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Materialien zur Luftreinhaltung
Korngrößendifferenzierte Feinstaubbelastung in Straßennähe in
Ballungsgebieten Sachsens
Landesamt für Umwelt und Geologie

 
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
3
2.
Theoretischer Teil - Quellgruppenzuordnung von Aerosolen
4
2.1
Charakteristik von Aerosolbestandteilen und ihrer Quellen
4
2.2
Methoden der Quellgruppenanalyse
9
3
Experimenteller Teil und Bedingungen
11
3.1 Probenahmen
11
3.2 Analysen
15
3.3 Meteorologie
16
3.4 Sonstige Bedingungen
18
3.5 Arbeitsaufteilung
18
4
Ergebnisse und Auswertungen
20
4.1
Vergleich Impaktor und HVS
20
4.2
Inhaltsstoffe in PM
10
und PM
2,5
22
4.2.1 Aerosolkonzentration
22
4.2.2 Verteilungscharakteristik
27
4.2.3 Korrelationen
30
4.2.4 Wochengang
37
4.2.5 Jahresgang
41
4.2.6
Vergleich der Standorte
43
4.2.7
Massenbilanz / Zusammensetzung des Aerosols
52
4.2.8 Hauptkomponentenanalyse
56
4.2.9 Clusteranalyse
61
4.3 Korngrößendifferenzierte Zusammensetzung
63
4.3.1 Konzentration der Einzelstoffe in PM
10
63
4.3.2 Korngrößendifferenzierte Aerosolkonzentrationen
64
4.3.3
Massenbilanz / Zusammensetzung des Aerosols
78
4.3.4
Winter / Sommer
86
4.3.5
Werktag / Wochenende
91
4.3.6
Vergleich der Standorte
93
4.3.7 Korrelationen
96
4.4 Windrichtung
98
4.5 Quellgruppenzuordnung nach Lenschow
100
4.6 Jahreswechsel 2003/2004
104
4.7
Zusammensetzung bei Überschreitungen des PM
10
Grenzwertes
106
4.8
Korrelationen mit dem Kfz-Verkehr
111
4.9
geogene Quellen des Ferneintrags
114
4.9.1 Meersalzaerosol
114
4.9.2 Saharastaub
115
4.10
Partikel Histogramme und Bilder
118
4.11
Präsentation der Ergebnisse
122
5 Diskussion
123
5.1
Feinstaub und Grobstaub
123
5.2
Zusammensetzung von Fein und Grobstaub
124
5.3 Quellgruppenzuordnung
128
5.4 Einfluss des Kfz-Verkehrs
130
5.5 Forschungsbedarf
133
6 Zusammenfassung
135
7 Summary
138
8 Literaturverzeichnis
141
9 Abkürzungsverzeichnis
148

2

 
3
1 Einleitung
Für den Schutz der menschlichen Gesundheit hat
die EU ab 01.01.2005 ein über 24 Stunden gemit-
telten Grenzwert der Feinstaubkonzentrationen
(PM10) von 50 Mikrogramm pro Kubikmeter bei 35
zugelassenen Überschreitungen im Kalenderjahr
verordnet. Daneben darf der Jahresmittelwert nicht
größer als 40 μg/³ sein (Richtlinie 1999/30/EG des
Rates vom 22. April 1999 über Grenzwerte für
Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid und Stickstoffoxide,
Partikel und Blei in der Luft). Am 11.9.2002 wurde
dies in Deutsches Recht (22. BImSchV. §4 Abs. 2)
übernommen. Der Grenzwert inkl. Toleranzmarge
wurde im Jahr 2003 an mehreren hauptsächlich
durch Straßenverkehr belastete Messstationen in
Sachsen überschritten. Damit wird es für das LfUG
in Zusammenarbeit mit den Straßenbaubehörden,
Regierungspräsidien und den Kommunen notwen-
dig Luftreinhaltepläne aufzustellen um die Konzent-
rationen von Feinstaub zu verringern. Die Quell-
gruppenanalyse ist ein notwendiges Instrument um
Handlungsansätze für Aktionspläne und Luftreinhal-
tepläne zur Verminderung der Emission dieser Art
von Partikeln der Luft zu ermöglichen.
Die Partikelbelastung besonders durch Ultrafei-
staub erscheint wichtig für die Beurteilung mögli-
cher Gesundheitsauswirkungen zu sein. Derzeit
reicht die Datenlage nicht aus, um einen Grenzwert
für ultrafeine Partikel abzuleiten. Diese Partikel sind
1000 mal kleiner als der Durchmesser eines
menschlichen Haares und können über die Atemluft
bis in die tiefsten Verästelungen der Lunge (Lun-
genbläschen) gelangen.
Im Sechsten Umwelt EU-Umweltaktionsprogramm
werden Gesundheitsprobleme mit Partikeln in der
Luft in Zusammenhang gebracht und „die lokalen
und regionalen Behörden sind aufgerufen Maß-
nahmen zur Verringerung der Emissionen einzulei-
ten.“ Die Überprüfung und nötigenfalls Änderung
von Luftqualitätsnormen wird im Rahmen der the-
matischen Strategie „Saubere Luft für Europa“
(CAFE) durchgeführt: „Eine der obersten Prioritäten
(...) wird es daher sein, die Belastung durch Parti-
kelbestandteile und Ozon in Angriff zu nehmen.“
(Europäische Kommission, 2001a und 2001b). In
Zusammenhang mit dem CAFE-Prozess beabsich-
tigt die EU-Kommission im Jahr 2005 einen Grenz-
wert für PM
2,5
einzuführen, der im Bereich 12 – 20
μg/m³ als Jahresmittelwert beziehungsweise etwa
35 μg/m³ als 90 Perzentil liegen soll. Damit werden
nicht mehr als 35 Überschreitungen dieses Wertes
als Tagesmittelwert zugelassen. In den USA berei-
tet die US-EPA mit der Clean Air Interstate Rule
(CAIR) ein Programm zur Minderung der PM
2,5
Werte vor (DAVIDS, 2004).
Ziel des Eigenforschungsprojekts war es mittels
Analyse der chemischen Inhaltsstoffe in verschie-
denen Korngrößen des Aerosols und daraus abge-
leiteten Auswertungen spezifische Verursacher für
erhöhte Schadstoffkonzentrationen in städtischen
Ballungsgebieten Sachsens zu identifizieren.
Die Verkehrsstation am Schlesischen Platz in
Dresden gehört zu dem am stärksten durch Kfz-
Verkehr beeinflussten Standort der Hauptstadt
Sachsens.
Neben den Analysen der chemischen Inhaltsstoffe
durch Impaktormessungen in verschiedenen Frakti-
onen der Partikelgrößen ergänzt die beispielhafte
Untersuchung der Partikelgestalt mittels Raster-
elektronenmikroskopie die Ursachenforschung.
Außerdem werden Daten zur Wettersituation, gas-
förmige Luftschadstoffe und Kfz-Verkehrszählungen
benutzt.
Die Probenahme und Analytik wurden durch die
Staatliche Umwelbetriebsgesellschaft (UBG), den
TÜV Süd und vom Leibniz Institut für Troposphä-
renforschung Leipzig e.V. (IFT, Prof. Herrmann;
MÜLLER et al., 2004) durchgeführt. Ein Teil der
meteorologischen Daten wurde vom DWD genutzt.

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4
2
Theoretischer Teil - Quellgruppenzuord-
nung von Aerosolen
2.1 Charakteristik von Aerosolbestandteilen
und ihrer Quellen
Generelle Zusammensetzung des Aerosols
Aerosol ist eine Suspension von Flüssigkeiten oder
Festen Partikeln in der Luft. Die Feinstaubpartikel in
der Umgebungsluft sind ein komplexes Gemisch.
Ein Teil davon sind primäre Partikel, die direkt
durch Verbrennungsprozesse ausgestoßen werden,
durch mechanischen Abrieb von Reifen und Stra-
ßenbelag und Aufwirbelung entstehen oder aus
natürlichen Quellen stammen. Ein anderer Teil sind
sekundäre Partikel, welche sich erst in der Luft aus
gasförmigen Vorläuferschadstoffen bilden. (BUWAL
2003)
Global betrachtet besteht die mittlere stoffliche Zu-
sammensetzung des Aerosols aus Seesalz, Mine-
ralstäuben, Vulkanasche und sekundäre Aerosole
aus biogenen Schwefel- und Kohlenwasserstoff-
emissionen. In industrialisierten Gebieten kommen
hinzu: Aus Ammoniak, Schwefeldioxid und Stick-
oxiden gebildete sekundäre Ammoniumsulfate und
–nitrate, Russpartikel, mechanisch aufgewirbelte
Stäube und weitere Stäube aus u.a. Verhüttung,
Müllverbrennung, Verkehr, Heizung und Stromge-
winnung. In industrialisierten Gebieten stellen je-
weils 1/3 der Aerosolmasse anthropogene sekun-
däre Aerosole, organische Verbindungen inkl. Ruß
und Wasser bzw. Erdkrustenbestandteile dar
(SCHULZE, 1993).
Feinstaub (PM
10
= Particulate Matter < 10 μm) be-
steht hauptsächlich aus Staubpartikeln, die kleiner
sind als 1/10 der Dicke eines Haares (100 tau-
sendster Teil eines Meters). Nach der 22. BImSchV
§ 1 sind „PM10 die Partikel, die einen größenselek-
tierenden Lufteinlass passieren, der für einen aero-
dynamische Durchmesser von 10 μm einen Ab-
scheidegrad von 50 Prozent aufweist“. In Abb. 2.1-2
werden die Abscheidecharakteristiken für PM
10
und
PM
2,5
beispielhaft dargestellt. Danach wird deutlich,
dass auch Partikel > 10μm Durchmesser aber nicht
alle Partikel <10μm zu 100% auf dem Filter abge-
schieden werden.
Es werden drei Größenbereiche unterschieden (s.
auch Abb. 2.1.1):
- Ultrafeine Partikel (aerodynamischer Partikel-
durchmesser < 0,1 μm), die auch als Nanopartikel
bezeichnet werden. Weiter zu unterscheiden in
Partikel < 20 nm (Nukleationsmode) bzw. >20 nm –
100 nm (Aitken-Mode). Letzterer entsteht nachdem
Nukleationsmodepartikel sich zusammengelagert
haben bzw. stammt aus Verbrennungsprozessen
(Russ).
- Partikel des Akkumulationsmodus (>0,1 - 1 μm)
stehen als Kondensationskerne für Wolkentröpf-
chen zur Verfügung.
- grobe Partikel >1 oder >2,5 μm bzw. 2,5 – 10 μm.
Die groben (engl. coarse) Partikel tragen wesentlich
zur Partikelmasse bei. Häufig wird die Fraktion
PM
10
-PM
2,5
als Grobstaubfraktion beschrieben, wie
z.B. bei der US EPA (NEHZAT et al. 2003). Bei der
Betrachtung der Korngrößenverteilung der Masse
des Aerosols fallen 3 Maxima auf. Die eigentliche
Grenze zwischen Grob. und Feinstaub kann bei
1μm Partikeldurchmesser gezogen werden. Heut-
zutage werden jedoch häufig PM
2,5
Probenahmen
benutzt, die noch einen Teil des Grobstaubs bein-
halten (s. Abb. 2.1.2 - 2.1.4).
Abb. 2.1-1:
Aerosolprozesse in der Atmosphäre
(REICH, 1994).
Teilchen über 10 μm sedimentieren rasch zu Boden
und werden so aus der Luft entfernt. (s. Abb. 2.1.5)

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5
Ultrafeine Partikel (< 0.1 μm) haben hohe Diffusi-
onsgeschwindigkeiten und koagulieren innerhalb
weniger Stunden mit größeren Partikeln oder wach-
sen durch Kondensation. Teilchen im Akkumulati-
onsmodus (0.1 - 1 μm) bilden massenmäßig den
Hauptteil des Aerosols an Standorten, die nicht in
unmittelbarer Nähe einer großen Quelle liegen und
bestehen aus sekundärem Aerosol. Die Eliminati-
onsmechanismen für diese Größenkategorie sind
nicht sehr effizient, so dass die Teilchen mehrere
Tage in der Luft bleiben und entsprechend weit
transportiert werden können. Teilchen dieser Grö-
ßenklasse werden hauptsächlich durch Nieder-
schläge aus der Atmosphäre entfernt und zum Teil
durch Impaktion.
Abb. 2.1-2:
Relative Massengrößenverteilung und
die PM
10
und PM2,5 Größenfraktionen
(nach CHOW und Watson 1998).
Nach MÜLLER (2002) verbleibt Feinstaub (PM
2,5
)
ca. 2-4 Tage in der Atmosphäre (s. auch Abb.
2.1.5).
Die meisten Ultrafeinen Partikel bestehen aus or-
ganischem (OC) und elementarem (EC, Ruß) Koh-
lenstoff. Sulfat und Nitrat sind in etwas größeren
Partikeln und tragen einen wesentlichen Beitrag zur
PM
2,5
-Masse bei. Diese Inhaltsstoffe sind jedoch
nur in geringem Umfang an der großen Anzahl der
Teilchen beteiligt. Die Partikelanzahl in Städten
dominieren Teilchen mit der einem Durchmesser
von 20 – 30 nm, die aus schwerflüchtigen organi-
schen Stoffen bestehen. Teilchen >50 nm gehören
dort zu frisch emittiertem Ruß (van DINGENEM et
al., 2004). Primäre Russpartikel haben bei Holz-
verbrennungsprozessen nach GWAZE et al. (2004)
einen mittleren Durchmesser von 50 nm.
Abb. 2.1-3:
Idealisierte Korngrößenverteilung von
Partikeln in der Außenluft (nach
CHOW und Watson 1998).
Abb. 2.1-4:
Mittlere Partikellebensdauer (nach
JÄNICKE 1978).
Die im Aerosol vorhandenen Spurenmetalle kom-
men in unterschiedlich fest gebundener Form vor.
In der Fraktion < 0,61 μm wurde Vanadium zu 50 %
und mehr als ein Viertel von Ni, Co, Mn, Ca, Cu und
Cd als in Salzlösung lösliche Form gefunden. Eisen
hingegen war zu über 50 % im nicht oxidierbaren
Rückstand (ESPINOSA et al., 2002).
Partikelneubildung wird nach theoretischen Be-
rechnungen u.a. durch Reaktionen zwischen orga-
nischen und Schwefelsäure zu Aerosol aus organi-
schem Materie und Sulfat gefördert (ZHANG et al.,
2004).
Weitergehende allgemeinverständliche Darstellun-
gen zu Bildung und Messung von Feinstaub sowie
detaillierte Klärung der Begriffe werden bei BUWAL
(2001) gegeben.

6
Quellen der Sekundären Aerosole
Quellen für Partikel sind mobil oder ortsfest die
Partikel können sich jedoch ebenfalls aus gasförmi-
gen Schadstoffen bilden.
Die Umwandlung von SO
2
zu Sulfat kann auf ver-
schiedenen Wegen stattfinden. Nach BERNDT et
al. (2004) werden vermutlich ein großer Teil Sulfat-
partikel aus der Ozonolyse von Alkenen in Anwe-
senheit von SO
2
produziert. Außerdem wird in Re-
gentropfen gelöstes SO
2
durch Mangan und Eise-
nionen als Katalysator mit Oxidationsmitteln zu
Sulfationen umgewandelt. Die homogene Gaspha-
senreaktion von SO
2
zu Schwefelsäure läuft in ei-
ner Geschwindigkeit von ca. 2 % pro Stunde ab.
Laborexperimente zeigen, dass bei feuchter Luft (>
80%, T = 10°C) die Umwandlung von SO
2
bei An-
wesenheit von Ammoniak 1,1% / h beträgt (TUR-
SIC et al., 2004). Im Anschluss an die Bildung von
Schwefelsäure kann durch Neutralisationsreaktio-
nen mit Ammoniak in der Atmosphäre Ammonium-
sulfat gebildet werden. NH
3
Emissionen beeinflus-
sen somit lokale Umgebungsluftkonzentrationen
von NH
3
und PM
2,5
(WALKER et al., 2004). In Atlan-
ta werden PM
2,5
-Ereignisse auf plötzlichen Anstieg
der Russkonzentrationen am Morgen bzw. Sulfat-
Konzentrationen am Nachmittag zurückgeführt
(WEBER et al., 2003). Ein Teil der Sulfat- und Nit-
rat-Ionen deponiert als grobe Partikel (Na, K, Mg,
Ca-Nitrate) bzw. feine Partikel aus Ammoniumnitrat
und -sulfat werden durch Regen ausgewaschen.
In Sachsen werden pro Jahr ca. 15 kg/ha Sulfat, ca.
20 kg/ha Nitrat und ca. 20 kg/ha Ammonium depo-
niert (LfUG, 2003).
Stickoxide reagieren nach PLATE (2000) bevorzugt
auf photolytischem Weg zu HNO
3
(Salpetersäure)
und weiter zu Nitrat. Aus HNO
3
und Kochsalz bzw.
Mineralstäuben entsteht NaNO
3
bzw. ein K, Mg,
Ca-Nitrat, welches in der gröberen Fraktion anzu-
treffen ist. In Gegenwart von Ammoniak entsteht
hingegen im Feinstaubbereich (< 1μm) Ammoni-
umnitrat (NH
4
NO
3
), das in Abhängigkeit von Luft-
feuchte und Temperatur in die Bestandteile Ammo-
niak und Salpetersäure dissoziieren kann. Dieses
Salz ist im Winter aufgrund niedrigerer Temperatu-
ren stabiler und höher konzentriert. Zusätzlich gibt
es im Sommer Probenahme bedingt z. B. durch
erhöhte Temperaturen des Quarzfaserfilters (>
20°C) bis zu 100% Verlust (SCHAAP et al., 2004) .
In marinen gealtertem Aerosol werden freie Säuren
(HNO
3
und H
2
SO
4
) unter Freisetzung von HCl
hauptsächlich zu groben Natriumnitrat und weniger
zu Natriumsulfat umgewandelt. Grobe Nitratsalze
deponieren deutlich rascher als das im Feinstaub
vorhandene Ammoniumnitrat.
Nach BEIERLE et al. (2004) beträgt die mittlere
Lebenszeit von NOx in Deutschland 6 h im Sommer
und 24 h im Winter. Bei geringen Windgeschwin-
digkeiten erscheint es plausibel, dass lokale Emis-
sionen, z.B. Autoverkehr durchaus in einigen 10km
Umkreis die Partikelmasse nennenswert anheben
können, insbesondere an den Stadträndern, wo der
Nitratgehalt im Vergleich zu den verkehrsnahen
Standorten in der City häufig höher sein soll (PU-
TAUD et al., 2004). In Fresno (USA) haben CHOW
et al. (2004) abgeleitet, dass sich in den Nachtstun-
den aus Salpetersäure und Ammoniak Ammonium-
nitrat bildet. Zwischen 10 und 12:00 Ortszeit wur-
den erhöhte Nitratkonzentrationen gemessen, was
auf eine sonneninduzierte vertikale Durchmischung
der bodennahen Luftschichten zurückgeführt wird.
Dort besteht PM2,5 zu 85-95% aus Ammonium-
nitrat.
Ammoniumnitrat wird im Feinstaubbereich, außer
im Ultrafeinstaub (<0,1 μm) gefunden. Im Grob-
staub ist NaNO
3
anzutreffen nach (SINGH et al,
2002).
Weltweit gesehen stammt der größte VOC-Anteil
aus natürlichen Quellen (GUDERIAN, 2000). Da-
nach werden 500 Terragramm Kohlenstoff pro Jahr
als Isopren und Monoterpen emittiert, im Vergleich
zu 100 Terragramm aus anthropogenen Quellen. In
Deutschland stammen zu allen Jahreszeiten in
etwa gleichmäßig 700 t/a aus dem Straßenverkehr
und 1100 t/ Jahr aus Lösemittelgebrauch. Eine
genaue quantitative Angabe über die Menge natür-
licher Emissionen für Deutschland liegt nicht vor.
Die Emissionen der natürlichen Quellen sind bei
höheren Temperaturen deutlich größer, als bei
niedrigen. Die Vorläuferstoffe für Sekundäres Or-
ganisches Aerosol (SOA) können aus verschiede-
nen Quellen stammen, wie Vegetation (z. B. orga-
nische Dicarbonsäuren, Terpene), Kohleverbren-
nung und leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe aus
dem Straßenverkehr. Beispielsweise betragen die
Halbwertszeiten für den Abbau mit Hydroxylradika-
len für Benzol 9 Tage, Toluol 1,9 Tage, m-Xylol 5,9
Stunden, n-Octan 1,3 Tage, MTBE 3,9 Tage und für
2,2,4 Trimethylpentan 3,2 Tage (Atkinson, 2000).

7
Tab. 2.1-1:
Typische Hauptquellen bestimmter Aerosolbestandteile.
PM
Verkehr
Haus
halte
Indus
trie
Erd
kruste
biogen
See
wasser
Bemerkung a)
NH
4
+
x x
x
Sekundär aus NH
3
:Landwirtschaft, Kläranlagen
Ca x
Cl
x
K
x x x
Holzverbrennung, Kruste
Mg
x x
Sh
Na
x
Sh
NO
3
-
x
x
Sekundär aus NO2
SO42-
x
Sekundär aus SO2
Ruß
x
x
x
Aus Verbrennungsprozessen, KfZ-Diesel
OC
x
x
x
sekundär aus VOC, biogen (Dicarbonsäuren u.a.)
As
x
100% anthropogen (Sh) Kohle (Sg, Sh), Kupferhütten (Sg)
Cd
100% anthropogen (Sh), Kohle, Müllverbrennung, Kupferhütten (Sg)
Cr
x
x
x
Kfz, etwas Kohle, Müllverbrennung (Sg)
Cu
x
x
Kupferhütten, Bremsbeläge, Müllverbrennung(Sg)
Fe x
x x
geogen + Kohle (K)
Mn x x
Ni x
x
Schweröl (St)
Pb
x
100% anthropogen (Sh) Verkehr, Müllverbrennung, Kupferhütten (Sg)
Sb x
Verkehr (St)
Ti
x
geogen + Kohle (K)
V
x
x
Schweröl, Kohle (St)
Zn
x x
anthropogen (Sh)
BaP
x
x
x
Aus Verbrennungsprozessen, KfZ-Diesel
a) Sg = Steiger 1991; Sh = Steinhoff 2003; K= Kriews 1992.
Primäre Quellen aus dem Straßenverkehr
Der LKW-Verkehr ist hauptsächliche Quelle für die
Dieselrussemissionen an der Straße. Abgase aus
Dieselmotoren stoßen Im Vergleich zu Benzinmoto-
ren bis zu 1000-mal mehr Feinpartikel aus (BUWAL
2003). Typische Dieselpartikel sind Agglomerate,
die bei der Emission hauptsächlich aus Agglomera-
ten von 60 bis 100 nm bestehen. Diese bestehen
wiederum aus kugelförmigen Primärpartikeln mit
einem Durchmesser von 15-40 nm (BURTSCHER,
2005).
Verursacher der PM
10
-Immissionen im Nahbereich
von Straßen sind zu einem großen Teil die 5 Quel-
len (n. LOHMEYER und DÜRING 2001b):
1. Auspuffemissionen,
2. Straßenabrieb,
3. Aufwirbelung von Straßenstaub,
4. Reifenabrieb und
5. Brems- und Kupplungsbelagsabrieb.
Bei einem Vergleich der sächsischen Messstellen
Leipzig Lützner Straße und der Hintergrundstation
Leipzig-West, wurde in der Lützner Straße eine
Zusatzbelastung durch Kfz-Verkehr von 20 μg/m³
(5.8 bis 41.1 μg/m³) festgestellt. „Ca. 60 % der ge-
messenen Gesamtbelastung an der Lützner Straße
entfallen auf die Emission in der Straße selbst, ca.
40 % auf die Hintergrundbelastung. An Tagen mit
Regen reduziert sich die PM
10
-Zusatzbelastung auf
ca. 14 μg/m³. An Tagen ohne Regen wurden ca.
22 μg/m³ gemessen, d. h. es wurde eine ca.
35 %ige Reduktion der PM
10
-Zusatzbelastung an
Regentagen festgestellt.“ (LOHMEYER und DÜ-
RING 2001b)
Nach ANKE et al. (2002) wurden dem LKW Verkehr
17 – 30% und dem PKW-Verkehr 4% zugeordnet.
21 – 34% des PM
10
an der Lützner Str. in Leipzig
stammten somit aus dem Kfz-Verkehr.
Bei Untersuchungen von Straßenstaub in der Lütz-
ner Straße wurden mittels eines Staubsaugers die
PM
75
Belegung untersucht. Im Mittel wurden 0.38 ±
0.21 g/m² gefunden, wobei die fünffache Menge
vom Mittelwert im Rinnsteinbereich gefunden wur-
de. Dies entsprach der doppelten Menge dessen,
was an der Frankfurter Allee in Berlin gefunden
wurde (RAUTERBERG-WULFF, 2000). Die Zu-
sammensetzung des Staubes war sehr ähnlich
entlang des Querschnitts der Strasse, wobei der
silikatische Anteil stark dominiert (88%) (LOHMEY-
ER und DÜRING 2001a).
Die Kohlenstoffkonzentrationen (Ruß und OC) im
PM
2,5
steigen am frühen Morgen durch den Stra-
ßenverkehr stark an und in Fresno auch am Abend.
Letzteres wird durch Beiträge aus Heizungen an
kalten Winterabenden zurückgeführt (CHOW et al.
2004, Fresno; WEBER 2003, Atlanta). Für Baden-
Württemberg wird die Holzfeuerung in den Haushal-
ten als die größte Emissionsquelle für Feinstaub
eingeschätzt (PREGGER und FRIEDRICH, 2004).

