Fijnstof

Fijnstof is een vorm van luchtvervuiling. Tot fijnstof worden in de lucht zwevende deeltjes kleiner dan 10 micrometer gerekend. Fijnstof bestaat uit deeltjes van verschillende grootte, herkomst en chemische samenstelling. Uit epidemiologische en toxicologische gegevens blijkt dat fijnstof bij inademing schadelijk is voor de gezondheid. In Nederland en België sterven enkele duizenden mensen enige dagen tot maanden eerder door acute blootstelling aan fijnstof. Bovendien is de morbiditeit door (chronische) blootstelling hoog. Bij mensen met luchtwegaandoeningen en hart- en vaatziekten verergert chronische blootstelling aan fijnstof hun symptomen en het belemmert de ontwikkeling van de longen bij kinderen. De normen voor fijnstof worden in Europa op veel plaatsen overschreden, vooral langs drukke wegen.

Soorten fijnstof en herkomst

Bij het indelen van fijnstof in soorten wordt er onderscheid gemaakt in grootte van de deeltjes:

• PM₁₀: deeltjes met een aerodynamische diameter kleiner dan 10 micrometer. PM is hierbij de afkorting voor particulate matter;
• PM_2,5: deeltjes met een aerodynamische diameter kleiner dan 2,5 micrometer;
• PM_0,1: deeltjes kleiner dan 0,1 micrometer (ultra-fijnstof).

Daarnaast wordt er onderscheid gemaakt in primaire en secundaire deeltjes:

• Primair fijnstof ontstaat door verbranding, wrijving, of verdamping. Voorbeelden zijn de verbranding van fossiele brandstoffen (aardolie, aardgas en steenkool) en het malen van stoffen in de industrie (zoals de mengvoeder-, metaal- of chemiebedrijven). Fijnstof ontstaat niet alleen door menselijke activiteiten; het kan het ook natuurlijk ontstaan: door de wind (die deeltjes van gebouwen of rotsen afschuurt) en de verdamping van zeewaterdruppels;
• Secundair fijnstof; ontstaat als moleculen van verzurende stoffen als stikstofoxiden (NO_x), zwaveldioxide, (SO₂), ammoniak (NH₃), vluchtige organische stoffen en ozon (O₃) zich verbinden tot vaste deeltjes. Deze kunnen zich ook aan primaire deeltjes hechten.

Als een nader onderscheid in bronnen gemaakt wordt, komen de volgende categorieën aan bod:

• Uitstoot door het verkeer, bijvoorbeeld roet uit dieselmotoren. Daarbij tellen ook dieselmotoren in (zee)schepen en locomotieven mee. Daarnaast ontstaat fijnstof door wrijving van remmen, afschuren van rubber banden en het wegdek;
• Uitstoot door de industrie, bijvoorbeeld de metaalindustrie. Ook bij het storten en overslaan van bulkgoederen komt stof vrij;
• Uitstoot door veebedrijven, door stro en gedroogde mest in stallen;
• Uitstoot door elektriciteitscentrales;
• Uitstoot uit woningen, bijvoorbeeld door een open haard, een houtkachel, een allesbrander, de barbecue alsmede door sigarettenrook;
• Afkomstig van natuurlijke bronnen, bijvoorbeeld zeezout, of stof vanuit de bodem.

In Nederland

Het fijnstof in de lucht boven Nederland komt voor ongeveer tweederde uit naburige landen. Nederland produceert evenwel meer fijnstof dan dat het uit andere landen ontvangt. Circa 15% is afkomstig van menselijke activiteiten in Nederland, vooral door de sectoren verkeer, energie en industrie. In het westen bestaat het fijnstof – afhankelijk van de windrichting en de locatie – voor een flink deel uit het ongevaarlijke zeezout. Het gebied van Londen, Amsterdam, Rotterdam, Antwerpen en het Ruhrgebied is te zien als de ergste bron van vervuiling in Europa. In Nederland worden zeer hoge fijnstofconcentraties waargenomen in het eerste uur na de jaarwisseling als gevolg van het massaal afsteken van vuurwerk.

