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Bau- und anlagebedingte Wirkfaktoren

Baubedingte Wirkungen lassen sich im Rahmen einer UVS nur schwer abschätzen, da die Lokalisation von Lager- und Bauplätzen, etwaigen Baustraßen und Arbeitsstreifen in dieser Planungsphase noch weitgehend unbekannt ist. In jedem Fall ist jedoch durch die notwendigen Erdarbeiten und den Einsatz von Baufahrzeugen und -maschinen mit temporären sowie mit andauernden Beeinträchtigungen des Landschaftshaushaltes und aller betrachteten Schutzgüter zu rechnen, die über die anlagebedingten Auswirkungen hinausreichen. Zur überschlägigen Ermittlung der baubedingten Auswirkungen wird von einem 5m breiten Arbeitsstreifen beidseitig des Böschungsrandes ausgegangen, in dem ein Funktionsverlust der am stärksten betroffenen Schutzgüter Tiere und Pflanzen sowie Boden (Strukturverlust, Folgen der Auswirkungen auf den Boden, vgl. ELLENBERG et. al. 1981) zu erwarten ist.

Die bedeutsamsten und nachhaltigsten anlagebedingten Wirkungen werden durch die dauerhafte Flächeninanspruchnahme, die Versiegelung und die Flächenzerschneidung hervorgerufen.

• anlagebedingte Wirkungen auf den Boden:
  Ein völliger Verlust der Ertrags-, Lebensraum- und Filterfunktion des Bodens tritt im Bereich der versiegelten Flächen auf. Langfristig nicht reversibel sind jedoch auch die Eingriffe in die Bodenfunktionen im Bereich der Seitenstreifen und Böschungen, durch Zerstörung des natürlichen Bodengefüges, so daß hier von einem Funktionsverlust ausgegangen werden muß.
• anlagebedingte Wirkungen auf das Grund- und Oberflächenwasser:
  Im Bereich der versiegelten Flächen findet eine Erhöhung des Oberflächenabflusses und der Verdunstung des Niederschlagswassers und somit eine Verringerung der potentiellen Grundwasserneubildung statt.
  Bei Hanganschnitten und in Einschnittslagen besteht die Gefahr des Anschnittes oberflächennaher Grundwasserleiter. Mit einem Trassenverlauf in Einschnittslage geht zudem eine Verringerung der wirksamen Filterstrecke gegenüber eindringenden Schadstoffen einher. Die Auflast von größeren Dammbauwerken kann zu einer Beeinträchtigung bzw. Störung von Grundwasserströmen führen.
  Oberflächengewässer verlieren im Querungsbereich der Trasse durch den technischen Verbau ihre natürliche Gewässerdynamik und -charakteristik.
• anlagebedingte Wirkungen auf Klima/Luft:
  Im Trassenbereich ist, insbesondere im Bereich der versiegelten Flächen, eine erhebliche Änderung des Mikroklimas zu erwarten. Durch den Anschnitt von Waldflächen entstehen zudem Änderungen des Bestandsklimas, die bis zu 100m in den Bestand hinein wirken.
  Durch Dammbauwerke können Kalt- und Frischluifbahnen abgeriegelt werden.
  Auswirkungen auf die lufthygienische Ausgleichsfunktion treten durch den Verlust von Vegetationselementen mit Luftfilter- und -regenerationsfunktion auf.
• anlagebedingte Wirkungen auf Tiere und Pflanzen:
  Im Bereich der Trasse kann es zum Verlust von bedeutsamen Lebensräumen für die Tier- und Pflanzenwelt kommen. Bei der Unterschreitung der Minimalgröße für den verbleibenden Rest eines betroffenen Biotops ist dabei ein Funktionsverlust über den eigentlichen Trassenkörper hinaus zu erwarten. Erhebliche Auswirkungen entstehen weiterhin durch die Trenn- und Verinselungseffekte eines Straßenbauwerkes (sowohl anlage- als auch betriebsbedingt).
  Lebensräume von Tieren werden zerschnitten und in kleine Flächen zerteilt, die häufig die Mindestansprüche (Nahrungsangebot, Rast-, Vermehrungs-, Schlafstätten) der betroffenen Tierart nicht mehr erfüllen können. Die Trennwirkungen von Straßen rufen sowohl die Gefahr der Isolation flugunfähiger Kleintierarten (Unterbindung des genetischen Austausches) als auch Verdrängungseffekte, Individuenreduzierung durch Unfall, Abtrennung wichtiger Teile des Lebensraumes bzw. Zerschneidung festgelegter Wanderstrecken zwischen Teillebensräumen (vgl. MADER, 1978 und 1980) hervor.
  Insgesamt kann festgestellt werden, daß die Isolationswirkung von Straßen die Bedrohung von empfindlichen, relativ seltenen "Spezialisten" (stenöken Arten) verstärkt und zur Verbreitung von unempfindlichen "Generalisten" (euryöken Arten) beiträgt (vgl. SCHEMEL, 1985).
• anlagebedingte Wirkungen auf das Landschaftsbild:
  Eine Straße und zugehörige technische Bauwerke beeinträchtigen, insbesondere in Bereichen mit natürlichem oder naturnahem Charakter, das Landschaftsbild. Ursache ist die Überformung durch ein linienförmiges, landschaffsfremdes Element, die häufig mit dem Verlust von prägenden und belebenden Landschaftselementen einhergeht. Zusätzlich kann es zur Störung von Sichtbeziehungen kommen.
• anlagebedingte Wirkungen auf den Menschen:
  Hier sind als direkte relevante Wirkungen hauptsächlich die Trenn- und Zerschneidungswirkungen zu nennen. Sie können die Wohnfunktion durch die Zerschneidung von Wohngebieten oder die Abtrennung von Siedlungsteilen beeinträchtigen; die Wohnumfeldfunktion wird durch die Zerschneidung siedlungsnaher Freiräume beeinträchtigt. Negative Wirkungen auf die Erholungsnutzung entstehen durch die Unterbrechung erholungsrelevanter Wegebeziehungen und durch die Durchschneidung von Erholungsräumen.
• anlagebedingte Auswirkungen auf Kultur- und Sachgüter:
  Anlagebedingte Auswirkungen sind i.d.R. der direkte Verlust durch das Bauwerk. Bodenschätze können darüber hinaus durch ein Abbauverbot beidseitig der Trasse betroffen werden.

