Luchtverontreiniging tijdens de jaarwisseling, 1994-2022

Concentratiepiek jaarwisseling 2022 lager dan gemiddeld

Kort na de jaarwisseling van 2022 bedroeg de gemeten fijnstofconcentratie gemiddeld over stedelijke stations 177 µg/m³, zoals figuur 'Fijn stof jaarwisseling 2021/2022' laat zien. De piek in de uurgemiddelden van de gemeten fijnstofconcentraties is bij de jaarwisseling van 2022 de laagste sinds het begin van de metingen in 1994, zoals blijkt uit de figuur 'Stedelijk fijn stof jaarwisselingen 1994-2022. De historisch gemiddelde (1994-2020) fijnstofconcentratie tijdens een jaarwisseling bedraagt 532 µg/m³. Tijdens de jaarwisseling 2021/2022 was de hoogst gemeten concentratie in Den Haag en bedroeg deze 856 µg/m³.

Jaarlijkse variatie

De gemeten fijnstofconcentratiepieken tijdens de jaarwisselingen variëren van jaar tot jaar, zoals uit de figuur 'Stedelijke concentratie fijnstof vlak na jaarwisseling' blijkt. Deze worden voornamelijk veroorzaakt door de variatie in meteorologische omstandigheden. De uitstoot van fijnstof door het afsteken van vuurwerk in Nederland was namelijk in de periode 2010-2020 stabiel (Emissieregistratie, 2022). Bij zwakke wind, zoals tijdens de jaarovergang 2007/2008, zijn concentraties door een geringere verspreiding (sterk) verhoogd. Forse wind, zoals tijdens de jaarovergang 2017/2018, zorgt voor sterke verspreiding van deeltjes met tot gevolg lagere concentraties. Als het regent, zoals in het zuiden van het land bij de jaarovergang 2018/2019, slaat een substantieel deel van fijnstof neer.
De lagere concentratiepiek in de jaarwisseling 2021/2022 is het gevolg van een matige tot vrij krachtige zuidwestelijke wind tijdens de jaarwisseling (windkracht 4) en het vuurwerkverbod (zie volgende paragraaf).

Invloed van het vuurwerkverbod

Tijdens de jaarwisselingen van 2021 en 2022 waren de pieken in de fijnstofconcentraties in de steden beduidend lager dan in de jaren daarvoor. Als maatregel tegen verspreiding van het coronavirus was tijdens de jaarwisselingen van 2021 en 2022 een vuurwerkverbod van kracht (Rijksoverheid, 2021). Ondanks het verbod is tijdens beide jaarwisselingen vuurwerk afgestoken.
Om een indicatieve inschatting te maken van de invloed van het vuurwerkverbod op fijnstofconcentraties tijdens de laatste twee jaarwisselingen is de fijnstofconcentraties in het eerste uur na de jaarwisseling van de afgelopen twee jaar vergeleken met die van de jaren zonder vuurwerkverbod. Daarnaast is onderzocht hoe het verband is tussen de windsnelheid en fijnstofconcentraties in alle jaren.
Het verband laat een duidelijke relatie tussen de windsnelheid en de fijnstofconcentraties zien, zoals uit de figuur 'Relatie fijn stof piek en windsnelheid', 1994-2022' blijkt. De figuur toont de piek in fijnstofconcentratie vlak na de jaarwisseling ten opzichte van de windsnelheid. Ieder punt vertegenwoordigd een jaar, de blauwe punten zijn de jaren 1994-2019; de rode punten geven de jaren 2021 en 2022 weer. Bij hogere windsnelheden zijn fijnstofconcentraties tijdens de jaarwisselingen lager dan tijdens jaarwisselingen met een geringere windsnelheid. De gemeten hoogste fijnstofconcentraties tijdens de jaarwisselingen 2020/2021 en 2021/2022 (de rode punten) zijn ongeveer de helft van wat op basis van de windsnelheden verwacht zou worden. Dit suggereert dat er minder vuurwerk is afgestoken dan in de jaren zonder vuurwerkverbod. De voorlopige emissiecijfers 2021 uit de Emissieregistratie ondersteunen dit beeld. De inschatting is dat de emissies in 2021 ongeveer 80% lager waren dan in 2020. Voor 2022 zijn nog geen emissiecijfers bekend.

