De luchtkwaliteit in Nederland wordt door de overheid vastgesteld met een combinatie van metingen en modelberekeningen. Er worden door verschillende overheden, ingenieursbureaus en particuliere initiatieven (zoals AiREAS in Eindhoven) luchtkwaliteitsmetingen uitgevoerd. Er wordt onderscheid gemaakt in metingen die voldoen aan de wettelijke voorschriften en alternatieve metingen. Juridisch gezien (in Nederland) zijn modelberekeningen door middel van de Nationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit (NSLNationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit Nationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit ) Monitoringstool leidend.

De Europese richtlijn 2008/50/EGEuropese Gemeenschap Europese Gemeenschap , de Europese (kwaliteits)norm NENNederlandse norm  Nederlandse norm over informatiebeveiliging in de zorg  EN ISOInternational Organization of Standardization International Organization of Standardization /IEC 17025:2005 en Regeling Beoordeling Luchtkwaliteit (RBL 2007) bevatten de Europese voorschriften voor het uitvoeren van metingen die geschikt zijn om wettelijke normen mee te toetsen. Belangrijke criteria hierbij zijn het minimale aantal meetpunten (per zone en agglomeratie), de plaatsing (locatie van de meting en plaatsing van de meetapparatuur), de wijze van monsterneming, de toe te passen meetmethode voor iedere stof, het tijdvak van de meting en het percentage gevalideerde concentraties.

Metingen die aan deze voorschriften voldoen zijn voor iedereen inzichtelijk via www.luchtmeetnet.nl. Hierin zijn metingen opgenomen van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVMRijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu ), GGDGemeentelijke Gezondheidsdienst Gemeentelijke Gezondheidsdienst  Amsterdam, Dienst centraal milieubeheer Rijnmond (DCMRMilieudienst Rijnmond Milieudienst Rijnmond ), Provincie Limburg, Omgevingsdienst Regio Arnhem (ODRAOmgevingsdienst regio Arnhem Omgevingsdienst regio Arnhem ) en Omgevingsdienst Midden- en West-Brabant (OMWBOmgevingsdienst Midden en West Brabant Omgevingsdienst Midden en West Brabant ).

Op ongeveer 80 meetstations door heel Nederland worden verschillende stoffen gemeten. Deze meetstations staan zowel in de stad, bij wegen als op het platteland. Voor een groot aantal stoffen geldt dat deze continu en geautomatiseerd worden gemeten. Dit betreft ozon (O3), stikstofoxiden (NOx), zwaveldioxide (SO2), fijn stof (PM2,5fijnstof fijnstof /PM10fijnstof fijnstof ), koolmonoxide (CO), ammoniak (NH3ammoniak ammoniak ), waterstofsulfide (H2S) en roet. De gegevens zijn direct beschikbaar via www.luchtmeetnet.nl en teletekst pagina 711. Via deze media wordt de ‘luchtkwaliteit’ gecommuniceerd volgens een op gezondheidseffecten gebaseerde index (Dusseldorp et al, 2015). Ook zijn de resultaten per individuele component te bekijken.

Meetmethoden en resultaten

De meetresultaten worden gebruikt als input voor de rekenmodellen (GCNGrootschalige Concentratiekaarten Nederland Grootschalige Concentratiekaarten Nederland  kaarten, NSLNationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit Nationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit -Monitoringstool, zie paragraaf Modelberekeningen) en het vaststellen van trends in de concentraties. Daarnaast wordt een deel van de meetresultaten door het RIVM gerapporteerd aan de EUEuropean Union  European Union  . Goede controle van de meetgegevens is hierbij noodzakelijk; dit wordt validatie genoemd. Door de controle kan het voorkomen dat resultaten die actueel gepubliceerd zijn, later worden afgekeurd of gecorrigeerd.

