Balans van de Leefomgeving

Nieuwe inzichten in de samenstelling van fijn stof

Het aandeel fijn stof dat door menselijk handelen in de lucht is gebracht blijkt ongeveer een kwart groter dan waarmee tot nu toe rekening werd gehouden. Dit heeft geen effect op de hoogte van de totale fijnstofconcentraties, maar wel op de armslag van het beleid om fijnstofconcentraties te verminderen.

Verdeling tussen de antropogene en natuurlijke bijdragen aan PM10 en PM2,5 volgens de nieuwste inzichten (Matthijsen en Koelemeijer, 2010). De nieuwe inzichten zijn nog niet verwerkt in de ramingen. De gestreepte lijnen geven de bijdrage van anthropogene bronnen volgens de actuele rapportages over luchtkwaliteit zoals de Grootschalige Concentratiekaarten Nederland Rapportage 2010 (Velders et al., 2010). Voor een klein deel van het gemeten PM10 en PM2,5 is de oorsprong (natuurlijk of antropogeen) onbekend.

Verdeling tussen de antropogene en natuurlijke bijdragen aan PM10 en PM2,5 volgens de nieuwste inzichten (Matthijsen en Koelemeijer, 2010). De nieuwe inzichten zijn nog niet verwerkt in de ramingen. De gestreepte lijnen geven de bijdrage van anthropogene bronnen volgens de actuele rapportages over luchtkwaliteit zoals de Grootschalige Concentratiekaarten Nederland Rapportage 2010 (Velders et al., 2010). Voor een klein deel van het gemeten PM10 en PM2,5 is de oorsprong (natuurlijk of antropogeen) onbekend.

Samenstelling fijn stof en bronnen

Fijn stof is een verzamelnaam voor alle niet-gasvormige inhaleerbare luchtverontreiniging en bestaat uit een mengsel van verschillende chemische stoffen met verschillende fysische eigenschappen. Er zijn normen vastgesteld voor fijn stof, dat wil zeggen voor PM10 en PM2,5. De basis voor de normstelling vormt de afmeting van de fijn stof deeltjes. PM10 is een aanduiding voor stof deeltjes met een doorsnee kleiner dan 10 micrometer. PM2.5 is een onderdeel van PM10 en betreft stofdeeltjes kleiner dan 2,5 micrometer. PM2,5 is gezondheidsrelevanter dan PM10 omdat het in zijn geheel tot in de diepere luchtwegen kan doordringen, terwijl PM10 voor een deel ook de grovere deeltjes omvat (in de range van 2,5 tot 10 micrometer) die opgevangen worden in de bovenste luchtwegen (neus en keelholte).

De samenstelling van deze twee indicatoren voor fijn stof is in Nederland op hoofdlijnen gelijkvormig (zie bovenstaande figuur). Dit blijkt uit nieuwe metingen die zijn gedaan in het beleidsgericht onderzoeksprogramma fijn stof (BOP) (Matthijsen en Koelemeijer, 2010).

Volgens de nieuwe inzichten bestaan PM10 en PM2,5 voor 70-75% uit de anorganische ‘witte fractie’ van fijn stof. Hiertoe behoren secundair anorganisch aerosol SIA, zeezout, metalen, bodemstof en een niet nader bepaalde rest. De overige 25-30% bestaat uit uit koolstofverbindingen waaronder de gezondsheidskundig relevante (ultra)fijne roetdeeltjes die ontstaan bij verbrandingsprocessen.

Secundair anorganische aerosol SIA vormt met ongeveer 40% het grootste bestanddeel van PM10 . Het betreft sulfaat-, nitraat- en ammonium-deeltjes die in de atmosfeer gevormd worden uit de gassen zwaveldioxide, stikstofoxiden en ammoniak.

Ook is nieuwe informatie verkregen over de ruimtelijke en temporele variatie in de samenstelling van fijn stof (PM10 en PM2,5).

  • Uit de nieuwe metingen bleek dat de samenstelling verandert van regio, stad naar straat: de bijdrage van metalen aan fijn stof neemt toe en in mindere mate ook van koolstofverbindingen. Ruimtelijk nemen concentraties PM10 en PM2,5 toe vanuit het landelijk gebied naar de stedelijke omgeving. In straten is de concentratie extra verhoogd met een bijdrage door verkeersgerelateerde bronnen.
  • De concentratie van PM10 en PM2,5 fluctueren ook gedurende het jaar. Uit de nieuwe metingen bleek dat de samenstelling van PM10 en PM2,5 verandert met de hoogte van de concentraties. Hoge concentraties PM10 en PM2,5 bleken voor een belangrijk deel het gevolg van een toename van het SIA-bestanddeel. Bij PM10-concentraties hoger dan 30 µg/m3 liep de relatieve bijdrage van SIA op tot 50%. Ook het niet nader bepaalde restbestanddeel nam dan toe, wat waarschijnlijk water is dat gebonden is aan SIA. Op dagen met hoge fijnstofconcentraties nam ook de antropogene bijdrage toe terwijl de bijdrage door zeezout afnam.

Mensen veroorzaken groter deel PM10, nader onderzoek loopt.

