Ozon in lucht en vegetatie, 1990-2011

Natuurlijke vegetatie maar ook landbouwgewassen ondervinden nadelige gevolgen als ze aan ozon worden blootgesteld. 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). Daarom heeft de Europese Unie voor de bescherming van vegetatie een streefwaarde voor ozon (O₃) in lucht vastgesteld. De streefwaarde is uitgedrukt als een zogeheten AOT40, waarbij AOT40 staat voor Accumulated Ozone exposure over a Threshold of 40 ppb (=80 µg/m³ ). Het is een voor vegetatie relevante maat om de blootstelling 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 moest in 2010 zijn bereikt.

Er is ook een langetermijndoelstelling van 6.000 (µg/m³) x uur vastgesteld. Deze wordt beoordeeld op jaarbasis. Een termijn waarop deze doelstelling moet worden bereikt, is echter in de luchtkwaliteitsrichtlijn niet vastgesteld.    

De situatie in 2011

Gemiddeld over Nederland lag de AOT40 in 2011 op een waarde van 7700 (µg/m³) x uur. Dit behoort tot de lagere waarden sinds 1990. Hogere concentraties worden, zoals ook in voorgaande jaren, in Zuidoost-Nederland gevonden. De streefwaarde is in 2011 niet overschreden.

Sinds 2000 is echter een aantal hoge tot zeer hoge waarden gemeten (2001, 2003, 2006) maar ook 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 grote jaarlijkse variatie in ozonconcentraties wordt vooral veroorzaakt door een verschil in weersomstandigheden. Tijdens warme dagen met weinig wind, veelal uit oostelijke of zuidelijke richting, zijn de omstandigheden gunstig voor ozonvorming. In jaren met veel zomerse dagen, zoals 1994, 1995 en 2003, komen vaker hoge ozonconcentraties voor dan gedurende jaren met minder zomerse dagen.

Het voortschrijdend vijfjarig gemiddelde lag in 2011 op een historisch laag niveau. Gemiddeld over 2007-2011 moet geconstateerd worden dat bij een landelijk gemiddelde AOT40-waarde van 7700 (µg/m³) x uur voor alle natuur de streefwaarde niet, maar de langetermijndoelstelling wel wordt overschreden.

     

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 voortzet. 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 en elders in Europa geen verdere daling van de ozonconcentraties meer, ondanks dat er nog steeds een verdere reductie in uitstoot plaats vindt. Er is 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 het klimaat en de chemische interactie tussen ozon en stikstofoxiden op lokale schaal. Hogere temperaturen, leidend tot hogere emissies van biogene vluchtige organische stoffen, tot een daardoor 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, zoals 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 is bereikt. De AOT40-waarden zijn namelijk 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 GAINS model voor het jaar 2020. GAINS is het model voor luchtverontreiniging dat de Europese Commissie gebruikt voor onderbouwing van nieuw luchtverontreinigingsbeleid.

De huidige NEC-richtlijn 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.

De nieuwe doelen voor 2020 zijn vastgelegd als een reductieverplichting in 2020 ten opzichte van de emissie in 2005. Dit betekent een verschil met de huidige doelen voor 2010 die waren geformuleerd als een absoluut emissieplafond. Relatieve doelen bieden meer flexibiliteit voor landen, omdat wijzigingen in emissiecijfers (vaak) doorwerken in zowel het basisjaar als het zichtjaar. Voor ozonvorming zijn de emissiedoelstellingen voor stikstofoxiden en vluchtige organische stoffen relevant. De doelstellingen bedragen voor stikstofoxiden 45% (emissie in 2020 dan 203 kiloton) en voor vluchtige organische stoffen 8% (emissie in 2020 dan 167 kiloton)

In de 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 tot en met 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 GAINS-berekeningen laten zien dat het areaal van het Nederlandse bos waar de kritische waarde wordt overschreden, van 2000 tot 2020 nauwelijks afneemt.