftqualität­süberberwachungs­system (LUQS)

Insgesamt werden mit der Umsetzung des Luftqualitätsüberberwachungssystems (LUQS) die folgenden Ziele verfolgt:

• die allgemeine Luftqualitätsüberwachung in NRW
• die unmittelbare Information über die Luftbelastung in Echtzeit mit Hinweisen auf Ursachen und Trends
• die Funktion als Alarm-System
• die Kontrolle der Wirksamkeit von Emissionsminderungsmaßnahmen
• der Vergleich der Luftqualität in verschiedenen Regionen der Bundesrepublik Deutschland sowie innerhalb der Europäischen Gemeinschaft

*(Quelle: LANUV-NRW)