Zwaveldioxide in lucht, 1990-2018

Regionale concentraties

In de Rijnmond, IJmond en bij Vlissingen zijn de gemeten zwaveldioxideniveaus de hoogste. Dit hangt samen met de lokaal verhoogde emissies door zeescheepvaart, raffinaderijen en industrie. In Nederland daalde de jaargemiddelde SO₂-concentratie op regionale achtergrondstations over de afgelopen dertig jaar van 5-15 µg/m³ naar gemiddeld 1 µg/m³ (zie ook afbeelding 'Trend 1990-2018').

De belangrijkste bronnen voor zwaveldioxide zijn elektriciteitscentrales, raffinaderijen en verkeer. Door het verminderen van de uitstoot van deze bronnen in zowel binnen- als buitenland zijn de concentratieniveaus sterk gedaald (Velders et al., 2011). In de winter zijn de SO₂-concentraties vaak hoger dan in de zomer. Dit komt onder andere door een verhoogde aanvoer bij continentale windrichtingen, hogere emissies door ruimteverwarming en een soms minder gunstige atmosferische verspreiding.

Het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (LML) voert sinds 1976 metingen van SO₂ uit. De concentraties op regionale stations zijn sindsdien met een factor vijftien tot dertig gedaald (zie afbeelding 'Trend 1976-2013'; Buijsman, 2008/2009).

Stedelijke concentraties

Metingen in de Rijnmond en het Amsterdamse havengebied (IJmond) tonen in 2018 verhoogde jaargemiddelde concentraties van 3 tot 7 µg/m³.

In 1980 werden in de Rijnmond nog jaargemiddelde concentraties van meer dan 80 µg/m³ gemeten. Lokale instanties hebben rond 1965 een jaargemiddelde concentratie van ongeveer 200 µg/m³ gemeten. In Amsterdam lagen jaargemiddelde niveaus rond 1970 nog op 100 µg SO₂/m³ (Buijsman, 2008/2009).
Belangrijkste oorzaken van deze hoge concentraties waren de toenmalige, omvangrijke industriële emissies in en nabij de steden, maar vooral het grootschalige gebruik van kolen voor ruimteverwarming. De introductie van aardgas voor ruimteverwarming aan het eind van de jaren zestig zorgde voor een snelle daling van de concentraties van zwaveldioxide.

De Grootschalige Concentratiekaarten Nederland bieden ruimtelijk gedetailleerde informatie over SO₂-concentraties op een schaal van 1 x 1 kilometer.

Bronnen

Emissie van zwaveldioxide naar de lucht vindt voornamelijk plaats bij gebruik van zwavelhoudende brandstoffen. Belangrijke bronnen in Nederland zijn kolengestookte elektriciteitscentrales, raffinaderijen en verkeer, vooral de internationale zeescheepvaart. De uitstoot van SO₂ van bronnen op land is fors (86%) afgenomen in de periode 1990-2017. Zie:Grootschalige luchtverontreiniging de "National Emission Ceilings": emissies, 1990 - 2021
SO₂-emissies van de zeescheepvaart namen tussen 1990 en 2006 toe en zijn daarna tot 2017 gedaald. Zie verder: Emissies door de zeescheepvaart, 1990-2022

Gedrag in de atmosfeer

Zwaveldioxide is een gasvormige component en wordt in de atmosfeer ook gedeeltelijk in sulfaataerosol omgezet. Verwijdering van beide vormen uit de atmosfeer is mogelijk door zowel droge als natte depositie. Sulfaataerosol is een vorm van zogeheten secundair aerosol; het levert een bijdrage aan de fijnstofconcentraties. De verblijftijd van SO₂ in de atmosfeer is gemiddeld 10-20 uur, waardoor het zo'n 350-700 kilometer in de atmosfeer kan afleggen, voordat het uit de atmosfeer wordt verwijderd. Dit grensoverschrijdende langeafstandstransport van zwaveldioxide is één van de redenen dat afspraken over emissiereducties effectiever zijn als ze voor een groter gebied, dus bijvoorbeeld op Europese schaal, worden gemaakt, dan in één enkel land.

Normstelling

De Europese Unie (EU) heeft een aantal grenswaarden voor zwaveldioxideconcentraties vastgesteld ter bescherming van de volksgezondheid en ecosystemen (EU, 2008). Deze grenswaarden zijn in Nederland in de Wet Milieubeheer (2007) geïmplementeerd.