De luchtmetingen worden uitgevoerd met zogenaamde actieve meetmethoden. Bij de actieve methoden wordt lucht aangezogen en de concentraties worden gemeten in een bepaalde hoeveelheid aangezogen lucht. Voor deze meetsystemen is een mechanisch pompsysteem nodig. Voor iedere stof is er vervolgens een eigen apparaat dat die bepaalde stof meet. Professionele meetapparatuur is vrij kostbaar (vaak enkele tienduizenden euro’s), vergt regelmatig specialistisch onderhoud, is vrij groot en moet in een veilige en toegankelijke meetcabine worden geplaats. Daarnaast moeten voor PM10 en PM2,5 gedurende een deel van het jaar ook referentiemetingen worden uitgevoerd met methoden die veel handwerk vergen en goede laboratoriumfaciliteiten. Al met al vergt het beheer van meetfaciliteiten die voldoen aan de wettelijke voorschriften specialistische kennis, vaardigheden en faciliteiten waardoor het zich in Nederland beperkt tot een klein aantal partijen.

Een aantal van deze partijen en een aantal adviesbureaus voeren ook tijdelijke meetcampagnes uit. Veel voorkomende doelen zijn:
1) toetsing aan grenswaarden,
2) volgen hoe de luchtkwaliteit zich ontwikkelt (trend),
3) monitoring van effectiviteit van maatregelen,
4) wetenschappelijk onderzoek (bijvoorbeeld naar de gezondheidseffecten van luchtverontreiniging).
Wanneer het doel 1) toetsing is en dit ook juridisch verdedigbaar moet zijn, moet de meting voldoen aan alle wettelijke voorschriften. Het RIVM is door de minister aangewezen als de instelling die beoordeelt of een meting hieraan voldoet of niet. Wanneer er geen juridische toetsing plaatsvindt, zoals bij 2), 3) of 4), kunnen in principe ook meetmethoden worden gebruikt die niet (volledig) voldoen aan de eisen. Het verdient natuurlijk aanbeveling om wel (zoveel mogelijk) volgens deze eisen te meten.

Er zijn verschillende alternatieve meetmethoden die vanwege lagere kosten en compactere meetinstrumenten veel toegepast worden door universiteiten, lagere overheden en (bewoners)groepen. De meest gebruikte alternatieve methoden zijn passieve metingen (met name NO2) en metingen met sensoren (vooral NO2 en in toenemende mate (ultra)fijn stof). Wetenschappelijke instellingen gebruiken daarnaast actieve meetmethoden die qua principe erg lijken op de apparatuur die in meetnetten wordt gebruikt maar waarvan het gebruik meestal (veel) meer arbeid vraagt. Voor iedere methode geldt dat een goede kwaliteitsborging een eerste vereiste is. Begrip van de factoren die onzekerheid in het resultaat veroorzaken bij de meetmethodes is nodig om de juiste methode in een bepaalde situatie te kunnen inzetten.

Wanneer toegepast met een zorgvuldig opgesteld meetplan en goed nageleefd meetprotocol, is het passief meten van de concentratie van (gasvormige) stoffen een goedkope en bovendien betrouwbare meetmethode. Daarbij wordt gebruik gemaakt van het natuurlijke diffusieproces, waarbij de te meten component zich hecht aan een reactieve stof op een vooraf geïmpregneerd medium. Vervolgens kan op basis van de hoeveelheid afgevangen gas en de diffusiesnelheid de concentratie in de lucht worden berekend. Bij de heersende concentraties in de buitenlucht kan met deze methode de gemiddelde concentratie over een langere periode (meestal een aantal weken) worden bepaald. Er bestaan dergelijke meetmethoden voor o.a. NO2, NH3, benzeen en O3. De meest gebruikte methode is het Palmes-buisje voor NO2. Deze methode wordt door een aantal gemeenten in Nederland gebruikt om de jaargemiddelde concentratie te bepalen, de locaties en resultaten zijn in te zien via een gezamenlijke kaart (GoogleMaps 2018).

