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Emissionen am Flughafen Düsseldorf
Im Jahr 2011 wurden die Abgasemissionen für 217.358 Flugbewegungen für den LTO-Zyklus berechnet. Insgesamt wurden ausgestoßen:

  • 64 t Kohlenwasserstoffe (HC)
  • 929 t Stickoxide (NOx)
  • 646 t Kohlenmonoxid (CO)


Hierbei ist zu beachten, dass sich der LTO-Zyklus bis in eine Höhe von ca. 915 m erstreckt. Je nach Steigflugverhalten haben die Flugzeuge beim Start dann schon eine Entfernung von ca. 8 km vom Flughafen. Bei der Landung sind es ca. 17 km.

Die Kohlendioxidemissionen (CO2) sind direkt zum Treibstoffverbrauch proportional. Pro kg verbranntem Kerosin werden 3,15 kg Kohlendioxid ausgestoßen. Pro LTO-Zyklus wurden 2011 durchschnittlich 2 t CO2 emittiert. Verteilt auf die einzelnen Betriebsphasen ergibt sich:

  • 633 kg beim Rollen (idle)
  • 437 kg beim Landeanflug (approach)
  • 266 kg beim Start (take off)
  • 688 kg beim Steigflug (climb out)


Da Kohlendioxid eine sehr lange Verweilzeit in der Atmosphäre hat, spielt der Emissionsort, d.h. ob es in Erdbodennähe oder in Reiseflughöhe ausgestoßen wird, keine Rolle.

LTO-Zyklus
Die Emissionen des Luftverkehrs werden auf internationaler Ebene grundsätzlich in den sogenannten "LTO-Zyklus" (Landing und Take-off Zyklus) und in den Reiseflug geteilt. Der LTO-Zyklus wurde von der ICAO (International Civil Aviation Organization) festgelegt und besteht aus vier Betriebsphasen mit unterschiedlichen Zeitanteilen und Triebwerkschubniveaus: Approach, Idle, Take-off und Climb out. Mit diesem Flugzyklus werden die Emissionen bis in 915 m Höhe abgedeckt. Da dieser standardisierte Zyklus hauptsächlich auf Erhebungen großer amerikanischer Verkehrsflughäfen basiert, ist die Idle-Zeit von 26 Minuten für europäische Flughäfen weit überschätzt. Am Flughafen Düsseldorf beträgt sie ca. 17 Minuten.
 
Luftqualitäts - Messsysteme
Ein qualifiziertes Umweltteam misst am Düsseldorf Airport die Luftqualität. Seit 1982 werden Luftverunreinigungskonzentrationen ständig registriert und kontrolliert. Den aktuellen monatlichen Kurzbericht (Dezember 2012) erhalten sie hier als Download. Gemessen werden Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2) und Ozon (O3), mit zwei DOAS-Systemen, Benzol (C6H6) und Toluol (C7H8) mit einem Gas-Chromatographen und Feinstaub (PM10) mit einem ß-Meter. Ab 2012 wird zusätzlich PM 2,5 (Feinstaub mit einenem Durchmesser <= 2,5 µm) mit einem neuen Kombi-Messgerät (Sharp) erfasst.
Das DOAS-System arbeitet auf der Grundlage der spektroskopischen Lichtanalyse und erfasst die Konzentrationen verschiedener gasförmiger Luftverunreinigungen entlang eines Messweges erfasst: DOAS (differentielle optische Absorptionsspektroskopie). Von einer Lichtquelle (Sender) wird dabei ein stark gebündelter Lichtstrahl zu einem mehrere hundert Meter entfernten Empfänger geschickt. Spurengase nehmen eine gewisse Lichtmenge in einem bestimmten Wellenlängenbereich auf, der für den zu messenden Stoff charakteristisch ist. Das empfangene Lichtspektrum wird rechnerisch analysiert. So können die einzelnen Konzentrationen ermittelt werden. Düsseldorf Airport verfügt über vier verschiedene Messstrecken von mehreren hundert Metern Länge, jeweils zwei am westlichen und am östlichen Ende des Flughafengeländes, senkrecht zu den Enden der Start- und Landebahnen. Bei dem Gas-Chromatographen (Toluol und Benzol) und bei den Staubmessgeräten (PM10: ß-Meter; PM2,5: Sharp) handelt es sich um Punktmessgeräte. Benzol und Toluol wird im Osten gemessen und PM10 und PM2,5 im Westen.
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NO2 = Stickstoffdioxid / SO2 = Schwefeldioxid / O3 = Ozon
PM10 = Partikel (Durchmesser < 10µm)< / C6H6 = Benzol / C7H8 = Toluol
Immissionswerte
Für Flughäfen gibt keine vorgeschriebenen Grenzwerte wie es allgemein bei genehmigungspflichtigen Anlagen der Fall ist. Die in den Regelwerken TA-Luft (technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft) und 39. BImSchV (Bundesimmissionsschutzverordnung) definierten Grenzwerte dienen insofern als Beurteilungsmaßstab und nicht als Vorgabe. Hier sind u.a. folgende Immissionswerte vorgegeben: NO2: 40 µg/m³ im Jahresmittel, Benzol: 5 µg/m³ im Jahresmittel; SO2: 50 µg/m³ im Jahresmittel (nur TA-Luft), O3: 180 µg/m³ Einstundenwert, PM10: 40 µg/m³ im Jahresmittel, PM2,5: 25 µg/m³ im Jahresmittel ab 2015 (nur 39. BImSchV). Im Jahr 2011 lagen die gemessenen Immissionswerte für NO2, SO2, Benzol und PM10 unter diesen Beurteilungswerten. Die Luftqualitätsmessungen am Düsseldorf Airport beinhalten nicht nur die Emissionen des Flugverkehrs, sondern erfassen auch die Abgase des Straßenverkehrs, der Haushalte und der Industrie, da es sich hier um die gleichen Abgaskomponenten handelt.
 
