Meting van luchtkwaliteit

Erik de Groot, die zitting heeft in SMAL Bunnik (=Samen Meten Aan Luchtkwaliteit), onderdeel van onze werkgroep Lucht en geluid, hield een interessante, (onvermijdelijk) technische lezing over de activiteiten die op dit moment binnen onze wijk plaatsvinden op het gebied van luchtkwaliteit.  Hieronder worden verschillende besproken punten aangestipt.

1. Luchtkwaliteit geeft de mate van afwezigheid van luchtvervuiling aan. Luchtkwaliteit is afhankelijk van de aanwezigheid van stoffen die schadelijk zijn voor de gezondheid van mens en dier.

2. Menselijke bronnen

Stof en chemicaliën: 

3. Natuurlijke bronnen

  • Huisstofmijt en haar allergenen (eicellen, uitwerpselen, bijproducten die dienen voor de afbraak van huidschilfers)
  • Vulkanen
  • Stof, bijvoorbeeld bij stofstormen in droge gebieden
  • Gassen, zoals methaan van natuurlijke oorsprong, bijvoorbeeld uit het darmstelsel van vee
  • Rook van bosbranden

5. Fijnstof

  • De chronische blootstelling aan fijnstof blijkt de grootste bron van gezondheidsschade. Luchtvervuiling veroorzaakt vooral hart- en vaatziekten. In Nederland overlijden mensen enkele dagen tot maanden eerder door kortdurende blootstelling aan fijnstof.
  • Bijna 75- 80% van de hoeveelheid fijnstof in de lucht wordt veroorzaakt door menselijk handelen. 
  • De Engelse term is Particulate Matter (PM). Deeltjes die kleiner zijn dan 10 micrometer (1 micrometer is een duizendste millimeter), worden PM10genoemd. De deeltjes kunnen verschillen in omvang en grootte en ook in chemische samenstelling. 
  • Deeltjes die kleiner zijn dan 2,5 micrometer, worden PM2,5 genoemd. 
  • De laatste tijd richt de aandacht zich steeds meer op de nog kleinere deeltjes (ultrafijnstof) omdat deze schadelijker blijken dan PM10 en PM2,5 deeltjes. 
  • Roet is een onderdeel van fijnstof; het ontstaat als ultrafijn stof samenklontert. Het ontstaat bij (onvolledige) verbranding van diesel en andere brandstoffen. Steeds meer dieselauto’s hebben een filter, waarmee roet effectief wordt afgevangen. De verwachting is dan ook dat de hoeveelheid roet in de lucht de komende jaren verder daalt. Houtkachels worden waarschijnlijk de belangrijkste bron van roet, nu de bijdrage van verkeer afneemt.
  • Er is geen veilig niveau: fijnstof is ook schadelijk in lage concentraties. De omvang van de effecten is dan wel minder dan bij hogere concentraties. Blootstelling aan fijnstof leidt volgens naar schatting tot een gemiddelde levensduurverkorting van 9 maanden. Ook is berekend dat er 4,5 miljoen ziekteverzuimdagen extra worden opgenomen ten opzichte van een situatie zonder fijn stof in de lucht.
  • En…….
    Terwijl stikstofmonoxide (NO) weinig schadelijk is voor de gezondheid, kleur-, geur- en smaakloos is, kan stikstofdioxide (NO2) irritatie en ontsteking van de luchtwegen, de ogen, keel en neus veroorzaken. Hoge concentraties NO2 doen het aantal astma-aanvallen en ziekenhuisopnames toenemen. Wonen op plaatsen waar de NO2 concentratie verhoogd is, zoals bij drukke wegen, kan een milde ontsteking van de luchtwegen tot gevolg hebben, wat weer leidt tot ergere symptomen bij astmapatiënten. Een belangrijke nuance is dat onderzoek niet heeft kunnen aantonen dat de gezondheidsklachten effectief het gevolg zijn van blootstelling aan NO2, De uitstoot van stikstofoxiden is enorm gedaald. 