Daarnaast worden er momenteel veel low-cost sensoren ontwikkeld voor het meten van luchtverontreiniging. Het meten met sensoren of goedkope (ca €10-€2000) apparaten betreft een veld waarin veel gebeurt en de ontwikkelingen snel gaan. Het RIVMRijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu heeft de website www.samenmetenaanluchtkwaliteit.nl in het leven geroepen om ervaringen en informatie over lopende (test)projecten te delen. In januari 2019 is er een document gepubliceerd waarin een korte schets wordt gegeven van de huidige status van het onderzoek en de (on)mogelijkheden van sensoren voor luchtkwaliteit. De focus ligt op sensoren voor stikstofdioxide (NO2Stikstofdioxide) en fijnstof (PM10fijnstof/PM2,5fijnstof).  Check de website voor de laatste stand van zaken.

Betrouwbaarheid alternatieve metingen

Voor alle alternatieve meetmethoden geldt dat de betrouwbaarheid van de meting toeneemt door zorgvuldig te werken, met een goed meetplan en strikt meetprotocol. In een goed meetplan staat onder andere dat gedurende de meetcampagne ook een sensor/apparaat/sampler bij een of meerdere officiële meetstations wordt geplaatst (op een locatie vergelijkbaar met de locatie waar de meetcampagne wordt uitgevoerd) en op enkele locaties duplometingen worden uitgevoerd. Door middel van duplometingen kan worden gecontroleerd of de variabiliteit van de meetinstrumenten acceptabel is. De vergelijking met de metingen op een officieel meetstation geeft inzicht in de meetkwaliteit onder de specifieke (weers)omstandigheden die optreden gedurende de meetcampagne en biedt eventueel mogelijkheid een correctiefactor toe te passen. De gekozen meetlocatie moet daarbij representatief zijn voor de situatie waarover de meting informatie moet bieden. Voor de gemiddelde concentratie in een woonwijk is het bijvoorbeeld van belang niet vlakbij een stoplicht of aan een bushalte te meten. Ten slotte moet de duur van een meetcampagne afgestemd zijn op de vraag die je wilt beantwoorden: om blootstelling in het verkeer in kaart te brengen kunnen kortdurende mobiele metingen heel informatief zijn, om de concentratie op een locatie te vergelijken met modelberekeningen of om deze te willen toetsen aan normen voor een jaargemiddelde concentratie zijn langdurige metingen (minimaal verspreid over een heel jaar) noodzakelijk.

In Nederland wordt de NSL-Monitoringstool gebruikt om te toetsen of de luchtkwaliteit heeft voldaan aan de wettelijke grenswaarden. In de meeste gevallen is de NSLNationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit-Monitoringstool daarmee de juridisch voorgeschreven methode om de luchtkwaliteit vast te stellen.

De NSL-monitoringstool wordt gebruikt om:

  • De luchtkwaliteit te monitoren en te toetsen of aan de wettelijke grenswaarden wordt voldaan. Hierover wordt jaarlijks een Monitoringsrapportage uitgebracht, welke ook vooruitblikt naar de toekomstige nationale situaties (2020 en 2030).
  • Overheden kunnen het rekenhart van de Monitoringstool (de NSL-Rekentool (InfoMil 2018)) gebruiken om zelf, ten behoeve van besluitvorming, scenario’s door te rekenen. Hiermee kunnen zij de toekomstige luchtkwaliteit als gevolg van ruimtelijke ontwikkelingen (bouwplannen, aanleg nieuwe wegen) of luchtkwaliteitsmaatregelen toetsen. Waar in het volgende Monitoringstool staat kan ook Rekentool gelezen worden.

De Monitoringstool berekent de concentratie voor een grote set vooraf gedefinieerde ‘toetspunten’ langs verkeerswegen (of de Rekentool voor ‘rekenpunten’). Dit gebeurt door grofweg de (verspreide) bijdrage van lokale bronnen op te tellen bij de plaatselijke achtergrondconcentratie:

Totale concentratie = achtergrondconcentratie + lokale bijdrage

Dit is schematisch weergegeven in het figuur onderaan deze pagina.  

