In Abhängigkeit von Fahrmodus m - das ist der durchschnittliche Geschwindigkeitsbereich, in dem sich ein KFZ bewegt sowie der entsprechend korrelierbare Drehzahlbereich (Gangwahl des Fahrers) bezogen auf einen Streckenabschnitt -, der für fahrphysikalisch unterschiedlich gut befahrbare Verkehrswege (Ausbauart) auch von der entsprechenden Befahrbarkeit im Verkehrsstrom abhängt (vgl. o.) sowie von der Verkehrsmenge pro Zeiteinheit lässt sich gemäß MLuS - 92 beispielsweise die Stickoxid-Emission für Pkw nach folgender Formel errechnen: Ek (q,t) = ek • q • n(q,t) [g/km NOx]; dabei ist ek der durchschnittliche Emissionswert für Pkw, der nach den zugrunde gelegten Fahrmodi variiert (in [g/km] oder auch [g/h] - die zweite, zeitbezogene Dimension kann bei stehendem oder sehr zähflüssigen Verkehrsstrom bei der Emissionsermittlung sehr nützlich sein, Umrechnungen bei Kenntnis der gefahrenen Durchschnittsgeschwindigkeiten bzw. Fahrmodi sind möglich bzw. werden durch exemplarische Tabellen in der MLuS 92 vorgegeben). Der durch in der genannten Formel durch die Variable q beschriebene Multiplikator ist die Länge des Betrachtungsabschnittes, entspricht in der Formel der Dimension [km], wobei die Variable n die Verkehrsmenge bzw. den Verkehrsmengenanteil an Pkw angibt und eine somit einer natürlichen Zahl entspricht.

Für die Berechnung unterschiedlicher Schadstoffkomponenten ist eine Beachtung verschiedener Eingangsgrößen bzw. Voraussetzungen nötig. Beispielsweise unterscheiden sich bestimmte Schadstoffkomponenten bei benzingetriebenen oder dieselbetriebenen Motoren; so besteht etwa bei Verwendung von Benzinmotoren keine Russpartikelemission wie beim Einsatz von Dieselmaschinen. Auch die Dauer bis zum Erreichen der für Motoren optimalen Betriebstemperatur variiert (hierfür werden in der MLuS92 Korrekturwerte als Durchschnittsangaben für den Kaltstart geliefert - Tabelle C7, MLuS 92, S. 34) für die unterschiedlichen Motoren bzw. Fahrzeuge ebenso wie das Fahrzeugalter, der Einsatz von Filter- und Katalysatorentechnologie oder die Zusammensetzung des Kraftstoffes; wenngleich die heutige Motorentechnik stark abhängig von gleich bleibenden Kraftstoffqualitäten ist, so bestehen hier doch auch heute noch deutliche Unterschiede - auch beim Einsatz der gleichen Kraftstoffsorten.

Ebenso ist die Zusammensetzung der Verkehrsarten einem zeitlichen Wandel unterlegen: Das Verhältnis zwischen Pkw- und Lkw-Anteil ändert sich. So nimmt in den letzten Jahren der Schwerlastteil am Verkehrsaufkommen in Deutschland zu. Dieser Prozess dürfte durch die EU-Erweiterung verstärkt werden, da hierdurch sowohl der Bedarf an das Transportgewerbe sowie der Schwerlastverkehr im Transit zwischen den nördlichen und südlichen EU-Mitgliedsstaaten sowie v.a. zwischen Oststaaten und Westeuropa zunimmt, der zu einem großen Anteil über das deutsche Straßennetz abläuft

Deshalb erfolgen die Berechnungen nach den Vorgaben der MLuS 92 anhand berechneter Durchschnittsangaben für eine Vielzahl von Betriebsvariablen, die bei der Kalkulation bestimmter Emissionswerte eingesetzt werden (und i.d.R. aus entsprechenden Tabellen abgelesen werden).

Dieses Vorgehen setzt jedoch auch eine Fortführung und Aktualisierung der in den entsprechenden Tabellen angegebenen Werte voraus, wie sie, jeweils bezogen auf den Gesamtflottenbestand, durchaus auch vorgenommen wird.

