Ultrafijnstof in de lucht

Ultrafijnstof: hele kleine deeltjes in de lucht

In de lucht zweven deeltjes van verschillende groottes. Ultrafijnstof is een mengsel van hele kleine deeltjes, met afmetingen tot circa 100 nanometer (0,1 micrometer, 10.000 keer kleiner dan een millimeter, zie figuur "Afmeting van ultrafijnstof ten opzichte van PM_2,5 en PM₁₀"). Deeltjes van vliegverkeer zijn bijvoorbeeld ongeveer 10-20 nanometer groot. Wegverkeer stoot deeltjes uit van ongeveer 30-50 nanometer. De concentratie ultrafijnstof in de lucht, ook wel UFP (ultrafine particles) genoemd, wordt uitgedrukt in aantal deeltjes per kubieke centimeter (deeltjes/cm³). Grotere deeltjes worden fijnstof genoemd. De concentratie fijnstof wordt bepaald door het gewicht van deeltjes kleiner dan 2,5 micrometer (PM_2,5) of 10 micrometer (PM₁₀).

UFP komt direct vrij uit diverse bronnen en wordt ook gevormd in de lucht. UFP ontstaat vooral bij onvolledige verbrandingsprocessen (Gezondheidsraad, 2021a, b). De belangrijkste bronnen zijn wegverkeer, vliegverkeer, industrie, energieproductie, binnen- en zeescheepvaart, mobiele werktuigen en houtverbranding.
Naast deze directe uitstoot ontstaat UFP ook in de lucht door reacties van gasvormige stoffen. De reacties van zwavelhoudende - en organische verbindingen, ammoniak en stikstofoxiden kunnen leiden tot de vorming van kleine deeltjes.

Blootstelling aan ultrafijnstof en gezondheidseffecten

De Gezondheidsraad constateerde in 2021 in een advies over de risico’s van ultrafijnstof (UFP) dat de kennis over de invloed van UFP nog steeds beperkt is in vergelijking tot de kennis over fijn stof, NO₂ en ozon (Gezondheidsraad, 2021b). Wel zijn er steeds meer aanwijzingen dat ook UFP, onafhankelijk van de andere componenten van luchtverontreiniging, kan leiden tot gezondheidseffecten. De Gezondheidsraad concludeerde in datzelfde advies dat er aanwijzingen zijn voor het optreden van nadelige effecten op het hart -en vaatstelsel en op de luchtwegen bij kortdurende blootstelling. Over de invloed van langdurige blootstelling concludeerde de Gezondheidsraad dat er aanwijzingen zijn dat langdurige blootstelling aan UFP het risico op hart- en vaataandoeningen vergroot. Ook zijn er aanwijzingen voor een verhoogde kans op het ontstaan van luchtwegaandoeningen en voor een negatieve invloed op de groei van het ongeboren kind.

Het RIVM heeft specifiek in het gebied rond Schiphol de afgelopen jaren onderzoek gedaan naar gezondheidseffecten van UFP (Janssen et al., 2019; 2022). Vliegverkeer is in dat gebied een belangrijke bron. Het RIVM vond in dat onderzoek kortdurende hoge blootstelling aan UFP, zoals die in de regio Schiphol voorkomt, kan leiden tot effecten op de luchtwegen van zowel kinderen als volwassenen.. 

Effecten van langdurige blootstelling werden in het onderzoek van het RIVM alleen specifiek voor UFP van vliegverkeer onderzocht. Hieruit bleek dat langdurige blootstelling mogelijk nadelige effecten kan hebben op het hart- en vaatstelsel en op de ontwikkeling van het ongeboren kind. Het RIVM spreekt van “mogelijk bewijs” omdat er nog te veel onzeker is om definitief te kunnen concluderen dat er een oorzakelijk verband is. 

Normen en nationaal beleid nog niet vastgesteld

Er zijn nog geen normen voor UFP en is er geen nationaal beleid om de concentratie UFP of blootstelling aan UFP te verminderen. Wel is er, zowel in Nederland als in andere landen, in toenemende mate aandacht voor UFP door meer wetenschappelijke kennis over bronnen, concentraties en gezondheidseffecten (Cassee et al., 2019).
Veel maatregelen, die al genomen worden om de uitstoot van en blootstelling aan fijnstof en stikstofdioxide te verminderen, dragen ook bij aan een afname van UFP. Daarnaast zijn aanvullende maatregelen mogelijk, zoals het gebruik van kerosine met een lager zwavelgehalte in de luchtvaart, het verdere gebruik van roetfilters bij en de elektrificatie van voertuigen, en het verminderen van de uitstoot bij productieprocessen in de industrie. De Gezondheidsraad (2021a, b) adviseert om deze maatregelen uit te voeren en om verder onderzoek te doen naar de mogelijkheden om de uitstoot van en de blootstelling aan UFP te verminderen. Binnen het Schone Lucht Akkoord wordt onder andere onderzoek gedaan hoe een gebiedsgerichte aanpak eruit kan zien en wat de bijdrage van verschillende maatregelen aan de blootstelling kan zijn. De WHO geeft enkele richtlijnen voor het omgaan met UFP (WHO, 2021). Deze WHO richtlijnen zijn niet overgenomen in Nederlandse wetgeving.

