Concentraties van de fijnere fractie van fijn stof (PM2,5), 2009-2011

Fijn stof en de fijnere fractie van fijn stof

In mei 2008 is de nieuwe richtlijn van de Europese Unie voor de luchtkwaliteit van kracht geworden. De nieuwe richtlijn is een samenvatting van de bestaande Europese luchtkwaliteitsregelgeving met onder andere grenswaarden voor fijn stof (PM₁₀). Daarnaast legt de nieuwe richtlijn normen vast voor de fijnere fractie van fijn stof (PM_2,5). De laatste grootheid wordt in de regelgeving ook wel aangeduid met 'fijne zwevende deeltjes'.

De afkorting PM staat voor particulate matter en is de term voor deeltjes in de lucht. PM is een verzamelbegrip. Het bestaat uit een scala van stoffen die op verschillende wijze in de buitenlucht terechtkomen. Veel antropogene en natuurlijke bronnen stoten rechtstreeks PM uit: het primaire PM. Industriële processen en allerlei soorten van verbrandingsprocessen, waaronder in gemotoriseerde voertuigen, energiecentrales en bij houtverbranding, zijn belangrijke antropogene bronnen van PM. Ook worden deeltjes chemisch gevormd uit gassen zoals zwaveldioxide (SO₂), stikstofdioxide (NO₂), ammoniak (NH₃) en vluchtige organische verbindingen. Dit is het secundaire PM.

PM₁₀ en PM_2,5 zijn een redelijke benadering voor deeltjes met een diameter kleiner dan 10 respectievelijk 2,5 micrometer (µm). Voor een volledige definitie zie bij 'Technische toelichting'. PM_2,5 is de fijnere fractie van PM₁₀. PM₁₀ bevat naast PM_2,5 ook een grove fractie. Dit zijn de deeltjes met een diameter boven de 2,5 maar onder de 10 µm. Dit deel wordt ook wel aangeduid met de term PM_10-2,5 of PM_2,5-10. Deze grovere fractie bestaat hoofdzakelijk uit deeltjes die op een mechanische wijze in de lucht zijn gekomen. Voorbeelden hiervan zijn bodemstof en zeezout.

Concentraties

De beschikbaarheid van meetresultaten van PM_2,5 in Nederland is nog beperkt; uitspraken over concentratieniveaus zijn daarom onzeker. Ook de schattingen van PM_2,5-concentraties met modellen bevatten waarschijnlijk nog aanzienlijke onzekerheden. Op basis van de huidige inzichten liggen de gemiddelde achtergrondconcentraties van PM_2,5 in Nederland tussen de 13 en 18 µg/m³. In het stedelijk gebied zijn de PM_2,5-concentraties hoger, namelijk 14-22 µg/m³. Lokaal in straten en langs snelwegen zijn de concentraties verhoogd door de bijdrage van verkeer aan de PM_2,5-concentraties. PM_2,5-concentraties in straten zijn voor 2011 berekend op 15 tot maximaal 30 µg/m³. Gemeten PM_2,5-concentraties in straten liggen tussen 17 tot 21 µg/m³. Het beperkte aantal metingen van PM_2,5 langs straten en wegen in Nederland en nabijgelegen regio's in België en Duitsland geven een range van 18-28 µg/m³.

Bronnen

De grootste bronbijdrage aan de emissies van primair PM_2,5 in Nederland komt van het verkeer gevolgd door de zeescheepvaart op het Nederlandse deel van het continentale plat. In de emissieregistratie is een inventarisatie beschikbaar van de emissies van primair PM_2,5 in Nederland. De emissies van PM_2,5 worden berekend op basis van de verhoudingen in emissies van primair PM_2,5 en primair PM₁₀ per sector en deelsectoren. Voor 2008 bedroeg de emissie van primair PM_2,5 in Nederland ongeveer 19 miljoen kg.