Die Flächeninanspruchnahme einer Neubautrasse ist abhängig von der Länge der Trassenvarianten, den Querschnittselementen und den von der Gradiente abhängigen Böschungsbreiten. Für durchgehende Strecken ist für alle Varianten der Regelquerschnitt RQ 10,5 mit einer Versiegelungsbreite von 7,5 m vorgesehen.

Tab. 1: Flächenbeanspruchung und Neuversiegelung

Betriebsbedingte Wirkfaktoren

Die nachhaltigen betriebsbedingten Wirkungen des Straßenverkehrs und der Straßenunterhaltung entstehen im wesentlichen durch Schadstoffe, Lärm sowie durch die visuelle Störwirkung und Individuendezimierung für die Fauna.

Verkehrsbedingte Abgas- und Staubemissionen entstehen durch die Verbrennung der Antriebsstoffe, durch den Abrieb von Straßenbelägen, Reifen, Bremsen und Kupplungen sowie durch Tropfverluste (Öl) und Rost. Von den nicht durch Verbrennungsprozesse verursachten Emissionen haben Tausalze die auffälligsten Wirkungen. Durch Verbrennungsprozesse werden u.a. Stickoxide (NO_x), Schwefeldioxid (S0₂), Kohlenmonoxid (CO₂), Kohlenwasserstoffe und Schwermetalle wie z.B. Blei freigesetzt.

Verkehrsbedingte stoffliche Immissionen wirken direkt oder indirekt auf die Akzeptorengruppen Pflanzen, Tiere, Boden, Grund- und Oberflächenwasser sowie den Menschen ein. Über diese Akzeptoren können bestimmte Funktionen beeinträchtigt werden.

Die Abbildung 3 gibt die Verbreitung und Verteilung von stofflichen Emissionen des Straßen- verkehrs und die durch die Immissionen betroffenen Akzeptoren wieder.