Vuurwerk: een bonte verzameling chemicaliën

Vuurwerk is samengesteld 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.
Voor de gewenste kleureffecten bij siervuurwerk staat een scala aan stoffen ter beschikking.
Voorbeelden zijn 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.

Veel PM_2.5 door vuurwerk

De luchtvervuiling als gevolg van vuurwerk wordt gemeten als PM₁₀, ofwel fijnstof. Dit zijn deeltjes die kleiner zijn dan 10 micrometer. Ongeveer de helft van de fijnstof uitstoot (52%) bestaat uit PM_2.5. Dat zijn deeltjes die kleiner zijn dan 2,5 micrometer (Keller & Schragen, 2021). Deze deeltjes zijn schadelijker voor de volksgezondheid, omdat kleinere deeltjes dieper het lichaam binnendringen als ze worden ingeademd (WHO, 2021).

Emissies en bijdragen

Omdat vuurwerk slechts eenmaal per jaar wordt afgestoken is de bijdrage aan het jaartotaal van fijnstofemissie gering. Toch neemt het relatieve aandeel aan fijnstofemissies toe. In 1990 was de bijdrage aan PM₁₀-emissies nog ongeveer 0,6%, in 2020 was de bijdrage bijna 7%. Dit komt omdat de hoeveelheid afgestoken consumentenvuurwerk sinds 1990 is toegenomen. Daarnaast zijn de fijnstofemissies van belangrijke bronnen als verkeer en industrie afgenomen, waardoor het totaal van fijnstofemissies afnam. Als gevolg van het vuurwerkverbod lijkt de emissie in de laatste twee jaar weer afgenomen.

Consumentenvuurwerk heeft ook nog een aanzienlijke bijdrage aan de totale metaalemissies naar de lucht. Voor barium en strontium is dit vrijwel 100%. Voor koper en antimoon ligt dit percentage rond de 30%. Overigens gaat 'slechts' 10% van de metalenemissie van het vuurwerk de lucht in. Het overige 90% verdwijnt in het riool, in de bodem of wordt opgeruimd (Emissieregistratie, 2019).

De Europese context

De mate van luchtverontreiniging tijdens de jaarwisseling in Europa is niet alleen sterk afhankelijk van de plaatselijke weersomstandigheden, maar ook van het vuurwerkverbruik per land. Hoge fijnstofconcentraties, zoals tijdens de jaarwisseling in Nederland, zijn binnen Europa geen uitzondering. Zo waren bijvoorbeeld in Duitsland in sommige jaren de stedelijke fijnstofpieken van vergelijkbaar niveau.
Naast de jaarwisseling kunnen hoge niveaus van luchtverontreiniging ook op andere vieringsmomenten binnen Europa optreden. Voorbeelden zijn de paasvuren in Oost-Nederland en Noord-Duitsland, vreugdevuren en vuurwerk tijdens de Guy Fawkes Night rond 5 november in Groot-Brittannië en de grote, vaak meerdaagse, vuurwerkfestivals in Spanje en Malta.

Chinese toestanden?

De pieken in fijnstofconcentraties bij de jaarwisseling zijn een unieke gebeurtenis in Nederland, omdat zelden zulke hoge waarden gemeten worden. De pieken zijn in de eerste uren van de jaarwisseling vergelijkbaar met of zelfs ver boven de fijnstofconcentraties die bijvoorbeeld in China en India gedurende het jaar regelmatig voorkomen. Steden in China en India hebben te maken met veel luchtverontreiniging. Tijdens de wintermaanden kunnen de uurgemiddelde fijnstofconcentraties daar meerdere dagen achtereen hoger zijn dan 200 µg/m³ met uitschieters tot ongeveer 500 µg/m³ (Berkeley, 2020).

Samen meten aan luchtkwaliteit

Naast het bestaande meetnet van het RIVM en partners (https://www.luchtmeetnet.nl) zijn er in Nederland meer initiatieven waarbij luchtkwaliteit wordt gemeten. Dat gebeurt steeds vaker met nieuwe sensortechnologie en door burgers. Een overzicht van deze projecten vindt u op het kennisportaal 'Samen meten aan luchtkwaliteit'. Sinds 2016 meet het RIVM samen met burgerwetenschappers het effect van vuurwerk op de luchtkwaliteit. Op Oud & Nieuw metingen 2021/2022 op Samen Meten Samen meten aan luchtkwaliteit zijn in verschillende vormen de vuurwerkpiek weergegeven voor de jaarwisseling van 2022.