Luchtkwaliteit

De ontwikkeling van de NO2-concentraties (stikstofdioxide).

De concentratie NO2 in Nederland.

De ontwikkeling van de PM10-concentraties (fijnstof).

De concentratie PM10 in Nederland.

De luchtkwaliteit wordt beïnvloed door de emissies van schadelijke stoffen. In Nederland zijn vooral fijnstof (PM10) en stikstofdioxide (NO2/NOx) van belang. Voor nog meer stoffen zoals benzeen gelden grenswaarden, maar deze worden in de regel nooit overschreden. De luchtkwaliteit in Nederland wordt bepaald door een groot aantal factoren. Het belangrijkste zijn de achtergrondconcentraties. Dit zijn de reeds aanwezige concentraties ten gevolge van stedelijke en industriële emissies, buitenlandse bronnen en zeezout (fijnstof). Daarboven op komen lokale emissies, zoals van het wegverkeer en de landbouw.

De emissies van het wegverkeer zijn sinds de jaren 1990 sterk afgenomen door succesvol bronbeleid. Met name de invoering van de euronormen, ultralaag zwavel-diesel (ULZ) en roetfilters hebben tot een sterke reductie van de emissies van het wegverkeer geleid, zelfs zover dat er mede vanwege het nationaal samenwerkingsprogramma luchtkwaliteit (NSL) geen sprake is van structurele overschrijdingen van de grenswaarden langs rijkswegen. Tussen 2005 en 2017 nam het aantal voertuigkilometers met 12,5 miljard (10%) toe terwijl de NOx en PM10 emissies in diezelfde periode halveerden.

Stoffen

• Stikstofdioxide (NO2, NOx)
• Fijnstof (PM10)
• Fijnstof (PM2,5)
• Zwaveldioxide (SO2)
• Koolmonoxide (CO)
• Benzeen
• Lood (Pb)

Voor zwaveldioxide, benzeen en lood geldt dat de grenswaarden voor deze stoffen vrijwel nooit overschreden worden, mede door het invoeren van diesel met een ultra laag zwavelgehalte, de katalysator en het daarmee gepaard gaande stoppen van het distribueren van gelode benzine. Benzeen kan van belang zijn op plekken waar veel geparkeerd wordt, zoals parkeergarages. CO2 is geen schadelijke stof. Uit dien aard is het niet belang voor de luchtkwaliteit. De stof wordt daarentegen beschouwd als broeikasgas.

Emissies & concentraties

De emissie is de uitstoot van schadelijke stoffen door bronnen als voertuigen, huishoudens, fabrieken, landbouw, scheepvaart en luchtvaart. De concentratie betekent de totale hoeveelheid per schadelijke stof in de lucht, en wordt uitgedrukt in microgram per kubieke meter (µg/m³). Emissies en concentraties zijn geen communicerende vaten. 10 procent hogere emissies van bijvoorbeeld wegverkeer betekent niet dat de luchtkwaliteit met eenzelfde percentage verslechtert.

Voor het wegverkeer zijn voornamelijk fijnstof en stikstofdioxide van belang. De bijdrage van het verkeer op de concentratie is het significantst bij stikstofdioxide (NO2/NOx), maar hiervan zijn de achtergrondconcentraties doorgaans laag. Dit is juist andersom met fijnstof (PM10), waar het verkeer relatief weinig aan bijdraagt, maar de achtergrondconcentraties het hoogste zijn en overschrijdingen van de normen het vaakst bij fijnstof plaatsvonden. Mede daardoor is fijnstof een modewoord geworden, zoals zure regen in de jaren 80. Door effectief bronbeleid is het aantal plekken met een overschrijding in recente jaren sterk afgenomen.

Oldtimers

In 2012 werd bekend dat oldtimers van voor 1988 goed zijn voor 1 procent van het lichte gemotoriseerd verkeer, maar voor 10% bijdragen aan de emissies van PM10 (fijnstof) en 20% van NOx (stikstofdioxide). Een oldtimer op diesel stoot 80 keer meer fijnstof uit dan een moderne dieselauto, terwijl een oldtimer op benzine of LPG 40 tot 100 keer meer stikstofdioxide uitstoot dan moderne benzineauto's.

Meteorologische omstandigheden

De emissies van schadelijke stoffen zijn gedurende het jaar relatief constant. Overschrijdingen worden voornamelijk veroorzaakt door meteorologische omstandigheden, met name langdurige droogte en een windstille periode door inversie zorgen ervoor dat de stoffen niet verdunnen en de uitstoot voor langere tijd opbouwt onder de inversielaag. Dit heeft pieken in de concentraties tot gevolg. Deze zijn feitelijk niet met bronbeleid zoals lagere maximumsnelheden aan te pakken. Steden die ingeklemd liggen tussen berggebieden hebben daardoor vaak de slechtste luchtkwaliteit. Voorbeelden zijn Los Angeles, Mexico City en enkele Chinese steden. In extreme gevallen kan de concentratie door inversie zo hoog worden dat er doden door vallen, zoals in 1948 in Donora, Pennsylvania, of de Great Smog in London in 1952. Neerslag en wind zijn van belang om de schadelijke stoffen te verdunnen. Met name in verkeerstunnels zijn goede afzuiginstallaties daarom van levensbelang.