Deshalb sei folgender Hinweis zu beachten: Der MLuS92 liegen - obschon sie weitestgehend in der 1992 erschienenen Version Gültigkeit besitzt, Werte von vor 1986 zugrunde. Da auch die mittlerweile 1990-er Werte zu den unterschiedlichen Emissionsfaktoren bzw. dem Emissionsverhalten von Kraftfahrzeugen nicht mehr aktuell sind, sollten für Abschätzungen in Projekten die in den durch das Bundesumweltamt herausgegebenen Berichten veröffentlichten und aktualisierten Werte zur Emissionsabschätzung genutzt werden. Mit den Berichten 8/94 sowie 5/95 wurden die letzten mir vorliegenden Korrekturen vorgenommen. Die zeitliche Abschätzung des Emissionsverhaltens für das Bezugsjahr 2004 kann durch die Einberechnung von ebenfalls mit der letzten Aktualisierung gelieferten Reduktionsfaktoren berechnet werden. In Verbindung mit den vorgenommenen Fahrleistungsprognosen für die verschiedenen Teile der Fahrzeugflotte sowie unter Berücksichtigung der der Abgasgesetzgebung im Jahr 1990 erfolgte mit der MLuS 92 eine Vorausberechnung der Emissionen bis zum Jahr 2010.

Weiterhin muss hier darauf hingewiesen werden, dass aufgrund des Abschätzungscharakters der MLuS eine Ermittlung von Jahresmittelwerten für die Emissionen an Kraftfahrstraßen vorgenommen wird. Das bedeutet, dass exakte, individuelle Berechnungen sowie Aussagen über maximale Kurzzeitbelastungen entlang eines Streckenabschnittes nicht getroffen werden können.

Die folgende Tabelle (S. 22), die der MLuS entstammt, liefert die entsprechenden jährlichen Reduktionsfaktoren sowohl für den Pkw- wie den Lkw-Anteil, wie er bei der Untersuchung von Autobahnfahrten zu beachten ist bzw. unter Verwendung der MLuS abgeschätzt wird. Es handelt sich hierbei um die in eine Gleichung zur Reduktionsberechnung einzusetzenden Konstanten für die unterschiedlich betrachteten Schadstoffarten bezogen auf Massenausstoß pro Stunde bzw. Massenangabe von Schadstoff pro gefahrenen km (bzw. der entsprechenden Umrechnungen), die als Emissionsfaktoren (mit Bezugsjahr 1985) mit den entsprechenden Reduktionsgrößen in d Rechnung zur jährlichen Durchschnittsbestimmung benötigt werden.

Dabei wird in der MLuS 92 folgender Berechnungszusammenhang bei der Berechnung der erwartbaren Emission hergestellt:

Neben diesen Angaben finden sich in dem Merkblatt zur Luftverunreinigungen an Straßen entsprechende Angaben für innerörtlichen Verkehr im Anhang C - Abschätzung der Emissionsminderung an einer Straße mit geschlossener Bebauung, S. 31ff (Tabellen C1 - unter Berücksichtigung von verschiedenen Fahrmodi -, C2, C3, C4 , C5, C6 und C8).

Für rasche Abschätzungen und Untersuchungen, wie sie beispielsweise auch bei der Untersuchung der Landschaftzerschneidung relevant sind bzw. sein können, liefert die MLuS 92 jedoch ein hinreichend genaues Analyseinstrumentarium.

Der Vollständigkeit halber sei jedoch darauf verwiesen, dass die Berechnungsgrundlagen anderer Analysemodelle deswegen nur ungenügend mit den Werten der MLuS vergleichbar sind; im besonderen sei hier auf die entsprechend geltende EU-Richtlinie verwiesen (s. flg. Tab.), die sich, wie die weiteren anwendbaren Anweisungen auf andere Mess- und Berechnungsgrundlagen bezieht.

Mit Hilfe der berechneten NOx-Emissionswerte lassen sich über eine lineare Regression die Immissionsbelastung der einzelnen Straßen bzw. Straßenabschnitte abschätzen. Hierzu kann folgende Formel angewendet (HERGERT et al., 1993):

f(x) = 13,05 + 10,61 • x

f(x) = Mittel der N02 - Immission ( I m3);
x = LOG (N02 - Emission • 1000).