8
Auch DELETIC und ORR (2004) haben den Haupt-
teil des Sediments im Rinnsteinbereich gefunden
(66% in Abstand bis 50 cm von Bordstein). Der
Hauptteil der Schwermetalle befand sich in der
kleinsten Fraktion (<63μm) und war im Sommer
höher konzentriert. Höhere Mengen Straßensedi-
ment, Chlorid und Sulfat wurden im Winter gefun-
den.
Im Aerosol ist der Anteil der wasserlöslichen Ionen
(Ammonium, Sulfat und Nitrat) 100 Mal höher als im
Straßenstaub (s. Tabelle 2.1.2, LOHMEYER und
DÜRING 2001a). Diese sekundären Aerosole wur-
den durch Abscheidung an größeren Partikeln bzw.
Oberflächen (Impaktion) oder Auswaschung durch
Niederschlag deponiert. Aus Aufwirbelungsprozes-
sen des Straßenstaubes können deshalb die Ione-
nanteile des Aerosols nicht erklärt werden.
HÖFLINGER und KOTSCHUNIG (2003) haben für
Emissionsfaktoren des PM
30
aus modellierten E-
missionen diffuser Staubemissionen des Kfz-
Verkehr und mittlere Konzentrationen der Immissi-
onswerte ähnliche zeitliche Verläufe gefunden und
führen dies auf die verstärkte Wiederaufwirbelung
im Winter zurück.
Nach Abschätzungen von PREGGER und FRIED-
RICH (2004) stammen der größte Teil der Partikel-
emissionen des Straßenverkehrs (PM
2,5
) aus den
Abgasen schwerer Nutzfahrzeuge (60%). Der Anteil
des Reifenabriebs an dieser Staubklasse wird je-
doch sehr gering eingeschätzt. Die Aufwirbelung
aus Straßenverkehr wird mit 33% der Gesamt
PM
10
-Emissioen aller anthropogenen Quellen ein-
geschätzt. Die Einführung des Dieselpartikelfilters
ab 2005 in neuen PKW und leichten Nutzfahrzeu-
gen könnte in Baden-Württemberg im Jahr 2010 die
PM
2,5
-Emissionen um etwa 5% vermindern.
Tab. 2.1-2:
Prozentualer Anteil verschiedener Komponenten in PM
75
des Straßenstaubes bzw PM
10
und
PM
2,5
des Aerosols Ende 2000, Leipzig Lützner Str. (n. LOHMEYER und DÜRING 2001a).
Komponente PM
75
Straße PM
10
Aerosol PM
2,5
Aerosol
Silikat
88 52 41
Elementarer Kohlenstoff (EC) z.B. Ruß
3
16
14
Organischer Kohlenstoff (OC)
2,5
17
16
Ionen Summe
0,2
16
24
Ammonium (NH
4
+
) 0,04
2 5
Nitrat (NO
3
-
) 0,01
6 9
Sulfat (SO
4
2-
) 0,2
8 9
Wasser und Rest
(Kohlenwasserstoffe, Fluoride, Chloride)
7 1 6
Giftigkeit einiger Außenluftinhaltsstoffe
Aufgrund der EG-Gefahrstoffliste gelten Dieselruß
sowie einige Inhaltsstoffe des Aerosols in Ver-
kehrsnähe als krebserregend (HÖRATH, 1995).
Hierzu zählen z.B. BaP, sowie chemische Verbin-
dungen von Arsen, Antimon, Blei, Chrom, Kupfer,
Nickel (Tab. 2.1-3). Kupferverbindungen sind ge-
sundheitsschädlich. Nach der TA Luft (24.7.2002)
müssen die Emissionen die Verbindungen von An-
timon, Blei, Kupfer, Mangan, Zinn und Vanadium
sowie die krebserzeugenden Verbindungen von
Arsen, Chrom, Nickel und BaP beschränkt werden.
Starker Kontakt zu Dieselrußemissionen mit Parti-
keln von 0,02 bis 0,5 μm Durchmesser führt nach
epidemiologischen Studien zu erhöhtem Lungen-
krebsrisiko. Ultrafeine Partikel im Vergleich zu fei-
nen Partikeln weisen bei gleicher Massendosis eine
stärkere Toxizität bei Tierexperimenten auf. Reifen-
abrieb kann ebenfalls Quelle für PAK in der Außen-
luft sein, da sich diese über Zusatzstoffe (hoch a-
romatische Öle) in Reifen vieler Hersteller befinden.
Die EU-Kommission hat bereits eine Reduzierung
der verwendbaren Menge im Reifen beschlossen,
die ab 2009 gelten wird. SCHAUMANN et al. (2004)
haben verstärkte Entzündungsprozesse der Lunge
in Gesunden Probanden auf die Zufuhr von Nickel,
Kupfer und Zink in belastetem PM
2,5
zurückgeführt.
Epidemiologische Studien zeigen, dass feine und
ultrafeine Partikel, die an der Straße nahezu aus-
schließlich aus dem Kfz-Verkehr stammen, ge-
sundheitliche Relevanz haben. Dies gilt insbeson-
dere für Dieselruß. PM
2,5
war am stärksten mit A-
temwegserkrankungen verbunden und Modelle
konnten zeigen, dass eine signifikante Zunahme
der Krankenhauseinlieferungen für über 65-jährigen
in Städten bei erhöhten PM-Werten auftraten, nicht
jedoch im ländlichen Raum (NEUBERGER et al.,
2004). In derselben Studie wird gezeigt, dass der
Kohlenstoffanteil in PM
10
einen Einfluss auf die
Atmung von Vorschulkindern hat. Für das meteoro-
logisch außergewöhnlich trockene und heiße Jahr

 
9
2003 berechneten FISCHER et al. (2004), dass 400
bis 600 Personen in den Niederlanden wegen der
erhöhten Luftschadstoffkonzentrationen von Ozon
und z. T. auch PM
10
mehr gestorben sind als im
meteorologisch durchschnittlichen Jahr 2000.
STEDMAN (2004) zeigt, dass in England und
Wales im Jahr 2003 423 bis 769 mehr Menschen
gestorben sind aufgrund von erhöhten Ozon- bzw.
PM
10
Werten. Er weist ebenfalls daraufhin, dass die
Ratschläge an die Bevölkerung bei den problemati-
schen Wetterverhältnissen wichtig bleiben: Sich in
kühlen Räumen aufzuhalten und die Exposition mit
der Luftverschmutzung zu vermeiden.
Ottokraftstoffe enthalten in Deutschland 2% krebs-
erregendes Benzol, bis zu 5 % sind erlaubt (HÖ-
RATH, 1995).
Tab. 2.1-3:
Gefahrstoffcharakter und krebserre-
gende Eigenschaften einiger Stoffe in
der Umgebungsluft an Verkehrsstati-
onen (nach HÖRATH, 1995 und der
enthaltenen EG-Gefahrstoffliste).
Element/
Verbindung
Verbindung Carc.
1)
1-3
Bemerkung
Antimon
Chlorid
Antimotrioxid
3 als
Oxid
Chlorid reizt
Atmungs-
organe
Arsen
Arsen und
Verb.
1
giftig
Blei
Acetat, Alkyle,
Chromat
1
giftig
Cadmium
Trichlorid,
2
giftig beim
einatmen
Sulfat,
2
gesundheits-
schädlich
Chrom
(VI)Oxid
1
giftig
Kupfer
(I)Chlorid und
Sulfat
-
gesundheits-
schädlich
Nickel
Dioxid
1
giftig
Verbindungen
1 - 3
teilw. giftig
Benzo(a)pyren
-
2
giftig
Ben-
zo(b)fluoranth
en
-
2
giftig
Benzo(k)fluora
nthen
-
2
giftig
Dibenzo(a,h)an
thracen
-
2
giftig
Indeno(1,2,3-
cd)pyren
-
2
giftig
Dieselmotor-
emissionen
-
1
giftig
Benzol
1)
1 =bekanntermaßen
-
krebserzeugend;
1
2 = als
giftig
bei Menschen
krebserzeugend anzusehen; 3= wegen möglicher krebserregen-
der Wirkung beim Menschen Anlass zur Besorgnis.
2.2
Methoden der Quellgruppenanalyse
Bei der Quellgruppenanalyse wird versucht die
Beiträge bestimmter einzelner Quellen bzw. Quell-
gruppen zu identifizieren und zahlenmäßig fassbar
zu machen.
Es soll hierbei eine Beziehung zwischen der Emis-
sion bestimmter Quellen und den Immissionskon-
zentrationen am Ort des Auftretens gezogen wer-
den. Dieser Ort wird auch als Receptor bezeichnet.
Für die Untersuchung der Quellen werden entweder
Berechnungen aufgrund von Emissionskatastern
oder Receptormodelle aufgrund von Immissions-
messungen benutzt (nach STEIGER, 1991).
1
Auf Basis von Emissionskatastern werden
Berechnungen durchgeführt mittels Quellen- oder
Ausbreitungsmodellen, die meteorologische Bedin-
gungen für eine Vorhersage benötigen. Die benötig-
ten Emissionsfaktoren beruhen häufig auf Schät-
zungen.
Problem ist hierbei z.B. die Abschätzung der Bo-
denerosion und die Beschreibung der Neubildung
von Partikeln aus reaktivem Gasen. Nachteilig ist,
dass die bisherigen Modelle die chemische Umset-
zung und Deposition (durch Niederschlag oder tro-
cken) nicht ausreichend berücksichtigen.
Die genutzten Ausbreitungsmodelle im LFUG sind
LASAT bzw. MISKAM (mit Gitternetzweiten von
wenigen Metern). Informationen die in diese Be-
trachtung eingehen sind der Ort, Emissionsraten,
Topographie, Windrichtung, Windgeschwindigkeit,
Temperatur, Mischungsschichthöhe, Stabilität der
Atmosphäre und die statistischen Schwankungen
der vorgenannten Größen.
Voraussetzung ist die Information über Emissions-
massenflüsse.
2
Auf Immissionsmessungen und der chemi-
schen Zusammensetzung beruhende Receptormo-
delle
Informationen zu Receptormodellen finden sich in
der Literatur (GORDON, 1980; COOPER und
WATSON, 1980 sowie HENRY et al (1984) in
STEIGER (1991)). Die Zusammensetzung der
Quellen („Fingerabdrücke“) werden mit denen des
Receptors verglichen. Die Meteorologie wird bei
diesen Modellen für die Quellzuordnung nicht benö-
tigt. In erster Linie werden für dieses Modell physi-
kalisch-chemische Eigenschaften der Emissionen
möglichst aller bedeutenden Quellen herangezo-

10
gen. Besondere Bedeutung haben Stoffe, die für
eine Quelle typisch sind und keine chemische Ver-
änderung während des atmosphärischen Trans-
ports unterliegen. Die relative Änderung der Zu-
sammensetzung im Vergleich verschiedener Quel-
len ist hier entscheidend.
Zusätzlich zu diesen dargestellten Methoden könn-
te noch die windrichtungsabhängige bzw. Rückver-
folgung von Luftmassen genannt werden, die eher
eine beschreibende Methode darstellt. Hierbei wer-
den bestimmten Windrichtungen bzw. Regionen
einer Quelle oder Quellregion zugeordnet. Teilwei-
se können hierbei auch statistische Verfahren zur
Zuordnung der Quellen verwendet werden
(KRIEWS, 1992; SCHULZE, 1993; LACKA-
SCHUSS, 1997; GERWIG, 2000; REIMER, 2001;
STEINHOFF, 2003). An der Station Arkona auf der
Ostseeinsel Rügen wurden für Blei, Cadmium, Kup-
fer und Zink deutliche saisonale Unterschiede zwi-
schen hohen Konzentrationen im Winter zu denen
im Sommer gefunden. Tendenziell ging dies einher
mit einer Veränderung der Mischungsschichthöhe,
die im 1990 ca. bei 850 m im Winter und 1100 m im
Sommer lag (LACKASCHUSS, 1997).
Daneben ist es ebenfalls hilfreich die räumliche und
zeitliche Verteilung der absoluten Konzentration zu
betrachten um Aussagen über Quellen zu erhalten,
wie z.B. bei STEINHOFF (2003) der zeigen konnte,
dass toxikologisch relevante Spurenelemente über
das Aerosol vom Schwarzen Dreieck in größeren
Ausmaß über Ferntransport bis nach Hamburg
gelangen. Über Betrachtungen der Hauptwindrich-
tung können auch Quellen für Spurenelemente
(NAUMANN, 1983) und chlororganische Verbin-
dungen (GERWIG, 2000) in einigen Kilometer Ent-
fernung zugeordnet werden.
Receptormodelle
Man kann zwischen der „chemischen Methode“ und
der Einzelteilchenmethode unterscheiden, die auf
der Detektion einzelner Luftpartikel beruht.
Heutzutage werden einzelne Partikel u. a. mit Ras-
terelektronenmikroskopie analysiert und z. T. mit
Mikrosonden z.B. mittels EDXA (energiedispersive
Röntgenfluoreszenzanalyse) auf ihre elementaren
Inhalte hin untersucht, (KRIEWS, 1992). Damit
können Partikel aus Flugasche, Gips, Ruß etc. i-
dentifiziert werden. Es bereitet jedoch Schwierigkei-
ten die Anzahl- in eine Massenkonzentration umzu-
rechnen.
Chemische Verfahren verwenden demgegenüber
die gemittelte Zusammensetzung aller Aerosolbe-
standteile.
Eine weitergehende Aufteilung nach COOPER und
WATSON (1980) (in STEIGER, 1991) unterscheidet
folgende Ansätze:
Analyse der Anreicherungsfaktoren
Zeitreihenuntersuchungen
Untersuchungen räumlicher Konzentrati-
onsverteilungen
Chemische Massenbilanzen
Multivariate statistische Verfahren
Eine aktuelle Zusammenfassung der Vorgehens-
weise wird bei WATSON et al. (2002) gegeben:
1. Formulierung eines Modellkonzepts
2. Zusammenstellung von Emissionsinventa-
ren
3. Charakterisierung der Quellemissionen
4. Immissionsmessungen auf Masse, Ele-
mente, Ionen, Kohlenstoff und andere
Komponenten der Quellen
5. Bestätigung der Quelltypen mit Modellen
der Multivariaten Statistik
6. Quantifizierung der der Quellgruppenantei-
le
7. Abschätzung der Emissionsprofiländerun-
gen
8. Prüfung ob Berechnung der Quellgruppen-
anteile mit anderen Daten übereinstimmt.
BLOEMEN (2001) gibt einen kurzen Überblick der
heutigen Softwarelösungen von Receptormodellen.
Hierzu gehören CMB EPA 8.2 (Coulter and Lewis),
welches vielfach z.B. von WATSON et al. (2002)
angewendet wurde. Hierzu wurde eine umfassende
Datenbank von Emissionsprofilen zusammengetra-
gen. Zusätzlich wurden 3 neue Konzepte erarbeitet.
UNMIX (Henry, UNCLA), PMF (Paatero, Helsinki)
und COPREM (WÅHLIN, 2003) nutzen Immissi-
onsmessungen um Quellen und deren Emissions-
profile zuzuordnen. Hierbei wird die Probenahme
und Analyse realer Emissionen umgangen.

 
11
3
Experimenteller Teil und Bedingungen
An drei unterschiedlichen Messstationen (Ver-
kehrsstation am Schlesischen Platz Dresden (A),
städtische Grundbelastung (B) und Stadtrandstation
Radebeul-Wahnsdorf (C)) wurden an 2 Wochen im
Winter und 3 Wochen im Sommer (9.-29.2.2004;
28.6.-08.08.2004) PM
10
und PM
2,5
Tagesproben
zeitgleich gesammelt. Diese wurden auf Haupt- und
Spurenbestandteile (31 Stoffe: Spurenelemente,
Polyaromatische Kohlenwasserstoffe und wasser-
lösliche Ionen) analysiert. Zur Absicherung der Er-
gebnisse für die Verkehrsstation wurde diese au-
ßerdem jede 2te Woche vom 11.08.03 bis
08.08.2004 an 184 Tagen beprobt.
Zusätzlich wurden mit Bezug auf die Partikelgröße
24 fein aufgelöste Staubproben gesammelt. Dazu
dienten so genannte MOUDI (Micro Orifice Uniform
Deposit Impactor)- und Berner-Impaktoren. Dabei
wurde zwischen Ultrafeinstaub- (< 0,1 μm), Fein-
staub- (0,1-1 μm) und Grobstaubanteil im PM
10
(1-
10 μm) unterschieden. Die Korngrößenfraktionen
wurden zusätzlich auf 3 organische Dicarbonsäuren
und 14 n-Alkane analysiert (MÜLLER et al., 2005).
Darüber hinaus wurden exemplarisch 4 Proben mit
Rasterelektronenmikroskopie untersucht.
3.1 Probenahmen
Die Probenahmen innerhalb eines Routine-
Messcontainer der Umweltbetriebsgesellschaft
beinhalten die Verwendung eines BERNER-
Impaktors (5 Stufen 0,050 - 10 μm), des relativ
neuen MOUDI–Impaktors (13 Stufen, 0,010 - 10
μm), PM
10
und PM
2,5
Probenahmen (Masse und
Inhaltsstoffe) sowie andere Routine-Parameter
(BTX, NO, NO
2
, CO, Ruß, SO
2
, PM
10
-TEOM). Ne-
ben der Masse der Korngrößenfraktionen des Luft-
staubs werden OC/EC, Schwermetalle und Spu-
renelemente (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Ti, V,
Zn und z. T. Al, Ga, Fe, Si, Sr), wasserlösliche Io-
nen (Na, K, Ca, Mg, Cl, SO
4
, NH
4
, NO
3
) und orga-
nische Verbindungen (PAK, Alkane) analysiert (s.
Tab. 3.3-1a).
Die zu messenden Komponenten und deren Da-
tenqualitätsziele für die Stationen sind in Tabelle
3.1-1 dargestellt. Die analytischen Verfahren wer-
den in Tabelle 3.3.1 erläutert.
Die Aerosol-Probenahmen sollen verschiedene
zeitliche und größenklassierte Auflösungen ermög-
lichen. Durch die Probenahme mit BERNER-
Impaktor und MOUDI-Impaktor wird der Jahresgang
untersucht, während mit PM
10
und PM
2,5
zusätzlich
der Wochengang im Verlauf des Jahres betrachtet
werden kann. Die Probenahmezeiträume werden in
Tabelle 3.1-3 dargestellt.
Tab. 3.1-1:
Übersicht der relevanten
gemesse-
nen
Parameter an der Verkehrsstati-
on (A), urbane Grundbelastung (B)
und Stadtrandlage Radebeul-
Wahnsdorf (C)
Kompo-
nente
Ziel der Messung
Messmethode
und kürzeste
Mittlungszeit
Mittel-
ungs-
zeit
Ort
PM
10
Grobstaub
HVS (Fa. Digitel)
mit Quarzfaserfil-
ter
24 h
A-C
PM2.5 Feinstaub s.o. 24 h A-B
PM
10
-
TEOM
Grobstaub höher
zeitlich aufgelöst
TEOM Automat
0,5 h
A-C
Berner-
Impaktor
Korngrößendiffe-
renzierte Inhalts-
stoffe, Gravimetrie
Sammler, 5
Stufen mit Alumi-
nium und Tedlar-
folie
24 h
A-B
MOUDI Korngrößendiffe-
renzierte Inhalts-
stoffe, Gravimetrie
Sammler, 13
Stufen mit Alumi-
niumfolie
96 h
2)
A-B
REM-
Luftstaub-
sammler
kleiner LV Samm-
ler,
2m³ auf Nucleo-
pore-Filter (0,43
μm)
einige
Stun-
den
A-B
Nanopar-
tikel-
zählung
Anzahlgrößen-
verteilug
Automat 0,5 h A-B
Kfz-
Zählung1)
Überwachung der
Fahrzeugströme
Automat 0,5 h A
Kfz-
Zählung
s.o.
Daten über Lan-
deshauptstadt
Dresden
Meteoro-
logie
Vergleichswert für
lokale WG, WR, T,
F,
Automat 0,5 h A-C
Nieder-
schlag 1)
Moduliert Partikel-
konzentration
Automat 0,5 h A
Nieder-
schlag
s.o. Automat, DWD 24 h
und 0,5
h
DD-
Klotz
-sche
1)
Nicht in Betrieb während Probenahme;
2)
4 Tage für Proben
Mo-Do bzw. am Wochenende 2 Wochenenden = Sa,So.
Die MOUDI-Daten ergeben eine sehr hohe Auflö-
sung der größenklassierten Partikelmassen auf
insgesamt 13 Stufen bei einem längeren Probe-
nahmezeitraum (4 Tage).
Die Daten des Berner Impaktors liefern für einen
kürzeren Zeitraum (24 Stunden) weniger hoch auf-
gelöster Daten zur Korngrößenverteilung.
Mit der PM
10
und PM
2,5
Probenahme werden zeit-
lich relativ hoch aufgelöste Informationen über die
Korngrößenverteilung im Grobstaubbereich gewon-
nen (24h Probenahme, 7 Tage jede 2te Woche).

