Studie zur Wirksamkeit von Umweltzonen

Hintergrund

Seit Einführung der Umweltzonen wird darüber kontrovers diskutiert, ob und in welcher Höhe die 54 mittlerweile in Deutschland existenten Umweltzonen (UWZ) die verkehrsbedingte Feinstaubbelastung nachweisbar reduzieren. Einschlägige Debatten werden oft mit nur unzureichender Sachkenntnis geführt oder sind von Vorurteilen geleitet.

 

Beitrag EUGT

In einem von EUGT maßgeblich geförderten Forschungsvorhaben wurden die Feinstaubkonzentrationen (PM10) von Messstationen innerhalb und außerhalb der UWZ in folgenden 19 deutschen Städten analysiert: Augsburg, Berlin, Dortmund, Duisburg, Düsseldorf, Essen, Frankfurt a.M., Hannover, Herrenberg, Ilsfeld, Karlsruhe, Köln, Ludwigsburg, Mannheim, München, Reutlingen, Stuttgart, Tübingen, Wuppertal. Ziel der Untersuchungen war, die Wirksamkeit von Fahrverboten der Stufe 1 für Fahrzeuge der Schadstoffgruppe 1 (ohne Plakette) auf die Schadstoffkonzentration zu untersuchen. Im Zeitraum von 2005 bis Ende 2009 wurden alle erfassbaren kontinuierlichen Halbstundenmesswerte und gravimetrischen Tagesmittelwerte von so bezeichneten Indexstationen innerhalb der jeweiligen UWZ und Referenzstationen außerhalb übernommen. Ein Indexwert sowie der tages- und uhrzeitgleich gemessene Referenzwert wurden während der aktiven Phase der UWZ gemessen, das andere Wertepaar wurde vor Einführung der UWZ erhoben. Meteorologische Parameter (Mischungsschichthöhe, Niederschlagsmenge, Windgeschwindigkeit), Schulferienzeiten, Phase der Umweltprämie, LKW-Fahrverbotszeiten und Ausgangswerte an den Index- und Referenzstationen wurden durch das Studien-design zusätzlich in der Auswertung berücksichtigt. Vor der eigentlichen Datenanalyse wurde an simulierten Messdaten der FU Berlin die statistische Methodik erfolgreich erprobt und als zuverlässig bewertet. Insgesamt konnten mehr als 2 Millionen Messwert- Quadrupel aus kontinuierlichen Feinstaubmesswerten und mehr als 60.000 aus gravimetrischen Messwerten aufgebaut werden.

 

Ergebnis

Die Analysen ergaben an allen Indexstationen innerhalb der UWZ für die erste Stufe eine Feinstaubreduktion von ≤ 0.2 µg/m3 beziehungsweise eine relative PM10 - Reduktion ≤ 1 %. An allen Verkehrsstationen – also ohne städtische Hinter-grund- und Industrie Indexstationen – betrug die Feinstaubreduktion weniger als 1 µg/m3 und damit weniger als 5 % der Feinstaubkonzentrationen vor Einrichtung der Umweltzone. Bei der zusätzlichen Analyse der NO und NOX Konzentrationen zeigte sich eine Reduktion durch die UWZ von 2 µg/m³ bzw. ca 4 %.

 

Bewertung

Die Studie untersuchte als erste übergreifend die Wirksamkeit von UWZ der Stufe 1 in Deutschland auf die Feinstaubkonzentrationen (PM10) nach einem einheitlichen Datensammlungs- und Analyseplan und unter Berücksichtigung möglichst vieler Störeinflüsse insbesonders der metereologischen Situation und der Veränderung des Fahrzeugbestandes. Die in dieser Studie ausgewerteten Messdaten stellen derzeit die einzigen vorliegenden Längsschnittdaten zur Entwicklung der PM10-Konzentrationen vor und nach Einführung der UWZ in Deutschland bis Ende 2009 dar. Alle Analysewerte liegen – zum Teil deutlich – unter den prognostizierten Feinstaubreduktionen.

Publikationen

  • Morfeld P., Stern R. et al., 2013. Einrichtung einer Umweltzone und ihre Wirksamkeit auf die PM10-Feinstaubkonzentration – eine Pilotanalyse am Beispiel München. Zbl Arbeitsmed 63 (2013) 104–115,

  • Balbach J., Morfeld P. et al., 2014. „Alternativlose“ Umweltzonen? Zum faktischen Anspruch auf konkrete planabhängige Maßnahmen der Luftreinhaltung. NWwZ 22/2014, 1499-1500 NWwZ 22/2014  zum Abstract
  • Morfeld P., 2013. Wirksamkeit von Umweltzonen in der ersten Stufe: Analyse der Feinstaubkonzentrationsänderungen (PM10) in 19 deutschen Städten. Pneumonologie, 68 (2014),173–186

  • Morfeld P., Groneberg D.A., Spallek M.F., 2014. Effeciveness of low emission zones: Large scale analysis of changes in environmental NO2, NO and NOX concentrations in 17 Germean cities. PLoSOne 9(8) e1029999

Forscherteam

[Foto: privat]

Projektleiter und Wissenschaftlicher Kopf der Studie "Wirksamkeit von Umweltzonen" ist PD Dr. Peter Morfeld, der bis 06/2016 am Institut für Epidemiologie und Risikobewertung in der Arbeitswelt (IERA) tätig war. Er ist Epidemiologe, Experte auf dem Gebiet der Risikobewertung. Das IERA wird bei Evonik als wissenschaftlich-unabhängige Einrichtung betrieben und steht der Universität zu Köln im Rahmen der vereinbarten Kooperation unentgeltlich zur Verfügung.

zum Institut IERA

Fazit

Bei Einführung der Umweltzonen in Deutschland sind weder von politischer noch von wissenschaftlicher Seite einheitliche Abstimmungen erfolgt, ob und wie deren Wirksamkeit evaluiert werden soll. Schätzungen der Anzahl älterer Fahrzeuge, die nicht mehr in eine Umweltzone einfahren dürfen, oder die Anzahl verkaufter Plaketten sind kein wissenschaftlich belastbares Evaluationskriterium und kein Wirksamkeitsnachweis.

Viele Bürger sind aufgrund der europaweit geltenden Luftqualitätsrichtlinie von der Einrichtung einer Umweltzone betroffen. Eine Zuordnung der Emissionen zu den Staubquellen ist aber eine notwendige Voraussetzung, um beurteilen zu können, wo Maßnahmen zur Feinstaubreduktion wirklich sinnvoll sind. In diesem Kontext sollte eine Bewertung der Aufwand-Nutzen-Relation von Umweltzonen erfolgen.