Luchtverontreiniging tijdens de jaarwisseling, 1994-2012

Vuurwerk: een bonte verzameling chemicaliën

Vuurwerk is relatief simpel van samenstelling. Het bestaat uit een zuurstofleverancier, vaak kaliumnitraat (KNO₃), en brandstoffen, meestal koolstof (C) en zwavel (S). Geluidseffecten worden door speciale constructies en de toevoeging van bepaalde chemicaliën verkregen.

Veel vuurwerk wordt gebruikt vanwege de kleureffecten. Voor het gewenste kleureffect staat een scala aan stoffen ter beschikking, waaronder lithium- en strontiumverbindingen voor een rode kleur, calciumverbindingen voor geel, natrium voor oranje, bariumverbindingen voor groen, koperverbindingen voor blauw, mengsels van strontium- en koperverbindingen voor paars en aluminium, titanium en magnesium voor zilver. Ook worden wel hittebestendige organische kleurstoffen toegepast.

Luchtverontreinging (en meer) door vuurwerk

Bij het afsteken van vuurwerk ontstaan koolstofdioxide (CO₂) en zwaveldioxide (SO₂) en producten van onvolledige verbranding waaronder koolmonoxide (CO) en rook. Afhankelijk van de specifieke chemische samenstelling van een bepaald type vuurwerk kunnen nog veel andere stoffen vrijkomen, waaronder metalen. Aanwijzingen voor de mate van luchtverontreiniging door vuurwerk kunnen worden verkregen uit de meetresultaten van fijn stof (PM₁₀) en zwaveldioxide (SO₂).

Tijdens de jaarwisseling treedt kortstondig een piek op in de concentraties van fijn stof (en zwaveldioxide). De luchtverontreiniging door vuurwerk op leefniveau zal zich vooral in steden voordoen. De mate waarin, wordt bepaald door de hoeveelheid vuurwerk, de hoogte waarop de detonatie plaatsvindt en de meteorlogische omstandigheden tijdens de jaarwisseling.

Vuurwerk veroorzaakt niet alleen luchtverontreinging. Uit metingen van het Meetnet Hemelhelderheid Nederland blijkt dat in en rond stedelijke gebieden na twaalf uur 's nachts een snelle toename van het lichtniveau te zien is. Het maximum ligt ongeveer om kwart over twaalf, na ongeveer driekwartier is de invloed van het vuurwerk op de hemelhelderheid voorbij.

De jaarwisseling van 2011 op 2012

Tijdens de jaarwisseling 2011/2012 waren de concentraties aan fijn stof relatief laag. Dit werd waarschijnlijk grotendeels door de forse wind veroorzaakt. De gemiddelde concentratie fijn stof op de stedelijke stations bedroeg in het eerste uur na de jaarwisseling 445 µg/m³. De laagste concentraties werden waargenomen op de stations in Heerlen (< 100 µg/m³); de hoogste concentraties deden zich, zoals vanouds, voor in Den Haag (765 µg/m³) en Utrecht (1254 µg/m³). De concentraties namen daarna snel af en lagen enkele uren later al weer rond de 10 µg/m³.

Vuurwerk mag in Nederland worden afgestoken van 31 december 10 uur tot 1 januari 2 uur van het daarop volgende jaar. De metingen laten zien dat inderdaad op 31 december de fijnstofconcentraties gaandeweg de dag al licht omhoog zijn gegaan.

Trend

Over de periode 1993 tot en met 2012 blijkt de gemiddelde fijnstofconcentratie in het eerste uur na de jaarwisseling op ongeveer 550 µg/m³ te liggen. Er kunnen echter forse verschillen per jaar optreden. Gemiddeldes kunnen een factor 1,5 à 2 lager of hoger liggen. Meteorologische omstandigheden spelen hierbij een rol. Bij weinig wind, zoals tijdens de jaarovergang 2007/2008, waren de concentraties door de geringere verspreiding (sterk) verhoogd.

Zwaveldioxideconcentraties zijn rond de jaarwisseling eveneens verhoogd. Op de stedelijke stations kunnen gedurende korte tijd de concentraties stijgen tot enkele tientallen of, tijdens ongunstige omstandigheden, tot maximaal enkele honderden µg SO₂/m³ voorkomen.

De Europese context

Nederland neemt in Europa met zijn vuurwerkverbruik rond de jaarwisseling een bijzondere plaats in. Nergens wordt op dat moment zo veel vuurwerk gebruikt. Dit blijkt uit een onderzoek van het European Topic Centre for Air Pollution and Climate Change (Mol et al., 2012) en uit gegevens van het Umwelbundesamt in Duitsland (UBA, 2011). Zo worden nergens elders tijdens de jaarwisseling zulke hoge fijnstofconcentraties waargenomen.

Wel kunnen hoge niveaus van luchtverontreiniging op andere momenten optreden. Voorbeelden zijn de paasvuren in Noord-Nederland en Noord-Duitsland, het vreugdevuur tijdens de Guy Fawkes Night rond 5 november in Groot-Brittanië en de grote vaak dagenlang durende vuurwerkfestivals in Spanje en Malta. Maar ook in die gevallen blijven de niveaus onder die in Nederland tijdens de jaarwisseling.