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12
Tab. 3.1-2:
Verkehrsbelegung (DTV) in der nähe-
ren Umgebung der Messstationen A
+ B in Dresden Neustadt bzw. Box-
dorfer Str. C sowie vergleichende au-
tomatische Straßenverkehrszählun-
gen.
Nr. Str. Name Entfernung
von Straßen
zu Station A,
B und C
Anzahl
PKW
2)
Schwer-
last-
verkehr
(%)
1)
1 Hansastr.
direkt (<10 m)
zu A
35000 8
2
Anton Str.
direkt (<10 m)
zu A
21000 7
3
Anton Str.
direkt (<10 m)
zu A
21000 7
4 Hainstr.
direkt (<10 m)
zu A
25000 8
5 Königsbrücker
Str.
300 m Ost zu A
24000
7
6 Lößnitzstr.
50 m in Nord
zu B
3000 -
7 Dr.-Friedrich-
Wolf-Weg
direkt (<10 m)
zu A,
50 m zu B
2000 -
8 Bischofsweg
westlich Kö-
nigsbrücker Str.
200m in Nord
zu B
18000 5
9 Boxdorfer Str. ca. 200 m in
Süd zu C
2000 -
10 Ammonstr.
Höhe Rosenstr.
- 12000
3)
6x / 5y
11 Carolabrücke
Höhe Rathe-
nauplatz
-
48000
7x / 12y
12 Königsbrücke
Str. Höhe H.-
Mende-Str.
-
24000
7x / 8y
13 Radeburger Str.
Höhe Mien-
holdstr.
-
37000
10x / 10y
1)
Kfz < 3,5 t ; “-„ = keine Daten vorhanden;
2)
auf ganze 1000 gerundet nach LFUG (2002a) für 1999 (x),
Landeshauptstadt
3)
Bauarbeiten in 2002
Dresden
bis ca. März
für
2003.
2003 (2004) (y)
A
B
1
2
7
5
3
6
4
A
B
1
2
7
5
3
6
4
A
B
1
2
7
5
3
6
4
Abb. 3.1-1:
Position der Messstationen in Dres-
den-Neustadt: A: Verkehrsstation; B:
urbane Grundbelastung.
Ein Teil der meteorologischen Daten wird direkt am
Messcontainer erhoben: Windgeschwindigkeit,
(Windrichtung), Temperatur, Luftfeuchte. Nieder-
schlagsdaten von der Station Klotzsche des DWD
werden benutzt (DWD, 2003 + 2004).
Daten automatischer Kfz-Zählstellen der Stadt
Dresden werden ebenfalls genutzt (s. Kap. 4.8).
Standorte:
A Verkehrsstation Dresden-Neustadt,
Hot-Spot-
Messstation (s. Abb. 3.1-1):
Die Großstadt Dresden liegt im Süden von Sachsen
im Elbtal. Die Station befindet sich an einem stark
durch Straßenverkehr beeinflussten Standort (ca.
55.000 Kfz/Tag, s. Tab 3.1-2) mit mehrjährigen
Messreihen für PM
10
, PM
2,5
und Nanopartikel-
Anzahlgrößenverteilungen sowie kontinuierlichen
Messungen von BTX, SO
2
, Ozon, CO, Ruß, NO
2
und NO. Für das Eigenforschungsprojekt wurden
zusätzlich Berner- und MOUDI-Impaktoren sowie
eine Probenahme für grobe Einzelpartikel installiert.
Die Probenahmehöhe betrug 4 m über Grund. Die
Entfernung von Straßenrand war etwa 4 m und von
der Straßenmitte 10 m. Die vorherrschende im
Messcontainer gemessene lokale Windrichtung ist
Südwest bis West und wird durch den Verlauf der
Straßenzüge geprägt (ANGELKÖTTER et al.,
2003). Die regionale Hauptwindrichtung ist Südwest
und Südost.
Abb. 3.1-2a:
Verkehrsstation (A).
B Station der urbanen Grundbelastung (Dresden-
Neustadt) (s. Abb. 3.1-1):
Die Station befindet sich in einem Gebiet mit an-
grenzender Wohnbebauung und gleichzeitig nicht
unmittelbar angrenzenden Hauptverkehrsstraßen.
Für die Auswahl des Stationsortes der urbanen
Grundbelastung wurden bestimmte Anforderungen
gestellt.

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image
image
image
13
Der Messort sollte wenigstens 200 m von
der Verkehrsstation entfernt liegen um ei-
nen direkte Beeinflussung auszuschließen.
Die Station liegt ca. 400 m in NO-Richtung
zu Station A. Nach Osten ist die Station
durch ein Hochhaus in etwa 50m Entfer-
nung abgeschattet.
Die Probenahmestelle ist mindestens 0,5 m
von Gebäuden (Bauflucht) 25 m von gro-
ßen Kreuzungen und 4 m von Fahrbahnmit-
te entfernt.
Höhe der Probenahme soll zwischen (1,5
bis 4 m) liegen. In diesem Fall ist dies bei
3,5 m über Grund.
Nicht in Nähe von lokalen Emissionsquellen
(z.B. in Nebenstraßen)
Möglichst freie Anströmung
Abschätzung anhand der Kartenlage und
Angabe eines ungefähren Gebietes, mög-
lichst in Luv von Hot-Spot, also in W-SW
bzw. in Dresden auch SO.
Abb. 3.1-2b:
Station der urbanen Grundbelastung
(Station B).
Für die konkrete Situation in DD-Neustadt war es
nicht möglich in der regionalen Hauptwindrichtung
SW und SO die Station zu errichten, da dort überall
viel befahrene Strassen vorhanden sind oder keine
Möglichkeit de technischen Realisierung einer Pro-
benahme ergab. Die am Messcontainer gemessene
Hauptwindrichtung ist West bis Südwest (s. AN-
GELKÖTTER, 2003) wodurch sich die Station B
zeitweilig im Lee der Kreuzung bei der Station A
befindet.
C Stadtrandstation (Radebeul-Wahnsdorf):
Diese Station befindet sich an einem verkehrsfer-
nen Ort oberhalb des Elbtalhanges ca. 150 m über
dem Höhenniveau der Innenstadt Dresdens in ca.
10 km NW von Station A in einer durch Einfamilien-
häuser und Ackerbau geprägten Umgebung. Mess-
reihen für PM
10
sowie Routinemessungen von BTX,
SO
2
, Ozon, CO , Ruß, NO
2
, NO wurden im Routi-
nemessnetz erstellt. Für das Eigenforschungspro-
jekt werden zusätzlich PM
10
und PM
2,5
Analysen
gemacht. Probenamehöhe war 4 m über Grund. Die
Station liegt in ca. 200 m Entfernung vom Straßen-
rand einer Nebenstraße mit ca. 2000 Kfz pro Tag.
Abb. 3.1-2c:
Station der urbane Randlage
(Station C).
Probenahmezeiten:
Die Probenahme für PM
10
und PM
2,5
wurde über 24
Stunden bei einem Durchsatz von 30 m³/h durchge-
führt (= 720 m³). An Station A wurden über ein Jahr
lang (08.03 - 08.04) alle 2 Wochen über 7 Tage
PM
10
, PM
2,5
, PM
10-2,5
(berechnet) als Tagesproben
genommen sowie alle 4 – 6 Wochen 24h Berner
Impaktor- bzw. 96 h-MOUDI-Proben gewonnen (s.
Tab. 3.1-3 und 4).

image
image
14
Abb. 3.1-3:
MOUDI-Impaktor und Nano-MOUDI
sowie 2 Membranpumpen der MOU-
DI Impaktoren und eine Drehschie-
berpumpe für Berner-Impaktor in der
Verkehrsstation.
Tab. 3.1-3:
Probenahmezeiträume. Gesamtzeit-
raum (G):
11.08.03 bis 08.08.2004
;
Winter/Sommer-Kampagnenzei-
träume (K):
9.-29.2.2004
;
28.6.-08.08.2004
.
Probe-
nahmeart
Ver-
kerhrs
st. (A)
urb.
Grund-
bel. (B)
Stadt
rand
(C)
Intervalle
PM
10
G
K
K 7 d alle 2
Wochen
PM
2.5
G
K
- 7 d alle 2
Wochen
PM
10
-
2,5
(berechnet)
G K K 7 d alle 2
Wochen
PM
10
-
TEOM
G
K
G
24 h jeden Tag
Berner-
Impaktor
K
K
-
24 h ca. alle 4
Wochen
MOUDI
K
K
-
96 h ca. alle 4
Wochen
REM-
Luftstaub-
sammler
K K - mehrere Stun-
den 2 m³
NO
2
, NO
G
K
-
24 h jeden Tag
BTX, SO
2
,
CO
G
-
G
24 h jeden Tag
Ruß
G
-
-
24 h jeden Tag
Das Volumen bzw. der Volumenstrom der Probe-
nahme betrugen: Berner 108 m³ ,75 L/min; MOUDI
172,8 m³, 30 L/min; NanoMOUDI: (< 0,056 μm)
57,6 m³, 10 L/min.
Abb. 3.1-4:
PM
2,5
–Probenahmegerät (Digitel
DHA 80), Verkehrsstation.
Tab. 3.1-4:
Probenahmetage für Impaktorpro-
benahme und REM-Probenahmen.
In kursiv Probenahmen nicht aus-
gewertet:
MOUDI 1.+2.Test und 9a wegen
Unstimmigkeiten bei Probenahme.
Probe Ort
MOUDI BERNER REM
1.Test
(0)
Verkehrsstation
(26.09.03)
29.09.03
2.Test -„-
(07.10.03)
1
-„-
13.-15.10.03
09.10.03
2
-„-
20.-23.10.03
23.10.03
24.10.
(So.)
3
-„-
03.-06.11.03
06.11.03
4
-„-
22./23.11.und
29./30.11.03
23.11.03
01.12.
(Mi.)
5
-„-
30.12.03-
02.01.04
01.01.04
6a
-„-
09.-12.02.04
12.02.04
16.02.04
6b
urbaner Grund-
belastung
09.-12.02.04 12.02.04 16.02.04
7
Verkehrsstation
08.-11.03.04
11.03.04
8
-„-
05.-08.04.04
08.04.04
09.04.04
9a
-„-
(28.06.-
01.07.04)
01.07.04
9b
urbaner Grund-
belastung
28.06.-01.07.04
28.06.-
01.07.04
10
Verkehrsstation
26.-29-07-04
29.07.04
30.07.04
11a
-„-
08.08.04
11b
urbaner Grund-
belastung
08.08.04
Für einen Vergleich zwischen den drei Messstatio-
nen wurden im Winter 2 und im Sommer 3 Wochen
zeitgleiche Messungen mit gleicher Probenahme-
technik (9.-29.2.2004; 28.6.-08.08.2004) durchge-
führt.

 
15
3.2 Analysen
Die Probenahmezeiten beziehen sich auf MEZ.
Tab. 3.2-1 a:
Übersicht der verwendeten analyti-
schen Verfahren der verschiedenen
Probenahmen: Diskontinuierliche
Verfahren.
Komponente –
Inhaltsstoff
Probenahme
Analysenmethode
Durch-
füh-
rung
Gravimetrie
Digitel,
DHA80 PM
10
und PM
2.5
DIN, VDI Metho-
den
TÜV
Spurenelemente
Pb, Cd, Cr, Ni,
As und
V, Mn, Cu, Zn,
Ti, Sb, Fe
Digitel,
DHA80 PM
10
und PM
2.5
AAS
TÜV
EC /OC
Digitel,
DHA80 PM
10
und PM
2.5
VDI 2465 Bl. 2
(Coulometrie)
TÜV
PAK HVS
BaP, BbF, BkF,
BeP, DbahA,
Cor, InP
Digitel,
DHA80 PM
10
und PM
2.5
HPLC n. VDI
TÜV
Ionen:
Na, K, Ca, Mg,
Cl, SO
4
, NH
4
,
NO3
Digitel,
DHA80 PM
10
und PM
2.5
IC Dionex n. VDI
3497 Bl 3, DIN EN
ISO 10304-1 (03-
1995)
TÜV
Morphologie
und Elementge-
halt grober
Partikel
PM
10
Rasterelektronen-
mikroskopie, EDX
UFZ
Gravimetrie
Berner
und
MOUDI
Mikrowaage IFT
Spurenelemente
u.a. Pb, Cd, Cr,
Ni, As, V, Mn,
Cu, Zn, Ti, Sb,
Fe
Berner und
MOUDI
PIXE IFT,
(Lund)
EC /OC / TC,
WSOC
Berner und
MOUDI
Thermisch IFT
PAK:
BaP, BbF, BkF,
BeP, DbahA,
Cor, InP
Berner und
MOUDI
Curie-Punkt Pyro-
lyse-GC-MS
IFT
Alkane Berner und
MOUDI
Curie-Punkt Pyro-
lyse-GC-MS
IFT
Ionen:
Na, K, Ca, Mg,
Cl, SO
4
, NH
4
,
NO
3
Berner und
MOUDI
IC IFT
Sämtliche elektronenmikroskopischen Aufnahmen
sind Rasteraufnahmen. Die Ausgangsvergrößerun-
gen liegen zwischen 1000X (Übersichtsaufnah-
men), 4000x und 10000X. Die elektronenmikrosko-
pischen Aufnahmen wurden mit dem Gerät LEO
912 Omega DSA erzeugt. Es handelt sich hier um
ein Kombinationsgerät TEM mit Rastereinheit, das
im Vergleich zu konventionellen Rastergeräten bei
kleineren möglichen Bildausschnitten hohe Vergrö-
ßerungen bis in den Nanometerbereich erlaubt, die
gut geeignet sind, gerade auch ultrafeine atmo-
sphärische Partikel darzustellen. Präparation:
Sammlung auf Kernporenfilter 1 - 2 m³ total je Filter.
Sputtering: eine 10 nm dünne Goldschicht
(FRANCK, 2004).
Die Meteorologischen Daten an der Station:
- Windrichtung und Windgeschwindigkeit: Thies –
kombinierter Windgeber 4.3324.21.000
- Temperatur und Luftfeuchte Thies - Hygro-
Thermogeber Compact 1.1005.54.000
- Globalstrahlungsgeber Thies Pyranometer CM3
7.1415.03.000 ( 305...2800nm ).
Bei dem Element Zink sind die absoluten Leerwerte
relativ hoch, schwanken aber wenig, so dass eine
gute Nachweisgrenze erzielbar ist. Für Kupfer wur-
den stärkere Schwankungen des Filterblankwertes
beobachtet.
Tab. 3.2-1 b:
Übersicht der verwendeten analyti-
schen Verfahren der verschiedenen
Probenahmen: Kontinuierliche Ver-
fahren.
Komponente
- Inhaltsstoff
Probenahme
Analysenmethode
Durch-
füh-
rung
Gravimetrie
(TEOM)
PM10 Rup-
precht&Patashnick
Co., Inc TEOM
1400a
Gravitations-
mikrowaage
UBG
Ruß GIV, Aethalometer
AE10IM
Abscheidung und
Schwärzungs-
Messung auf Filter-
band
UBG
BTX Chrompack,
CP7001
GC-FID UBG
SO
2
Monitor Labs,
ML9850
UV-Fluoreszenz UBG
NO, NO
x
EcoPhysics,
CLD700AL
Chemilumineszenz UBG
Ozon Monitor Labs,
ML9811
UV-Absorption UBG
CO Monitor Labs,
ML9830
NDIR-Gas-
filterkorrelation
UBG
Nanopartikel DMPS Partikel- messung
und Partikel- klassifi-
zierung
IFT /
UBG
Qualitätssicherung
Zum Vergleich der analytischen Verfahren wurden
einige Filter von TÜV und IFT auf OC/EC (n = 2)
und wasserlösliche Ionen (n = 3) hin untersucht um
abzuschätzen wie hoch die Unterschiede sind. Die
Abweichungen voneinander waren bei TC gering (1
und 7%) jedoch die anteilige Verteilung auf EC (+22
% und -61%) sowie OC (+35 und -40%) teilweise
stark abweichend, was bei Ringversuchen schon
festgestellt wurde.

 
16
Tab. 3.2-1 c:
Nachweisgrenzen und Bestim-
mungsgrenzen für Schwebstaubana-
lytik PM
10
und PM
2,5
mit HVS bei 24
h Probenahme (= 720m³).
Komponente Nach-
weis-
grenze
Bestim-
mungs-
grenze
Filterblank
ng/m³ ng/m³ ng/m³
Arsen (As)
0,2 0,3 0,13
Cadmium (Cd)
0,02 0,03 0,02
Chrom (Cr)
0,3 0,5 0,26
Kupfer (Cu)
1 2,8 6,04
Eisen (Fe) (F-AAS)
Werte >140ng/m³
58 s.u. s.u.
Eisen (Fe) (GR-AAS)
30 60 67
Mangan (Mn)
0,5 0,7 2,56
Nickel (Ni)
0,2 0,3 0,07
Blei (Pb)
0,5 0,7 0,69
Antimon (Sb)
0,2 0,3 0,04
Titan (Ti)
2,9 6,1 5,58
Vanadium (V)
0,26 0,51 0,17
Zink (Zn)
7 12 7,8
Benzo(a)pyren
0,03 0,05 <0,05
Benzo(b)fluoranthen
0,02 0,04 <0,04
Benzo(e)pyren
0,02 0,03 <0,03
Benzo(k)fluoranthen
0,02 0,03 <0,03
Coronen
0,08 0,15 <0,11
Dibenzo(a,h)anthracen
0,02 0,03 <0,03
Indeno(1,2,3-cd)pyren
0,06 0,09 <0,09
μg/m³ μg/m³ μg/m³
Masse
0,2 0,2 -
Ammonium (NH
4
+
)
0,01 0,03
0,0003
Calcium (Ca)
0,01 0,03 0,003
Chlorid (Cl)
0,01 0,03 0,001
Kalium (K)
0,08 0,15 0,001
Magnesium (Mg)
0,01 0,03 0,001
Natrium (Na)
0,02 0,04 0,005
Nitrat (NO
3
-
)
0,01 0,03
0,0015
Sulfat (SO
4
2-
)
0,01 0,03
0,0004
Ruß (EC)
0,10 0,15 0,03
Gesamtkohlenstoff
(TC)
0,24 0,4 0,05
(OC wird berechnet)
Tab. 3.2-2:
Vergleich der analytischen Verfahren
zwischen IFT und TÜV für wasserlös-
liche Ionen mit 3 Filtern (PM1, PM
2,5
und PM
10
).
Mg Cl Ca NH
4
NO
3
K Na SO4
min
μg/m³
0,003 0,025 0,040 0,851 1,428 0,043 0,046 1,121
max
μg/m³
0,018 0,158 0,082 1,268 2,451 0,064 0,132 1,447
Diff/IFT
in %
min
24% 33% 8% 13% 3% 3% 4% 3%
Diff/IFT
in %
max
68% 58% 37% 16% 15% 16% 11% 5%
Die wasserlöslichen Ionen zeigten unterschiedlich
starke Abweichungen voneinander. Magnesium,
Chlorid und Calcium zeigten die stärksten relativen
Abweichungen (8 bis 68%), wobei insbesondere die
Mg-Werte nahe an der Nachweisgrenze des TÜV-
Verfahrens lagen. Ammonium, Nitrat, Kalium und
Natrium zeigten Abweichungen von 3 bis 16% so-
wie Sulfat von sehr geringen 3% - 5 %. Diese ge-
ringen Abweichungen sind insbesondere für Kalium
und Natrium erstaunlich gut, da die Werte sich in
der Nähe der Nachweisgrenze des TÜV-Verfahrens
bewegen.
3.3 Meteorologie
Zur Betrachtung der Ausbreitung der Partikel über
die Windrichtungshäufigkeiten wurden Daten des
Luftmessnetzes Sachsen herangezogen und lokale,
regionale und großräumige Effekte berücksichtigt.
Außerdem wurden mit dem Modell HYbrid Single-
Particle Lagrangian Integrated Trajectory
(HYSPLIT) vom National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) episodenhaft Einschätzun-
gen über den Ferntransportanteil gegeben (s.
DRAXLER und ROLPH, 2003).
Eine detaillierte Auswertung der Mischungsschicht-
höhe über Ausbreitungsklassen Zeitreihen (AK-
Term) des DWD für die Messorte A und B als Stun-
denmittelwert wurden nicht durchgeführt. Da sich
die Dresdner Innenstadt im Kessel an der Elbe
befindet ist diese geographische Lage für Ausbrei-
tungsrechnungen ungünstig. Insbesondere im Win-
ter und durch Südostwinde kann aufgrund des so
genannten „Böhmischen Windes“ eine stärkere
Durchmischung eintreten als in der umgebenden
Fläche auf dem Elbhang, wie z.B. an der DWD-
Station Dresden Klotzsche oder Messstation B in
Radebeul-Wahnsdorf.
Die Daten des DWD in Dresden Klotzsche ermögli-
chen zeitnahe Aussagen zu quantitativem Einfluss
von Niederschlagsereignissen auf die Zusammen-
setzung der Korngrößenverteilung und der Inhalts-
stoffe.
Das Jahr 2003 und 2004 war in Ostsachsen im
Vergleich zu den langjährigen Mittelwerten der Kli-
mareferenzperiode 1961 bis 1990 bei überdurch-
schnittlicher Sonnenscheindauer zu warm und zu
trocken. Im Jahr 2003 ragten bei der Temperatur-
verteilung besonders die Monate Juni und August
mit positiven Abweichungen von +3 bis +4 K und
der Monat Oktober mit negativen Abweichungen bis
-3,6 K gegenüber den langjährigen Mittelwerten
heraus. Im Jahr 2004 ragten bei der Temperatur-
verteilung besonders die Monate Februar, April und
August mit positiven Abweichungen von etwa +2 K
und der Monat Mai mit negativen Abweichungen bis
-1,3 K gegenüber den langjährigen Mittelwerten
heraus. Das Jahr 2004 war in Sachsen das achte in
Folge, das im Jahresmittel überdurchschnittliche
positive Temperaturabweichungen aufwies. Insge-