PM_2,5 bestaat (gemiddeld) voor 45% uit zogeheten secundair anorganisch aerosol (ammoniumsulfaat, ammoniumnitraat). Ammoniumsulfaat en ammoniumnitraat zijn deeltjesvormige stoffen die worden gevormd uit de gassen zwaveldioxide, stikstofoxiden, die vrijkomen bij verbrandingsprocessen, en uit ammoniak, dat vooral vrijkomt uit dierlijke mest. Daarnaast is er een bijdrage van ongeveer 30% uit koolstofverbindingen. Koolstofverbindingen, waaronder roet, zijn deels van natuurlijke oorsprong en deels het gevolg van menselijk handelen, waaronder verkeer en industrie. Koolstofverbindingen worden als deeltjes uitgestoten bij verbrandingsprocessen en kunnen ook in de lucht worden gevormd uit vluchtige organische stoffen. Recent is onderzoek afgerond naar de bronnen van PM_2,5 in Nederland (Hendriks et al., 2012).

Normstelling

Nieuwe inzichten van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) geven aan dat PM_2,5 schadelijker is voor de mens dan PM₁₀. De oorzaak hiervan is onder andere dat PM_2,5 dieper in de longen doordringt (WHO, 2006; Brunekreef en Forsberg, 2005). Dit is dan ook een belangrijke reden dat er in de laatste Europese regelgeving voor de luchtkwaliteit normen voor PM_2,5 zijn afgesproken. De al langer bestaande regelgeving voor PM₁₀ is echter onverkort van kracht.

De nieuwe richtlijn luchtkwaliteit bevat grens- en richtwaarden voor PM_2,5 De grenswaarde voor de jaargemiddelde PM_2,5-concentratie is 25 µg/m³. Hieraan moet vanaf 2015 worden voldaan; de grenswaarde is overal van toepassing. Er is een 'indicatieve grenswaarde' voor de jaargemiddelde PM_2,5-concentratie van 20 µg/m³ vanaf 2020. In 2013 wordt deze waarde geëvalueerd met als doel na te gaan of hij kan worden omgezet in een grenswaarde die vanaf 2010 overal van toepassing is.

Nieuw is de aanpak om de blootstelling van mensen aan fijn stof grootschalig terug te dringen. Dit gebeurt bij PM_2,5 door de gemiddelde stadsachtergrondconcentratie te beperken via een grenswaarde en een verminderingsdoelstelling voor de gemiddelde-blootstellingsindex (GBI). Deze GBI is de maat voor de gemiddelde stadsachtergrondconcentratie in een land. Het is het gemiddelde van de gemeten concentraties op stedelijke achtergrondlocaties in Nederland; hierbij wordt middeling over drie jaar toegepast.

De toegestane maximale blootstellingsconcentratie van 20 µg/m³ geldt vanaf 2015. Deze bedraagt 15% bij een GBI van 13-18 µg/m³ in 2010. Bij een GBI van 8,5-13 µg/m³ geldt een doelstelling van 10% en bij een GBI boven 18 µg/m³ van 20%. Volgens de GCN-rapportage 2012 was de GBI in 2010 16,9 µg/m3. Dat betekent dat tussen 2010 en 2020 een blootstellingsreductie van 15% nodig is.

De verminderingsdoelstelling in 2020 ten opzichte van 2010 is een richtwaarde. In 2013 wordt deze doelstelling geëvalueerd met als doel na te gaan of hij kan worden omgezet in een grenswaarde. De GBI's voor 2010 en 2020 zijn gedefinieerd als het gemiddelde over drie jaar (2009-2011 respectievelijk 2018-2020).