Uit de nieuwe metingen aan de samenstelling van fijn stof (PM10 ) is ook gebleken, dat circa 75% ervan door menselijk handelen in de lucht wordt gebracht (Matthijsen en Koelemeijer, 2010). Dat is ongeveer 25% meer dan tot voor kort gedacht. Circa 25% van het fijn stof in de lucht is van natuurlijke oorsprong. De fijnere fractie van fijn stof (PM2,5) is zelfs voor 85 tot 90 procent afkomstig van de mens, 20 procent meer dan tot nu toe gedacht.

Dit nieuwe inzicht heeft geen effect op de hoogte van de (actuele) totale PM10– en PM2,5-concentraties want deze worden geijkt op de metingen, maar wel op de armslag van het beleid om concentraties te verminderen en voor de geraamde toekomstige concentraties. Het geraamde effect van het vastgestelde beleid op de concentratie fijn stof in de lucht neemt hierdoor toe en is dus groter dan in de huidige projecties is berekend.

In een vervolg op het BOP-onderzoeksprogramma (BOP-2) zal worden nagegaan welke gevolgen deze nieuwe inzichten hebben voor modellering en raming van concentraties. In de ramingen zijn deze nieuwe inzichten nog niet verwerkt. De gestreepte groene lijn in figuur 1 geeft de antropogene bijdrage aangenomen in de huidige ramingen, en zoals gerapporteerd in de actuele rapportages over luchtkwaliteit zoals de Grootschalige Concentratiekaarten Nederland Rapportage 2010 (Velders et al., 2010) .

Meer dan de helft van genoemde extra 25 % antropogeen fijn stof bestaat uit deeltjes die te beïnvloeden zijn met beleid, zoals het SIA-bestanddeel van fijn stof. Voor SIA geldt dat er 50% meer SIA is gemeten dan voorheen. De geraamde effectiviteit van het beleid voor SIA is daarmee groter dan nu wordt aangenomen in de actuele ramingen. Nader onderzoek in BOP-2 zal moeten aantonen hoe groot dit effect is.

Een ander substantieel deel van genoemde extra 25% bestaat uit opgewerveld bodem- en landbouwstof dat maar moeilijk door de mens te beïnvloeden is en waarvoor geen specifiek beleid is ontwikkeld. Verwerking van dit nieuwe inzicht in de modellering leidt waarschijnlijk niet tot substantiële veranderingen in de hoogte van geraamde concentraties.

Zeezoutcorrectie voor PM10 te ruim

Zeezoutaerosol is van natuurlijke oorsprong en levert een niet-verwaarloosbare bijdrage aan de fijnstofconcentraties in Nederland. De bijdrage door zeezout is sterk afhankelijk van de weersomstandigheden en varieert in tijd en ruimte. In 2007 en 2008 bleek de jaargemiddelde concentratie van zeezoutaerosol te variëren van 4 μg/m3 in Rotterdam, niet ver van de kust, tot 2 μg/m3 in Vredepeel, meer landinwaarts. Op dagen met hoge fijn stof concentraties is de bijdrage van zeezout lager dan gemiddeld (1 μg/m3 of minder) omdat de wind in dergelijke situaties meestal aflandig is (uit zuidelijke tot oostelijke richting). De bijdrage van zeezout aan PM2,5 bleek gemiddeld 35% te zijn van de bijdrage aan PM10.

Zeezoutdeeltjes zijn niet schadelijk voor de gezondheid. Europese regelgeving staat daarom toe dat de bijdrage door zeezout aan fijn stof buitenbeschouwing wordt gelaten bij het toetsen op de PM10-normen (de zogenaamde zeezoutaftrek). In Nederland wordt van deze mogelijkheid gebruik gemaakt conform de Regeling Beoordeling Luchtkwaliteit 2007. Uit het BOP-onderzoek blijkt dat de zeezoutcorrectie in de Nederlandse regelgeving groter is dan op grond van de nieuwe metingen gerechtvaardigd zou zijn. De overschatting van het aandeel zeezout is het grootst in het oosten van het land. Voorbereidend onderzoek voor een eventuele aanpassing van de zeezoutcorrectie loopt. Wordt de zeezoutcorrectie inderdaad bijgesteld, dan kan het op belaste locaties moeilijker worden aan de PM10-norm te voldoen.
Matthijsen, J. en R.B.A. Koelemeijer(2010). Beleidsgericht onderzoeksprogramma fijn stof – Resultaten op hoofdlijnen, PBL-Rapport 500099013.
Velders, G.J.M., J.M.M. Aben, H.S.M.A. Diederen, E. Drissen, G.P. Geilenkirchen, B.A. Jimmink, A.F. Koekoek, R.B.A. Koelemeijer, J. Matthijsen, C.J. Peek, F.J.A. van Rijn en W.J. de Vries (2010). Concentratiekaarten voor grootschalige luchtverontreiniging in Nederland – Rapportage 2010. Publicatienummer 500088006/2010, Planbureau voor de Leefomgeving, Den Haag/Bilthoven.

Relevante informatie

  • Meer informatie over het meetprogramma BOP