Gesetzliche Anforderungen der 39. BImSchV

Gesetzliche Anforderungen an Luftqualitätsmessungen

Die 39. BImSchV definiert für die Bewertung der Luftqualität Anforderungen an die Messmethoden für die Messung der jeweiligen Luftschadstoffkonzentrationen (Referenzmessmethoden und Nachweis der Gleichwertigkeit siehe 39. BImSchV Anlage 6). Die Anforderungen beinhalten u.a. Datenqualitätsziele (siehe 39. BImSchV Anlage 1) mit Bezug auf Messunsicherheit, Mindestdatenerfassung und Mindestmessdauer sowie Anforderungen an die groß- und kleinräumigen Ortsbestimmung bei der Probenahme (siehe 39. BImSchV Anlage 3).

Messmethoden

An die Luftmesstechnik werden hohe Anforderungen gestellt. Die zu verwendenden Messsysteme unterliegen den rechtlichen Anforderungen der 39. BImSchV und zahlreichen technischen Normen. Die gemäß der Richtlinie 2008/50/EG anzuwendenden Referenzmessmethoden finden sich in Anlage 6 der 39. BImSchV für die jeweiligen Luftschadstoffe wieder. Die korrekte messtechnische Erfassung wird u.a. durch die regelmäßige Teilnahme an Ringvergleichsmessungen abgesichert. Die Einhaltung dieser Anforderungen gewährleistet qualitätsgesicherte, valide und vergleichbare Messergebnisse zur Bewertung der Luftqualität entsprechend der 39. BImSchV.

Das Umweltbundesamt als akkreditiertes nationales Referenzlabor, verfügt über die fachliche Kompetenz zur Umsetzung der jeweiligen Referenzmessmethoden. Um die einheitliche Anwendung der Methoden und vorgegebenen Kriterien zu gewährleisten arbeitet das Umweltbundesamt in dem Netzwerk AQUILA (Air Quality Reference Laboratories) mit anderen europäischen Referenzlaboren zusammen. Dies wird erreicht z.B. durch Bündelung und Bereitstellung von Fachwissen, Förderung der Harmonisierung der Luftqualitätsmessungen, Koordination der Qualitätssicherungsverfahren, Entwicklung und Plausibilitätsprüfung von Messmethoden sowie Mitarbeit an Normungsaufgaben.

Voraussetzung für die messtechnische Erfassung einer Schadstoffkonzentration ist die Verwendung eines für den jeweiligen Schadstoff zertifizierten Messgerätes. Die Eignungsprüfung eines Messgerätes erfolgt auf Antrag des Herstellers in einem aufwändigen Verfahren, an dessen Ende die Veröffentlichung der Zulassung im Bundesanzeiger erfolgt. Nur bei Verwendung eignungsgeprüfter Messgeräte ist sichergestellt, dass die hohen Qualitätsstandards gemäß der 39. BImSchV erfüllt werden können.

Die 39. BImSchV eröffnet die Möglichkeit, dass andere Messmethoden wie z.B. Sensoren durch einen sogenannten Äquivalenznachweis ihre Gleichwertigkeit nachweisen können. Beispielsweise müssen zum Erreichen des Qualitätsdatenziels Messunsicherheit gemäß 39. BImSchV Buchstabe A orientierende Messungen eine Messunsicherheit von maximal 25 % für NO₂ nachweisen, für die Messung von PM10 oder PM2,5 ist eine Messunsicherheit von maximal 50 % nachzuweisen.

Zur Erbringung des Äquivalenznachweises hat die EU einen detaillierten Leitfaden “Guide to the demonstration of equivalence of ambient air monitoring methods, Report by an EC Working Group on Guidance for the Demonstration of Equivalence” erstellt. Der zu erbringende Nachweis beinhaltet u.a. Vergleichsmessungen im Labor und im Feld im Vergleich mit der jeweiligen Referenzmessmethode mit einem zertifizierten Messgerät und die Betrachtung der kombinierten sowie der erweiterten Messunsicherheit der Kandidatenmethode gegenüber der Referenzmessmethode. Der Äquivalenznachweis ist von akkreditierten Messlaboren durchzuführen und dem Umweltbundesamt zur Feststellung der Gleichwertigkeit vorzulegen.

Probenahmeort

Bezüglich des Probenahmeortes sollen gemäß 39. BImSchV Anlage 3 Daten in Bereichen erhoben werden, in denen die höchsten Werte auftreten, denen die Bevölkerung wahrscheinlich direkt oder indirekt über einen Zeitraum ausgesetzt ist, der im Vergleich zum Mittelungszeitraum der betreffenden Immissionsgrenzwerte signifikant ist. Für verkehrsbezogene Luftqualitätsmessungen sind die Messstellen so zu positionieren, dass die Luftproben – soweit möglich – für die Luftqualität an einem Straßenabschnitt von nicht weniger als 100 Meter Länge repräsentativ sind. Es sollen Luftmesswerte in Bereichen ermittelt werden, die für die Exposition der Bevölkerung allgemein repräsentativ sind. Gleichzeitig sind Messungen von Umweltzuständen, die lediglich einen sehr kleinen Raum in ihrer unmittelbaren Nähe betreffen, zu vermeiden.