17
samt war das Jahr 2003 erheblich in ganz Sachsen
und 2004 in Ostsachsen zu trocken.
Tab 3.3-1:
Bedingungen während Probenahme
mit Berner Impaktor: Wettercharakte-
ristik (DWD, 2003 und 2004) und
Quellregionen nach 96 h Rück-
wärtstrajektorien (DRAXLER und
ROLPH, 2003).
Datum
PNr. Weather conditions / source of back-
ward trajectories
26.9.2003
0
High pressure bridge over central Europe.
No Rain. / From North Sea, air masses
were going over black triangle region
(South west of Poland and North west of
Czech Republic). (
Almost clear E
)
09.10.2003 1
North west condition, cyclonal; marine air
masses from arctic to Central Europe.
Moderate rainy weather. /From Northern
America and North Atlantic straight to
Dresden. (No clear dir.)
23.10.2003 2
High north over north east Atlantic. Dry
cold arctic air masses. Moderate rainy
weather. / From Baltic states. (
clear E
)
06.11.2003 3 High Fenoskandia, anti cyclonal; partly
inversions. Foggy weather without precipi-
tation. / From North and Baltic Sea over
Poland. (No clear dir)
23.11.2003 4
South West condition, anti cyclonal. Al-
most no Rain in southern part of Germany.
/ From Northern Italy, Swiss and South-
west Germany and Mediterranean Sea.
(almost clear W)
01.01.2004
5
Trough over Central Europe. Arctic cold air
masses. Slightly snow fall. / From North
sea, North Atlantic over Scandinavia along
the German - Polish borderline. (No clear
dir)
12.02.2004 6
High over British Islands. Cold air masses
from north. Slightly snow or drizzle.
/ Air masses from Scandinavia and arctic
sea (North east). (no clear dir)
11.03.2004 7
South East conditions, cyclonal. Snow fall
on the 10. no deposition on 11.
/ Air masses coming from south east and
eastern directions. (
almost E
)
08.04.2004 8
Trough over Western Europe. Low pres-
sure area. Shower of Rain.
/ From North and Baltic sea and with
longer time over northern part of Germany.
(No Clear dir.)
01.07.2004 9
West condition, cyclonal. Labile layered
polar marine air masses, summerly tem-
peratures in Saxony. Rainy weather. /
From GB, Benelux, South Germany (
clear
W
)
29.07.2004 10 High Fenoskandia, anti cyclonal. Cold
marine air masses. No rain.
/ Scandinavia and Baltic Sea, Poland, (not
clear E)
08.08.2004
11
High Fenoskandia, anti cyclonal . Warm air
masses from east. Tropical nights > 20°C.
No rain./ Poland, Czech Rep. Russia.
(
clear E
)
Extrem trocken fielen im Jahr 2003 u.a. der Monat
August aus, im Jahr 2004 der Monat April. Sehr viel
Sonne gab es im November und Dezember 2003
sowie April und August 2004 mit mehr als doppelt
so viel Sonnenscheinstunden als sonst in diesen
Monaten. (Berger, 2005a, b).
Tab 3.3-2:
Bedingungen während Probenahme
mit
MOUDI
: Wettercharakteristik
(DWD, 2003 und 2004) und Quellre-
gionen nach 96 h Rückwärtstrajekto-
rien (DRAXLER und ROLPH, 2003).
Datum Nr Weather conditions / source of backward
trajectories
13.-
15.10.03 1
High Fenoskandia, anti cyclonal; polar cold air
masses. Almost no Rain
/From Scandinavia northeast and northwest.
20.-
23.10.03
2
High north over north east Atlantic. Dry cold
arctic air masses. Moderate rainy weather. /
From South East to North East (
Clear E
)
3.-
6.11.03 3
Trough over Western Europe cyclonal and high
Fenoskandia, anti cyclonal. warm marine air
masses from North west. Precipitation only on 3.
/ From West (3.-5.) and North + East (6.) (No
clear direction).
22.-23.
+
29.-
30.11.03 4
South West condition, anti cyclonal and South
condition, cyclonal. Mild and dry tropical air later
wet masses from South. Rain on 29. / From
South: Italy+ Switzerland (22-23.) Poland, CR,
Southeast Europe (29.-30.) (no clear dir.)
30.12.-
2.1.04 5
Trough over Central Europe. Arctic cold air
masses from North east. Slightly snow fall. /
Partly GB North and Baltic sea, northern part of
Germany (no clear direction)
9.2.-
12.2.04 6
Northwest condition, cyclonal and high over
British Islands. Cold air masses from north.
Unstable shower weather and slightly snow or
drizzle.
/ Air masses from Scandinavia, North-, Baltic-
and arctic sea. (no clear direction)
8.3.-
11.3.04 7
High pressure bridge over Central Europe and
South East conditions, cyclonal. Cold air masses
from East to Northeast, sometimes wet. Moder-
ate Snow fall on the 9., 10. no deposition on 8.,
11. /East Germany , Poland, Czech Rep., 1500 m
sometimes south Germany. (
almost clear E
)
5.4.-
8.4.04
8
Trough over Western Europe. Low pressure
area. Shower of Rain.
/ 3 days from West: GB, Benelux (1 day: North
and Baltic sea, northern part of Germany). (
clear
W + 1 day N
)
28.6.-
1.7.04 9
West condition, cyclonal. Partly from Mediterra-
nean Sea and labile layered polar marine air
masses. Rain on 1.7.
/ From GB, Benelux, South Germany (
almost
clear W
)
26.7.-
29.7.04 10
Trough over Central Europe and High Fenoskan-
dia, anti cyclonal. In the beginning remaining
warm air masses, later cold marine air masses.
Shower on 26.+27.7..
/ GB, North Sea, Scandinavia and Baltic Sea,
Poland, (no clear direction)
Am 9.10.03 kamen die Luftmassen direkt vom
Nordatlantik nach Dresden. Mit der Ausnahme vom
23.11. und 11.3. verliefen die Luftmassen innerhalb
der letzten 4 Tage über dem Meer.
Am 23.10.03 und am 8.8.2004 kamen die Luftmas-
sen deutlich aus Osteuropa, am 1.7.2004 deutlich
aus Westeuropa nach Dresden (s. Tab. 3.3-1). Für
die Probenahme für MOUDI konnte nur der Zeit-

 
18
raum 20.-23.10.2003 aus einer deutlichen Richtung
(Osten) bestimmt werden (s. Tab 3.3-2).
3.4 Sonstige Bedingungen
Um den bekannten Einfluss des Verkehrsverhaltens
besser in den Auswertungen abzubilden wurden
neben den eigentlichen Sonntagen auch Feiertage
als Sonntag gewertet, die nicht auf einen Sonntag
fallen oder in den Ferien liegen. Im folgende wird
eine Übersicht der Schulferien und Feiertage dar-
gestellt.
Schulferien in Sachsen: 12.7.-22.8.03; 20.-
30.10.2003; 22.12.03-04.01.2004; 09.-20.2.2004;
8.-18.04.2004; 10.7.-20.08.2004.
Feiertage nicht an einem Sonntag oder in den Fe-
rien: Tag der Deutschen Einheit 3.10.2003, Refor-
mationstag 31.10.03, Buß- und Bettag 19.11.03,
Osterfeiertage (9.-12.4.04), 20.5.04 Christi Himmel-
fahrt, 30.-31.5.04 Pfingsten.
Somit als Sonntag gewertet: Mi 19.11.03, Mi.
31.12.03, Do. 1.1.04, Fr. 9.4.04, Sa. 10.4.04, Do.
20.5.04, Mo. 31.5.04. Keine Messungen erfolgten
am: Fr. 3.10.03, Fr. 31.10.03, Mi. 24.12., Do.
25.12., Fr.. 26.12.03., Mo. 12.04.04, Sa. 1.5.04.
An den Probenahmetagen der Impaktorprobenah-
men werden einige meteorologische Parameter und
die Anzahl der Kfz/Tag an den 4 Zählstellen der
Stadt in den Tabellen 4.1.2-1 und 2 dargestellt.
An der Verkehrsstaion wurden folgende besondere
Situationen in der Umgebung der Messstation beo-
bachtet:
6.-7.3. und 13.-14.3.04 Umleitung über die Dr.-
Wolf-Str. in Nähe des Messcontainers Hintergrund-
belastung vorbei. Außerdem fanden arbeiten an
den Straßenbahngleisen, z.B. durch Schweißen in
der Antonstr. statt. Richtung Albertplatz wurde
Schotter ausgetauscht.
Im Herbst ist es in Sachsen üblich, obwohl verbo-
ten, trockenes Laub zu verbrennen (Oktober 2003).
Insbesondere an Osterfeiertage ist das Verbrennen
von Holz im freien zum Osterfeuer erlaubt (10.-
12.4.04), allerdings ist dies häufiger noch zur Wal-
purgisnacht (30.4.04) üblich in Sachsen. Im Zeit-
raum vom 15.-18.3.04 war in Radebeul-Wahnsdorf
der Geruch von verbrannten Gartenabfällen wahr-
zunehmen. Aufgrund dessen können Kalium und
Kohlenstoffkonzentrationen der Außenluft regional
und zeitlich punktuell ansteigen.
Sonstiges
Auffällig waren noch die Funde von Gallium in eini-
gen Berner-Impaktorproben (besonders am
12.2.04) mit ca. 1 ng/m³. Diese könnten evtl. auf die
Halbleiterindustrie in Dresden als Emittent hinwei-
sen.
3.5 Arbeitsaufteilung
Zur Durchführung des Gesamtprojekts wurde eine
Aufteilung der Teilbereiche notwendig:
Die Gesamtplanung, Konzipierung sowie
Koordinierung und Auswertung der Daten
erarbeitete das LfUG.
Die Probenahme von PM
10
, PM
2,5
wird
durch die Staatliche Umweltbetriebsgesell-
schaft (UBG) durchgeführt. Daneben wur-
den über das Luftmessnetz Daten zur Luft-
qualität geliefert.
Die Analyse und Vorbereitung der Probe-
nahme der Impaktoren wurde vom Leibniz
Institut für Troposphärenforschung (IfT)
durchgeführt. Die Impaktor-Analysen der
Spurenelemente und Metalle wurden von
einer schwedischen Forschungsgruppe in
Lund/Schweden (PIXE, Schwermetalle)
durchgeführt. Das Umweltforschungszent-
rum Leipzig (UFZ) hat REM-Aufnahmen
von Partikeln gemacht.

19
Tab 3.3-3:
Bedingungen während Probenahme mit Berner-Impaktor.
Datum Nr Tag Temp
a)
[°C]
Herkunft
d)
Kfz/Tag
d)
LKW/
Tag
c)
Windr.
[°]
b)
Dep.
a)
[mm]
Windgeschw.
[m/s]
b)
26.09.03 0 Fr 13.9
E
154560 17196 120 0 1.8
09.10.03 1 Do 9.1
NW
145551 16592 270 0.5 3.7
23.10.03 2 Do -0.7
E
138941 16580 30 0.1 1
06.11.03 3 Do 4.1 U 144997 16381 30 0 0.7
23.11.03 4
So
6.5
W
91587 4268 120 0 3.4
01.01.04 5 Do -3.0 U 61344 2363 30 0 1
12.02.04 6 Do -4.5
NE
131578 12683 270 0
c)
1
11.03.04 7 Do 2.9 U 142046 13593 120 0
c)
1.9
08.04.04 8 Do 4.9 U 157705 14830 270 0.9 2.1
01.07.04 9 Do 17,6
W
148453 15006 120 9,6 1,4
29.07.04 10 Do 18,1 U 143965 14561 30 0 1,2
08.08.04 11
So
22,7
E
94526 4497 120 0 1,3
a)
[5] DWD Station Dresden–Klotzsche.
b)
Verkehrsstation (A).
c)
[4] Summe Kfz von 4 Zählstellen in Nähe des Stadtzentrums.
d)
Berechnet
mit DRAXLER et al. (2003).
Tab 3.3-4:
Bedingungen während Probenahme mit MOUDI-Impaktor.
Datum PNr. Tag Temp.
a)
[°C]
Wind-
richtung [°]
b)
Wind geschw.
[m/s]
b)
Dep.
a)
[mm]
Tage ohne
Regen
Herkunft
e)
Kfz/
Tag
d)
LKW/
Tag
d)
13.-15.10.03 1 Mo-Mi 5,9 30 0,63 0,1 0 NE 144537 16162
20.-23.10.03 2 Mo-Do 2,1
0,88 5,8 1
E
134490 16025
3.-6.11.03
3
Mo-Do
7,8
1,25
2,0
2
W - U
142852
16178
22.-23. +
29.-30.11.03
4
Sa+So
6,3
120
2,13
4,1
2
W - U
105496
6091
30.12.-2.1.04
5
Di-Fr
-1,9
30
0,98
0,1
3
E – U
87023
5458
9.2.-12.2.04 6 Mo-Do -1,3 300 2,60 5,8 0 U 127097 12531
8.3.-11.3.04
7
Mo-Do
0,4
1,23
4,5
1
E - U
138527
13330
5.4.-8.4.04 8 Mo-Do 6,2 247,5 1,73 3,7 0 W- U 151970 14628
28.6.-1.7.04 9 Mo-Do 16,7 - 1,9 2,4 3
W und
1 Tag NE
147266
14770
26.7.-29.7.04 10 Mo-Do 16,0 330 1,35 7,4 1 U 141407 14300

 
20
4
Ergebnisse und Auswertungen
4.1
Vergleich Impaktor und HVS
Zwischen HVS und den Impaktoren korreliert PM
10
mit einem hohen Bestimmtheitsmaß von 0,86. Das
HVS-Verfahren zeigt gegenüber dem Berner-
/MOUDI-Impaktor jedoch einen konstanten Mehran-
teil von 7 / 3 μg/m³ (s. Tab. 4.1-1). Während für den
Bernerimpaktor die ideale Steigung 1 fast erreicht
wird, findet sich für HVS im Vgl. zum MOUDI ein
Masse-Mehrbefund von 63%.
Tab. 4.1-1
Korrelationsergebnisse für HVS zu
Berner bzw. MOUDI PM
10
Probe-
nahme.
Fett
= R² zwischen 0,75 und
1,3; Steigung 0,9 – 1,1; Abschnitt <
5% Maximum.
Berner MOUDI
R² Steigung
b
Abschnitt
a
R² Steigung
b
Abschnitt
a
in μg/m³
PM 0,86 0,99
7,33
0,85
1,63 2,94
NH
4
+
0,79
1,36
-0,22 0,92
2,08
-0,18
Ca
0,14
0,55 0,21 0,28 2,48
0,03
Cl 0,89 0,95 -0,12
0,32 3,62
0,11
K o Sylv.+
Neujahr
0,68
1,01 0,04
0,64
0,92
0,05
Mg 0,93
2,06
0 0,94
2,09
0,01
Na 0,78
1,25
0,12
0,61 2,76
0,03
NO
3
-
0,49
0,9
0,1
0,57 2,67 0,97
NO
3
-
o. 26.9.03 0,74
1,04 -0,17
- -
-
SO
4
2-
0,98
1,3
-0,03
0,83 1,49
0,23
Ruß
o.9.10.+Neujahr
0,68 0,45 2,63 0,33 0,43 3,62
TC
o.9.10.+Neujahr
0,96
0,75 4,4
0,89
1,24 3,27
OC
o.9.10.+Neujahr
0,68 0,81 2,87 0,46 1,59 1,34
in ng/m³
Cr
0,45
0,4 1,65 - - -
Cr ohne Sonn-
tage
0,54 0,38 2,04 - - -
Cu 0,79
0,81 15,5 - - -
Fe 0,76
1,56 240 - - -
Mn
0,27
0,63 12,3 - - -
Ni
0 -0,01 2,34
- - -
Pb 0,82
0,66 7,53 - - -
Ti
0,13
-0,26 35,6 - - -
Zn
0,11
0,43 40,4 - - -
BaP 0,80
0,49
0,56
0,6 0,39 0,83
BeP ohne
Nullmessung
0,98
2,66
0,05
- -
-
BeP
- - - 0,57
0,98
0,82
BbkF
- - - 0,61 0,44 1,74
Für die wasserlöslichen Ionen außer Kalium zeigt
sich für die HVS-Probenahme ein proportionaler
Mehrbefund zwischen Faktor 1,5 (Sulfat) und 3,6
(Chlorid) bei der MOUDI-Probenahme. Kalium ge-
hört neben Sulfat zu den Stoffen die vorwiegend im
Bereich unter 1 μm Korngrößendurchmesser ge-
funden werden (s. Kap. 4.3.2). Damit spielt der
Unterschied bei der unterschiedlichen Trennschärfe
der Probenahmeköpfe für diese die geringste Rolle.
Für die Massebestimmung der Grobstaubelemente
von Chlorid, Natrium und Calcium ist hingegen be-
deutend wie genau die Abscheidecharakteristika
sich unterscheiden. Wenige grobe Partikel können
die Masse der Gesamtprobe stark beeinflussen.
Zusätzlich könnte der Mehrbefund durch HVS-
Probenahme für die sekundären Aerosole als
Überbestimmung durch Gasphasenkomponenten
(SO
2
, NH
3
und NO
2
) gedeutet werden.
Ein gutes Bestimmtheitsmaß > 0,8 wird bei beiden
Impaktoren zu HVS-Probenahme für Masse, Am-
monium, Magnesium und TC gefunden. Der Berne-
rimpaktor zeigt ein besseres Bestimmtheitsmaß für
Cl, Na und BaP als der MOUDI.
y = 0,99x + 7,33
R
2
= 0,86
0
10
20
30
40
50
0 10 20 30 40
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
PM
y = 1,36x - 0,22
R
2
= 0,79
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 67
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
NH4
y = 0,95x - 0,12
R
2
= 0,89
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
Cl
Abb. 4.1-1
Vergleich HVS zu Berner-Impaktor
einiger Stoffe in PM
10
.
Beide Impaktoren zeigen ein geringes Bestimmt-
heitsmaß unter 0,5 für Calcium, Mangan, Nickel,
Titan und Zink, die alle vorwiegend im Grobstaub-
bereich zu finden sind. Auf der anderen Seite wird
für Kupfer, Eisen und Blei eine gutes Bestimmt-
heitsmaß von > 0,75 gefunden, obwohl diese bis
auf Blei hauptsächlich im Grobstaub > 1μm zu fin-
den sind (s. Abb. 4.3.2.1b).
Somit wird deutlich, dass der Vergleich der Ge-
samtmasse eine relativ gute Übereinstimmung von
HVS und Berner Impaktor zeigt. Die verschiedenen
Einzelstoffe reichern sich allerdings probenah-
mespezifisch verschieden stark an- bzw. ab.
Betrachtet man die Kohlenstoffanalysen, so erkennt
man eine sehr gute Übereinstimmung des Be-
stimmtheitsmaßes für TC und deutlich geringere für
EC und OC. Auffällig ist, dass die HVS-Methode ein
Offset zeigt aber proportional zu den MOUDI-Daten
weniger findet.

21
Bei einem Vergleich zwischen Digitell und Berner
Impaktor der löslichen Komponenten ist bei
BRÜGGEMANN et al (2000) zu sehen, dass Chlo-
rid, Nitrat, Sulfat, Natrium und Magnesium relativ
gut übereinstimmen. Größere Unterschiede gibt es
bei Ammonium (Überbestimmung durch NH
3
) sowie
Calcium und Kalium (evtl. ein Verdünnungsprob-
lem).
y = 1,01x + 0,04
R
2
= 0,68
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
K Ion o.1.1.
y = 0,90x + 0,10
R
2
= 0,49
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
0,0
2,0
4,0
6,0
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
NO3
26.9.03; +13,9°C
12.02.04; -4,5°C
y = 1,30x - 0,03
R
2
= 0,98
0,0
3,0
6,0
9,0
12,0
15,0
0,0
3,0
6,0
9,0 12,0 15,0
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
SO4
y = 0,75x + 4,40
R
2
= 0,96
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
TC korr
y = 0,45x + 2,63
R
2
= 0,68
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
012345678910
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
Ruß korr
y = 0,81x + 2,87
R
2
= 0,68
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
012345678910
Impaktor in μg/m³
HVS in μg/m³
OC korr
y = 0,81x + 15,51
R
2
= 0,79
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Impaktor in ng/m³
HVS in ng/m³
Cu
y = 0,66x + 7,53
R
2
= 0,82
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Impaktor in ng/m³
HVS in ng/m³
Pb
y = 0,38x + 2,04
R
2
= 0,54
0
3
6
9
12
0 3 6 9 12
Impaktor in ng/m³
HVS in ng/m³
Cr korr
23.11.03; Sonntag
08.08.04; Sonntag
y = 1,56x + 240,21
R
2
= 0,76
0
500
1000
1500
2000
0
500 1000 1500 2000
Impaktor in ng/m³
HVS in ng/m³
Fe
Abb. 4.1-1
Forts.
y = 1,63x + 2,94
R
2
= 0,85
0
20
40
60
0 20 40 60
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
PM
y = 2,08x - 0,18
R
2
= 0,92
0
1
2
3
4
5
6
7
8
012345678
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
NH4
y = 3,62x + 0,11
R
2
= 0,32
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
Cl
y = 0,92x + 0,05
R
2
= 0,64
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
K o. Sylv
y = 2,67x + 0,97
R
2
= 0,57
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
012345678910
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
NO3
y = 1,49x + 0,23
R
2
= 0,83
0
2
4
6
8
10
02 4 6 8 10
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
SO4
y = 1,24x + 3,27
R
2
= 0,89
0
5
10
15
20
0
5
10
15
20
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
TC
y = 0,43x + 3,62
R
2
= 0,33
0
2
4
6
8
10
0 2 4 6 8 10
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
EC
y = 1,59x + 1,34
R
2
= 0,46
0
2
4
6
8
10
05 10
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
OC
y = 0,39x + 0,83
R
2
= 0,60
0
1
2
3
4
5
01 2 3 4 5
MOUDI in ng/m³
HVS in ng/m³
BaP
y = 2,09x + 0,01
R
2
= 0,94
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
Mg
y = 2,76x + 0,03
R
2
= 0,61
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
MOUDI in μg/m³
HVS in μg/m³
Na
Abb. 4.1-2
Vergleich HVS zu MOUDI-Impaktor
einiger Stoffe in PM
10
.

 
22
4.2
Inhaltsstoffe in PM
10
und PM
2,5
4.2.1 Aerosolkonzentration
In den Tabellen 4.2.1-1 a-c werden die mittleren
Konzentrationen der Einzelstoffe in Dresden Nord
dargestellt.
In PM
10
(s. Tab. 4.2.1-1b) wurden im Sommer 9 -
27 % höhere Konzentrationen der Grobstaubele-
mente (Ca, Cu, Fe, Sb, Ti, Zn, (geringer für Cr))
gefunden, als im Winter, bezogen auf den Jahres-
mittelwert. Dies könnte evtl. mit höheren Windge-
schwindigkeiten und häufigeren Trockenperioden
im Sommer in Zusammenhang stehen.
Dagegen wurden im Winter höhere Konzentratio-
nen der Partikelmasse (20%), PAK (> 100%), Mg
(14%), die Sekundären Aerosole Nitrat (88%), Sul-
fat (29%), Ammonium (64%) sowie OC (38%), und
von Schwermetallen, die hauptsächlich im Fein-
staub enthalten sind (As 53%, Cd 36%, Pb 53%, V
13%), gefunden.
Fast unverändert (±10%) waren die Konzentratio-
nen von Ruß, Nickel und Chrom.
18%
85%
64%
0%
25%
50%
75%
100%
NH4+
BkF
OC
BbF
SO42-
TC
BaP
Ruß
Cd
BeP
Ind
As
DBahA
Pb
Cor
K
PM
NO3-
V
Zn
Ni
Mn
Mg
Ca
Cr
Ti
Na
Fe
Sb
Cu
Cl
Abb. 4.2.1-1
: Prozentualer Feinstaubanteil (PM
2,5
)
im PM
10
der Verkehrsstation (11.8.03
bis 8.8.2004).
Die Konzentrationsunterschiede zwischen den Jah-
reshälften waren insbesondere für Chrom, Kupfer
und Zink zwischen PM
10
und PM
2,5
unterschiedlich.
Im Winter lagen diese Elemente im PM
2,5
in teilwei-
se deutlich höheren Konzentrationen vor, im Grob-
staubanteil jedoch nicht.
Tab. 4.2.1-1a
Mittlere Zusammensetzung von Feinstaub (PM
2,5
) an Verkehrsstation, 11.8.03 bis 8.8.2004.
PM
2,5
Mw. Med. Min. Max. Stdabw. 5%
Perz.
95%
Perz.
Anzahl
n
PM
2,5
/PM
10
%
Sommer Winter (Wi-Som)/JMW
%
Konzentration (μg/m³)
PM
18,7 15,9 5,6 83,7 9,9 8,8 36,7 184
64%
15,7 21,7
32%
NH4+
1,43 0,98 0,20 7,64 1,29 0,30 3,71 184
85%
1,00 1,87
60%
Ca
0,09 0,07 0,02 0,62 0,07 0,03 0,19 184
31%
0,10 0,07
-41%
Cl
0,05 0,02 0,01 0,58 0,08 0,01 0,23 184 18%
0,02 0,09
133%
K
0,13 0,08 0,02 3,21 0,26 0,04 0,27 184 72%
0,07 0,18
83%
Mg
0,02 0,01 0,01 0,32 0,03 0,01 0,04 184 32%
0,01 0,02
35%
Na
0,13 0,10 0,01 0,65 0,10 0,03 0,33 184 29%
0,09 0,16
54%
NO
3
-
1,70 0,64 0,07 12,99
2,37 0,14 6,94 184 64%
0,65 2,75
124%
SO
4
2-
2,63 2,11 0,33 13,40
1,98 0,78 6,63 184 80%
2,23 3,03
30%
Ruß
3,3 3,2 0,8 8,6 1,3 1,5 6,0 184 79% 3,1 3,6 16%
TC
6,7 5,9 2,2 32,9 3,2 3,6 12,0 184 80% 5,7 7,8 32%
OC
3,4 2,9 0,5 24,4 2,3 1,5 6,6 184 82% 2,6 4,2 48%
Konzentration (ng/m³)
As
1,7 1,0 0,1 25,7 2,5 0,3 5,2 184 77% 1,2 2,2 59%
Cd
0,30 0,21 0,01 2,39 0,32 0,05 0,83 184 79%
0,23 0,37
46%
Cr
1,5 1,2 0,1 7,7 1,1 0,3 3,4 184 31% 1,4 1,6 14%
Cu
7,2 6,8 1,0 47,5 5,3 1,1 14,7 184 22% 7,0 7,3 4%
Fe
300 286 146 682 104 157 488 103 28% 314 290
-8%
Mn
7,8 7,5 0,5 24,2 4,2 1,9 15,0 184 45% 5,9 9,8 50%
Ni
1,3 1,2 0,1 3,5 0,7 0,3 2,9 184 52% 1,3 1,4 10%
Pb
12,7 9,4 2,2 60,3 9,4 3,7 33,7 184 74% 8,3 17,0
68%
Sb
1,80 1,75 0,40 3,94 0,70 0,84 3,17 184
25%
1,86 1,74
-7%
Ti
9,5 7,5 1,2 70,8 9,1 2,0 24,7 184 29% 11,0 8,1
-31%
V
1,13 0,93 0,19 5,00 0,78 0,21 2,67 184 62%
1,05 1,22
16%
Zn
37,5 31,7 0,4 151,4 25,2 9,4 84,0 184
55%
26,5 48,5
59%
BaP
0,69 0,25 0,03 5,02 0,94 0,04 3,10 184
80%
0,14 1,23
159%
BbF
1,09 0,53 0,03 7,07 1,29 0,10 4,07 184
81%
0,29 1,89
147%
BeP
0,77 0,45 0,03 6,28 0,87 0,05 2,70 184
78%
0,24 1,30
138%
BkF
0,41 0,20 0,02 3,07 0,49 0,04 1,36 184
83%
0,11 0,70
145%
Cor
0,38 0,17 0,07 2,77 0,46 0,11 1,50 184
73%
0,15 0,62
120%
DBahA
0,07 0,03 0,03 0,83 0,12 0,03 0,36 184
75%
0,03 0,12
118%
Ind
0,78 0,38 0,05 4,62 0,96 0,08 3,15 184
78%
0,22 1,35
143%
NH4
85%
15%
PM2,5
PM10-2,5
Cl
72%
18%
PM2,5
PM10-2,5