Für folgende Schadstoffkomponenten der Abgasemissionen des Kraftfahrzeugverkehrs kann unter Zugrundelegung der MLuS-92 eine Immissionsabschätzung im Bereich der indirekten Folgewirkung erfolgen (vgl. auch Tabelle auf S. 22):

• Kohlenmonoxid (CO)
• Kohlenwasserstoffe (HC)
• Benzol (C6H6)
• Stickstoffmonoxid (NO)
• Stickstoffdioxid (NO2)
• Blei (Pb) - im Schwebestaub
• Schwefeldioxid (SO2)
• Russpartikel (PM)

Die Berechnungen der Jahresmittelwerte für die Immissionen der angegebenen Stoffe sowie die entsprechenden 98-Perzentile werden unter Anwendung eines Gleichungssatzes von Regressionsfunktionen ermittelt. Das entspricht der Anwendung eines empirisch statistischen Ausbreitungsmodells.

Der Funktionsgraf auf Seite 18 (Abbildung 1.8, Quelle. MLuS-92, 3.2.2 Ausbreitungsfunktion der Schadstoffe) liefert eine erste Vorstellung der Ausbreitung von Schadstoffen in den Nachbarraum von Straßen. Die Stoffkonzentrationsangaben erfolgen als Relativangaben, wobei 1,0 auf der x-Achse als 100% - das ist die Emissionsmenge am Auspuff) - interpretiert werden kann. (Das „g", das für Gramm stehen könnte, kann hier als Angabe ignoriert werden).

Diese Funktion wird jedoch durch weitere Umweltfaktoren variiert. Beispielsweise gehen die relative Windgeschwindigkeit und -Richtung, die relative Höhenlage der Straßenführung zum Umland, der Zustand des Straßenrandes, gemeint ist Pflanzenbestandsdichte und -höhe sowie Tiefe (Breite) vorhandener Bepflanzungen, das Vorhandensein von Wällen und Dämmen in die Abschätzung der Immissionen im Umfeld von Straßen ein.

Selbstverständlich hängt die Emission - und deshalb auch die Immissionsmenge, die von ersterer proportional bestimmt ist - auch maßgeblich vom Verkehrsaufkommen sowie der Verkehrsmengenzusammensetzung auf dem betrachteten Teilstück der Straße ab.

Interessant im Zusammenhang mit der Landschaftszerschneidung ist auch die bodennahe Bezugskonzentration am Fahrbahnrand. Auch hierfür liefert die MLus-92 empirisch statistische Werte. Dabei ist zu beachten, dass eine Unterscheidung zwischen den bereits im Abgas enthaltenen Schadstoffen sowie Schadstoffen, die durch chemische Umwandlungsreaktionen in der Luft erfolgen, zu unterscheiden ist. Die unten 1.10ff) dargestellten und der MLuS entnommenen Abbildungen liefern die Angaben der direkt im motorischen Abgas enthaltenen Schadstoffe. Die bodennahe Bezugskonzentration K entspricht der Stoffbelastung eines der in der Tabelle angegebenen Stoffe für den Fall I mit einem Verkehrsaufkommen von 46000 Kfz/24h mit einem Lkw-Anteil von 13,5% sowie einer Mittleren Pkw-Geschwindigkeit von 128 km/h sowie von 80 km/h für Lkw bei einer mittleren jährlichen Windgeschwindigkeit von 3,6 m/s. Für Fall II gilt als Unterschied zum Vergleichsfall Fall I eine mittlere jährliche Windgeschwindigkeit von 1,7 m/s.

Stickstoffdioxid hingegen gehört zu den Stoffen, die durch chemische Reaktionen in der Luft gebildet werden. Für diese Stoffklasse muss ein anderes Abschätzungsmodell verwendet werden. Im direkten Abgas der Fahrzeugmotoren entspricht das Verhältnis NO zu NO2 ungefähr 98% zu 2%. Während des Ausbreitungsvorganges des NO wandelt sich dieses aufgrund chemischer Reaktion zu NO2 um, da der Stickstoff mit einem zusätzlichen Sauerstoffatom aus dem Luftsauerstoff gesättigt wird.

