Ozonconcentraties en vegetatie, 1990-2009

Streefwaarde voor de bescherming van de vegetatie

De Europese Unie heeft voor de bescherming van vegetatie een streefwaarde voor ozon (O₃) in lucht vastgesteld. De streefwaarde is uitgedrukt als een zogenaamde AOT40. AOT40 staat voor Accumulated Ozone exposure over a Threshold of 40 ppb(=80 µg/m³ ). Het is een voor vegetatie relevante maat om ozonconcentraties in uit te drukken. De AOT40 houdt rekening met zowel de mate van overschrijding van de drempelwaarde van 40 ppb ozon als met de tijdsduur van de overschrijding. De berekening van de AOT40 vindt plaats op basis van ozonconcentraties in de drie zomermaanden mei tot en met juli, voor het tijdvak van 8 tot 20 uur Midden-Europese Tijd. De streefwaarde is 18.000 (µg/m³) x uur, gemiddeld over vijf jaar. Middeling vindt plaats over het betreffende jaar en de vier voorafgaande jaren. De streefwaarde moet in 2010 zijn bereikt. Er is ook een langetermijndoelstelling van 6.000 (µg/m³) x uur vastgesteld maar een termijn waarop deze doelstelling moet worden bereikt is niet gedefinieerd in de luchtkwaliteitsrichtlijn.

Binnen de onderzoekswereld is er toenemende kritiek op de AOT40-waarde als maat voor de schade aan vegetatie. Hoge ozonconcentraties gaan vaak gepaard met droge, zonnige situaties. Juist onder deze omstandigheden zijn de huidmondjes van de plant vaak gesloten (droogtestress) en zal de plant geen ozon opnemen. Ondanks de hoge ozonniveaus is de gewasschade dan gering. Een betere maat is de ozonopname door de plant, maar dit is niet of nauwelijks te meten. Methoden om de ozonopname modelmatig te schatten zijn in ontwikkeling, maar dienen nog verder getoetst te worden. Een herziening van de streefwaarde in de luchtkwaliteitsrichtlijn is voorlopig niet te verwachten.

 

Ozon en vegetatie

Natuurlijke vegetatie maar ook landbouwgewassen ondervinden nadelige gevolgen als ze blootgesteld worden aan ozon. Belangrijkste effecten zijn een verminderde gewasopbrengst en bladbeschadiging. In de EU25 wordt de schade aan landbouwgewassen door ozon geschat op 2,8 tot 4,2 miljard euro (cijfers voor het jaar 2000).

De situatie in 2009

Gemiddeld over Nederland was de AOT40-ozonconcentratie tijdens de zomer van 2009 met een waarde van 3800 (µg/m³) x uur de laagst gemeten waarde sinds 1990. Sinds 2000 zijn een aantal hoge tot zeer hoge waarden gemeten (2001, 2003, 2006) maar ook de de laagste gedurende de afgelopen 15 jaar (2002, 2007, 2009). Dit illustreert de sterke veranderingen van jaar tot jaar als gevolg van de verschillen in weersomstandigheden.

De ruimtelijke verschillen in concentratie over Nederland variëren van 2100 tot meer dan 7300 (µg/m³) x uur . In verreweg het grootste deel van Nederland liggen de AOT40-waarden tussen 2800 en 5600 (µg/m³) x uur, dus onder de langtermijndoelstelling. Hogere concentraties worden, zoals ook in voorgaande jaren, in Zuidoost-Nederland gevonden. Van de natuur in Nederland, 6.000 km², is in 2009 slechts 7% blootgesteld aan een niveau boven de langetermijndoelstelling van 6000 (µg/m³) x uur. De streefwaarde is in 2009 niet overschreden.

Het voortschrijdend vijfjarig gemiddelde is 5% gedaald ten opzichte van vorig jaar. Gemiddeld over 2005-2009 moet geconstateerd worden dat bij een landelijk gemiddelde AOT40-waarde van 8400 (µg/m³) x uur voor alle natuur de streefwaarde niet maar de langetermijndoelstelling wel overschreden wordt.

   

Ozonconcentraties nemen niet langer af

Een trend in ozonconcentraties is door de sterke jaar-op-jaar variaties moeilijk te ontdekken. De vijfjaargemiddelde ozonconcentratie, uitgedrukt als AOT40, is vanaf 1990 sterk gedaald maar vanaf 2000 lijkt het alsof de daling zich niet langer voorzet. De initiële daling van de AOT40 bevestigt de aanwijzingen dat ozonconcentraties hier en elders in Europa in het begin van de jaren negentig zijn gedaald. De meest waarschijnlijke oorzaak hiervoor is de aanzienlijke reductie van de uitstoot van ozonvormende stoffen in Europa.