23
Tab. 4.2.1-1b,c
Mittlere Zusammensetzung von (b) PM
10
und von (c) Grobstaub (PM
10-2,5
) an Verkehrsstation,
11.8.03 bis 8.8.2004.
PM
10
Mw. Med. Min. Max. Stdabw. 5%Perc. 95%Perc. Anzahl
n
Sommer Winter (Wi-Som)/JMW%
Konzentration (μg/m³)
PM
29,1
26,8
9,1
99,9
12,4
14,4
51,2
184
26,1
32,1
20%
NH4+ 1,69 1,15 0,21 8,22 1,57 0,30 4,42 184 1,15 2,22 64%
Ca 0,28 0,25 0,05 1,52 0,17 0,10 0,53 184 0,31 0,24
-27%
Cl 0,30 0,06 0,01 2,75 0,55 0,01 1,93 184 0,08 0,51 148%
K 0,18 0,13 0,04 4,15 0,33 0,07 0,34 184 0,12 0,24 69%
Mg 0,05 0,04 0,01 0,43 0,05 0,01 0,14 184 0,05 0,06 14%
Na 0,44 0,26 0,02 2,33 0,46 0,07 1,59 184 0,31 0,58 59%
NO
3
-
2,67
1,56 0,15 14,69 2,88 0,37 9,30 184 1,49 3,85 88%
SO
4
2-
3,28
2,66 0,69 14,47 2,35 1,03 8,01 184 2,80 3,76 29%
Ruß 4,2 4,1 1,4 12,7 1,6 2,0 7,0 184 4,1 4,4 7%
TC 8,4 7,5 3,0 35,6 3,6 4,3 14,8 184 7,5 9,3 22%
OC 4,2 3,6 0,6 22,9 2,4 1,7 8,3 184 3,4 4,9 38%
Konzentration (ng/m³)
As 2,2 1,4 0,3 29,2 2,9 0,6 6,0 184 1,6 2,8 53%
Cd 0,39 0,26 0,04 2,67 0,37 0,08 1,01 184 0,32 0,46 36%
Cr 4,7 4,2 0,3 14,0 2,4 1,5 9,5 184 4,9 4,5
-9%
Cu 32,9 32,3 7,2 81,9 13,2 13,5 54,1 184 35,2 30,5
-14%
Fe 1078 1019 324 2514 417 443 1820 178 1162 1000
-15%
Mn 17,5 16,8 4,8 42,2 7,3 6,7 30,9 184 16,2 18,7 15%
Ni 2,5 2,3 0,1 6,1 1,2 0,9 4,6 184 2,5 2,5 0%
Pb 17,0 14,1 3,1 70,0 10,8 5,3 40,4 184 12,5 21,5 53%
Sb 7,23 7,09 1,79 16,07 2,67 3,13 12,13 184 7,92 6,55
-19%
Ti 32,4 28,4 5,7 143,0 22,2 9,6 75,2 184 36,1 28,7
-23%
V 1,84 1,61 0,21 6,53 1,06 0,54 4,03 184 1,72 1,95 13%
Zn 67,9 51,0 6,7 333,3 57,8 22,4 166,4 184 71,1 64,7
-10%
BaP 0,86 0,32 0,04 6,06 1,20 0,05 3,64 184 0,18 1,54 159%
BbF 1,35 0,61 0,07 10,62 1,69 0,14 5,22 184 0,34 2,37 150%
BeP 0,98 0,55 0,06 6,72 1,08 0,13 3,47 184 0,31 1,66 138%
BkF 0,49 0,22 0,03 4,02 0,61 0,05 1,85 184 0,13 0,85 147%
Cor 0,53 0,26 0,08 4,23 0,68 0,11 2,19 184 0,18 0,88 131%
DBahA 0,10 0,03 0,03 1,01 0,16 0,03 0,44 184 0,04 0,16 127%
Ind 1,01 0,48 0,08 5,99 1,27 0,09 4,11 184 0,27 1,74 146%
PM
10-2,5
Mw. Med. Min. Max. Stdabw. 5%Perc.95%Perc. Anzahl
n
Sommer Winter (Wi-Som)/JMW %
Konzentration (μg/m³)
PM 10,4 9,8 2,7 24,1 4,2 4,2 17,7 184 10,4 10,3 0%
NH4+ 0,25 0,13 -0,17 2,67 0,35 -0,03 0,93 184 0,15 0,36 83%
Ca 0,19 0,17 0,00 1,12 0,13 0,04 0,40 184 0,21 0,17
-21%
Cl 0,24 0,04 -0,02 2,49 0,49 0,00 1,58 184 0,06 0,43 151%
K 0,05 0,04 -0,01 0,94 0,08 0,01 0,09 184 0,04 0,06 34%
Mg 0,04 0,03 0,00 0,16 0,03 0,01 0,11 184 0,04 0,04 4%
Na 0,32 0,17 0,00 1,88 0,37 0,01 1,24 184 0,22 0,41 62%
NO
3
-
0,97
0,85 -3,39 4,52 0,80 0,17 2,35 184 0,84 1,10 26%
SO
4
2-
0,64
0,48 0,03 3,42 0,53 0,07 1,68 184 0,56 0,72 25%
Ruß 0,9 0,9 -0,9 4,2 0,5 0,1 1,7 184 1,0 0,8
-27%
TC 1,7 1,7 0,0 4,2 0,8 0,3 3,1 184 1,8 1,5
-17%
OC 0,8 0,8 -1,6 3,0 0,8 -0,6 2,2 184 0,8 0,7
-5%
Konzentration (ng/m³)
As 0,5 0,4 -0,3 4,5 0,5 0,1 1,2 184 0,4 0,6 32%
Cd 0,08 0,06 0,00 0,46 0,08 0,00 0,26 184 0,08 0,08
-1%
Cr 3,2 3,0 0,0 10,7 2,0 0,5 6,5 184 3,6 2,9
-20%
Cu 25,7 25,1 4,4 66,2 11,2 8,8 44,0 184 28,2 23,2
-20%
Fe 772 717 174 1978 383 263 1563 102 835 731
-13%
Mn 9,6 9,3 1,1 24,3 4,7 2,6 18,6 184 10,3 8,9
-14%
Ni 1,2 1,0 0,0 4,9 0,8 0,2 2,5 184 1,3 1,2
-10%
Pb 4,3 4,0 0,7 12,0 2,2 1,4 8,8 184 4,2 4,5 8%
Sb 5,43 5,23 0,47 12,67 2,21 1,78 9,30 184 6,06 4,81
-23%
Ti 22,9 19,5 -2,4 98,9 15,5 4,5 54,9 184 25,2 20,6
-20%
V 0,70 0,56 0,00 4,17 0,61 0,03 1,81 184 0,68 0,73 7%
Zn 30,4 17,8 -61,1 272,2 51,1 0,2 117,5 184 44,6 16,1
-94%
BaP 0,17 0,06 -0,61 3,69 0,42 -0,02 0,92 184 0,03 0,31 161%
BbF 0,26 0,10 -0,34 3,81 0,55 -0,06 1,31 184 0,05 0,48 163%
BeP 0,21 0,11 -0,46 2,01 0,32 -0,06 1,00 184 0,07 0,36 135%
BkF 0,08 0,03 -0,22 1,38 0,18 -0,01 0,28 184 0,02 0,15 158%
Cor 0,15 0,04 -0,60 2,87 0,33 -0,03 0,66 184 0,03 0,26 159%
DBahA 0,03 0,00 -0,14 0,42 0,06 0,00 0,17 184 0,01 0,04 155%
Ind 0,22 0,08 -0,38 2,47 0,41 -0,03 1,19 184 0,05 0,40 156%

24
Die Partikelmasse des Grobstaubanteils (PM
10-2,5
)
ist im Sommer der im Winter gleich, ähnlich wie bei
PM
10
. Jedoch liegen die Grobstaubelemente und
Ruß im Grobstaub im Sommer in höheren Konzent-
rationen vor.
In Abb. 4.2.1-1 (s. auch Tab. 4.2.1-1 a) wird der
prozentuale Anteil des Feinstaubes (PM
2,5
) an PM
10
(64% bezogen auf die Gesamtmasse) der unter-
suchten Komponenten dargestellt.
Ammonium zeigt den höchsten Feinstaubanteil mit
85%, Chlorid den größten Grobstaubanteil (100% -
18% = 82%). Alle PAK habe einen Feinstaubanteil
größer 70%, ebenso wie Ruß, Organischer Kohlen-
stoff, Gesamtkohlenstoff, Sulfat, Kalium, Cadmium,
Arsen und Blei.
Die Inhaltsstoffe Nitrat, Vanadium, Zink, Nickel und
Mangan sind in der Fein- und Grobstaubfraktion
fast gleich verteilt. Die Inhaltsstoffe u.a. aus
(See)salz (Magnesium, Natrium und Chlorid) sowie
Calcium, Chrom, Titan, Eisen, Antimon und Kupfer
sind zu mindestens 2/3 im Grobstaub (PM
10-2,5
) zu
finden.
In Abb. 4.2.1.3 bi 5 werden die Konzentration der
Inhaltsstoffe in der Station Dresden Nord in den
Fraktionen PM
10
, PM
2,5
und PM
10-2,5
in Form von
Box-Plots dargestellt (Erläuterung s. Abb. 4.2.1-3).
Bei Betrachtung der PM
10
-Werte streuen die Daten
von PM, Russ, TC, OC, Ca, Fe, Cr, Cu, Mn, Sb und
Vanadium relativ wenig. Variabler sind die Werte
von Sulfat, K, Mg, As, Cd, Ni, Pb, Ti und Zn. Be-
sonders stark streuen die Werte von Nitrat, Ammo-
nium, PAKs und am stärksten Chlorid sowie Natri-
um. Insbesondere Chlorid und DbahA zeigen Kon-
zentrationen, die häufig unter der Nachweisgrenze
liegen.
Für die PM
2,5
-Werte gelten die gleichen Aussagen,
wie für die PM
10
-Konzentrationen, mit der Ausnah-
me, dass Nitrat deutliche stärker streut als in PM
10
und neben Cl und DbahA auch Magnesium häufig
unter der Nachweisgrenze liegt.
Abweichend gilt für die PM
10-2,5
-Werte, dass Am-
monium deutlich stärker streut als in PM
10
und ne-
ben Cl und DbahA auch BaP, BkF, Cor häufig unter
der Nachweisgrenze liegen. Außerdem liegen die
Werte von Ammonium, Magnesium und Cadmium
schon relativ häufig in der Nähe der Nachweisgren-
ze.
PM
2,5
/ PM
10
Verkehrsstation
y = 0,75x - 2,98
R
2
= 0,90
0
20
40
60
80
100
120
0
20
40
60
80
100
120
Saharastaub
22.2.04
S. 18.3.04
S. 19.3.04
29.3.04 kl WG
06.02.04 Trajekt. aus Spanien, Gibraltar
PM
2,5
/ PM
10
Grundblastung
y = 0,86x - 4,82
R
2
= 0,91
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120
Saharastaub 22.2.04
Abb. 4.2.1-2:
PM
2,5
Anteil in PM
10
der Verkehrssta-
tion (11.8.03 bis 8.8.2004) bzw. der
Station der Grundbelastung (24.1. –
16.3.2004, 18.6.-27.8.04).
Die PM
10
-Mittelwerte der 3 Stationen während der
beiden Intensivmesskampagnen im Februar bzw.
Juni bis Anfang August werden in den Tabellen
4.2.1-2 a-c dargestellt. Die Vergleiche zwischen
den Stationen findet man in Kap. 4.2.6. Die Werte
unterscheiden sich bei den absoluten Beträge und
teilweise bei den Verhältnissen zwischen
PM
2,5
/PM
10
, also der Verteilung zwischen Grob und
Feinstaubanteil in PM
10
.

25
PM Russ TC OC NH4+NO3-SO42- Ca Cl Fe K Mg Na
μg
. m
-3
0,01
0,1
1
10
100
1000
As Cd Cr Cu Mn Ni Pb Sb Ti
V
Zn
ng
.
m
-3
0,01
0,1
1
10
100
1000
BaP
BbF
BeP
BkF
Cor DBahA Ind
ng
. m
-3
0,01
0,1
1
10
100
Abb. 4.2.1-3 a-c:
Boxplot der Inhaltsstoffe im PM
10
der Verkehrsstation (11.8.03 bis
8.8.2004).
Der mittlere Querstrich innerhalb der Box ent-
spricht dem Median, die oberen und unteren
Kastenbegrenzungen das 25% bzw. 75%
Perzentil, die unteren und oberen Querstriche
zeigen das 10% bzw. 90% Perzentil, die äu-
ßeren Querstriche zeigen das 5% bzw. 95%
Perzentil.
PM Russ TC OC NH4+NO3-SO42- Ca Cl Fe K Mg Na
μg
. m
-3
0,01
0,1
1
10
100
1000
As Cd Cr Cu Mn Ni Pb Sb Ti
V
Zn
ng
.
m
-3
0,01
0,1
1
10
100
1000
BaP
BbF
BeP
BkF
Cor DBahA Ind
ng
. m
-3
0,01
0,1
1
10
Abb. 4.2.1-4 a-c:
Boxplot der Inhaltsstoffe im
PM
2,5
der Verkehrsstation (11.8.03
bis 8.8.2004).
Die Temperatur am Stadtrand ca. 2°C niedriger und
die Windgeschwindigkeit 1m/sec höher als in der
Stadt. Dies liegt an der Entfernung zu Wärmequel-
len und hohem Beton/Asphaltanteil in der Stadt
sowie an der mit der Höhe abnehmenden Tempera-
tur. Die Windgeschwindigkeiten zwischen Sommer
und Winter unterscheiden sich im Mittel in der Stadt
nicht, während die Windgeschwindigkeit in der
Sommerperiode am Stadtrand höher war.

26
PM Russ TC OC NH4+NO3-SO42- Ca Cl Fe K Mg Na
μg
. m
-3
0,01
0,1
1
10
100
1000
As Cd Cr Cu Mn Ni Pb Sb Ti
V
Zn
ng
.
m
-3
0,01
0,1
1
10
100
1000
BaP
BbF
BeP
BkF
Cor DBahA Ind
ng
. m
-3
0,01
0,1
1
10
Abb. 4.2.1-5 a-c:
Boxplot der Inhaltsstoffe im
PM
10-2,5
der Verkehrsstation (11.8.03
bis 8.8.2004).
Die kontinuierlichen Messwerte während den Inten-
sivmesskampagnen sind in Tab. 4.2.1-3a-c be-
schrieben. Die Meteorologischen Bedingungen sind
zwischen den Stationen A und B identisch (Wind-
geschwindigkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit).
Im Vergleich zur Winterperiode war die Sommerpe-
riode 18°C wärmer, ca. mit -10% rel. Luftfeuchte
trockener jedoch mit einer größeren Regenmenge
(+0,8 mm/Tag). Trotz geringerer Anzahl Kfz (-8%)
bzw. Schwerverkehr (-12%) im Winter waren die
Messwerte die durch Verkehr verursacht werden-
den Komponenten BTX, CO, PM
10
, Anzahl Partikel,
NO, NO
2
an der Verkehrsstation höher als im Win-
ter. Der Russanteil nahm ebenfalls geringfügig ab,
wie auch Antimon, Kupfer, Chrom, Calcium, Eisen,
Mangan, Nickel, Blei, Zink (-10 bis -94%), s. Tabelle
4.2.1-1. Dieses Verhalten deutet daraufhin, dass
auf die Parameter Ruß sowie insbesondere Kupfer
und Antimon hauptsächlich der lokale Verkehr Ein-
fluss hat, nicht jedoch meteorologische Bedingun-
gen bzw. andere Quellen.
Tab. 4.2.1-3a
Kontinuierliche Messparameter an
Verkehrsstation, 9.-29.2. (Winter)
und 28.6. - 8.8 (Sommer).
Gesamt
(Wi-
Som)/Gesamt
SommerWinter
WINDGE
m/sec 1,7 0% 1,7 1,7
FEUCHT
% RF
71
18%
66
79
TEMP
°C 12 -154% 19 1
Niederschlag
mm 1,1 -77% 1,4 0,6
Luftdruck
hPa 988 0% 989 987
Summe Kfz
n 128577 -8% 132637122196
Summe SV
n 11230 -12% 11733 10439
BEN
μg/m³ 2,3 59% 1,8 3,1
CO
μg/m³ 0,6 58% 0,5 0,8
PM10 TEOM
μg/m³ 32,6 5% 32,0 33,7
XYL
μg/m³ 3,9 45% 3,3 5,0
Anzahl Parti-
kel
n 27709 38% 20605 31261
NO
μg/m³ 39,4 31% 34,7 46,7
TOL
μg/m³ 4,1 30% 3,7 4,9
NO2
μg/m³ 47,8 16% 44,9 52,4
Ruß kont.
μg/m³ 3,3 -4% 3,4 3,3
Tab. 4.2.1-3b
Kontinuierliche Messparameter der
Station Grundbelastung (B) , 9.-29.2.
(Winter) und 28.6. - 8.8 (Sommer).
Gesamt(Wi-Som)/Gesamt SommerWinter
WINDGE
m/sec 1,6 4% 1,6 1,7
FEUCHT
% RF 72,8
20%
67,1
81,4
TEMP
°C 11,9 -150% 19,0 1,2
NO
μg/m³ 7,7 62% 5,8 10,6
PM
10
TEOM
μg/m³ 27,4 36% 23,4 33,4
NO2
μg/m³ 22,0 5% 21,6 22,7
Tab. 4.2.1-2c
Kontinuierliche Messparameter der
Station Radebeul-Wahnsdorf (C) ,
9.-29.2. (Winter) und 28.6. - 8.8
(Sommer).
Gesamt(Wi-Som)/Gesamt SommerWinter
WINDGE
m/sec 2,7 29% 2,3 3,1
FEUCHT
% RF
73
25%
65
83
TEMP
°C 9,0 -202% 17,4 -0,7
BEN
μg/m³ 0,8 109% 0,5 1,3
NO
μg/m³ 1,7 65% 1,2 2,3
NO2
μg/m³ 14 44% 11 17
TOL
μg/m³ 1,4 10% 1,4 1,5
PM
10
TEOM
μg/m³ 19 -8% 20 18
XYL
μg/m³ 0,7 -74% 0,9 0,4