Geschiedenis

Tussen 1990 en 2010 nam de uitstoot van fijnstof (PM10) door het wegverkeer in Nederland met 45 procent af, ondanks een groei van 30 procent van het wegverkeer in diezelfde periode. In 2009 was bij de start van het Nationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit (NSL) nog sprake van overschrijdingen van NO2 concentraties langs 1.100 kilometer weg. In 2014 was dit gereduceerd naar 30 kilometer en in 2015 naar 12 kilometer. De resterende knelpunten van NO2 en PM10 zijn vooral een klein aantal drukke ontsluitingswegen in steden en wegen langs intensieve veehouderijen.

Los Angeles was een metropool die met ernstige smog geassocieerd werd. De stage 1 smog alerts zijn afgenomen van meer dan 100 per jaar in de jaren '70 tot vrijwel nul rond 2010, ondanks dat het aantal inwoners en voertuigen in diezelfde tijd met miljoenen groeide.

Grenswaarden

De grenswaarden voor de belangrijkste stoffen zijn een jaargemiddelde van 40 µg/m³ voor NO2 en PM10. De norm voor fijnstof (PM10) geldt sinds 2011, de norm voor stikstofdioxide (NO2) sinds 2015. Omdat de concentraties van schadelijke stoffen voornamelijk fluctueren door meteorologische omstandigheden mag de uurgemiddelde concentratie van 200 µg/m³ 18 maal per jaar overschreden worden. Voor ultrafijnstof (PM 2.5) geldt sinds 2015 een grenswaarde van 25 µg/m³. Wanneer wordt voldaan aan de grenswaarde voor PM10 wordt vrijwel altijd ook voldaan aan de grenswaarde van PM2.5.

Een deel van de fijnstofconcentraties wordt veroorzaakt door zeezout. Om deze reden mag bij een luchtkwaliteitsonderzoek een zeezoutcorrectie worden toegepast, variërend van 8 µg/m³ dicht bij zee tot 3 µg/m³ in het binnenland. Daarnaast zijn er dubbeltellingscorrecties, omdat bij luchtkwaliteitonderzoeken de invloed van grote bronnen zoals drukke rijkswegen al in de achtergrondconcentraties verwerkt zit. Daardoor wordt voorkomen dat deze bronnen dubbel geteld worden.

Reductie van emissies

	2005	2010	2015	2017
Wegverkeer, totaal (mrd vtgkm)	128,3	132,4	134,1	140,8
Uitstoot CO2 wegverkeer (mrd kg)	33,8	32,9	28,8	29,7
Uitstoot NOx wegverkeer (mln kg)	130,6	107,1	77,7	70,3
Uitstoot PM10 wegverkeer (mln kg)	8,6	6,5	4,6	4,2

De ontwikkeling van de emissies van het wegverkeer.

De luchtkwaliteit is effectief verbeterd door bronbeleid, waarbij de voertuigen schoner worden. Vanaf de jaren '70 begon dit met de katalysator, die uitlaatgassen middels een chemische reactie reinigt. Recenter wordt AdBlue / Diesel Exhaust Fluid toegepast als extra katalysator om de emissie van NOx te reduceren in dieselvoertuigen, voornamelijk in vrachtwagens en bussen, maar sinds 2014 ook in sommige personenauto's. Alhoewel turbomotoren minder brandstof verbruiken stoten ze meer NOx uit door de hoge druk en temperatuur waarbij de brandstof tot ontbranding komt. Met AdBlue / DEF wordt de emissie van NOx verder gereduceerd met 80-90%. Exhaust gas recirculation (EGR) is een andere methode om de emissie van NOx te reduceren.

Katalysatoren werden vanaf 1975 verplicht op alle nieuwe auto's in de Verenigde Staten, in eerste instantie een tweeweg-katalysator, vanaf 1981 de drieweg-katalysator. Hierbij worden vervuilende stoffen omgezet in minder vervuilende stoffen. Met de invoering van katalysatoren werd ook het gebruik van gelode benzine beëindigd. Katalysatoren zijn sinds 2000 in bijna alle landen verplicht.

Dieselvoertuigen stoten relatief veel fijnstof (PM10) uit. Om de emissie hiervan te verminderen zijn sinds 2005 roetfilters verplicht. Er zijn gesloten filters, die de uitstoot met bijna 100% reduceren, en half-open systemen die de uitstoot van roet tussen 30 en 70% reduceren.

Om de emissie van zwavel te verminderen wordt ULZ diesel (ultralaag zwavel) gebruikt. Hierdoor is de emissie van zwavel (SO2, SOx) dermate gereduceerd dat het geen knelpunt meer vormt.

Externe links

• luchtkwaliteit | rijksoverheid.nl
• infomil.nl
• Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit | rivm.nl