Abb. 3: Funktionsschema zur Ausbreitung verkehrsbedingter stofflicher Emmissionen (verändert nach STILLGER, 1980)

Die Schadstoffkonzentrationen verringern sich mit zunehmendem Abstand vom Fahrbahnrand, wie die Abbildung 4 darstellt.

Abb. 4: Relative Schadstoffabnahme als Funktion des Abstandes (PLANUNGSGRUPPE ÖKOLOGIE UND UMWELT, 1985)

Das Diagramm zeigt, daß die relative Schadstoffkonzentration nach 20m auf ca. 50% der Ausgangskonzentration abfällt, nach 50m auf ca. 33% und nach 100 m auf ca. 25%.

In der nachfolgenden Tabelle sind die überschlägig ermittelten Abgasmengen (Emissionen) relevanter Schadstoffe dargestellt. Die Berechnungen basieren auf den Daten und der Methodik der MLuS-92, Bezugsjahr ist das Jahr 2010 [IVV, Aachen], zugrunde liegen die modifizierten Planfälle 1, 2 und 3.

Tab. 2: Schadstoffemissionen der Trassenvarianten (IVV Aachen)

• betriebsbedingte Wirkungen auf den Boden:
  Die in den Boden eingebrachten Schadstoffe können die Bodenstruktur und den Säure- und Basenhaushalt des Bodenwassers verändern, so daß die natürlichen Bodenfunktionen beeinträchtigt werden.
  Von den durch den Straßenbetrieb anfallenden Schadstoffen müssen besonders die gefährdenden Stoffe mit Langzeitwirkung genannt werden:
  
  • Schwermetalle (Blei, Cadmium etc.)
  • polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
  • Dioxine (PCCD/F)
  • Salze
  Schwermetalle lagern sich wie PAK an Ruß- und Staubpartikeln von Abgasen und Abriebstäuben an und werden über den Luft- und Wasserpfad in die obersten Bodenschichten eingetragen. Dort reichem sie sich an, sind biologisch nicht abbaubar und auch nur schwer wasserlöslich. Steigende Schwermetall- und PAK-Gehalte im Boden beeinträchtigen das Bodenleben und die Vegetation. Beide Stoffe sind in bestimmten Konzentrationen eindeutig krebserregend einzustufen (vgl. KÜHLING, 1986).
  Ein weiteres Problem stellen Salzeinträge durch Streusalz dar, welches sehr gut wasserlöslich ist und über Spritz- und Regen- bzw. Schmelzwasserabfluß in den angrenzenden Boden eingeschwemmt wird. Entscheidend ist, daß Rückstände im Boden verbleiben und dort akkumulieren.
  Durch das Natriumion im Boden wird die Krümelstruktur des Bodens zerstört, das Porenvolumen reduziert und die kapillare Leitfähigkeit für Bodenwasser nimmt stark ab. Die Folgen sind Bodenverdichtung und -verschlämmungen, die den Bodenluft- und -wasserhaushalt stark beeinträchtigen.
  Untersuchungen über die straßenbedingten Auswirkungen auf den Boden haben folgende Ergebnisse gebracht:
  