In 2011 is voor het eerst gerapporteerd over de PM_2,5-concentraties in het jaar 2010. Als vanaf 2011 aan de grenswaarden voor PM₁₀ wordt voldaan dan wordt naar verwachting ook aan de grenswaarde voor PM_2,5 voldaan. De nieuwe grenswaarden voor PM_2,5 zullen dus waarschijnlijk niet leiden tot nieuwe plaatsen waar grenswaarden voor de luchtkwaliteit worden overschreden. Nederland zal in dat geval op tijd aan alle grenswaarden en richtwaarden voor PM_2,5 voldoen bij het huidige en voorgenomen fijnstofbeleid van Nederland en de overige EU-lidstaten (Mathijsen et al., 2009) Daarmee lijken de normen voor PM_2,5 niet strenger dan die voor PM₁₀.

De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) beschouwt overigens de Europese grenswaarde van 25 µg/m³ als een interim doelstelling. Volgens de WHO moet op termijn worden gestreefd naar een grenswaarde van 10 µg/m³ voor het jaargemiddelde (WHO, 2006).

Beleid

De huidige NEC-richtlijn waarin afspraken over emissiereducties voor luchtverontreinigende stoffen zijn gemaakt, zal in 2013 worden herzien. Vooruitlopend daarop zijn in mei 2012 in het kader van de UN-ECE nieuwe afspraken over een herziening van het Gotenburg Protocol gemaakt. Hierbij zijn nieuwe emissiedoelen voor luchtverontreinigende stoffen (zwaveldioxide, stikstofoxiden, ammoniak en vluchtige organische stoffen) voor 2020 (en daarna) afgesproken. Ook is nu voor het eerst een emissiedoelstelling voor de fijnere fractie van fijn stof (PM_2,5) afgesproken.

De nieuwe doelen voor Nederland voor 2020 zijn vastgelegd als een reductieverplichting in 2020 ten opzichte van de emissie in 2005. Voor Nederland geldt een reductie in de emissie van de fijnere fractie van fijn stof van 37% ten opzichte van het emissieniveau van 20,7 kton voor 2005. Een nieuw element is ook de expliciete aandacht die in het protocol wordt gelegd met klimaatverandering. Hierbij gaat het dan vooral om het opwarmend effect van het 'black carbon' dat deel uitmaakt van de fijnere fractie van fijn stof (EU, 2012; UN/ECE, 2012).

De plafonds zijn overigens niet direct van kracht. De Europese Unie is partij onder het protocol en zal de plafonds nog moeten vastleggen in de bestaande EU-regelgeving in de vorm van een nieuwe NEC-richtlijn. In dit proces zal de Commissie bezien of niet tegelijkertijd ook nog strengere plafonds voor 2025 of 2030 kunnen worden vastgelegd. Daarnaast zullen de betrokken landen het herziene protocol nog moeten ratificeren.

Metingen van de fijnere fractie van fijn stof

De nationale meetverplichting voor PM_2,5 die volgt uit de nieuwe richtlijn, is nog niet vastgesteld. Het RIVM anticipeert op basis van het meest recente richtlijnvoorstel op de mogelijke vormgeving van PM_2,5-metingen in het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (LML). Zo worden in samenwerking met locale meetnetten afspraken gemaakt om PM_2,5 zoveel mogelijk op de zelfde wijze te meten. Harmonisatie van de meetnetten leidt tot een verbetering in de onderlinge vergelijkbaarheid van de metingen. Automatische metingen van PM₁₀ bleken in het verleden namelijk vaak moeilijk vergelijkbaar, omdat er in Nederland een aantal verschillende typen meetinstrumenten werden toegepast met elk een eigen verdampingskarakteristiek en bijkomende verschillen in correctiefactoren.

Metingen van PM_2,5 worden in Nederland uitgevoerd volgens de referentiemethode om de onzekerheden zo klein mogelijk te houden. Onzekerheden in de emissies en de modellering kunnen extra onzekerheden introduceren in de ruimtelijke verdeling en in de bijdrage van verschillende bronnen aan de concentratie. Als de gegevensbasis van PM_2,5 groter wordt door additioneel onderzoek, onder andere in het kader van het Beleidsgeoriënteerd Onderzoeksprogramma PM (BOP I en II), kunnen de onzekerheden worden verkleind.