 
27
4.2.2 Verteilungscharakteristik
Die Ergebnisse des Tests nach Kolmogorov-
Smirnov für das erste Untersuchungshalbjahr zei-
gen, dass die kontinuierlich gemessenen Parameter
bis auf CO normalverteilt sind sowi Benzol und
Toluol nur relativ schwach der Normalverteilung
zuzuordnen sind. Am besten ist das Testergebnis
für die Werte von NO
2
und Ruß.
Tab. 4.2.2.1
Kolmogorov-Smirnov-Test auf Nor-
malverteilung für PM
10
, PM
2,5
und
Grobstaub (PM
10
-PM
2,5
) für Ver-
kehrsstation(n= 75 - 78), 11.8. bis
4.1.2004 bzw. ohne 31.12.03 und
1.1.04.
Annahme-
wahrschein-
lichkeit P
PM
2,5
PM
10
PM
10
-
PM
2,5
PM
2,5
PM
10
PM
10
-
PM
2,5
inkl. Jahreswechsel
ohne Jahreswechsel
Ammonium 0,065 0,117
0,010 0,046
0,091
0,009
As 0,003 0,005 0,002 0,003 0,005 0,003
BaP 0,007 0,005 0,001 0,004 0,003 0,001
BbF 0,010 0,010 0,000 0,007 0,010 0,000
BeP 0,006 0,008 0,006 0,006 0,006 0,007
BkF 0,005 0,007 0,000 0,003 0,008 0,000
Ca 0,001 0,009 0,041 0,002 0,008 0,036
Cd
0,010 0,012
0,097
0,007 0,011
0,087
Chlorid 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Cor 0,007 0,004 0,000 0,006 0,006 0,003
Cr
0,018
0,676 0,587
0,028
0,691 0,720
Cu 0,051 0,802 0,733 0,644 0,841 0,684
DBahA 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ind 0,005 0,009 0,001 0,004 0,006 0,000
K 0,000 0,000 0,000
0,190 0,376 0,061
Mg 0,000 0,001 0,002 0,000 0,002 0,002
Mn 0,445 0,674 0,735 0,540 0,706 0,718
Na 0,026 0,000 0,000 0,023 0,000 0,000
Ni 0,572 0,402 0,210 0,695 0,493 0,257
Nitrat 0,006 0,033 0,017 0,007 0,042 0,015
OC
0,022
0,157 0,855
0,022
0,143 0,825
Pb 0,090
0,032
0,259 0,138 0,053 0,273
PM Masse
0,677
0,917
0,197
0,648
0,831
0,791
Ruß in PM
0,769
0,437
0,795
0,816
0,482
0,697
Sb 0,420 0,601 0,747 0,376 0,561 0,247
Sulfat 0,163 0,168
0,026
0,145 0,161
0,038
TC 0,225 0,235 0,253 0,193 0,174 0,261
Ti
0,001
0,108 0,273
0,001
0,103 0,258
V 0,042 0,035 0,030 0,029 0,045 0,042
Zn 0,157
0,000 0,000
0,163
0,000 0,000
Im PM
2,5
war besonders gut Ruß und die Masse (s.
Abb. 4.2.2.5b) der Normalverteilung angenähert.
Eine relativ gute Annäherung zeigten auch Antimon
(Sb), Nickel (Ni) und Mangan (Mn) in PM
2,5
. Außer-
dem wurde für Ammonium, Kupfer (Cu), Blei (Pb),
Sulfat, Gesamtkohlenstoff (TC) und Zink (Zn) eine
Normalverteilung ermittelt.
Ein ähnliches Bild zeigte sich auch für PM
10
und
Grobstaub, wobei Ammonium und Zink nicht und
Cd, Cr, Ti, OC in Grobstaub normal verteilt waren.
Im Grobstaub war besonders gut Organischer Koh-
lenstoff, Ruß, Antimon (Sb), Kupfer (Cu), Chrom
(Cr) und Mangan (Mn) der Normalverteilung ange-
nähert. Cd, Ni, Pb, Ti, TC zeigen ebenfalls eine
Normalverteilung. Relativ schlecht angenähert ist
die Masse im Grobstaub, während PM
10
und PM
2,5
deutlich eher der Normalverteilung angenähert sind.
In keiner Fraktion waren die Konzentrationen von K,
Mg, Chlorid, Ca, As, Nitrat, Na, V und alle Polyaro-
matischen Kohlenwasserstoffe normal verteilt.
In Tab. 4.2.2.1 werden die Ergebnisse der Prüfung
auf Normalverteilung nach Kolmogorov-Smirnov der
PM-Inhaltsstoffe und der Messparametern aus dem
Luftmessnetz für kontinuierliche Parameter als Ta-
gesmittelwerte dargestellt. Bei einer Annahme-
wahrscheinlichkeit von größer 0,05 gilt der geprüfte
Parameter als normalverteilt. Es werden nur die
Werte mit positivem Testausgang angezeigt (SPSS,
2002; KATH, 2002)). Nicht dargestellt sind die Er-
gebnisse für die Anzahl der PKW. Diese entspra-
chen nicht der Normalverteilung und war für die
Anzahl der Kfz an der Zählstelle Carolabrücke mit
0,026 noch am besten.
Tab. 4.2.2.2
Häufigkeitsverteilung inkl. Normal-
verteilungskurve für Messparameter
aus dem Luftmessnetz für kontinuier-
liche Parameter als Tagesmittelwerte
für Verkehrsstation(n= 75 - 78), 11.8.
bis 4.1.2004 bzw. ohne 31.12.03 und
1.1.04.
Annahmewahr-
scheinlichkeit P
inkl. Jahres-
wechsel
ohne Jahres-
wechsel
TEOM PM
10
0,451
0,533
NO 0,179 0,186
NO2
0,967
0,959
CO
0,003
0,004
Ben
0,104
0,134
Tol
0,102
0,096
Xylol
0,266
0,224
Russ
0,846
0,815
Dieses Bild ändert sich, wenn die Tage des Jah-
reswechsels (31.12.2003 und 1.1.2004) nicht in die
Auswertung mit einfließen nur für wenige Parame-
ter in größerem Ausmaß. Am deutlichsten wirkt sich
dies auf Kalium aus, welches danach in allen Frak-
tionen normalverteilt (z. B: 0,38 in PM
10
) ist. Leichte
Verbesserungen ergeben sich ebenfalls für Blei in
PM
2,5
und PM
10
sowie deutlich besser für Kupfer in
PM
2,5
(0,051 zu 0,644) und die Grobstaubmasse
(0,197 zu 0,971). Nur für Ammonium in PM
2,5
und
Antimon in Grobstaub ist dann keine Normalvertei-
lung mehr gegeben.

image
image
image
image
28
Die Häufigkeitsverteilungen von Umweltdaten sind
in vielen Fällen log-normal verteilt, oder zeigen
multimodale Verteilungen (EINAX et al. 1997). Dies
gilt auch für die in den meisten der betrachten Pa-
rameter mehr oder weniger der Fall (s. Tab. 4.2.2.3
und 4). Der oben benutzte Kolmogorov-Smirnov-
Test auf Normalverteilung fällt insbesondere dann
schlecht aus wenn eine besonders starke Schiefe
der Verteilung und eine ausgeprägte mehrmodalität
auftreten.
Tab. 4.2.2-3
Form der Häufigkeitsverteilung für
PM
10
, PM
2,5
und Grobstaub (PM
10
-
PM
2,5
) für Verkehrsstation(n= 75 -
78), 11.8. bis 4.1.2004 bzw. ohne
31.12.03 und 1.1.04.
Mit L = Linksschief, Zahl = Anzahl
der scheinbaren Maxima.
Annahmewahr-
scheinlichkeit P
PM
2,5
PM
10
PM
10
-PM
2,5
inkl. Jahreswechsel
Ammonium L 2 L2-3 L2
As L L 1 ausr
BaP L2-3 L2-3 L2
BbF L2 L2 L2
BeP L2 L2 L2
BkF L2 L2 L2
Ca L1-2 L2 1ausr?
Cd L1(1
Ausrei-
ßer)
L1(1 Aus-
reißer)
L2
Chlorid L2 L L
Cor L1-
2
L1-2 L
Cr L2 L2-3 2-3
Cu 1 2 1
DBahA L2 L1 L1
Ind L2 L2-3 L2
K
L1 ausr
L1 ausr
L ausr
Mg L1 L L2
Mn 2 2 2
Na L2 L2 L2
Ni 1-2 1-3 1-3
Nitrat L2-3 L2-3 1 (ausr?)
OC 2 2-3 2-3
Pb L L2 2
PM Masse
2
2
2-3
Ruß in PM
1
1-2
1+1klein
Sb L1-2 L2-3 1
Sulfat L2 L2 L2
TC L 1-2 2-3
Ti L2 L 1-2
V 2 2-3 2-3
Zn 2 2 2
Tab.4.2.2-4
Form der Häufigkeitsverteilung für
Messparameter aus dem Luftmess-
netz für kontinuierliche Parameter als
Tagesmittelwerte für Verkehrsstati-
on(n= 75 - 78), 11.8. bis 4.1.2004
bzw. ohne 31.12.03 und 1.1.04.
Mit L = Linksschief, Zahl = Anzahl
der scheinbaren Maxima.
Annahmewahrscheinlichkeit P
inkl. Jahres-
wechsel
TEOM PM
10
1
NO L1-2
NO2
1
CO
L1
Ben
L1-2
Tol
L1-2
Xylol
1-2
Russ
1-3
a
b
c
d
Abb. 4.2.2-1:
Häufigkeitsverteilung von Kalium und
Kupfer in PM
2,5
für Verkehrsstati-
on(n= 75 - 78), 11.8. bis 4.1.2004 (a,
c) bzw. ohne 31.12.03 und 1.1.04
(b,d).

image
image
image
image
image
image
image
image
image
29
a
b
Abb. 4.2.2-2:
Häufigkeitsverteilung von OC (a) und
für Mangan (b) im
Grobstaub
für
Verkehrsstation(n= 77), 11.8. bis
4.1.2004.
a
b
Abb. 4.2.2-3:
Häufigkeitsverteilung von Nitrat
im
PM
10
(a) und den mit Logarithmus 10
transformierten Werten (b) für Ver-
kehrsstation(n= 77) 11.8. bis
4.1.2004.
a
b
Abb. 4.2.2-4:
Häufigkeitsverteilung von
Blei in
PM
2,5
(a) und Grobstaub (b) für Ver-
kehrsstation(n= 77) 11.8. bis
4.1.2004.
a
b
c
Abb. 4.2.2-5:
Häufigkeitsverteilung von
PM
10
,
PM
2,5 ,
PM
10-2,5
für Verkehrsstation
Dresden-Neustadt (n= 184) für alle
Messwerte.

 
30
4.2.3 Korrelationen
In
PM
10
gab es deutliche Korrelationen zwischen
PM/TC, OC, K, NH4; Sb/Cu, Fe; Fe/Cr, Cu; NH
4
+
/
SO
4
2-
, NO
3-
; Na/Cl; OC/K; TC/Ruß; OC/TC;
NO/Xylol sowie zwischen allen PAK außer mit
DBahA
In
PM
2,5
gab es deutliche Korrelationen zwischen
PM/NH4, SO4, TC, OC; NH
4
+
/ SO
42-
,, NO
3-
; OC/As;
Benzol/TC; Na/Cl; TC/Ruß; OC/TC.
In
PM
10-2,5
gab es deutliche Korrelationen zwischen
NH4/So4; Na/Cl; Fe/Cr, Cu, Mn; Sb/Cr, Cu; Ti/Mn.
Die Korrelation ist sehr signifikant mit einem P-Wert
kleine 0,001 (99,9%). Zum Beispiel ist dies bei n =
182 R = 0,26.
Korrelationen zwischen den Fraktionen
Tab. 4.2.3-1
Korrelation (R) nach Pearson zwi-
schen Kupfer und Antimon zwischen
den Fraktionen. Fett: größer 0,8.
Station A ohne 31.12.03+1.1.04 n=
182.
in ng/m³
Sb 2,5 Cu 2,5 Sb 10 Cu 10 Sb 10-2,5 Cu 10-2,5
Sb 2,5
1
Cu 2,5
0,564 1
Sb 10
0,763 0,46 1
Cu 10
0,693 0,577
0,928
1
Sb 10-2,5
0,614 0,382
0,979 0,913
1
Cu 10-2,5
0,594 0,290
0,910 0,949 0,929
1
In Tabelle 4.2.3-1 sind die hoch signifikanten Korre-
lationen der hauptsächlich im Grobstaub befindli-
chen Elemente Antimon und Kupfer dargestellt.
Zwischen der Grobstaubfraktion und PM
10
mit ist
sind die Korrelationskoeffizienten (0,91 und 0,979)
besonders hoch. Die geringste Korrelation ergibt
sich zwischen Kupfer im Feinstaub und Kupfer im
Grobstaub (R = 0,29). Die PM
10
-Gehalte werden
somit sehr deutlich hauptsächlich von der Grob-
staubfraktion bestimmt. Kupfer im Feinstaub hat
offensichtlich noch andere Quellen als die Kompo-
nenten in den anderen Fraktionen. Demgegenüber
korreliert Antimon im Feinstaub besser mit den
anderen Fraktionen.
PM
10
:
Anhand der der Tabelle 4.2.3-2a sind verschiedene
Gruppen von Parametern zu erkennen, die mitein-
ander korrelieren.
Mit der Staubmasse
korrelieren mit einem R > 0,8
NH4, TC, OC und mit R >0,5 NO
3
-
, SO
42-
, Ruß, As,
Cd, Mn, Pb, V und Benzol. Mit Ammonium
korrelie-
ren neben der Staubmasse, Nitrat und Sulfat (se-
kundäres Aerosol) sowie R>0,5 K, TC, OC, Blei und
Benzol. Nitrat
korreliert stark (R >0,8) mit Ammoni-
um, und mit R> 0,5 PM, K, OC und Benzol.
Magnesium
zeigt eine positive Korrelation R > 0,5
mit Na, Cl und der Windgeschwindigkeit (R =0,309)
und eine negative Korrelation mit der NH4-
Konzentration und deutet damit auf den anthropo-
genarmen Seesalzeinfluss hin.
Calcium
zeigt die stärkste Korrelation mit Ti (R =
0,72) und mit R> 0,5 Cu, Fe, Mn und NO2.
Ruß
zeigt eine negative Korrelation mit der Wind-
geschwindigkeit und korreliert mit R >0,5 TC
(0,876), OC, As, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb und
allen dargestellten kontinuierlichen Messparame-
tern: Anzahl Partikel, NO, NO2, BTX. OC
korreliert
vor allem mit Benzol, TC (R= 0,947, höchster Wert
der Matrix), K und der Staubmasse und zusätzlich
mit R > 0,5 NH4, NO
3
-
, As, Cd, Pb, BaP, NO, NO2,
Toluol und Xylol. BaP
korreliert dagegen mit R> 0,5
nur mit Pb, TC und Benzol.
Arsen
korreliert (0,8< R > 0,5) mit TC und OC am
besten sowie mit PM, K, SO42-, Ruß, Cd, Pb und
auch Benzol. Cadmium
korreliert am besten mit TC
und Pb. Vanadium korreliert nur mit der Staubmas-
se und Titan. Blei
korreliert mit R > 0,5 mit Staub-
masse, Ammonium, Ruß, TC, OC, As, Cd, BaP und
BTX.
Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Sb und
Ruß korrelieren unter-
einander mit R > 0,5. Am besten hierbei korrelieren
Sb/Cu (0,928), Sb/Fe (0,877), Fe/Cu (0,857) und
Fe/Cr (0,828). Titan
korreliert mit Ca, Fe, Mn und V
mit R >0,5.
Die Windgeschwindigkeit
zeigt eine negative Korre-
lation besonders deutlich für Pb (-0,5), Ruß und TC
sowie noch hochsignifikant für Masse, K, OC, Cd,
Fe, Ni, Sb, V, Zn und BaP.
PM
2,5
:
Anhand der Matrix 4.2.3-2b sind verschiedene
Gruppen von Parametern zu erkennen, die mitein-
ander korrelieren.
Die Staubmasse
korreliert bei einem R > 0,8 mit
NH4 (R= 0,905 höchster Wert der Matrix), SO4, TC,
OC und mit R >0,5 K, NO
3
-
, Ruß, As, Cd, Mn, Pb, V
und Benzol. Mit Ammonium
korrelieren neben der
Staubmasse, Nitrat und Sulfat (sekundäres Aero-

31
sol) sowie R>0,5 K, TC, OC, Blei und Benzol. Nitrat
korreliert stark mit Ammonium, und mit R> 0,5 PM,
K, TC, OC, Pb und Benzol.
Magnesium
zeigt eine positive Korrelation R > 0,5
mit Na, Cl und der Windgeschwindigkeit. D.h. je
höher die Windgeschwindigkeit, desto höhere Kon-
zentrationen von diesen Inhaltsstoffen werden beo-
bachtet. Damit deuten diese Elemente auf Seesalz-
einfluss hin.
Calcium
zeigt eine relative starke Korrelation mit Ti
und Fe (R = 0,74, 0,75).
Ruß
zeigt eine negative Korrelation mit der Wind-
geschwindigkeit und korreliert mit R >0,5 TC
(0,828), OC, As, Cd, Fe, Pb, Sb, Zn, BaP und allen
dargestellten kontinuierlichen Messparametern:
Anzahl Partikel, NO, NO2, BTX. OC
korreliert be-
sonders mit TC und As sowie mit R >0,5: K, NO
3
-
,
SO4, Ruß, Cd, Pb, Zn, BaP und Benzol. BaP
korre-
liert dagegen mit R> 0,5 mit Pb (0,748) PM, K, Ruß,
TC, OC, As, Cd, NO, Benzol und Toluol.
Arsen
korreliert (0,8< R > 0,5) mit TC und OC am
besten sowie mit PM, NH4, SO42-, Ruß, Cd, Pb,
BaP und auch Benzol. Cadmium
korreliert am bes-
ten mit PM, TC, OC, Pb und Benzol sowie Ruß, As,
Zn und BaP. Vanadium
korreliert nur mit der
Staubmasse. Blei korreliert mit R > 0,5 mit Staub-
masse, Ammonium, K, Nitrat, Sulfat, Ruß, TC, OC,
As, Cd, Zn, BaP und BTX.
Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Sb und
Ruß korrelieren unter-
einander deutlich weniger als in PM
10
(R>0,5), mit
Ausnahme von Sb und Cu (s.o. Tab. 4.2.3-1): Eisen
mit Ruß, Cr und Cu sowie Antimon
mit Ruß, TC, Cr,
Cu und Fe. Titan
korreliert mit Ca und Fe mit R
>0,7.
Die Windgeschwindigkeit
zeigt eine negative Korre-
lation besonders deutlich für Pb (-0,476), Ruß und
TC sowie noch hochsignifikant für Masse, K, OC,
Cd, Fe, Ni, Sb, V, Zn und BaP. Mg, Na und Cl
zei-
gen hingegen eine positive Korrelation (s.o.).
PM
10-2,5
:
Anhand der Matrix 4.2.3-3c sind verschiedene
Gruppen von Parametern zu erkennen, die mitein-
ander korrelieren.
Mit der Staubmasse
korrelieren mit einem R>0,5
Ca, TC, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Ti (Grobstaubelemente)
und NO2.
Mit Ammonium
korreliert nur mit Nitrat und Sulfat
(sekundäres Aerosol).
Nitrat
korreliert nur mit Ammonium bei R>0,5.
Magnesium
zeigt eine positive Korrelation R > 0,5
mit Na, Cl und der Windgeschwindigkeit (R =0,266).
Calcium
zeigt die stärkste Korrelation mit Ti (R =
0,715) und mit R> 0,5 PM, TC, Cu, Fe, Mn und Sb.
Ruß
korreliert mit keinem Parameter R >0,5 auch
nicht TC. OC
korreliert nur mit TC bei R > 0,5. TC
korreliert mit OC und leichter mit PM, Ca, Mn und
Ti. BaP
korreliert dagegen hoch signifikant (R=
0,27) nur mit OC.
Arsen
korreliert am stärksten mit Pb (R = 0,462).
Cadmium
korreliert am besten mit Pb (0,345). Va-
nadium korreliert am stärksten mit Pb (0,468). Blei
korreliert mit R > 0,5 nur mit Ti (R= 0,520).
Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, und Sb (ohne Ruß)
korrelieren
untereinander mit R > 0,6. Am besten hierbei korre-
lieren wieder dieselben Paare wie bei PM
10
: Sb/Cu
(0,929, damit der höchste Korrelationskoeffizient
der Matrix), Sb/Fe (0,887), Fe/Cu (0,881) und Fe/Cr
(0,803). Titan
korreliert mit PM (0,782), Ca, TC, Cr,
Cu, Fe, Mn (0,816), Ni, Pb und Sb mit R >0,5.
Die Windgeschwindigkeit
zeigt eine negative Korre-
lation am deutlichsten für Pb (-0,389), TC und Eisen
sowie noch hochsignifikant für Masse, OC, Fe, Mn,
und Ni. Nur Kalium zeigte eine hoch signifikante
positive Korrelation.
Die Summe aus Nitrat, Sulfat und Ammonium in
PM
10
bzw. in PM
2,5
in Korrelation zur jeweiligen
Gesamtmasse geben ein sehr ähnliches Bestimmt-
heitsmaß von 0,82 bzw. 0,68 und 0,64 (s. Abb.
4.2.3-2 und 3).
Auch der Gesamtkohlenstoffanteil korreliert in bei-
den Fraktionen mit der jeweiligen Masse mit einem
hohen Bestimmtheitsmaß von 0,75 und 0,77.
Die PAK-Einzelkomponenten korrelieren im Allge-
meinen recht gut (R>0,8) miteinander mit Ausnah-
me von DbahA (s. Tab. 4.2.3-3) und Coronen im
Vergleich mit BeP. Da 50% aller Werte von DbahA
kleiner als die Bestimmungsgrenze waren kann die
geringere Korrelation evtl. an dem größeren Fehler
pro Wert liegen.

32
Tab. 4.2.3-2
PM
10
: Korrelationsmatrix nach Pear-
son von Tagesmittelwerten der PAK
(HVS) bzw. kontinuierlicher Messpa-
rameter. Fett: größer 0,26 hochsigni-
fikant (P> 0,999),
rot > 0,8.
Station A
ohne 31.12.03+1.1.04 n= 182.
PM BaP BbF BeP BkF Cor DBahA Ind
PM
1,000
BaP
0,416 1,000
BbF
0,502
0,956
1,000
BeP
0,554
0,869 0,938
1,000
BkF
0,467
0,951 0,978 0,914
1,000
Cor
0,329
0,923 0,865
0,783
0,881
1,000
DBahA
0,240
0,747 0,672 0,589 0,630 0,641 1,000
Ind
0,470
0,961 0,954 0,872 0,940 0,897
0,704 1,000
Kfz
0,144 -0,097 -0,083 -0,104 -0,124 -0,097 -0,060 -0,060
SV
0,174 -0,038 -0,044 -0,091 -0,080 -0,049 -0,006 -0,009
Partikel
0,313 0,332 0,334 0,350 0,301 0,273
0,162
0,339
NO
0,353 0,479 0,472 0,445 0,439 0,400 0,338 0,492
NO2
0,514
0,110 0,158 0,198 0,138 0,071 -0,009 0,127
Benzol
0,732 0,626 0,722 0,767 0,686 0,502 0,403 0,668
Toluol
0,520 0,538 0,553 0,540 0,541 0,455 0,386 0,545
Xylol
0,431 0,471 0,475 0,481 0,454 0,392
0,258
0,479
Windg.
-0,390 -0,357 -0,333 -0,351 -0,331 -0,330
-0,213
-0,367
Außerdem korrelieren die PAK-Einzelkomponenten
noch mit R> 0,5 mit Benzol und zum Teil mit Toluol.
Im Grobstaub (nicht dargestellt) korrelieren die PAK
mit einem R>0,8. Für PM
2,5
gelten die gleichen
Aussagen, wie für PM
10
.
a
y = 141,3x + 412,29
R
2
= 0,6854
y = 136,05x + 86,383
R
2
= 0,7697
y = 26,974x + 193,65
R
2
= 0,7342
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 20 40 60 80 100
Cr, Cu, Sb in ng/m³
Eisen in ng/m³
Cr in PM10 (ng/m³)
Sb in PM10 (ng/m³)
Cu in PM10 (ng/m³)
b
y = 0,1886x + 1,0953
R
2
= 0,8609
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 20 40 60 80 100
Cu in ng/m³
Antimon in ng/m³
Cu in PM10 (ng/m³)
Abb. 4.2.3-1a-b
Korrelationen in PM
10
für die Ver-
kehrsstation.
c
y = 2,9709x + 4,075
R
2
= 0,7541
y = 6,3212x + 18,388
R
2
= 0,6445
y = 120,01x + 11,415
R
2
= 0,6494
0
20
40
60
80
100
120
0 10 20 30 40
TC, Ammonium, K in μg/m³
PM
10
in μg/m³
TC_10(μg/m³)
Ammonium_10(μg/m³)
K_10(μg/m³)
(C ( /³))
d
y = 0,59x - 0,2349
R
2
= 0,7768
y = 0,45x + 0,4989
R
2
= 0,6719
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
5
10
15
20
Sulfat, Nitrat in μg/m³
NH4 in μg/m³
Sulfat_10(μg/m³)
Nitrat_10(μg/m³)
Abb. 4.2.3-1c,d
Korrelationen in PM
10
für die Ver-
kehrsstation.
a
y = 0,46x - 2,85
R
2
= 0,82
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 20 40 60 80 100
PM
2,5
in μg/m³
μg/m³
PM2,5 NH4, SO4, NO3
b
y = 0,12x - 0,79
R
2
= 0,82
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 20 40 60 80 100
PM
2,5
in μg/m³
μg/m³
Ammonium_25(μg/m³)
Abb. 4.2.3-2
Korrelationen in PM
2,5
für die Ver-
kehrsstation: a) sekundäres anorg.
Aerosol; b) Ammonium.

33
a
y = 0,40x - 4,13
R
2
= 0,68
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
20
40
60
80
100
120
PM
10
in μg/m³
μg/m³
PM10 NH4, SO4, NO3
b
y = 0,10x - 1,28
R
2
= 0,64
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
20
40
60
80
100
120
PM
10
in μg/m³
μg/m³
Ammonium_10(μg/m³)
Abb. 4.2.3-3
Korrelationen in PM
10
für die Ver-
kehrsstation: a) sekundäres anorg.
Aerosol; b) Ammonium.
a
y = 0,25x + 1,03
R
2
= 0,75
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 20 40 60 80 100 120
PM
10
in μg/m³
μg/m³
TC_10(μg/m³)
b
y = 0,29x + 1,36
R
2
= 0,77
0
5
10
15
20
25
30
35
0 20 40 60 80 100
PM
2,5
in μg/m³
μg/m³
TC_25(μg/m³)
Abb. 4.2.3-4
Korrelationen des Kohlenstoffanteils
für die Verkehrsstation mit a) PM
10
b)
PM
2,5.