6. Meten van fijnstof

Officieel: Binnen het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit worden concentraties van PM10 en PM2,5 gemeten. PM10 wordt gemeten aan de hand van een zogenaamde β-stofmonitor. β-straling (straal van elektronen) wordt door een filter met daarop fijn stof gestuurd. De verzwakking van de β-straling. 
Sinds 2008 wordt ook PM2,5 gemeten. Dit gebeurt middels weging van filters waarop PM2,5 zich heeft verzameld (gravimetrie). Goedkopere sensoren meten vaak niet de massa fijnstof (in µg/m3) maar tellen het aantal deeltjes met groottes tussen 0,3 (afhankelijk van de sensor kan dat ook 0,5 of 1,0 micrometer zijn) en 10 micrometer met behulp van een LED of lasertje. Dit heet optisch meten. Dit heeft als nadeel dat je niet precies meet hoeveel deeltjes met welke grootte in de lucht aanwezig zijn. Bovendien worden deeltjes kleiner dan 0,3 µm niet opgemerkt. Het zijn echter juist deze deeltjes die vrijkomen bij verbrandingsprocessen. Goedkopere sensoren zijn daarom niet erg geschikt om fijn stof als gevolg van het verkeer te meten. Door de snelle innovatie op het gebied van ICT en de ontwikkeling van goedkope sensoren, kan iedereen steeds beter zelf de kwaliteit van de leefomgeving meten. En dat gebeurt dan ook steeds vaker. 

Het RIVM faciliteert het meten met goedkope sensoren:

  • We ontwikkelen methoden voor kalibratie (ijking) en validatie van sensordata en proberen dit uit.
  • Presentatie van deze data. Om sensordata van de leefomgeving gemeten door burgers, decentrale overheden en anderen centraal te ontsluiten en visualiseren stelt het RIVM het dataportaal samenmeten.rivm.nl beschikbaar. 
  • Daarnaast presentatie van de officiële meetgegevens: Het is niet altijd bekend hoe goed de meetgegevens van de sensoren zijn. Ze geven mede daarom een kwalitatief/indicatief beeld van de situatie. Op het dataportaal ontsluiten we ook de nog ongevalideerde metingen van de referentiemeetstations van het RIVM en meetpartners, beschikbaar via de API van luchtmeetnet.nl. Kwantitatieve/inhoudelijke analyses, waarin de absolute concentratieniveaus van stoffen worden gebruikt, kunnen alleen op basis van gevalideerde referentiemetingen gemaakt worden. 

7. Citizen Science

  • Tegenwoordig zijn steeds vaker ook weer burgers betrokken bij wetenschappelijk onderzoek. Dit wordt Citizen Science genoemd. Want burgers zijn in staat om met lokale kennis, creativiteit, extra rekenkracht, financiële middelen of dataverzameling bij te dragen aan de wetenschap. 
  • Soms worden burgers bij het hele onderzoeksproces betrokken: van het opstellen van de onderzoeksvraag tot het verwerken van de resultaten. Met name het verzamelen van grotere hoeveelheden data op een grote(re) geografische schaal is één van de grote voordelen van Citizen Science.
  • Citizen Science stimuleert creativiteit (en betrokkenheid), biedt een kritisch platform voor de wetenschap, en bevordert nationale en internationale samenwerking. Door middel van Citizen Science worden wetenschap en maatschappij dichter bij elkaar gebracht.
  • SMAL Bunnik is hier een voorbeeld van.

8. Hoe werkt een fijnstof meetsysteem met goedkope sensoren.

Hoe kunnen we nu al eerste resultaten hebben?

Geleende sonde van SMAL Zeist

PM10: Jaargemiddelde: 40 µg/m3. Niet meer dan 35 keer per jaar mag worden overschreden. Etmaalgemiddelde: 50 µg/m3 (WHO: 20µg/m3; dan zijn we kritisch!). 

Trend in grenswaarden: dalend

Dit type sensoren meet deeltjes en geen fijnstof! Vocht kan zich ook als een deeltje manifesteren! Boven 80 % relatieve vochtigheid kan volgens de RIVM de meting wel een paar keer (5 tot 7 keer) te hoge waarde geven! Als we kijken naar de meetgrafiek, dan is deze relatie is niet duidelijk! Kalibratie is geen appeltje eitje. Wij zijn dus kritisch op het gebruik van deze sensoren!

9. Status/ volgende stappen project SMAL Bunnik

  • Subsidieaanvraag en projectplan bij Bunnik Aan Zet fonds ingediend (en toegewezen)
  • Subsidieaanvraag provincie?
  • Welke sensor? Fijnstof of NOx?
  • Welk sensorontwerp SMAL Zeist of “Meet je Stad”? Meetsysteem van 5 sensoren en 2 gateways voor een meting van het algemene niveau in de Kromme Rijnwijk.
  • Provincie heeft toegezegd de gemeentelijke subsidie te verdubbelen
  • Wat gaan we meten? Is PM10/2,5 meting betrouwbaar? Is NOx meting haalbaar?
  • Sensorontwerp! In Amersfoort bieden ze een cursus om sensoren te bouwen die aanzienlijk goedkoper zijn!