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Stoffeintrag in Straßenrandböden - Messzeitraum 2005/2006
BASt-Bericht V 198
Birgit Kocher, Susanne Brose, Antonia Chlubek, Nurgül Karagüzel, Nicole Klein, Ingrid Siebertz, Bundesanstalt für Straßenwesen
43 Seiten
Erscheinungsjahr: 2010
Preis: 5,00 €
Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH
An drei BAB (A4, A555, A61) wurden Messstandorte eingerichtet, um die Einträge von Schadstoffen aus dem Straßenverkehr in den Boden beziehungsweise in Entwässerungseinrichtungen beurteilen zu können. Die ersten 18 Monate der Messungen werden im Rahmen des vorliegenden Berichtes dokumentiert.
Die drei Standorte decken bei vergleichbarer Gesamtverkehrsstärke von etwa 70000 Kfz/24h mit 5.4% bis 19.8% ein breites Spektrum von LKW-Anteilen am DTV ab. Ihre Lage ermöglicht die Untersuchung verschiedener Stoffausbreitungsvarianten.
Die Ergebnisse der Messperiode von Januar 2005 bis Juni 2006 zeigen, dass außer Schwermetallen auch große Mengen an Massenelementen aus dem Straßenverkehr in den Straßenseitenraum gelangen. Dabei handelt es sich nicht nur um Natrium aus Tausalzeinsatz, dessen Einfluss in Staub- und Wasserproben eindeutig nachzuweisen ist, sondern auch um Calcium und Eisen in fast ebenso hohen Konzentrationen und Frachten. Es gibt Hinweise aus laufenden Forschungsprojekten, dass diese Einträge zur Verbesserung des Schadstoffbindungsvermögens im Bankett und in den partikulären Anteilen des Straßenabflusses beitragen.
Die in der vorliegenden Untersuchung bestimmten Stoffeinträge liegen in 1.5 m Höhe meist oberhalb der Vergleichswerte für Hintergrundmessstellen und städtische Räume. Die bodennah ermittelten Depositionsraten sind höher. Der Einfluss der Luv- und Leelage der Messpunkte lässt sich sowohl an der Höhe der fahrbahnnahen Stoffeinträge als auch an der räumlichen Verteilung belegen. Es besteht an allen Messstandorten ein starker Zusammenhang zwischen Höhe des Stoffeintrages und Entfernung vom Fahrbahnrand. Die räumlichen Verteilungen der Stoffeinträge zeigen zusätzlich klare Unterschiede für die drei Autobahnstandorte. Der Standort A61 mit einem zwei- bzw. dreimal höheren LKW-Anteil als A4 und A555 weist auch die höchsten Staubniederschlagsmengen und Depositionsraten auf. Trotz leicht höherer Verkehrsstärke und höherem LKW-Anteil liegen die Depositionsraten an der A4 etwas niedriger als an der A555. Dies ist wahrscheinlich durch die unterschiedliche Lage der Standorte zur Hauptwindrichtung bedingt. Ein Einfluss auf den Stoffeintrag durch die Lage der Messpunkte der A4 in Außen- oder Innenkurve mit entsprechender Entwässerung ließ sich dagegen nicht feststellen.
In den Straßenabflussproben weisen viele der Metalle (zum Beispiel Chrom, Kobalt, Kupfer, Molybdän, Nickel) Werte nahe an oder unter der Bestimmungsgrenze auf. Fast 90% der Konzentrationswerte der Schwermetalle Cadmium und Zink liegen unterhalb oder im Bereich der Sickerwasserprüfwerte der Bodenschutzverordnung, bei den anderen Schwermetallen fast alle Werte.
Vergleichbare Untersuchungen existieren bisher nicht. Eine Abschätzung des UBA zu Stoffeinträgen in Boden und Wasser aus diffusen Quellen zeigt, dass der Kraftfahrzeugverkehr erheblichen Anteil an den Einträgen von Kupfer, Zink und Blei in Gewässer und Böden hat. Die Berechnungen basieren allerdings auf teilweise sehr alten Emissionsdaten und Emissionsabschätzungen. Die hier dokumentierten Messungen sollen die Straßenbauverwaltung bei der Mitwirkung an den nationalen und europäischen Regelwerken zu Boden- und Wasserschutz stützen und bilden eine Datengrundlage für die Bearbeitung weiterführender Fragestellungen. Die Messungen werden im Rahmen eines weiteren Projektes fortgesetzt.
Der Bericht enthält als Anhänge die Anschriften der zuständigen Autobahnmeistereien sowie einen umfangreichen Tabellenteil zu den Forschungsergebnissen. Sie sind dem vorliegenden Heft auf CD beigefügt.
Material deposition in roadside soils – measuring period 2005/2006
Measuring points were installed on three federal motorways (A4, A555 and A61) to determine the deposition of pollutants from road traffic in the soil or in the drainage system. This reports documents the first 18 months of the measuring period.
The three measuring sites each have comparable total traffic flows of approx. 70000 vehicles/24h and cover a broad range of truck participation in the total traffic volume, ranging from 5.4% to 19.8%. The location of the points facilitates the investigation of different ways of substance dispersion.
The results of the measuring period from January 2005 to June 2006 show that heavy metals as well as large amounts of mineral compounds are moving from the road traffic to the roadside area. This includes sodium used in de-icing, which can be clearly detected in dust and water samples, as well as calcium and iron in almost comparable concentrations and loads. Current research projects indicate that these deposits help to improve the pollutant-binding abilities of the shoulder and the particular matter in the road runoff.
The material deposits measured in the current study occur at a height of 1.5 m and are thus above the comparative values for background measuring points and urban areas. The deposition rates measured near the ground are higher. Windward and sheltered measuring points show different results for deposition near the road surface as well as different special distributions. All points show a strong correlation between the amount of material deposition and the distance from the side of the road. The spatial distribution of material deposits also shows clear differences between the three motorway measuring points. The A61 point has a two to three times higher truck component than the A4 point and the A555 point shows the highest values for dust deposition and other deposits. The deposition rates along the A4 are slightly lower than along the A555, although the A4 has a slightly higher traffic load and a higher truck component. This may be due to the different location of the points relative to the main wind direction. However, no difference in material deposition could be found between measuring points at the inside and the outside of a bend on the A4, which both had appropriate drainage.
Road runoff samples contain many metals (e.g. chromium, cobalt, copper, molybdenum, nickel) near or below the detection threshold. Nearly 90% of the concentrations of the heavy metals cadmium and zinc are below or in the range of the test values for seepage water in the Soil Protection Ordinance. Nearly all concentrations of other heavy metals are in that range.
There are currently no comparable investigations. An estimate of the Federal Office for the Environment concerning material deposition from diffuse sources in soil and water shows that motor vehicle traffic plays a considerable role in the deposition of copper, zinc and lead in water and soil. However, the calculations are based on very old emission data and emission estimates. The measurements documented here are intended to support the road-building authorities in their contribution to national and European regulations concerning soil and water protection and to provide basic data for further inquiries. The measurements will be continued as part of another project.
This report contains the addresses of the relevant motorway maintenance centres as well as extensive tables with research results as appendices. They are attached to this brochure in the form of a CD.