Aufgrund des probabilistischen Charakters chemisch dynamischer Gleichgewichtsreaktionen kann keine einfache Funktion für das Verhalten dieses Prozesses angegeben werden. In der MLuS werden Werte angegeben, die aus mehrjährigen Feldversuchen in Autobahnnähe ermittelt wurden (wiederum durch Regeressionsanalysen). Eine Unterscheidung der mittleren jährlichen  Stundenwerte für die Windgeschwindigkeiten am Betrachtungsort wird durch die Methodik der MLuS nicht vorgenommen (,wie es der Fall bei den bereits im Abgas enthaltenen Schadstoffen ist). Eine Ermittlung der N02-Emissionskonzentration lässt sich nicht aufgrund der Verkehrsstärke ermitteln, das Stickstoffdioxid nicht direkt vom Fahrzeug emittiert wird. Die MLuS behilft sich hierbei mit einer Korrekturberechnung bezüglich der Verkehrsstärke, die durch die Feldversuche ermittelt worden ist. Selbstverständlich wird die Stickstoffdioxidkonzentration dennoch durch das Verkehrsaufkommen, die Durchschnittsgeschwindigkeit von Pkw und Lkw sowie den Lkw-Anteil am Gesamtverkehrsaufkommen beeinflusst. Deswegen erbringt die Anwendung   der   Korrekturrechnung   hier   durchaus brauchbare Werte. (Die Formel zur Berechnung der Stickstoffdioxidmenge, die nach der Emission entsteht ist: gNO2 (s) = 1 - 0,088 ln (1 + s). Das Ergebnis dieser Formel     wird durch die Korrekturrechnung berichtigt bzw. den  realen Verhältnissen angenähert). Die Funktionen der Ausbreitung von Stickstoffdioxid sowie der Zusammenhang mit der Verkehrsdichte sind in den beiden nebenstehenden Grafen erkennbar.

1.1.3.2 Anmerkung zur Berechnungsgrundlage und Berechnungsvergleichbarkeit

Der MLuS92 liegen – obschon sie weitestgehend in der 1992 erschienenen Version Gültigkeit besitzt - Werte von vor 1986 zugrunde. Da auch die mittlerweile 1990-er Werte zu den unterschiedlichen Emissionsfaktoren bzw. dem Emissionsverhalten von Kraftfahrzeugen nicht mehr aktuell sind, sollten für Abschätzungen in Projekten die in den durch das Bundesumweltamt herausgegebenen Berichten veröffentlichten und aktualisierten Werte zur Emissionsabschätzung genutzt werden. Mit den Berichten 8/94 sowie 5/95 wurden die letzten mir vorliegenden Korrekturen vorgenommen. Die zeitliche Abschätzung des Emissionsverhaltens für das Bezugsjahr 2004 kann durch die Einberechnung von ebenfalls mit der letzten Aktualisierung gelieferten Reduktionsfaktoren berechnet werden. In Verbindung mit den vorgenommenen Fahrleistungsprognosen für die verschiedenen Teile der Fahrzeugflotte sowie unter Berücksichtigung der der Abgasgesetzgebung im Jahr 1990 erfolgte mit der MLuS 92 eine Vorausberechnung der Emissionen bis zum Jahr 2010.

Weiterhin muss hier darauf hingewiesen werden, dass aufgrund des Abschätzungscharakters der MLuS eine Ermittlung von Jahresmittelwerten für die Emissionen an Kraftfahrstraßen vorgenommen wird. Das bedeutet, dass exakte, individuelle Berechnungen sowie Aussagen über maximale Kurzzeitbelastungen entlang eines Streckenabschnittes nicht getroffen werden können.

Für rasche Abschätzungen und Untersuchungen, wie sie beispielsweise auch bei der Untersuchung der Landschaftzerschneidung relevant sind bzw. sein können, liefert die MluS 92 jedoch ein hinreichend genaues Analyseinstrumentarium.

Der Vollständigkeit halber sei jedoch darauf verwiesen, dass die Berechnungsgrundlagen anderer Analysemodelle deswegen nur ungenügend mit den Werten der MLuS vergleichbar sind; im Besonderen sei hier auf die entsprechend geltende EU-Richtlinie verwiesen, die sich, wie die weiteren anwendbaren Anweisungen auf andere Mess- und Berechnungsgrundlagen bezieht.