34
Tab. 4.2.3-2a
PM
10
: Korrelationsmatrix nach Pearson von verschiedenen Tagesmittelwerten der HVS bzw. kontinuierlicher Messparameter. Fett: größer
0,26, hochsignifikant (P> 0,999),
rot > 0,8.
Station A ohne 31.12.03+1.1.04 n= 182 bis auf Fe und Ausfälle.
PM NH4+ Ca Cl K Mg Na NO
3
-
SO
42-
Ruß TC OC As Cd Cr Cu Fe Mn Ni Pb Sb Ti
V Zn BaP Kfz SV Partikel NO NO2BenzolToluolXylol Windg.
PM
1,000
NH4+
0,803
1,000
Ca
0,399
-0,019
1,000
Cl
0,173 0,113 0,003
1,000
K
0,806
0,787
0,138 0,117
1,000
Mg
-0,025
-0,282
0,218
0,553
-0,142
1,000
Na
0,154 0,039 0,007
0,890
0,083
0,691 1,000
NO
3
-
0,676
0,820
-0,034
0,367 0,579
-0,033
0,330 1,000
SO
4
2-
0,762
0,881
0,097 -0,067
0,775 -0,285
-0,103
0,488 1,000
Ruß
0,747 0,405 0,397
-0,037
0,521
-0,056 -0,035
0,288 0,440 1,000
TC
0,868
0,628 0,272
-0,010
0,758
-0,181 -0,026
0,454 0,634
0,876
1,000
OC
0,832
0,692
0,152 0,010
0,813
-0,240 -0,016
0,503 0,677 0,675
0,947
1,000
As
0,607 0,478
0,076 -0,070
0,605
-0,223 -0,084 0,237
0,571 0,570 0,756 0,777 1,000
Cd
0,582 0,446
0,177 0,024
0,585
-0,130 0,010
0,314 0,466 0,542 0,673 0,669 0,587 1,000
Cr
0,256 -0,095
0,482
0,160 -0,094 0,231 0,172 0,081 -0,144
0,423
0,218 0,052 -0,057 0,101
1,000
Cu
0,281
-0,117
0,501
0,126 -0,061
0,268
0,185 0,032 -0,123
0,570 0,302
0,082 -0,020 0,185
0,766 1,000
Fe
0,369
-0,064
0,606
0,162 -0,012 0,251 0,199 0,076 -0,066
0,547 0,310
0,112 -0,033 0,135
0,828 0,857
1,000
Mn
0,603 0,314 0,565
0,185
0,309
0,096 0,146
0,302 0,327 0,5640,4710,346
0,218
0,2900,6550,5640,7131,000
Ni
0,430
0,175
0,336
0,097 0,165 0,099 0,089 0,213 0,153
0,545 0,419 0,279
0,206 0,200
0,609 0,540 0,617 0,561 1,000
Pb
0,687 0,539
0,219 0,088
0,711
-0,158 0,015
0,468 0,482 0,636 0,736 0,703 0,542 0,639
0,175 0,204 0,234
0,471 0,365 1,000
Sb
0,331
-0,057
0,486
0,098 -0,020 0,219 0,157 0,078 -0,071
0,629 0,351
0,119 0,004 0,213
0,757
0,928 0,877
0,563 0,586
0,221
1,000
Ti
0,458
0,020
0,719
-0,030 0,116 0,227 0,000 0,036 0,094
0,388 0,287
0,181 0,045 0,144
0,533 0,494 0,684 0,638 0,394
0,239
0,477 1,000
V
0,577 0,390 0,370
-0,147
0,394
-0,024 -0,125 0,244
0,445 0,459 0,484 0,435
0,222 0,242 0,139 0,224
0,297 0,398 0,394 0,429
0,227
0,567 1,000
Zn
0,328
0,114
0,442
-0,022
0,261
0,015 -0,003 0,118
0,119
0,354 0,339 0,283
0,198
0,354 0,307 0,350 0,323 0,393
0,222
0,385 0,316 0,336 0,378 1,000
BaP
0,416 0,314
-0,0590,191
0,525
-0,150 0,133
0,310
0,256
0,442 0,563 0,568 0,480 0,440
0,000 0,059 0,045 0,208 0,174
0,706
0,037 0,012 0,184 0,160
1,000
Kfz
0,144 -0,113
0,397
-0,060 -0,159 0,150 -0,031 -0,097 -0,051
0,443
0,200 0,011 0,071 0,089
0,450 0,528 0,487 0,406 0,332
0,069
0,532 0,301
0,097 0,179 -0,097
1,000
SV
0,174 -0,125
0,450
-0,039 -0,132 0,205 -0,009 -0,108 -0,057
0,456
0,222 0,036 0,065 0,085
0,429 0,508 0,469 0,424 0,308
0,100
0,486 0,384
0,187 0,236-0,038
0,954
1,000
Partikel
0,313
0,042 0,239 0,182 0,141 0,184 0,219
0,262
-0,121
0,510 0,370
0,241 0,052 0,200
0,467 0,493 0,487 0,378 0,488 0,442 0,525 0,288
0,211 0,179
0,332 0,425 0,474 1,000
NO
0,353
0,062 0,144 0,175 0,138 0,109 0,178 0,229 -0,055
0,692 0,516 0,331
0,181 0,258
0,504 0,622 0,558 0,442 0,477 0,484 0,628
0,217
0,271
0,220
0,479 0,461 0,493 0,746 1,000
NO2
0,514
0,170
0,502
0,162 0,194 0,183 0,209
0,269
0,108
0,685 0,508 0,322
0,188
0,275 0,585 0,665 0,632 0,559 0,526 0,331 0,692 0,444 0,298 0,343
0,110
0,553 0,560 0,658 0,617 1,000
Benzol
0,732 0,627
0,067 0,222
0,670
-0,201 0,170
0,592 0,493 0,710 0,831 0,796 0,615 0,614
0,206 0,245 0,250
0,428 0,375 0,704 0,295
0,066
0,282
0,221
0,626
0,049 0,034
0,435 0,590 0,470 1,000
Toluol
0,520 0,281
0,221 0,089
0,422
-0,087 0,085
0,329
0,196
0,696 0,659 0,544 0,354 0,407 0,338 0,432 0,437 0,372 0,398 0,615 0,461
0,211
0,346 0,287 0,538
0,171 0,196
0,588 0,741 0,549 0,767 1,000
Xylol
0,431
0,155 0,250 0,149 0,259 -0,047 0,124
0,298
0,029
0,678 0,576 0,429
0,251
0,334 0,452 0,553 0,516 0,423 0,481 0,568 0,572
0,222
0,323 0,353 0,471 0,277 0,291
0,636
0,831
0,622 0,728
0,860
1,000
Windg.
-0,390
-0,249 -0,166 0,174
-0,350 0,309
0,143 -0,253 -0,187
-0,454-0,459-0,401
-0,205
-0,336
-0,193-0,241
-0,310
-0,162
-0,330-0,501 -0,308
-0,201
-0,263-0,271-0,357
-0,047-0,031
-0,413 -0,306-0,393 -0,409 -0,489 -0,484 1,000

35
Tab. 4.2.3-2b
PM
2,5
: Korrelationsmatrix nach Pearson von verschiedenen Tagesmittelwerten der HVS bzw. kontinuierlicher Messparameter. Fett: größer
0,26 hochsignifikant (P> 0,999),
rot > 0,8.
Station A ohne 31.12.03+1.1.04 n= 182 bis auf Fe und Ausfälle.
PM NH4+ Ca Cl K MgNaNO
3
-
SO
42-
Ruß TC OC As Cd Cr Cu Fe Mn Ni Pb Sb Ti
V Zn BaP
PM
1,000
NH4+
0,905
1,000
Ca
0,141 -0,119
1,000
Cl
0,103 0,129 -0,018
1,000
K
0,744 0,704
0,129 0,135
1,000
Mg
-0,094 -0,240
0,478 0,532
-0,037
1,000
Na
0,085 0,013 0,136
0,800
0,085
0,732 1,000
NO
3
-
0,711
0,831
-0,166
0,350 0,563
-0,1210,198
1,000
SO
4
2-
0,847 0,875
0,000 -0,054
0,656
-0,206-0,081
0,469 1,000
Ruß
0,689 0,471
0,204-0,009
0,491
-0,0670,033
0,398 0,428 1,000
TC
0,876
0,691
0,068 0,019
0,612
-0,138 0,046
0,516 0,670
0,828
1,000
OC
0,851
0,712
-0,019 0,032
0,589
-0,158 0,047
0,506 0,707 0,608
0,949
1,000
As
0,683 0,532
-0,012-0,027
0,436
-0,168 0,014
0,285 0,620 0,521 0,776
0,805
1,000
Cd
0,634 0,487
0,031 0,035
0,462
-0,122 0,018
0,337 0,496 0,559 0,686 0,656 0,604 1,000
Cr
0,116 -0,074
0,290
0,105 0,026 0,215 0,119 0,029 -0,105
0,434
0,221 0,068 0,025 0,226
1,000
Cu
0,206 0,033
0,431
0,014 0,099 0,237 0,159 0,051 0,040
0,415
0,235 0,099 0,040 0,235
0,422 1,000
Fe
0,233 -0,031
0,746
-0,097 0,093 0,176 -0,016 -0,052 0,018
0,571 0,275
0,088 0,028 0,184
0,610 0,5751,000
Mn
0,506 0,447
0,177 0,129
0,431
0,012 0,082
0,375 0,425 0,428 0,436 0,376 0,324 0,272 0,272
0,178
0,293 1,000
Ni
0,342 0,274
-0,042 0,004 0,180 -0,106-0,021 0,218 0,248
0,499 0,431 0,330 0,304
0,251
0,267
0,187
0,342
0,221
1,000
Pb
0,700 0,586
0,018 0,115
0,736
-0,123 0,034
0,528 0,501 0,674 0,717 0,635 0,526 0,662
0,254 0,202
0,261 0,469 0,350 1,000
Sb
0,467
0,209
0,456
-0,053
0,295
0,123 0,066 0,171 0,207
0,752 0,534 0,332
0,233
0,439 0,509 0,5640,7720,3340,3890,4381,000
Ti
0,257 0,005
0,737
-0,048 0,137
0,401
0,108 -0,060 0,109 0,232 0,140 0,067 -0,009 0,060
0,268 0,356 0,708
0,244 0,035 0,080
0,483 1,000
V
0,520 0,466
0,247 -0,055
0,337
0,067 0,002
0,282 0,517 0,349 0,384 0,347
0,204 0,228 0,071 0,158
0,325 0,284 0,346 0,342 0,278 0,414 1,000
Zn
0,595 0,429
0,116 0,124
0,556
0,010 0,129
0,425 0,348 0,654 0,667 0,576 0,432 0,617 0,364 0,336 0,419 0,436 0,289 0,755 0,502
0,172
0,360 1,000
BaP
0,516 0,390
-0,131 0,174
0,597
-0,116 0,158
0,382 0,334 0,576 0,639 0,580 0,554 0,520
0,185 0,104 0,110
0,316
0,256
0,748
0,257 -0,042 0,149
0,653 1,000
Kfz
0,043 -0,082 0,249 -0,080-0,165 0,071 -0,031 -0,085 -0,052
0,420
0,156 -0,015 0,056 0,076
0,353 0,284 0,499
0,232
0,271
0,008
0,451
0,197 0,038 0,120 -0,080
SV
0,066 -0,092
0,330
-0,041-0,1360,154 0,029 -0,094 -0,050
0,444
0,180 0,006 0,047 0,073
0,365 0,317 0,554 0,278
0,239 0,031
0,453 0,311
0,127 0,167-0,030
Partikel
0,213 0,063 0,120 0,120 0,140 0,081 0,199
0,284
-0,125
0,568 0,366
0,214 0,038 0,202
0,433 0,349 0,439
0,242
0,399 0,408 0,504
0,175 0,127
0,407 0,352
NO
0,261
0,088 0,061 0,122 0,153 0,040 0,142
0,266
-0,053
0,752 0,504 0,290
0,166 0,257
0,532 0,349 0,481 0,295 0,390 0,461 0,556
0,094 0,128
0,474 0,507
NO
2
0,394
0,216
0,317
0,059 0,132 0,080 0,159
0,286
0,120
0,682 0,470 0,281
0,186
0,268 0,358 0,413 0,606 0,344 0,344 0,267 0,630 0,295
0,227
0,333
0,148
Benzol
0,753 0,657
-0,109 0,167
0,579
-0,188 0,122
0,645 0,503 0,739
0,844
0,780 0,619 0,647
0,220 0,136 0,142
0,442 0,344 0,721 0,402
-0,0510,198
0,632 0,686
Toluol
0,478 0,301
0,100 0,023
0,398
-0,0930,055
0,359
0,198
0,735 0,641 0,496 0,339 0,417 0,343
0,226
0,385
0,250
0,330 0,595 0,484
0,097 0,219
0,504 0,572
Xylol
0,365
0,185 0,136 0,066
0,262
-0,059 0,071
0,338
0,038
0,731 0,551 0,373
0,234
0,350 0,447 0,286 0,445 0,295 0,343 0,534 0,532
0,119 0,133
0,504 0,493
Windg.
-0,367
-0,254 -0,044
0,284 -0,349 0,364 0,272
-0,244 -0,180
-0,485-0,421-0,322
-0,205
-0,336
-0,097 -0,145
-0,365
0,004 -0,238
-0,476-0,408
-0,091-0,182
-0,358-0,351

36
Tab. 4.2.3-2c
PM
10-2,5
: Korrelationsmatrix nach Pearson von verschiedenen Tagesmittelwerten der HVS bzw. kontinuierlicher Messparameter. Fett: grö-
ßer 0,26 hochsignifikant (P> 0,999),
rot > 0,8.
Station A ohne 31.12.03+1.1.04 n= 182 bis auf Fe und Ausfälle.
PM NH4+ Ca Cl K MgNaNO
3
-
SO42-RußTCOCAs Cd Cr Cu Fe Mn Ni Pb Sb Ti
V Zn BaP
PM
1,000
NH4+
0,178
1,000
Ca
0,698
-0,039
1,000
Cl
0,314
0,053 0,069
1,000
K
0,322 0,421
0,148 0,084
1,000
Mg
0,358
-0,201 0,198
0,554
0,098
1,000
Na
0,333
0,012 0,052
0,881
0,151
0,668 1,000
NO
3
-
0,412 0,627
0,158 0,199
0,329
0,220
0,304 1,000
SO42-
0,259
0,834
0,141 0,050
0,476
-0,080 0,074
0,470
1,000
Ruß
0,468
-0,029
0,413
-0,125
0,453
0,051 -0,112 -0,028 0,149
1,000
TC
0,546
0,064
0,525
-0,0300,236 0,026-0,010 0,157 0,169
0,429 1,000
OC
0,252 0,089
0,277
0,055 -0,061-0,008 0,068 0,189 0,078 -0,235
0,777 1,000
As
0,272
0,156 0,222 -0,059
0,394
-0,149-0,094 0,049 0,217
0,363 0,330
0,102
1,000
Cd
0,202 0,135 0,213 -0,033
0,309
-0,076 0,015 0,122 0,193 0,221
0,308
0,178
0,312 1,000
Cr
0,571
-0,065
0,489
0,186 0,015 0,254 0,219 0,241 -0,008
0,343 0,335
0,122 0,056 0,172
1,000
Cu
0,598
-0,149
0,503
0,173 0,064
0,302
0,236 0,128 -0,008
0,369 0,490 0,270
0,095
0,263 0,657 1,000
Fe
0,729
-0,117
0,565
0,258 -0,052 0,255
0,269
0,168 0,005
0,356 0,499 0,294
0,064 0,234
0,803 0,881
1,000
Mn
0,791
0,041
0,685
0,170 0,151 0,242 0,185 0,243 0,182
0,457 0,526
0,248 0,194
0,285 0,711 0,751
0,887
1,000
Ni
0,561
-0,010
0,458
0,183 0,100 0,193 0,210 0,248 0,048
0,265 0,361
0,204 0,139 0,167
0,764 0,6010,6880,6681,000
Pb
0,464
0,093
0,488
-0,002 0,219 -0,036-0,034 0,156 0,162
0,3370,4740,2750,4620,3450,384 0,4290,4230,5220,4811,000
Sb
0,613
-0,138
0,517
0,162 0,097
0,303
0,233 0,145 0,016
0,421 0,488
0,231 0,093
0,262 0,693
0,929 0,887
0,7640,6040,4091,000
Ti
0,782
-0,037
0,715
0,034 0,075 0,205 0,043 0,201 0,029
0,429 0,523 0,264
0,216 0,208
0,612 0,548 0,731
0,816
0,5630,5200,5361,000
V
0,313
0,048
0,275
-0,134 0,081 -0,094-0,124 -0,001 0,057 0,232
0,302
0,163 0,174 0,043 0,191
0,307 0,355 0,395 0,380 0,468 0,302 0,479 1,000
Zn
0,215 -0,062
0,388
-0,054 0,038 0,043 -0,013 0,043 0,012 0,061 0,205 0,177 0,052 0,126
0,261
0,251
0,268 0,273
0,214
0,274
0,258
0,295
0,255
1,000
BaP
0,096 0,051 0,059 0,188 -0,110-0,080 0,136 0,118 0,009 -0,1170,175
0,270
0,128 0,092-0,030 0,095 0,125 0,094 0,064 0,237 0,036 0,089 0,172-0,075
1,000
Kfz
0,325
-0,204
0,398
-0,057-0,0530,149-0,033 -0,099 -0,036
0,280
0,251 0,073 0,117 0,099
0,346 0,494 0,505 0,409
0,229
0,266 0,488 0,309
0,115 0,141 -0,111
SV
0,359
-0,222
0,427
-0,040-0,0460,183-0,021 -0,113 -0,069
0,262
0,252 0,086 0,130 0,095
0,313 0,459 0,457 0,397
0,223
0,313 0,434 0,361
0,159 0,182 -0,050
Partikel
0,423
-0,046 0,256 0,186 0,058 0,159 0,212 0,090 -0,075 0,133 0,181 0,100 0,099 0,109
0,326 0,447 0,468 0,354 0,336 0,378 0,460 0,307
0,206 0,011 0,166
NO
0,430
-0,057 0,140 0,170 0,006 0,084 0,165 0,016 -0,060 0,192 0,250 0,135 0,186 0,135
0,286 0,541 0,586 0,377 0,304 0,331 0,524
0,230
0,284
0,009 0,230
NO2
0,591
-0,040
0,497
0,172 0,192 0,165 0,207 0,110 0,024
0,352 0,363
0,145 0,143 0,182
0,496 0,589 0,641 0,529 0,433 0,419 0,600 0,448
0,221 0,220-0,036
Benzol
0,403 0,371
0,141 0,220
0,435
-0,193 0,169 0,224
0,302 0,294 0,282
0,093
0,421
0,245 0,119 0,211 0,256 0,254 0,221
0,350
0,209 0,114 0,231 -0,035 0,243
Toluol
0,418
0,127 0,213 0,085 0,189 -0,121 0,073 0,104 0,106 0,237
0,302
0,155
0,300
0,187 0,187
0,351 0,407 0,306
0,243
0,400 0,340
0,210
0,295
0,086 0,246
Xylol
0,420
0,009 0,258 0,156 0,092 -0,069 0,129 0,075 -0,021 0,226
0,327
0,188 0,258 0,141
0,295 0,505 0,495 0,380 0,380 0,461 0,498
0,237
0,386
0,170 0,246
Windg.
-0,290
-0,180 -0,210 0,147 -0,143
0,266
0,094 -0,190 -0,167 -0,173
-0,358-0,265
-0,152-0,198-0,189 -0,232
-0,332-0,260-0,268-0,389
-0,250-0,240-0,229-0,133-0,257

 
37
4.2.4 Wochengang
In den Tabellen 4.2.4.1 a-c werden die mittleren
Konzentrationen der Einzelstoffe im Vergleich Wo-
chentag zu Wochenende und Sonntag dargestellt.
Wie aus Tab. 4.2.4.1 d hervorgeht waren die
Wetterbedingungen bezüglich Temperatur, Luft-
feuchtigkeit, Niederschlag, Luftdruck und Windge-
schwindigkeiten über die Wochentage in etwa
gleich verteilt, bei etwas höheren Niederschlags-
mengen innerhalb der Woche (21%) als am Sonn-
tag.
Für einen Vergleich der PM
10
und PM
2,5
-
Konzentrationen innerhalb der Arbeitswoche im
Vergleich zum Sonntag können die Stoffe in 3
Gruppen eingeteilt werden (s. Abb. 4.2.4-1):
a) > 15%- 60%: PM, Ca, Cl, Mg, Na, Ruß, TC, As,
Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Sb, Ti, Zn, Cd, Pb, V.
b) zwischen -14% und +1%: Sekundär gebildete
Aerosolbestandteile Ammonium, Nitrat, Sulfat sowie
Kalium.
c) uneinheitlich: (-9 DbahA bis +13% BbF), OC hat
im Schnitt 10% höhere PM
10
-Konzentrationen in-
nerhalb der Woche.
Die Parameter im Grobstaub können ähnlich wie für
PM
10
klassifiziert werden, wobei Cd mit +9% eher in
Gruppe c) einzuordnen wäre und BbF in Gruppe a).
Die PM
10
und PM
2,5
Konzentrationen von Ca, Ruß,
Cr, Cu, Fe, Sb, Mn, Ti, Zn, PAK unterschieden sich
stärker im Vergleich zwischen Werktag zu Sonntag
als im Vergleich Werktag zu Wochenende.
Tab. 4.2.4.1a
Mittlere Zusammensetzung von
PM
10
an Verkehrsstation, 11.8.03 bis 8.8.2004 ohne Sylvester
und Neujahr. Restliche Feiertage wurden als Sonntage gewertet.
Gesamt
Mo-Fr
Sa, So
So
Mo-Fr – So
Mo-Fr – Sa, So
n
182 123 59 33
μg/m³ % μg/m³ %
PM
29,0 30,8 25,4 25,2
5,6 19%
5,4
19%
NH4+
1,68 1,63 1,80 1,86 -0,23 -14% -0,17 -10%
Ca
0,28 0,32 0,18 0,16 0,17
60%
0,14
51%
Cl
0,29 0,32 0,23 0,24 0,09
29%
0,09
32%
K
0,15 0,14 0,15 0,16 -0,02 -13% -0,01 -8%
Mg
0,05 0,06 0,04 0,04 0,02
35%
0,02
31%
Na
0,44 0,48 0,37 0,36 0,11
26%
0,11
24%
NO3-
2,63 2,61 2,68 2,57 0,03 1% -0,08 -3%
SO42-
3,25 3,23 3,30 3,49 -0,26 -8% -0,08 -2%
Ruß
4,3 4,7 3,3 3,2 1,5
35%
1,4
33%
TC
8,4 9,0 7,2 7,1 1,9
23%
1,8
21%
OC
4,1 4,3 3,9 3,9 0,4 10% 0,4 9%
ng/m³ % ng/m³ %
As
2,2 2,4 1,8 1,6 0,7
34%
0,5
24%
Cd
0,39 0,41 0,34 0,35 0,06
15%
0,06 17%
Cr
4,7 5,4 3,3 3,1 2,3
48%
2,1
45%
Cu
32,7 36,7 24,6 22,5 14,2
43%
12,1
37%
Fe
1085 1203 826 782 421
39%
378
35%
Mn
17,5 19,6 13,1 12,5 7,1
41%
6,5
37%
Ni
2,5 2,8 2,0 2,0 0,8
32%
0,7
29%
Pb
16,5 17,3 15,1 14,4 2,9
17%
2,2 13%
Sb
7,27 8,04 5,66 5,24 2,80
38%
2,38
33%
Ti
32,6 37,2 23,0 21,3 15,9
49%
14,1
43%
V
1,84 1,92 1,67 1,63 0,28
15%
0,25 13%
Zn
68,0 73,9 55,6 53,4 20,5
30%
18,3
27%
BaP
0,83 0,83 0,84 0,81 0,02 2% -0,02 -2%
BbF
1,32 1,35 1,26 1,17 0,17 13% 0,08 6%
BeP
0,97 0,97 0,95 0,91 0,06 6% 0,03 3%
BkF
0,48 0,47 0,48 0,47 0,00 0% -0,01 -2%
Cor
0,51 0,49 0,54 0,51 -0,02 -4% -0,05 -10%
DBahA
0,10 0,09 0,11 0,10 -0,01 -9% -0,01 -15%
Ind
0,98 1,00 0,95 0,95 0,05 5% 0,05 5%