Erklärungen
Emission - Immission: Unter Emission versteht man die Abgabe Geräuschen, Strahlen oder luftverunreinigenden Stoffen in festem, flüssigem oder gasförmigem Zustand in die Atmosphäre. Immission bezeichnet das Einwirken von Luftverunreinigungen, Schadstoffen, Lärm und Strahlen auf Lebewesen oder Bausubstanz.

Kohlenmonoxid (CO): Kohlenmonoxid ist der mengenmäßig häufigste Schadstoff in der Luft. Es ist ein giftiges, farb- und geruchsloses Gas, das bei der unvollständigen Verbrennung organischer Verbindungen entsteht. An der Luft verändert es sich durch die Anlagerung von Sauerstoff ziemlich schnell zu Kohlendioxid.

Kohlenwasserstoffe (HC): Eine Vielfalt von chemischen Verbindungen, deren Hauptbestandteile Kohlenstoff und Wasserstoff sind. Fast alle Bausteine des Lebens sind aus Kohlenwasserstoffen aufgebaut.

Stickoxide (NOx): Verbindungen zwischen Stickstoff (N) und mehreren Sauerstoffatomen (O). (NOx.= NO + NO2). Stickoxide entstehen unter anderem bei Verbrennungsprozessen. Der Anteil des Luftverkehrs an den vom Menschen verursachten Stickoxidemissionen beträgt 2-3%.

Schwefeldioxid (SO2): Schwefeldioxid ist ein farbloses, stechend riechendes Gas. Es entsteht zu einem Großteil bei der Verbrennung schwefelhaltiger Energieträger wie Kohle oder Erdöl. Das Gas reizt die menschlichen Atemwege und die Haut. Schwefeldioxid wird in der Atmosphäre unter anderem zu schwefliger Säure umgewandelt, die auch für den sauren Regen verantwortlich ist.

Ozon (O3): Chemisch relativ instabile Form des Sauerstoffs aus drei Sauerstoffatomen, die in bodennahen Schichten durch ihre aggressiven chemischen Reaktionen zu Atemwegserkrankungen und Waldschäden beiträgt. In höheren Luftschichten bildet Ozon durch seine Filterwirkung gegen UV-B-Strahlen eine Schutzschicht, die Ozonschicht.

Benzol: Gehört zu den aromatischen Kohlenwasserstoffen und ist krebserregend. 75% der Emissionen gehen auf Autoabgase zurück.

PM10/PM2,5 Partikel (Feinstaub): Je nach Korngröße der Staubteilchen unterscheidet man zwischen PM10 (Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 10 Mikrometer (µm)) und PM2,5 (aerodynamischer Durchmesser kleiner als 2,5 Mikrometer (µm)). Dabei ist PM2,5 eine Teilmenge der PM10 Fraktion. Je kleiner die Partikel sind, desto tiefer können sie in die Atemwege eindringen und in Bereiche gelangen, wo sie beim Ausatmen nicht wieder ausgeschieden werden. Sie sind deshalb besonders gesundheitsschädlich. Zu den Quellen gehören u.a. der Verkehr, die Landwirtschaft, Reifen- u. Bremsabtrieb, Aufwirbelung.

Toluol: Ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff. Toluol weist aber nicht die giftige Wirkung des Benzols auf und wirkt nicht erbgutverändernd, kann aber zu Nerven- und Nierenschäden führen. Hauptemittent ist auch hier der Kfz-Verkehr.