De achtergrondconcentraties worden op basis van de Grootschalige Concentratiekaart Nederland (GCNGrootschalige Concentratiekaarten Nederland-kaart) jaarlijks vastgesteld voor het afgelopen jaar. De GCN is gebaseerd op meetgegevens, emissiegegevens van alle bekende bronnen van luchtverontreiniging (die overheden en bedrijven jaarlijks verplicht aanleveren), weerscondities, kennis over buitenlandse bronnen en een verspreidingsmodel. De resulterende kaart geeft een grootschalige (achtergronds-)concentratie op een 1x1 kmkilometer grid. Op de pagina GCN & GDN kaarten staat uitgebreide informatie over de manier waarop de GCN-kaarten tot stand komen.
De bijdrage van lokale bronnen wordt berekend op basis van data die door diverse overheden verplicht jaarlijks worden aangeleverd. Het gaat dan om:

  • Verkeersgegevens: het aantal voertuigen in specifieke categorieën (bussen, middelzwaar en zwaar vrachtverkeer, licht verkeer zoals personenauto’s en bestelbusjes) dat op een weg rijdt, de snelheid waarop ze dat doen en de mate van doorstroming of congestie
  • Kenmerken van de wegen en hun omgeving, bijvoorbeeld of er bebouwing of bomen langs de weg zijn of niet
  • Voortgang van maatregelen en projecten; maatregelen uit luchtkwaliteitsverbeterplannen, veranderingen in de verkeersstromen, bouwprojecten met veel (invloed op) verkeer, etc.
  • Kenmerken van prioritaire veehouderijen (een PM10fijnstof-emissie groter dan 1500 kgkilogram/jaar en gelegen in een gebied met een achtergrondconcentratie van PM10 groter dan 27,5 μg/m3kubieke meter): vergund aantal dieren per diersoort, stalsysteem, etc.
  • Gegevens over de uitstoot van de industrie

Op basis van deze gegevens kan de emissie, met behulp van jaarlijks door het Rijk vastgestelde emissiefactoren per bron, worden geschat. Vervolgens kan het model de locatie specifieke verspreiding berekenen waarbij de data betreffende de lokale omgeving wordt betrokken. De Monitoringstool combineert hierbij alle rekenregels voor de verschillende verkeersbronnen (de zogenaamde standaardrekenmethoden; SRMSecond Read Model-1 (voor stadswegen), SRM-2 (voor snelwegen) en veehouderijen en industrie (SRM3)).
De bijdragen van wegverkeer, intensieve veehouderij en industriële bronnen worden ook in de GCN-berekeningen meegenomen, maar gemiddeld over een 1x1 km grid. Omdat hierbij een dubbeltelling kan optreden, wordt daarvoor gecorrigeerd.

Blootstelling

 De NSL-Monitoringstool  kan ook worden gebruikt om de blootstelling van de bewoners op rekenpunten nabij het huisadres in te schatten (bij meldingen van inwoners). Deze is niet zo gebruiksvriendelijk en daardoor minder geschikt voor de burger zelf, maar kan de GGDGemeentelijke Gezondheidsdienst-medewerker de benodigde achtergrondinformatie bieden.

Realiseer je, zeker bij overlastsituaties, dat niet alle bronnen in het model zijn opgenomen en dat er in de praktijk altijd variatie kan zijn die niet mee modelleert. Dit speelt zowel in tijd (jaargemiddelde concentratie vs. moment van hinder) als ruimte (hinder treedt vaak op op een locatie die niet als ‘representatief’ wordt gezien).  De beperkingen van de monitoringstool worden hieronder beschreven. In het tekstkader ‘Handleiding NSL-Monitoringstool’ staat omschreven hoe deze tool gebruikt kan worden. Voor enkele specifieke bronnen die niet in de Monitoringstool zijn opgenomen wordt op de pagina Andere bronnen van luchtverontreiniging ingegaan op voor de GGD relevante aspecten.