Concentraties

PM₁₀

In Nederland en België overschrijden de concentraties fijnstof vooral de normen binnen 100 meter van een drukke snelweg, of binnen 50 meter van een drukke stedelijke weg. In grote gemeenten in Nederland wordt hierdoor tot 10% van de bevolking aan te veel fijnstof blootgesteld (stand van zaken in 2004). Niettemin zijn de concentraties vanaf de jaren tachtig van de twintigste eeuw gedaald (van 116 kiloton uitstoot aan fijnstof in 1980 tot 47 kiloton in 2002). Dit is voornamelijk te danken aan maatregelen in de industrie, met name door ontzwaveling van de schoorsteenemissies en bij auto’s door schonere motoren en katalysatoren (waardoor minder stikstofoxiden uitgestoten worden, de voorloper van het ammoniumnitraat). Bij dieselauto’s zijn in toenemende mate roetfilters in gebruik. De problemen in de zones langs verkeerswegen verminderen door het verbeterde motormanagement en het gebruik van dieselroetfilters, ondanks een toename van het verkeer.

Van 2003 op 2004 trad een trendbreuk voor de concentraties in landelijke gebieden in Nederland. Daarnaast is er een onzekerheidsmarge van 20% voor gebieden met een hoge concentratie, en van 40% voor het noorden van Nederland. Door bijzondere weerssituaties treedt regelmatig overschrijding van de acceptabele fijnstofwaarden op in gebieden waar onder normale omstandigheden geen overschrijding gemeten kan worden. Eind 2006 is door de GGD Amsterdam geconstateerd dat er vanaf 1999 geen daling meer van de concentraties PM₁₀ zijn aan te tonen. Eind 2007 heeft het RIVM dit eveneens geconstateerd.

In 2005 werden de Amsterdamse Veerkade en Stille Veerkade door Milieudefensie aangewezen (op basis van cijfers van RIVM) als smerigste straten van Nederland; in 2007 was dit het Weena in Rotterdam. Februari 2006 kwam in het nieuws dat de gemeente Den Haag via een experiment met een zogenaamde fijnstofflitspaal de vervuiling van het passerende verkeer wilde gaan bepalen. In de komende 5 tot 10 jaar zal het aantal luchtkwaliteitsknelpunten voor zowel fijnstof als stikstofdioxide sterk afnemen. De ringwegen van de grote steden en de drukste binnenstedelijke straten in de Randstad behoren tot de meest hardnekkige luchtkwaliteitsknelpunten.

In 2006 woonden in Nederland 420.000 mensen op een plaats waar de normen voor fijnstof werden overschreden, met name in het westen van het land. In gemeentes met veel industrie, drukke wegen, havens en in enkele landbouwgebieden in Noord-Brabant en Limburg komen de meeste overschrijdingen voor.

PM_2,5

Het is bekend dat gezondheidsschade vooral optreedt door de kleinere fractie van de deeltjesgrootteverdeling: de PM_2.5. Deze deeltjes dringen het diepst door in de longen en richten de meeste schade aan. Deze fractie wordt ook voor een groter deel door mensen veroorzaakt, vooral door wegverkeer en scheepvaart. Doorgaans wordt echter de PM₁₀ gemeten, omdat dat eenvoudiger is en omdat zo historische reeksen met elkaar te vergelijken zijn. Bovendien worden de gemeten waarden gebruikt in modellen die uiteindelijk de concentraties vaststellen. Wanneer je de massa van een monster PM₁₀ bepaalt, wat op zich al gepaard gaat met een hoge onzekerheidsmarge, meet je voor ongeveer een derde deel hoeveel grote deeltjes (tussen de 2,5 en 10 micrometer) in die fractie zitten: immers het gewicht van de deeltjes is evenredig met de derde macht van hun grootte (zie inhoud). PM₁₀ is dus niet een heel goede maat. Het effect van stoffilters en verbeterd motormanagement is dat de massa PM₁₀ afneemt en ook de massa PM_2.5, maar dat de fractie van de allerkleinste deeltjes toeneemt (deeltjes kleiner dan 100 nanometer). Er kan dus een verschuiving van het deeltjesspectrum optreden naar de allerkleinste deeltjes bij schone motoren, waardoor de massa weliswaar afneemt – ook voor PM_2.5 – maar het aantal deeltjes onder 100 nanometer toeneemt. Dit verschijnsel is in 2011 ook door metingen bevestigd. Deze ultrafijne deeltjes deponeren makkelijker in de longen: het aantal gedeponeerde deeltjes kan daar dus toenemen terwijl de gedeponeerde massa afneemt.

De grootste massafractie in PM_2.5 is tegenwoordig afkomstig van stikstof(mon)oxiden (NO) van vrachtverkeer, ozon uit fotochemische reactie en van ammoniak uit de bio-industrie: tezamen vormen deze gassen het ammoniumnitraat (NH₄NO₃). De chemische reactie van NO naar HNO₃ verloopt volgens 3NO + O₃ → 3NO₂ en 3NO₂ + 3OH → 3HNO₃. De reactie naar NH₄NO₃ verloopt volgens HNO₃ + NH₃ → NH₄NO₃.

