Das RAUCH-Projekt untersuchte den Beitrag der Binnenschifffahrt zur Luftqualität entlang des Rheins und der angrenzenden Wasserstraßen. Mit einer Kombination aus bodengestützten Messstationen, Messungen aus dem Hubschrauber und von AIS abgeleiteten Schiffstrajektorien quantifizierte die Studie die Emissionen von Stickoxiden, Feinstaub, Ruß und ultrafeinen Partikeln an mehreren Schlüsselstellen. An der Wormser Brücke betrug die durchschnittliche zusätzliche NOx-Belastung 10,5 ± 2,5 µg m-³, was 47 ± 18 % der Hintergrundkonzentration entspricht. NO₂ stieg um 1,2 ± 0,4 µg m-³ (7 ± 3 % der Hintergrundkonzentration), während Feinstaub um 0,36 ± 0,24 µg m-³ (4 ± 2 %) anstieg. Schwarzer Kohlenstoff nahm um 0,14 ± 0,05 µg m-³ zu (15 ± 8 %), und die Konzentration ultrafeiner Partikel stieg um 742 ± 340 p cm-³ (11 ± 5 %). Ähnliche Muster wurden am Wormser Ufer, am Gernsheimer Ufer, an der DEK-Kanalbrücke und am Koblenzer Ponton beobachtet, wobei die Spitzenwerte zwischen 1 % und 68 % der Hintergrundwerte für NOx und zwischen 1 % und 33 % für schwarzen Kohlenstoff lagen. Diese Ergebnisse bestätigen, dass Binnenschiffe erhebliche Mengen an reaktiven Gasen und Feinstaub emittieren, insbesondere ultrafeine Partikel, die tief in die Atemwege eindringen können.
Der technische Ansatz kombinierte mehrere Modellierungswerkzeuge. Gaußsche Puff- und Fahnenmodelle lieferten schnelle Schätzungen der Fahnenausbreitung, während der AUSTAL2000-Code für detaillierte Berechnungen von der Quelle bis zum Rezeptor verwendet wurde. Das hochauflösende PALM (Parallelized Large-eddy Simulation Model) wurde eingesetzt, um die komplexe Strömung um die Rheinufer zu simulieren und räumliche Variationen der Schadstoffkonzentrationen zu kartieren. Die Emissionsinventare wurden aus AIS-Daten, Schiffstypklassifizierungen und Motorleistungsparametern abgeleitet und anhand von Messungen vor Ort validiert. Zu den Instrumenten gehörten ein Faltrohrphotometer für NO₂ und NO, ein Dual-Spot-Aethalometer für die Echtzeit-Belastung mit schwarzem Kohlenstoff und ein Partikelzähler, der ultrafeine Partikel bis zu 10 nm auflösen kann. Die Datenverarbeitung umfasste Algorithmen zur Erkennung von Spitzenwerten, um schiffsbezogene Emissionsereignisse von der Hintergrundvariabilität zu trennen.
Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BfG) unter dem Förderkennzeichen 2199 RAUCH finanziert und von 2019 bis 2022 durchgeführt. Zu den wichtigsten Partnern gehörten das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV), die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BKG) und die Zentralkommission für die Rheinschifffahrt (ZKR). Zu den akademischen Partnern gehörten das Institut für Umweltchemie der Universität Stuttgart, das Institut für Verkehr und Logistik der Technischen Universität München und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das Konsortium vereinte Fachwissen in den Bereichen Atmosphärenchemie, Transportmodellierung und maritimer Betrieb. Die Ergebnisse unterstützen den Vorschlag der Europäischen Union, die Überwachung ultrafeiner Partikel in die Vorschriften zur Luftqualität zu integrieren und unterstreichen die Notwendigkeit strengerer Emissionskontrollen auf Binnenschiffen zum Schutz der öffentlichen Gesundheit entlang der großen Wasserstraßen.