Beperkingen van de modellen

Beperkingen van het rekenen met de Monitoringstool, of welk ander model, is het werken met standaard emissiefactoren. Jaarlijks worden de emissiefactoren vastgesteld op basis van metingen aan voertuigen (door TNO) en de samenstelling van het wagenpark en de kilometers die door die voertuigen worden gereden (inschatting door het CBSCentraal Bureau voor de Statistiek). De emissiefactoren die voor toekomstprognoses worden gebruikt zijn gebaseerd op voorgenomen beleid en blijken in de praktijk vaak (erg) tegen te vallen (Emissieregistratie and Luchtkwaliteit 2008). De afhankelijkheid van de kwaliteit van de aangeleverde (verkeers)data roept regelmatig vragen op. Naar aanleiding van Kamervragen (Motie van Tongeren, Motie 120 (30 175)) controleert het Bureau Monitoring (een samenwerking tussen het RIVMRijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu en Rijkswaterstaat Leefomgeving/InfoMil) deze invoer steekproefsgewijs en wordt een hoofdstuk in de Monitoringsrapportage hieraan gewijd. 
De toetspunten waarvoor de berekeningen worden gedaan moeten voor wat betreft het wegverkeer representatief zijn voor ‘standaard wegvakken’. Dit betekent dat de meeste kruispunten, rotondes, knooppunten, etc. buiten beschouwing gelaten worden. Een toetspunt ligt 10 meter van de wegrand of aan de gevel indien dit een woning betreft en deze dichter dan 10 meter bij de weg ligt. Bij toetsing rondom veehouderijen geldt een voorschrift voor nabijgelegen woningen.

Gemeenten kunnen, uit interesse, extra rekenpunten toevoegen waar niet getoetst wordt. Ook kan blijken, dat toetspunten in de Monitoringstool toch geen wettelijk toetspunt zijn. Deze worden dan niet in de toetsing meegenomen. De wettelijke mogelijkheden hiervoor zijn het ‘Toepasbaarheidsbeginsel’ en het ‘Blootstellingscriterium’. In hoofdlijnen stelt het Toepasbaarheidsbeginsel dat niet hoeft te worden getoetst op plekken waar het publiek formeel geen toegang toe heeft, zoals op rijbanen en middenbermen van snelwegen. Het Blootstellingscriterium geeft aan dat toetsing aan de normen daar dient plaats te vinden ‘waar de hoogste concentraties voorkomen waaraan de bevolking rechtstreeks of indirect kan worden blootgesteld gedurende een periode die in vergelijking met de middelingstijd van de grenswaarde(n) niet verwaarloosbaar is’. In de praktijk betekent dit dat de jaargemiddelde grenswaarde alleen getoetst hoeft te worden aan de gevel van woningen, scholen, ziekenhuizen, etc. (dit verklaart ook waarom er zo weinig wettelijke knelpunten zijn langs snelwegen). Vooral in de toepassing van het blootstellingscriterium zijn interpretatieverschillen mogelijk. Toepassing vindt bovendien alleen op verzoek van het bevoegd gezag plaats, lang niet alle gemeentes passen dit toe.

Een andere beperking van de Monitoringstool is dat de lokale bijdrage van verschillende bronnen buiten beschouwing wordt gelaten. Een aantal van deze bronnen heeft zich in de afgelopen jaren duidelijk in de kijker gespeeld, denk aan brommers/scooters, houtrook en scheepvaart: er wordt zelfs lokaal beleid gemaakt voor deze bronnen. Omdat de lokale bijdrage van deze bronnen niet met het model kunnen worden berekend, kunnen voor de gezondheid en/of in de perceptie van omwonenden wel degelijk relevante maatregelen met de gebruikelijke modellen niet op effectiviteit doorgerekend worden. Op papier lijken deze maatregelen daarom soms niet effectief.

Meer informatie over modelleren staat beschreven in een eind 2011 door Rijkswaterstaat uitgebrachte brochure met een uitgebreide beschrijving van het modelleren langs rijkswegen (Rijkswaterstaat 2011).

Andere modellen

Naast de Monitoringstool zijn er ook nog een aantal andere modellen waarmee de luchtkwaliteit berekend kan worden (ISL3a, Stacks, Geomilieu, URBIS, etc). Afhankelijk van het model kan daarmee de bijdrage van gemeentelijk verkeer, provinciaal verkeer of snelwegverkeer worden doorgerekend. Ook is het mogelijk om de bijdrage van de scheepvaart, industriële bronnen en van landbouw door te rekenen. Over het algemeen zijn dit modellen in beheer van (commerciële) adviesbureaus. Voor wat betreft wettelijke toepassing is een voorwaarde dat de methode is goedgekeurd door de staatssecretaris. Een overzicht van goedgekeurde modellen is te vinden op de website van de Rijksoverheid.