38
Tab. 4.2.4-1b,c
Mittlere Zusammensetzung von b) Feinstaub (
PM
2,5
) und c) Grobstaub (
PM
10-2,5
) an Verkehrs-
station ohne Sylvester und Neujahr. Feiertage wurden als Sonntage gewertet.
PM
2,5
Gesamt
Mo-Fr
Sa,So
So
Mo-Fr - So
Mo-Fr – Sa,So
n
182 123 59 33
μg/m³ % μg/m³ %
PM 18,7 19,4 17,1 17,1
2,3 12%
2,3 12%
NH4+ 1,43 1,42 1,46 1,51 -0,09 -7% -0,04 -3%
Ca 0,09 0,10 0,06 0,06 0,04
49%
0,04 41%
Cl 0,05 0,05 0,05 0,05 0,00 9% 0,01 17%
K 0,10 0,10 0,11 0,12 -0,02 -15% -0,01 -11%
Mg 0,02 0,02 0,01 0,01 0,00
21%
0,00 17%
Na 0,13 0,14 0,11 0,11 0,02
19%
0,02 19%
NO3- 1,68 1,68 1,66 1,59 0,09 5% 0,02 1%
SO42- 2,61 2,59 2,66 2,79 -0,20 -8% -0,06 -2%
Ruß 3,3 3,7 2,6 2,5 1,2
37%
1,1 34%
TC 6,7 7,2 5,8 5,7 1,5
22%
1,4 21%
OC 3,4 3,5 3,2 3,2 0,3 8% 0,3 8%
ng/m³ % ng/m³ %
As 1,7 1,8 1,4 1,3 0,5
31%
0,4 24%
Cd 0,30 0,32 0,27 0,27 0,05
16%
0,05 16%
Cr 1,5 1,7 0,9 0,8 0,9
60%
0,7 52%
Cu 6,9 7,6 5,4 4,8 2,8
40%
2,2 31%
Fe 302 332 237 228 104
34%
95 31%
Mn 7,8 8,8 5,8 5,4 3,4
43%
3,0 38%
Ni 1,3 1,4 1,1 1,0 0,5
35%
0,4 29%
Pb 12,3 12,5 11,7 11,2 1,4
11%
0,9 7%
Sb 1,80 1,98 1,42 1,35 0,63
35%
0,56 31%
Ti 9,5 10,9 6,7 6,1 4,8
50%
4,2 44%
V 1,13 1,17 1,04 1,03 0,14
12%
0,13 11%
Zn 37,4 40,3 31,4 31,4 8,9
24%
8,9 24%
BaP 0,68 0,69 0,67 0,63 0,06 8% 0,02 3%
BbF 1,08 1,07 1,09 1,03 0,04 3% -0,02 -2%
BeP 0,76 0,76 0,76 0,72 0,04 6% -0,01 -1%
BkF 0,40 0,39 0,41 0,38 0,01 3% -0,02 -4%
Cor 0,38 0,36 0,42 0,39 -0,03 -8% -0,06 -17%
DBahA 0,07 0,07 0,08 0,07 0,00 3% 0,00 -4%
Ind 0,77 0,77 0,78 0,77 0,00 0% -0,01 -1%
PM
10-2,5
Gesamt
Mo-Fr
Sa,So
So
Mo-Fr - So
Mo-Fr – Sa,So
n
182 123 59 33
μg/m³ % μg/m³ %
PM 10,4 11,4 8,3 8,0
3,3 32%
3,1 30%
NH4+ 0,25 0,21 0,33 0,35 -0,14 -56% -0,13 -51%
Ca 0,19 0,23 0,12 0,10 0,12
64%
0,11 55%
Cl 0,24 0,27 0,18 0,19 0,08
34%
0,09 35%
K 0,04 0,04 0,04 0,05 0,00 -10% 0,00 1%
Mg 0,04 0,04 0,03 0,03 0,01
41%
0,01 37%
Na 0,31 0,34 0,26 0,25 0,09
29%
0,08 26%
NO3- 0,96 0,92 1,02 0,98 -0,06 -6% -0,10 -10%
SO42- 0,64 0,63 0,65 0,69 -0,06 -9% -0,01 -2%
Ruß 0,9 1,0 0,7 0,7 0,3
28%
0,3 29%
TC 1,7 1,8 1,4 1,4 0,4
24%
0,4 22%
OC 0,8 0,8 0,7 0,6 0,1
19%
0,1 13%
ng/m³ % ng/m³ %
As 0,5 0,5 0,4 0,3 0,2
42%
0,1 25%
Cd 0,08 0,09 0,07 0,08 0,01 9% 0,01 17%
Cr 3,3 3,7 2,3 2,3 1,4
43%
1,4 42%
Cu 25,8 29,0 19,1 17,7 11,4
44%
9,9 38%
Fe 782 891 538 521 370
47%
353 45%
Mn 9,7 10,8 7,3 7,1 3,7
39%
3,5 37%
Ni 1,2 1,3 1,0 1,0 0,4
29%
0,4 30%
Pb 4,3 4,7 3,4 3,2 1,5
35%
1,3 31%
Sb 5,48 6,07 4,24 3,90 2,17
40%
1,83 33%
Ti 23,1 26,3 16,3 15,2 11,1
48%
10,0 43%
V 0,71 0,75 0,63 0,60 0,15
21%
0,12 16%
Zn 30,6 33,6 24,3 22,0 11,6
38%
9,3 31%
BaP 0,15 0,14 0,18 0,18 -0,04 -27% -0,04 -25%
BbF 0,24 0,28 0,17 0,14 0,14
57%
0,11 44%
BeP 0,20 0,21 0,18 0,20 0,02 8% 0,03 15%
BkF 0,08 0,08 0,07 0,09 -0,01 -12% 0,01 10%
Cor 0,13 0,13 0,12 0,13 0,01 7% 0,01 11%
DBahA 0,02 0,02 0,03 0,03 -0,01 -49% -0,01 -46%
Ind 0,21 0,23 0,17 0,18 0,04 21% 0,06 27%

39
Tab. 4.2.4-1d
Vergleich der Wochentage für kontinuierliche Messparameter an Verkehrsstation ohne Sylvester
und Neujahr. Feiertage wurden als Sonntage gewertet.
Gesamt
Mo-Fr
Sa,So
So
Mo-Fr – So
abs.
%
Mo-Fr – Sa,So
abs.
%
WINDGE
m/sec 1,7 1,7 1,7 1,7 0,0 0,0 0,0 0,0
FEUCHT
% RF
73
74
72
72
2
2%
1
2%
TEMP
°C 10 10 10 10 0 -5% 0 -1%
Niederschlag
mm 1,2 1,3 1,0 1,0 0,3 21% 0,2 20%
Luftdruck
hPa 988 987 988 989 -2 0% -1 0%
Summe Kfz
n 129078 142581 100699 92506 50075
39%
41882 32%
Summe SV
n 11723 14723 5418 4349 10374
88%
9305 79%
NO
μg/m³ 42 49 27 25 24
57%
21 51%
Anzahl Partikel
n 25117 28204 17863 16640 11564
46%
10341 41%
Ruß kont.
μg/m³ 3,4 3,9 2,6 2,4 1,5
42%
1,3 37%
NO2
μg/m³ 48 52 38 37 15
32%
14 29%
XYL
μg/m³ 4,3 4,7 3,6 3,3 1,3
31%
1,1 25%
PM10 TEOM
μg/m³ 34 37 29 28 9
26%
8 24%
TOL
μg/m³ 4,6 4,9 4,1 4,0 0,9
20%
0,8 17%
CO
μg/m³ 1 1 1 1 0
15%
0 14%
BEN
μg/m³ 2,5 2,6 2,3 2,3 0,3
11%
0,2 9%
a
32%
31%
20%
15%
11%
42%
46%
57%
39%
88%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
SV
Kfz
NO
Partikelanz.
Ruß
kont.
NO2
XYL
TOL
CO
BEN
(Mo. bis Fr. - So.) / Gesamtmw.
b
48%47%
44%43%42%41%40%39%38%
35%
29%29%28%
21%
88%
39%
32%
64%
57%
34%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
SV
Kfz
PM
Ca
BbF
Ti
Fe
Cu
Cr
As
Mg
Sb
Mn
Zn
Pb
Cl
Ni
Na
Ruß
V
(Mo. bis Fr. - So.) / Gesamtmw. PM
10-2,5
c
43%
40%
35%35%34%
31%
24%
21%
19%
16%
12%11%
9%
8%
3%
12%
50%49%
60%
39%
88%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
SV
Kfz
Cr
Ti
Ca
Mn
Cu
Ni
Sb
Fe
As
Zn
Mg
Na
Cd
V
PM
Pb
Cl
BaP
BbF
(Mo. bis Fr. - So.) / Gesamtmw PM
2,5
d
43%
41%
39%
38%
35%
35%
34%
32%
30%
29%
19%
17%
15%
15%
13%
2%
26%
48%
49%
60%
39%
88%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
SV
Kfz
Ca
Ti
Cr
Cu
Mn
Fe
Sb
Mg
Ruß
As
Ni
Zn
Cl
Na
PM
Pb
V
Cd
BbF
BaP
(Mo. bis Fr. - So.) / Gesammw PM
10
Abb. 4.2.4-1
Schwerverkehr- und Kfz-Mehranteil
(Arbeitswoche minus Sonntag / Gesamt-
mittelwert) zu den a) Mehranteilen der
kontinuierlichen Parameter, der Inhalts-
stoffe b) in Grobstaub, c) in PM
10
und d)
im Feinstaubanteil (PM
2,5
).
An Sonntagen waren im Verhältnis zu Mo-Fr. (s.
Tab. 4.2.4-1 d) 39% weniger Kfz und 88% weniger
Schwerverkehr im Zentrum Dresdens unterwegs.
(s. Kap. 4.9). Innerhalb der Arbeitswoche waren die
kontinuierlich gemessenen Parameter der Station
Dresden Nord um 11 – 57 % höher konzentriert,
NO am höchsten:
NO > Anzahl Partikel > Ruß> NO2 > Xylol > PM
10
TEOM > Toluol > CO >Benzol.
In der Abb. 4.2.4-2 a-f ist der mittlere Wochengang
der Tagesmittelwerte verschiedener untersuchter
Parameter dargestellt. Eine vollständige Übersicht
befindet sich in Tabelle 4.2.4-2 a-b.
Die PM
10
-Inhaltsstoffe Sb, Ruß, Cr, Ti und die Mas-
se des Grobstaubes ähneln sehr dem Verlauf von
Kfz bzw. SV, insbesondere Antimon und die Grob-
staubmasse im Vergleich zur Anzahl Kfz und Ca, im
Vergleich zu SV. Während Blei im PM
10
nicht mit
der Kfz-Zahl läuft, ist für Blei im Grobstaub das
Gegenteil der Fall (Abb.4-2.4-2a + c).
Die Inhaltsstoffe in PM
10
, welche hauptsächlich im
Feinstaubanteil (PM
2,5
) zu finden sind, wie V, BaP,
Sulfat, Nitrat, Kalium (Abb. 4.2.4-2b) zeigen hinge-
gen keine Abhängigkeit vom Wochentag.

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40
a
PM
10
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
12345 67
Verhältnis zum Wochenmittelwert in %
Summe Kfz
Summe SV
Ruß
Sb
Ca
Ti
Cr
PM10
Pb
Ni
b
PM
10
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
Mo
Di
Mi
Do
Fr
Sa
So
Verhältnis zum Wochenmittelwert in %
Summe Kfz
Summe SV
PM2,5
V
SO42-
BaP
K
NO3-
c
PM
10
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
1234567
Verhältnis zum Wochenmittelwert in %
Summe Kfz
Summe SV
Cu
Fe
Mn
PM10
Zn
d
PM
10-2,5
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
1234 5 67
Verhältnis zum Wochenmittelwert in %
Summe Kfz
Summe SV
Ruß
Sb
Ca
Ti
Cr
PM10-2,5
Pb
Ni
e
PM
2,5
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
1 234 5 6 7
Verhältnis zum Wochenmittelwert in %
Summe Kfz
Summe SV
Ruß
Sb
Ca
Ti
Cr
PM2,5
Pb
Ni
f
0%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
140%
Mo
Di
Mi
Do
Fr
Sa
So
Verhältnis zum Wochenmittelwert in %
Summe Kfz
Summe SV
NO
Partikelanzahl
PM10 TEOM
Ruß, kont.
Benzol
Xylol
Abb. 4.2.4-2a-f:
Mittlerer Wochengang der Inhalts-
stoffe von PM
10
(a-c), PM
10-2,5
(d),
PM
2,5
(e) und der kontinuierlichen
Parameter (f) an der Verkehrsstation
im Vergleich zu SV und Kfz.
Tab. 4.2.4-2a
Relative Konzentration der einzelnen
Wochentage von
kontinuierlichen
Messparametern
bezogen auf den
Wochenmittelwert an der Verkehrs-
station ohne Sylvester und Neujahr.
Feiertage wurden als Sonntage ge-
wertet.
Mo Di Mi Do Fr Sa
So inkl
Feiertage
WINDGE
113%103%100% 86% 95% 102% 100%
FEUCHT
99% 100% 99% 101% 103% 99% 98%
TEMP
103%102%106% 97% 92% 95%
105%
Niederschlag
111%108%108% 127% 74% 88%
84%
Luftdruck
100%100%100% 100% 100%100% 100%
Summe Kfz
106%106%109% 111% 112% 85% 71%
Summe SV
120%120%123% 126% 120% 56% 36%
NO
106%112%107% 123% 122% 71% 58%
Anzahl Par-
tikel
104%113%114% 114% 112% 76% 66%
Ruß kont.
105%110%108% 116% 114% 80% 69%
ddNO2
107%109%109% 110% 105% 84% 76%
XYL
99% 99% 103% 117% 116% 90% 76%
PM10 TEOM
109%104%106% 110% 105% 85% 81%
TOL
105% 97% 96% 111% 115% 91% 85%
CO
102%101% 98% 109% 109% 91% 89%
BEN
104% 97% 97% 104% 110% 97% 92%
Bei den kontinuierlich erfassten Stoffen verläuft NO,
die Partieklanzahl und kontinuierlich gemessener
Ruß am ehesten mit dem Schwerverkehr, Xylol
eher mit der Anzahl Kfz, während Benzol am Wo-

 
41
chenende eine deutlich geringer ausgeprägte Kon-
zentrationsabnahme zeigt.
Tab. 4.2.4-2b
Relative Konzentration der einzelnen
Wochentage von
PM
10
bezogen auf
den Wochenmittelwert an der Ver-
kehrsstation ohne Sylvester und
Neujahr. Feiertage wurden als Sonn-
tage gewertet.
Mo Di Mi Do Fr Sa
So inkl
Feiertage
PM 108% 106% 105%107% 103% 88%
86%
NH4+ 93% 97% 106% 94% 92% 102% 110%
Ca 118% 115% 111%127% 115% 78% 57%
Cl 157% 114% 85% 112% 77% 74% 80%
K 80% 84% 75% 75% 88% 81% 91%
Mg 110% 113% 107%107% 84% 80% 71%
Na 136% 105% 105%113% 78% 86% 82%
NO3- 84% 102% 110% 97% 97% 106% 96%
SO42- 100% 94% 102%102% 95% 94%
106%
Ruß 109% 111% 105%118% 112% 81%
76%
TC 110% 106% 101%110% 107% 88% 84%
OC 111% 102% 96% 103% 102% 95% 93%
As 129% 95% 85% 107% 120% 96% 74%
Cd 104% 77% 92% 132% 123% 86% 91%
Cr 112% 115% 110%118% 121% 73% 67%
Cu 113% 110% 110%115% 110% 83% 68%
Fe 116% 113% 107%115% 107% 82% 73%
Mn 108% 117% 111%113% 112% 79% 72%
Ni 98% 111% 112%115% 115% 84% 78%
Pb
88% 101% 97% 105% 117% 94%
85%
Sb 109% 110% 108%116% 112% 86% 72%
Ti 115% 123% 110%119% 106% 78% 66%
V 106% 101% 118% 99% 97% 94% 89%
Zn 105% 108% 99% 109% 124% 86% 79%
BaP 76% 95% 79% 116% 115% 103% 94%
BbF 83% 104% 84% 112% 115% 102%
87%
BeP 86% 101% 86% 114% 108% 101%
93%
BkF 81% 106% 80% 102% 114% 101%
96%
Cor 76% 91% 73% 103% 121% 109% 97%
DBahA 75% 79% 80% 142% 93% 115% 103%
Ind 83% 102% 88% 112% 111% 95%
95%
4.2.5 Jahresgang
In der Abb. 4.2.5-1 ist der Verlauf der PM
10
Kon-
zentrationen sowie die Variation der sekundär ge-
bildeten Aerosole dargestellt. Auffällig sind die im
Winter (Oktober – April) erhöhten Konzentrationen
von Nitrat. Die PM
10
-Konzentrationen sind relativ
variabel und schwanken meist zwischen ca. 20 und
50 μg/m³.
25.01.04; 103,60
0
20
40
60
80
100
120
11.8
8.9
6.10
3.11
1.12 29.12 26.1
23.2
22.3
19.4
17.5
14.6
12.7
PM in μg/m³
0
10
20
30
40
50
60
Ionen in PM10 in μg/m³
Ammonium
Sulfat
Nitrat
PM10
PM2,5
Abb. 4.2.5-1:
Verlauf der PM
10
und PM
2,5
-
Massenkonzentration bzw. der se-
kundär gebildeten Ionen in PM
10
an
der Verkehrsstation.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
11.8
25.8
8.9
22.9
9.10
13.10
21.10
4.11
19.11
2.12
17.12
1.1
16.1
31.1
15.2
8.3
22.3
5.4
19.4
3.5
17.5
31.5
14.6
28.6
12.7
26.7
8.8
Hauptinhaltstoffe in PM2,5 in μg/m³
EC
OM
Kruste+SM+Rest
So4
No3
NH4
Na,Cl, Mg
Abb. 4.2.5-2a:
Verlauf der Hauptkomponenten in
PM
2,5
an der Verkehrsstation.
Aus Abb. 4.2.5-2b geht hervor, dass im Winter in
PM
10
mehr sekundäres Aerosol insbesondere Am-
monium und weniger Krustenmaterial vorliegt. Am
10.3. war der PM
2,5
-Anteil mit 90 % am größten, am
9.10. (maritime Luftmassen, s. Kap. 4.9.1) hingegen
mit 42% am geringsten. Die Aerosolkonzentration
am 10.3. zeigte den niedrigsten Krustenanteil in
PM
10
von 17% (inkl. Spurenelemente und Rest s.
Abb. 4.2.5-3b) im Gegensatz zu dem Aerosol vom
9.10.2003, was aus Luftmassen über dem Atlantik
geprägt war mit 49% Krustenanteil und entspre-
chend deutlich geringerem Anteil an sekundär ge-
bildetem Aerosol (Ammonium, Nitrat und Sulfat)
aus anthropogenen Quellen.

42
0,90; 10.3.
0,42, 9.10.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
11.8
25.8
8.9
22.9
9.10
13.10
3.11
17.11
29.11
15.12
29.12
12.1
26.1
9.2
23.2
8.3
22.3
5.4
19.4
3.5
17.5
31.5
14.6
28.6
12.7
26.7
8.8
Hauptinhaltstoffe in PM10 in μg/m³
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
PM2,5/PM10
EC
OM
Kruste+SM+Rest
So4
No3
NH4
Na,Cl, Mg
PM2,5/10
Abb. 4.2.5-2b
Verlauf der Hauptkomponenten in
PM
10
an der Verkehrsstation.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
11.8
25.8
8.9
22.9
9.10
13.10
21.10
4.11
19.11
2.12
17.12
1.1
16.1
31.1
15.2
8.3
22.3
5.4
19.4
3.5
17.5
31.5
14.6
28.6
12.7
26.7
Anteile
8.8
von PM
2,5
in %
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PM2,5 in μg/m³
EC
OM
Kruste+SM+Rest
So4
No3
NH4
Na,Cl, Mg
PM2,5
Abb. 4.2.5-3a
Verlauf der relativen Anteile der
Hauptbestandteile in PM
2,5
an der
Verkehrsstation.
49%
17%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
11.8
25.8
8.9
22.9
9.10
13.10
3.11
17.11
29.11
15.12
29.12
12.1
26.1
9.2
23.2
8.3
22.3
5.4
19.4
3.5
17.5
31.5
14.6
28.6
12.7
26.7
8.8
Anteile von PM
10
in %
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
PM
10
in μg/m³
EC
OM
Kruste+SM+Rest
So4
No3
NH4
Na,Cl, Mg
PM10
Abb. 4.2.5-3b
Verlauf der relativen Anteile der
Hauptbestandteile in PM
10
an der
Verkehrsstation.
Die BaP-Werte sind hingegen insbesondere von
Oktober bis März sehr viel größer als in den Som-
mermonaten und des Zielwertes, der als Jahresmit-
telwert von 1,0 ng/m³ definiert ist. Der Mittelwert
des Messzeitraums bleibt jedoch mit 0,86 ng/m³
unterhalb des Zielwertes der EU-Richtlinie.
0
1
2
3
4
5
11.8
25.8
8.9
22.9
6.10
20.10
3.11
17.11
1.12
15.12
29.12
12.1
26.1
9.2
23.2
8.3
22.3
5.4
19.4
3.5
17.5
31.5
14.6
28.6
12.7
26.7
Cd in ng/m³
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
As, Ni in ng/m3
Cd_10(ng/m³)
As_10(ng/m³)
Ni_10(ng/m³)
Ni
Cd
As
Abb. 4.2.5-4
Verlauf der Komponenten, die nach
der 4ten EU Tochterrichtlinie über-
wacht werden müssen in PM
10
an
der Verkehrsstation und die zugehö-
rigen Zielwerte für den Jahresmittel-
wert.
Die nach der 4ten EU Tochterrichtlinie zu überwa-
chenden Stoffe sind in Abb. 4.2.5-4,5 dargestellt.
Der Jahresmittelwert wird weder von Arsen, Nickel
noch Cadmium überschritten. Die Tagesmittelwerte
schwanken jedoch stark für Cadmium und Arsen
und sind an vielen Tagen oberhalb des Zielwertes
als Jahresmittelwert (As: 6 ng/m³ und Cd 5 ng/m³).
Nickel hingegen schwankt nicht so stark und die
Tagesmittelwerte liegen immer unterhalb des Ziel-
wertes von 20 ng/m³.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11.8
25.8
8.9
22.9
6.10
20.10
3.11
17.11
1.12
15.12
29.12
12.1
26.1
9.2
23.2
8.3
22.3
5.4
19.4
3.5
17.5
31.5
14.6
28.6
12.7
26.7
ng/m³