Darüber hinaus sind entsprechend der Verordnung u.a. die folgenden Anforderungen für die kleinräumige Ortsbestimmung der Probenahmestellen einzuhalten:

Allgemeine Messhöhe: 1,5 m bis 4,0 m über dem Boden
Keine Probenahme über der Fahrbahn - max. Abstand vom Fahrbahnrand bei verkehrsbezogenen Probenahmestellen: 10 m
Mind. Abstand zu verkehrsreichen Kreuzungen: 25 m
Mind. Abstand zu nächstem Gebäude: 0,5 m
Der Luftstrom um den Messeinlass darf nicht beeinträchtigt sein
Der Messeinlass soll einige Meter von Hindernissen (z.B. Bäumen, Balkonen, etc.) entfernt sein
Der Messeinlass darf nicht in nächster Nähe von Emissionsquellen angebracht werden, um die unmittelbare Einleitung von Emissionen, die nicht mit der Umgebungsluft vermischt sind, zu vermeiden

Datenqualitätsziele

Eine weitere Voraussetzung für die Verwendung der Messdaten zur Bewertung der Luftqualität ist die Einhaltung der Datenqualitätsziele, welche die Messunsicherheit, die Mindestdatenerfassung und die Mindestmessdauer beinhalten. Diese sind in Anlage 1 der 39. BImSchV festgelegt und in der folgenden Tabelle dargestellt.

	Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid, Stickstoffoxide und Kohlenmonoxid	Benzol	Partikel (PM₁₀/PM_2,5) und Blei	Ozon und damit zusammenhängende(s) NO und NO₂
Ortsfeste Messungen
Unsicherheit	15%	25%	25%	15%
Mindestdatenerfassung	90%	90%	90%	90% im Sommer 75% im Winter
Mindestmessdauer:
– städtischer Hintergrund und Verkehr	-	35%	-	-
– Industriegebiete	-	90%	-	-
Orientierende Messungen
Unsicherheit	25%	30%	50%	30%
Mindestdatenerfassung	90%	90%	90%	90%
Mindestmessdauer	14%	14%	14%	>10% im Sommer
Unsicherheit der Modellrechnungen
stündlich	50%	-	-	50%
8-Stunden-Durchschnittswerte	50%	-	-	50%
Tagesdurchschnittswerte	50%	-	noch nicht festgelegt	-
Jahresdurchschnittswerte	30%	50%	50%	-
Objektive Schätzung Unsicherheit	75%	100%	100%	75%

Besonderheiten zu einzelnen Datenqualitätszielen sind der Anlage 1 der 39. BImSchV zu entnehmen.

Sofern die Datenqualitätsziele nicht erreicht sind, können die erhobenen Daten nicht zur Bewertung der Luftqualität nach 39. BImSchV herangezogen werden.

Beispielsweise bedeutet die vorgegebene Mindestmessdauer von z.B. 14 % für orientierende Messungen für die Erfassung der Immissionsbelastung an dem gewählten Ort:

eine Mindestmessdauer von 1.226 Stunden für die Berechnung des Jahresgrenzwertes
eine Mindestmessdauer von 3,4 Stunden für die Berechnung des Tagesmittelwertes
eine Mindestmessdauer von 8,4 Minuten für die Berechnung des Stundenmittelwertes

Durch eine feste Positionierung des Messgerätes über festgelegte Zeiträume kann die Mindestmessdauer erreicht werden (siehe dazu 39. BImSchV Anlage 1 A, Fußnote 4: Eine Stichprobe pro Woche, gleichmäßig verteilt über das Jahr oder acht Wochen gleichmäßig verteilt über das Jahr).

Bei mobilen Messungen mit z.B. Vorbeifahrten am Messort, kann die gesetzlich vorgeschriebene Mindestmessdauer i.d.R. nicht erreicht werden.

Die Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen ist eine Voraussetzung dafür, dass die erhobenen Messdaten für eine valide, qualitätsgesicherte und vergleichbare Bewertung der Luftqualität gemäß 39. BImSchV herangezogen werden können.

Daten, die auf andere Weise als in den oben dargelegten Kriterien erhoben werden, sind für die Bewertung der Luftqualität nach 39. BImSchV nicht verwendbar, auch nicht als sogenannte ergänzende Daten.