Handleiding NSL-Monitoringstool

Zoek op www.nsl-monitoring.nl de digitale kaart op, en zoek op deze kaart de locatie waar de melding over gaat. Voor concentraties kies je in het menu rechts allereerst voor ‘rekenpunten (of toetspunten) tonen’, en vervolgens in het menu voor de component waar je meer over wilt weten. Wil je de precieze berekende concentratie voor een bepaald rekenpunt weten, klik dan in het menu links op ‘select’ en klik vervolgens op het rekenpunt. Er komt dan een pop-up scherm onderin met diverse tabbladen, waaronder een tabblad met concentraties (in de tabel gaat het dan om de rij ‘totale concentraties’, de overige rijen betreffen de opbouw van die totale concentratie).

Op vergelijkbare wijze kunnen ook verkeersintensiteiten van wegvakken (bijvoorbeeld met meer/minder dan 10.000 motorvoertuigen per etmaal) inzichtelijk worden gemaakt.

Schematische voorstelling van modellering van luchtkwaliteit


Figuur:  Schematische voorstelling modellering luchtkwaliteit.

Meten of rekenen?

Voor wie zich bezig houdt met de luchtkwaliteit, zowel overheid als burger, bestaat vaak een behoefte de luchtkwaliteit op een locatie zo precies mogelijk vast te stellen. Intuïtief vraagt men dan vaak om metingen, maar rekenen kan net zo goed een antwoord op vragen geven.
De voor- en nadelen van zowel meten als rekenen zijn in voorgaande paragrafen uitgebreid behandeld en worden in de Tabel  schematisch samengevat.


Tabel : Samenvatting van meten versus rekenen.

 

Meten

Rekenen

Tijd

Kan alleen in het hier en nu

Kan voor het nu, verleden en toekomst

 

Verschillende scenario’s mogelijk

Lange doorlooptijd tbv betrouwbaarheid (voorbereiding en meetduur)

Kan relatief snel

Betrouwbaarheid

Uitstekend bij metingen volgens NENNederlandse norm EN ISOInternational Organization of Standardization/IEC 17025:2005 (juiste methode, locatie en meetduur)

Over het algemeen goed bij goede invoerdata en locatie binnen toepassingsbereik rekenmodel

Goed bij toepassing Palmes-buisjes volgens strikt protocol

 

Matig/slecht bij niet gecertificeerde meetapparatuur (sensoren)

 

Aandachtspunt: toepassen kwaliteits- voorschriften onder druk (tijd, kosten, politiek)

Aandachtspunt:

bronnen die niet of onvoldoende gemodelleerd worden

Kosten

Relatief kostbaar

Relatief goedkoop

Toetsen aan normen die bij rechter standhouden

Nee, want wettelijke toetsing gebeurt op basis van berekeningen (tenzij metingen bij rechter stand houden omdat zij voldoen aan alle voorschriften)

Ja, mits juiste model bij situatie

Volgen trend

Ja, mits lange ongewijzigde meetreeks

Twijfelachtig, vanwege veranderingen in modelaannames en -voorschriften

En verder

Sluit goed aan bij beleving burgers en is mediageniek: “Meten is weten”. Maar relativering (meten is zweten) is vaak moeilijk

Gaat meestal met stille trom, is voor burgers niet direct zichtbaar

Schept vaak verwachtingen; het is hoog en dan? Beperkte beleidsinvloed en moeilijk uit te leggen

Biedt burgers in veel gevallen onvoldoende geruststelling

Ten slotte, er zijn verschillende vergelijkingen van metingen en berekeningen uitgevoerd, waarin een hoop voor- en nadelen van beide methoden naar voren komen (Milieudefensie 2015; Wesseling et al. 2010; Wesseling et al. 2013).

Referenties