  • 0 - 10 m -> Dioxinbelastungen über den Richtwerten (UNGER und PRINZ 1991)
  • 0 - 25 m -> erhöhte Bleigehalte im Boden (HOFFMANN et. al., 1989)
  • 0 - 50 m -> Nachweis von Cadmium und PAK (LICHTENTHÄLER und REUTTER, 1987)
  • 0 - 50 m -> Belastungsband für Böden an Straßen mit 2-15000 Kfz/DTV (GOLWER, 1991)
  • 0 - 75 m -> Schadwirkung von Salzstäuben auf den Boden (WENTZEI, 1974)
  • 0 - 100 m -> deutlich erhöhte Bleigehalte gegenüber den mittleren Gehalten der Vergleichsböden (UVF 1991).
• betriebsbedingte Wirkungen auf das Wasser:
  Das Grund- und Oberflächenwasser ist in ähnlicher Weise durch die betriebsbedingten Auswirkungen betroffen. Neben dem Salz gelangen von den Kraftfahrzeugen erzeugte Schmutzstoffe in das Straßenabwasser und damit in Grund- und Oberflächenwasser. Die Hauptgefährdung für das Grundwasser stellen neben Ölrückständen die anorganischen Spurenstoffe Arsen, Blei, Bor, Cadmium, Kupfer, Nickel, Zinn und Titan dar. Sie treten im Fahrbahnabfluß in erhöhter Konzentration auf. Das kontaminierte Niederschlagswasser wird oftmals dem nächstgelegenen Vorfluter zugeführt. Gelangen die Straßenabwässer ohne Zwischenschaltung eines Leichtstoff-Abscheiders in den Vorfluter, so bewirken sie je nach Gewässertyp und -zustand unterschiedliche Beeinträchtigungen, die bei bisher wenig verschmutzten und empfindlichen Fließgewässern besonders gravierend sind (KRAUTH, 1979) und die Gewässerfauna nachhaltig beeinträchtigen können.
  Beim Grundwasser läßt sich ein erhöhter Chloridgehalt stellenweise bis 450 m in Fließrichtung nachweisen (GOLWER, 1991), entgegen der Fließrichtung sind die Wirkungsbänder wie beim Boden anzulegen.
• betriebsbedingte Wirkungen auf Klima/Luft:
  Sie entstehen durch die bei den Verbrennungsprozessen freigesetzten Schadgase und Schadstoffe und wirken über eine Verschlechterung der klimatischen/lufthygienischen Situation auf den Menschen und die Tier- und Pflanzenwelt. Nachfolgend seien wichtige Schadgase und Schadstoffe und ihre Wirkungen kurz vorgestellt:
  