De laatste jaren zien we echter in Nederland, maar ook elders in Europa, geen verdere daling van de ozonconcentraties meer. Toch vindt er toch nog steeds een verdere reductie in uitstoot plaats. Er zijn een aantal mogelijke oorzaken voor het teniet doen van de positieve effecten van Europese emissiereducties: toenemende concentraties van ozon en ozonvormende stoffen door toenemende emissies op het Noordelijk halfrond (met name in Azië), veranderingen in de klimatologie en de chemische interactie tussen ozon en stikstofoxiden op lokale schaal. Hogere temperaturen leidend tot hogere emissies van biogene vluchtige organische stoffen, tot een snellere ozonvorming en - indien gepaard met droogte - tot een verminderde depositie van ozon, spelen mogelijk ook een rol.

 

Relatie ozonnorm en emissiebeleid

De Europese Unie heeft de streefwaarde voor 2010 gekoppeld aan een maximaal toegestane uitstoot van de ozonvormende stoffen Vluchtige Organische Stoffen (VOS) en stikstofoxiden (NO_x) per EU-land. Deze plafonds zijn vastgelegd in de zogenaamde National Emission Ceiling (NEC) richtlijn. Een recente evaluatie van het Europees Milieu Agentschap laat zien dat naar verwachting de totale emissie in de EU27 ongeveer 10% onder het emissieplafond voor Vluchtige Organische Stoffen voor de EU25 als geheel (berekend als de som van de emissieplafonds voor de individuele landen) zal liggen, hoewel 4 van de 27 EU-landen aangeven dat hun emissies de gestelde nationale plafonds zullen overschrijden. Nederland zal overigens het afgesproken VOS-emissieplafond waarschijnlijk halen.

Volgens het Europese Milieu Agentschap is het beeld voor stikstofoxiden anders: 12 van de 27 EU-lidstaten - waaronder Nederland - hebben hier problemen. Voor de EU27 als geheel zal de emissie vermoedelijk 6% boven het gestelde EU27-plafond (berekend als de som van de emissieplafonds voor de individuele landen) uitkomen. Een recente analyse van het PBL heeft echter aangetoond dat Nederland door de recessie het NEC-plafond waarschijnlijk wel zal halen.

De NEC-richtlijn definieert, naast nationale emissieplafonds, ook tussentijdse milieudoelstellingen. De NEC-richtlijn stelt voor de blootstelling van vegetatie aan ozon een verlaging met een derde in 2010 ten opzichte van de situatie in 1990 voor. Een vergelijking van de vijfjaargemiddelden over de periode 1990/1994 en over 2005/2009 leert dat deze NEC-milieudoelstelling nu al bereikt is. De AOT40-waarden zijn gemiddeld met 44% afgenomen in deze periode.
 

CAFE is een programma van de Europese Commissie om de luchtkwaliteit in de Europese Unie te verbeteren tot een niveau waarbij 'geen significant negatieve effecten' meer optreden voor de menselijke gezondheid en het milieu. De CAFE thematische strategie is onderbouwd met berekeningen die zijn uitgevoerd met het RAINS model voor het jaar 2020. RAINS is het model voor luchtverontreiniging dat de Europese Commissie gebruikt voor onderbouwing van nieuw luchtverontreinigingsbeleid.

In deze berekeningen is niet de AOT40-waarde voor vegetatie maar de waarde voor bossen geëvalueerd. De kritische waarden voor bossen is 10.000 (μg/m³) x uur. Hierbij wordt gesommeerd over de zes zomermaanden (april-september). De doelstelling voor bossen is strenger dan die voor overige vegetatie. Voor de meeste gebieden in Europa geldt dat, als de kritische waarde voor bossen is gerealiseerd, ook aan de langetermijndoelstelling voor overige vegetatie is voldaan. De RAINS-berekeningen laten zien dat het areaal van het Nederlandse bos waar de kritisch waarde wordt overschreden, van 2000 tot 2020 nauwelijks afneemt.      

Onzekerheden

De ozonwaarnemingen hebben een onzekerheid van 15% (bij een betrouwbaarheidinterval van 95%); daarnaast is er sprake van een kleine systematische onderschatting van de concentratie met 4,4%. Nemen we deze fouten in beschouwing dan kan, met zeer grote waarschijnlijkheid, geconcludeerd worden dat op bijna alle meetstations het vijfjarig gemiddelde over de periode 2005-2009 lager is dan de streefwaarde; op één station is de kans op overschrijding van de streefwaarde ongeveer 50%.