• Voor de bescherming van ecosystemen tegen de effecten van langdurige blootstelling geldt een grenswaarde van 20 µg/m³ zowel voor de concentratie gemiddeld over het kalenderjaar als over het winterhalfjaar.
• Voor de bescherming van de mens tegen piekconcentraties van zwaveldioxide heeft de EU twee grenswaarden en een alarmdrempel vastgesteld. De daggemiddelde zwaveldioxideconcentratie mag de grens van 125 µg/m³ niet vaker dan drie keer per jaar overschrijden. Voor uurgemiddelde concentraties geldt een grenswaarde van 350 µg/m³ die niet meer dan 24 keer per jaar mag worden overschreden. De alarmdrempel voor zwaveldioxide wordt overschreden, als boven een gebied van minstens 100 km² of een volledige zone of agglomeratie indien deze een kleinere oppervlakte beslaat de uurgemiddelde zwaveldioxideconcentratie drie uur achtereen of langer boven de 500 µg/m³ blijft.

De EU-grenswaarde voor de zwaveldioxideconcentratie ter bescherming van ecosystemen (20 µg/m³) is sinds 1998 nergens meer in Nederland overschreden. De daggemiddelde en uurgemiddelde zwaveldioxideconcentraties liggen sinds respectievelijk 1994 en 1990 onder de norm. Overschrijding van de uurgemiddelde zwaveldioxideconcentraties is voor het laatst opgetreden in Vlaardingen in 1998. Door de kortstondige duur was geen sprake van een overschrijding van de alarmdrempel.

De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO, 2006) adviseert te streven naar waarden onder 500 µg/m³ voor het 10-minuutgemiddelde en onder de 20 µg/m³ als uurgemiddelde. Overigens wordt in Nederland een uurgemiddelde waarde van 20 µg/m³ nauwelijks nog overschreden. Dit gebeurt alleen nog in het Rijnmond- en IJmondgebied. Op de GGD meetstations IJmuiden en Wijk aan Zee bleek dit in 2018 voor meer dan 5% van de uurwaarden het geval. Op de vier stations van DCMR Milieudienst Rijnmond bedroeg dit percentage 1-2%.

Beleid

De EU heeft als onderdeel van haar luchtkwaliteitsbeleid een maximaal toegestane emissie van een aantal luchtverontreinigende stoffen per land, waaronder zwaveldioxide, vastgesteld (EU, 2001). Dit zogenaamde Nationaal Emissie Plafond (NEC) bedraagt 50 kiloton en geldt voor 2010 en latere jaren. Nederland voldoet hier sinds 2009 aan. In 2016 zijn in de herziene NEC-richtlijn (EU, 2016) voor de nationale zwaveldioxide-emissie aanvullende reductieverplichtingen afgesproken. Deze gelden ten opzichte van 2005 en zijn respectievelijk 28% en 53% voor de jaren 2020 en 2030. Dit komt neer op ongeveer 48 voor 2020 kton en 32 kton voor 2030. 

De International Maritime Organisation (IMO) heeft in 1997 een protocol uitgegeven om emissies van onder meer zwaveldioxide te verminderen. Dit protocol, MARPOL Annex VI, stelt grenzen aan het zwavelgehalte van scheepsbrandstoffen. In 2005 en wederom in 2008 heeft de IMO in aanvulling op dit protocol voor bepaalde aangewezen wateren, waaronder de Noordzee, de grenzen aan het zwavelgehalte in scheepsbrandstoffen nog verder verlaagt.

De bijdrage van de zeescheepvaart aan de concentraties van zwaveldioxide bedraagt gemiddeld voor Nederland 3%. In het westen van Nederland loopt deze bijdrage op tot 6-7% (Velders et al., 2018).

Effecten

Hoge concentraties van zwaveldioxide hebben negatieve effecten op mens, dier en plant (WHO, 2006). Zo draagt zwaveldioxide onder andere bij aan de verzuring van ecosystemen. De atmosferische depositie van zuur draagt bij aan veranderingen in de bodemchemie, de (oppervlakte)waterkwaliteit en het biodiversiteitsverlies. Deze veranderingen kunnen leiden tot verzwakking van de ecosysteemresistentie tegen ziekten, stormen, koude, droogte en insecten (Buijsman et al., 2010).

Interacties met andere stressoren, zoals een te hoge stikstofdepositie en een te hoge concentratie van troposferisch ozon, spelen overigens een belangrijke rol bij het optreden van effecten van zure depositie.

Zwaveldioxide wordt in de lucht voor een deel omgezet in sulfaatdeeltjes en draagt zo bij aan het niveau van fijn stof. Sulfaatdeeltjes hebben een koelend effect en reductie speelt in die zin dus ook een rol bij het versterken van het broeikaseffect.