  • Kohlenmonoxid (CO) führt zur Bildung von Carboxyhämoglobin (COHb), welches damit im Blutkreislauf für den Sauerstofftransport ausscheidet. Kontinuierliche Belastungen unter 11,5 mg/m³  (=10 ppm) verursachen keine erkennbaren nachteiligen gesundheitlichen Wirkungen.
  • Stickstoffdioxid (N0₂) ist ein Reizgas, das insbesondere im Atemtrakt schädigend wirkt. Um Schädigungen auch bei Risikogruppen zu vermeiden, sollte der Mittelwert über 24 h unter 0,1 mg/m³  liegen.
  • Schwefeldioxid (SO₂) verursacht erhebliche Gesundheits- und Umweltschäden. An diesen negativen Umweltauswirkungen ist der Kfz-Verkehr jedoch nur unwesentlich beteiligt.
  • Blei (Pb) ist ein toxisches Schwermetall, das seine Wirkung über den Enzymstoffwechsel entfaltet. Als Leitwert wurden 0,0005-0,002 mg/m³  vorgeschlagen. Bleiemissionen aus dem Kfz-Verkehr haben mit Verwendung bleifreien Kraftstoffes ihre Bedeutung verloren, so daß auf eine Ermittlung der Bleiemissionen verzichtet werden kann.
  • Für Benzol (C₆H₆) existieren keine Grenz- und Leitwerte. Benzol wirkt als hochtoxischer Metabolit kanzerogen. Als Vorsorgewert werden 10 ug/m³  im Jahresmittel diskutiert.
  • Rußpartikel (PM) werden insbesondere von Dieselmotorfahrzeugen emittiert und wirken mutagen. Grenz- und Richtwerte existieren nicht. Als Leitwert werden maximale Belastungen von 1,5 ug/m³  diskutiert.
  Während Auswirkungen auf die lufthygienische Situation überwiegend im Trassennahbereich zu erwarten sind, stellen sich die großräumigen Auswirkungen auf das Klima als großräumiges Problem dar, welches den Rahmen dieser Studie bei weitem überschreitet.
  Als Beispiel sei hier auf das bei den Verbrennungsprozessen entstehende CO₂  hingewiesen, welches für den prognostizierten Treibhauseffekt und damit für eine weltweite Erwärmung verantwortlich gemacht wird.
• betriebsbedingte Wirkungen auf Tiere und Pflanzen:
  Pflanzen werden durch Immissionen entweder direkt über die Luft oder durch schadstoffhaltigen Regen und Spritzwasser geschädigt. Ob Schäden an Nutzpflanzen über den Bodenpfad auftreten können, ist bislang nicht eindeutig bewiesen worden. Pflanzen sind aber auf jeden Fall in der Lage, Schadstoffe lange zu speichern, ohne daß äußerlich sichtbare Schadsymptome auftreten (vgl. RÜMLER, 1982).
  Grundsätzliche Aussagen über Menge und Verteilung der Schadstoffe können zwar gemacht werden, aber es liegen nur unzureichende Kenntnisse für die Schwellenwerte für tatsächliche Schadwirkungen z.B. bei bestimmten Pflanzen bzw. Pflanzengesellschaften vor.
  So reagieren die aus den Fahrzeugauspuffen emittierten Schadstoffe und die in der Umgebungsluft vorhandenen Substanzen miteinander, so daß sich z.T. reaktive bzw. toxische Sekundärstoffe bilden.
  Neben der Bildung von Salpetersäure und Schwefelsäure, welche vornehmlich als nasse (saure) Deposition in den Boden gelangen, entstehen bei photochemischen Reaktionen großflächig und in großem Umfang Photooxidantien. Diese führen bei allmählicher Anreicherung in der Atmosphäre zu einer troposphärischen Ozonkonzentration, wie in Messungen des Instituts für Physik der Atmosphäre der DLR (1990) nachgewiesen werden konnte. Gerade das Ozon (O₃) ist Untersuchungen der Landesanstalt für Immissionsschutz NRW (1989) zufolge Hauptverursacher für Vegetationsschäden und damit maßgeblich Ursache von Waldschäden.
  Blei lagert sich an Schwebstaub an und wird dadurch zu etwa 80 0/0 weiträumig verteilt (vgl. RÜMLER, 1982) bei allerdings rückläufiger Tendenz; S0₂, N0₂  und Schwebstaub wirken gegenseitig wirkungsverstärkend; die Auswaschung aus Böden und die Pflanzenverfügbarkeit von Schwermetallen sind bei niedrigen Boden-pH-Werten (z.B. durch hohe SO₂-Immissionen) höher als bei geringer SO₂-Belastung.
  Nachfolgend werden die wesentlichen Belastungen der Vegetation durch Luftschadstoffe an Straßen dargestellt:
  • Pflanzenschäden bei 0,04 mg/m³  NO₂  bei Anwesenheit von Ozon (VAN HAUT 1975)
  • Empfohlener Grenzwert für Schwermetalle in Futtermitteln wird stellenweise bis 100m Entfernung von der Trasse überschritten (UBA 1976)
  • Pflanzenschäden bei 0,09 mg NO₂  und 0,13 mg SO₂  per m³  Luft (UMWELTGUTACHTEN 1987)
  • Sichtbare Pflanzenschäden bei langfristiger Einwirkung von O₃  bei Konzentrationen von 150 - 250 ug/m³  (LIS 1989)
  Von den nicht durch Verbrennungsprozesse verursachten Emissionen, die von Straßen ausgehen, haben die Tausalze die auffälligsten Wirkungen, weil sie die Vegetation sichtbar schädigen. Tausalze führen bei Straßenbäumen zur sog. "Wipfeldürre', die aus Wassermangel in der Baumkrone resultiert. Nadelbäume reagieren auf eine Salzbelastung durch Nadelverfärbung und Entnadelung von den Zweigspitzen aus. Bei Gräsern und Kräutern äußert sich die Belastung durch lausalze weniger durch physiologische Schäden, sondern in einer Anhäufung salztoleranter Arten im Trassenbereich, wo die Belastung am höchsten ist. So ist im Bereich bis zu 10 m eine 7-12-fach überhöhte Natrumanreicherung im Boden festzustellen (ELLENBERG, 1981). Bis 50m ist eine Sprühsalzwirkung auf Vegetation und Vegetationsgefüge nachzuweisen (a.a.0.), die in Hauptwindrichtung auch bis 100m reichen kann.
  Auch durch Lärm und visuelle Störungen (Bewegungen der Kraftfahrzeuge) werden die Lebensraumqualitäten eines Biotops für die Fauna gestört bzw. herabgesetzt. Insbesondere bei empfindlichen Tierarten führen Störungen zu Streßsituationen. Vor allem Vögel und Säugetiere weisen große Fluchtdistanzen auf und entfernen sich frühzeitig, um übermäßigem Streß zu entgehen. Da die verschiedenen Arten aber unterschiedliche Anpassungsfähigkeiten zeigen, bestehen große Unterschiede in Art und Ausmaß der Reaktion auf eine Störung. Einen unmittelbaren Konflikt stellen die Zusammenstöße zwischen Kraftfahrzeugen und Tieren dar. Der Verkehrstod trifft vor allem Tiere hoher Mobilität (Vögel), mit großen Territorien (Reh, Amphibien), geringer physisch-psychologischer Leistungsfähigkeit (langsamer Fortbewegung, Schwerfälligkeit, schlechtes Hör- und Sehvermögen), geringen Adaptionsvermögens und mit nachteiligen Verhaltenseigenarten (Nachtaktivität, Verharrung bei Blendung, Abwehrhaltung bei Gefahr, Nahrungssuche oder Flucht am Boden).
  Die folgende Abbildung gibt einen Überblick über die durch Straßenbaumaßnahmen verursachten Auswirkungen auf die Lebensräume von Tieren und Pflanzen.
  