De EU richtlijn luchtkwaliteit 2008 bevat voor eerst grens- en streefwaarden voor PM_2,5. De grenswaarde voor de jaargemiddelde PM_2,5-concentratie is 25 µg/m³ vanaf 2015. Huidige concentraties van PM_2,5 lopen in België en Nederland uiteen van 13 µg/m³ tot meer dan 30 µg/m³ in drukke straten. De richtlijn bevat ook een mechanisme dat beoogt om de gemiddelde stadsachtergrondconcentratie PM_2,5 terug te dringen.

Effecten op de gezondheid

De kleine zwevende deeltjes komen bij inademing in de longen terecht. Deeltjes groter dan 10 micrometer (een honderdste millimeter) worden door de neus vastgehouden en uitgescheiden via het slijmvlies. In de longen treedt schade op, maar het mechanisme waardoor dit gebeurt is niet precies bekend. De hypothese is dat de kleine deeltjes ontstekingsreacties veroorzaken en de zuurstofopname bemoeilijken. Deze ontstekingsreacties, waarbij radicalen vrijkomen, zijn schadelijk voor het hart. Mogelijk zorgt fijnstof er ook voor dat het bloed viskeuzer wordt, waardoor de kans op een hartinfarct toeneemt. Er zijn neurologische effecten van fijnstof gevonden, waardoor bijvoorbeeld de hartspierfunctie negatief kan worden beïnvloed. Ten slotte worden radicalen geassocieerd met vervroegde veroudering.

Het is niet zo duidelijk wat het effect is van de chemische samenstelling op de grootte van de gezondheidsschade. Sommige mensen zijn gevoeliger voor fijnstof dan anderen, maar het is niet op voorhand aan te geven welke mensen schade zullen lijden. Het is wel aannemelijk gemaakt dat bij een hogere blootstellingsconcentratie en bij een grotere gevoeligheid het gezondheidsrisico groter is. Kwetsbare groepen zijn met name ouderen en personen met hart-, vaat- of longaandoeningen.

Epidemiologische en toxicologische studies wijzen uit dat in Nederland jaarlijks enige duizenden mensen vroegtijdig overlijden door kortdurende blootstelling aan fijnstof. De mortaliteit door chronische blootstelling is mogelijk een veelvoud hiervan. De duur van de levensverkorting is vermoedelijk kort: enkele dagen tot maanden. Naast mortaliteit speelt bij fijnstof morbiditeit een belangrijke rol: door blootstelling aan fijnstof worden veel mensen ziek. Bij mensen met luchtwegaandoeningen en hart- en vaatziekten verergert blootstelling aan fijnstof hun symptomen. De eenheid DALY (disability-adjusted life years) meet zowel de mortaliteit als de morbiditeit. Voor chronische blootstelling aan PM₁₀ is het aantal DALY’s in Nederland aanzienlijk: tussen 7000 en 13000 per miljoen inwoners. Dat is ruwweg 5% van de totale ziektelast in Nederland. Het Longfonds heeft een maatschappelijke kosten-batenanalyse (MKBA) laten uitvoeren die, op basis van de DALY’s, liet zien dat de maatschappelijke kosten van fijnstof door gezondheidsschade tussen de €4 en 40 miljard per jaar bedragen. Ter vergelijking: voor €4 miljard kunnen ongeveer 8 miljoen roetfilters worden gemonteerd.

Studies wijzen uit dat er geen veilige ondergrens is bij blootstelling aan fijnstof: hoe klein de blootstelling ook is, er is een meetbaar schadelijk effect op de gezondheid. De huidige normen zijn derhalve een compromis tussen gezondheidsbelangen en socio-economische belangen.

Het bovenstaande artikel is voorlopig en geeft geen weloverwogen standpunt van de Groene Rekenkamer weer. De Groene Rekenkamer heeft op dit moment nog geen systematisch eigen (literatuur)onderzoek gedaan op het gebied van fijnstof. We hopen dit in de nabije toekomst grondig aan te pakken en hier ook rapporten over uit te brengen. Pas dan zal hier ook een artikel verschijnen dat door derden kan worden aangehaald als zijnde de visie van De Groene Rekenkamer op het thema fijnstof.

Heeft u belangwekkende informatie over dit thema? Vult u dan het contactformulier in.

Hier kunt u een rapport over fijnstof van het RIVM downloaden