Verlag des Forschungszentrums Jülich
JUEL-3846
Ergebnisse aus dem Vergleich mit dem Emissionsberechnungsmodell:
Fazit:
Mannschreck, Katja
Experimentelle Bestimmung von städtischen Emissionen anhand von Konzentrationsmessungen im Lee einer Stadt
193 S., 2001
Ziel dieser Arbeit war es, aus gemessenen Spurengaskonzentrationen die Emissionen einer Stadt zu bestimmen. Dazu wurden während zweier Feldexperimente im Abwindbereich der Stadt Augsburg Bodenmessungen von Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden durchgeführt. Die Meßdaten wurden hinsichtlich der Emissionszusammensetzung analysiert und Unterschiede zwischen den Kampagnen sowie zwischen Wochenend- und Werktagen deutlich gemacht. Anhand der Ergebnisse wurde die Quellzusammensetzung untersucht und ein Beitrag zur Evaluierung eines Emissionsberechnungsmodells geleistet.
Ergebnisse der Langzeitmessungen:
Sowohl die KWi/CO- als auch die KWi/NOx-Verhältnisse liegen im Oktober an Werktagen um 50 % höher als im März. Dies ist auf höhere NOx- und CO-Emissionen im März zurückzuführen. Die KWi/NOx-Verhältnisse unterscheiden sich zwischen Werk- und Samstagen kaum, an Sonntagen liegen sie im März und Oktober um 50 bzw. 30 % höher als an Werktagen.
Die Unterschiede in der mittleren Reaktivität zwischen März und Oktober sind gering. An Wochenenden ist die mittlere Reaktivität sowohl im März als auch im Oktober deutlich niedriger als an Werktagen. Der Grund hierfür ist der im Vergleich zu Werktagen geringere Anteil der reaktiven Alkene bzw. Aromaten.
Hinsichtlich der Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffgemische liegen die Unterschiede zwischen März und Oktober vor allem in einem im Oktober erhöhten Anteil der Aromaten und einem geringeren Anteil der C2-C4-Alkane.
Der NO2-Anteil an den städtischen NOx-Emissionen beträgt (36 ± 12) %. Dieser Wert ist um einen Faktor 5 bis 10 höher als der von den Ozonvorhersagemodellen üblicherweise angenommene.
Der Vergleich der gemessenen Kohlenwasserstoffzusammensetzung mit eindeutig verkehrsdominierten Messungen zeigt, daß die wichtigste Quelle der Kohlenwasserstoffemissionen der Verkehr ist. Emissionen aus der Lösemittelanwendung haben hingegen nur einen geringen Anteil.
Die für die Intensivtage im Oktober experimentell bestimmten und berechneten absoluten CO- und NOx- Emissionen stimmen innerhalb der Unsicherheitsbandbreiten überein. Für den einen Intensivtag im März zeichnet sich eine Unterschätzung beider Größen durch das Modell ab.
Die experimentell bestimmten Unterschiede in der jeweiligen Emissionszusammensetzung der Monate März und Oktober werden vom Emissionsberechnungsmodell nicht abgebildet.
Die modellierten Emissionen stimmen bezüglich der einzeln spezifizierbaren Kohlenwasserstoffe, die im wesentlichen aus dem Verkehr stammen, mit der experimentell bestimmten Emissionszusammensetzung gut überein. Vom Emissionsmodell wird jedoch ein erheblicher Teil der Lösemittelemissionen, die vom eingesetzten GC-System detektiert werden und somit auch in den Meßergebnissen enthalten sind, nicht spezifiziert, sondern als Summe der KWi angegeben. Werden die Ergebnisse des Vergleiches zwischen experimentell bestimmten und berechneten Emissionen unter Berücksichtigung dieses Anteils korrigiert, ergeben sich für die berechneten KWi/NOx- und KWi/CO- Verhältnisse um bis zu einem Faktor 3 höhere Werte.
Ein wesentliches Ergebnis dieser Arbeit ist die Feststellung, daß das Emissionsberechnungsmodell den Beitrag der Emissionen aus der Lösemittelanwendung erheblich überschätzt und den Beitrag der Verkehrsemissionen unterschätzt.
Die Auswirkung dieser Diskrepanzen zwischen experimentell bestimmten und modellierten Emissionen auf die Ozonbildung wurde beispielhaft mit einem photochemischen Boxmodell untersucht. Aufgrund der Überschätzung der Lösemittelemissionen liegt die Ozonproduktion für die berechneten Emissionswerte um fast einen Faktor zwei höher als für die gemessenen. Hierbei zeigt sich, daß die Unzulänglichkeiten in den Emissionsberechnungen zu fehlerhaften Aussagen hinsichtlich der photochemischen Ozonproduktion führen.
Der Vergleich der Augsburger Messungen mit denen in anderen deutschen Städten durchgeführten Messungen zeigt, daß es sich bei Augsburg hinsichtlich der Emissionszusammensetzung um eine typische Stadt handelt. Die erzielten Ergebnisse können daher verallgemeinert werden.
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