  
  Abb. 5: Reichweite straßenbedingter Wirkungen auf die Lebensräume von Pflanzen und Tieren (Auswahl), nach RECKE & KAULE 1992

• betriebsbedingte Wirkungen auf das Landschaftsbild:
  Das Landschaftsbild wird nur von den anlagebedingten Wirkungen einer Trasse betroffen. Der Lärm und die Schadstoffemissionen als betriebsbedingte Auswirkungen beeinträchtigen jedoch erheblich die Nutzbarkeit der Landschaft für die stille, landschaftsgebundene Erholung.
• betriebsbedingte Wirkungen auf den Menschen:
  Für die landschaftsgebundene, stille Erholung und die Wohn- und Wohnumfeldfunktion stellen die Lärmemissionen einer Straße die maßgebliche Belastungskomponente dar. Schadwirkungen durch Abgasausbreitung haben eine deutlich geringere Auswirkungsbreite, sie sind hauptsächlich im trassennahen Bereich maßgeblich. Die nachfolgende Tabelle stellt die Lärmemissionswerte der Varianten basierend auf der Prognose 2010 dar [IVV, Aachen].
  

  
  Tab. 3: Lärmemissionen der Trassen varianten nach RLS 9O [IVV Aachen]

  Aus medizinischer Sicht werden zumindest für die Nachtruhe Lärmimmissionswerte von höchstens 35 dB(A) (LANGDON, F.J. et al. 1977 in Umwetgutachten 1978, S.23) bis 45 dB(A) gefordert (KLOSTERKÖTTER, 1974). Weiterhin kann angenommen werden, daß sich bei 55 dB(A) am Tag ca. 1 5 0/0, bei 65 dB(A) ca. 45 0/0 und bei 75 dB(A) ca. 75 0/0 der Betroffenen wesentlich gestört fühlen (vgl. GOTTLOB und MEURES 1984).
  Die für den Lärmschutz relevanten Richtlinien und Normen weisen für die Erholungsnutzung keine ausdrücklichen Grenzwerte aus, jedoch zeigt die Auswertung entsprechender Literatur, daß die Erholungsnutzung überwiegend mit der Wohnnutzung tagsüber gleichzusetzen ist. Eine stärkere bzw. schwächere Lärmschutzbedürftigkeit der einen gegenüber der anderen Funktion zu definieren, läßt sich auch kaum konkret begründen. Besonders die Erholungsnutzung stellt sich differenziert dar, da die Lärmschutzbedürftigkeit stark von den Bedürfnissen und Schwellenwerten der Erholungssuchenden abhängt.
  Die Richtwertempfehlungen für eine Nutzung der Landschaft für die ruhige, landschaftsgebundene Erholung schwanken zwischen 40 dB(A) (KIEMSTEDT u.a. 1982) und 55 dB(A) (PLANUNGSGRUPPE ÖKOLOGIE + UMWELT 1980).
  
• betriebsbedingte Auswirkungen auf Kultur- und Sachgüter:
  Sie entstehen i. d. R. durch Erschütterungen sowie die Salz- und Schadstoffemissionen.