Indicatieve kaart

Momenteel is weinig informatie beschikbaar over de niveaus van UFP. Een eerste kaart van Van de Beek et al. (2021) toont weinig structuur en alleen regionale verschillen. In studies bij bekende grotere bronnen als Schiphol en haven- en industriegebieden zijn echter wel verhoogde concentraties gevonden.
De figuur bovenaan de pagina toont een zeer indicatieve kaart met meer structuur. Deze nieuwe kaart is het resultaat van verschillende recente studies die door het RIVM zijn gecombineerd. Het doel van de kaart is vooral richting te geven aan het plannen van aankomende metingen en modellering van UFP in Nederland. Door het gebrek aan informatie is het voorbarig al conclusies te verbinden over concentraties in Nederland en/of de ruimtelijke verdeling hiervan over het land.

Behoefte aan structurele metingen ultrafijnstof

UFP wordt vrijwel nergens structureel gemeten. Dit maakt het moeilijk om wetenschappelijk onderzoek uit te voeren naar gezondheidseffecten (Gezondheidsraad, 2021a; WHO, 2021). Metingen op het regionaal achtergrondstation Cabauw in de provincie Utrecht van 2008 tot en met 2015 lieten in de eerste jaren een toename in aantallen deeltjes UFP zien en een afname in de latere jaren. In de gehele periode werd er een afname in concentraties gemeten van PM_2,5 (Mamali et al., 2018). Metingen in onder andere Duitsland, Spanje en de Verenigde Staten laten ook toenames, afnames of gelijkblijvende concentraties over meerdere jaren of locaties zien, zonder dat er duidelijke oorzaken voor gevonden zijn.

De deeltjesaantallen lagen op verkeersbelaste locaties in Amsterdam (2002-2004) en Utrecht (2008) op respectievelijk 31.000 en bijna 39.000 per cm³. Dit ligt rond het Europees gemiddelde van 31.500 ± 16.000 deeltjes per cm³ (Bezemer et al., 2015). De mate waarin de UFP-concentraties de afgelopen jaren zijn veranderd, is nog onzeker. Metingen van grofweg tien jaar geleden zeggen mogelijk maar beperkt iets over de huidige concentraties.

Sinds 2023 wordt er in Nederland op projectbasis en experimenteel UFP gemeten, ook is er een voorstel voor het meten en modelleren van ultrafijnstof geschreven. Metingen aan UFP worden de komende jaren onderdeel van het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit(externe link) (LML(Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit)) van het RIVM. Begin 2024 was er een aanbestedingstraject voor meetapparatuur op het LML gestart. Met deze nieuwe apparatuur kan een datareeks opgebouwd worden die verspreid is in de tijd en over het hele land. Voor de metingen kan gebruik worden gemaakt van de meetstandaarden die reeds beschikbaar zijn (European Committee for Standardization, 2020, 2024). De aanbesteding is ondertussen afgerond. Op dit moment worden de bestelde deeltjestellers en aanzuigsystemen in delen geleverd, en worden RIVM-medewerkers getraind in de omgang met de apparatuur. In het nieuwe jaar zal de apparatuur worden getest en gaandeweg worden geplaatst op LML-stations.

Behoefte aan landsdekkende modelberekeningen ultrafijnstof

Modelberekeningen zijn nodig om de blootstelling aan UFP in het hele land (dus ook waar niet wordt gemeten) te monitoren en om verwachtingen over concentraties in de toekomst mogelijk te maken. Metingen kunnen op een beperkt aantal locaties uitgevoerd worden en geven alleen informatie over de concentraties op dat moment op die locaties. Om de modellen toepasbaar te maken voor UFP is bijvoorbeeld informatie nodig over de emissie en verspreiding. Ook is informatie nodig over de verwijdering van UFP uit de lucht. Op dit moment is deze informatie nog beperkt aanwezig en is aanvullend onderzoek gewenst, als beleid hierop wil sturen (WHO, 2021).

Bijdrage van vliegverkeer aan ultrafijnstof

Vliegverkeer levert op en rond luchthavens een aanzienlijke bijdrage aan UFP. Op en rond verschillende luchthavens over de hele wereld zijn wetenschappelijke onderzoeken uitgevoerd om de uitstoot door vliegverkeer en het gedrag in de lucht beter te begrijpen (Stacey, 2019). RIVM, Universiteit Utrecht, GGD Amsterdam en TNO hebben een meerjarig onderzoek gedaan naar de lange termijn UFP-concentraties van vliegverkeer in de omgeving van Schiphol, gezondheidseffecten van kortdurende verhoogde concentraties en effecten van langdurige blootstelling aan UFP van vliegverkeer (Bezemer et al., 2015; ErbrinkStacks, 2019; Janssen et al., 2019, 2022; Van Dinther et al., 2019; Voogt et al., 2019). De verkregen kennis en inzichten kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden door beleidsmakers om maatregelen en richtlijnen vast te stellen.

Zowel taxiën, starten, klimmen, naderen als landen levert UFP op dat tot op meerdere kilometers vanaf de luchthaven meetbaar is. UFP van taxiënde vliegtuigen kan op 1.200 meter van de taxibaan gemeten worden. Een jaargemiddelde bijdrage van 2.000* deeltjes per cm³ is mogelijk tot een afstand van vijftien kilometer. Bij woonlocaties dicht bij Schiphol kan dit oplopen tot ongeveer 10.000* deeltjes per cm³. De geschatte achtergrondconcentratie in de buurt van Schiphol, dus zonder directe bronnen in de buurt, is ongeveer 10.000 deeltjes per cm³.

Let op bij het vergelijken van absolute deeltjesaantallen, de gerapporteerde aantallen deeltjes zijn sterk afhankelijk van de ondergrens van de gebruikte apparatuur. In verschillende studies kan verschillende apparatuur zijn gebruikt.

*Deze cijfers zijn per 26-01-2023 aangepast. In de periode van 19-01-2023 tot en met 26-01-2023 werden andere waardes genoemd die zijn aangepast naar de huidige waardes.