LUCHTKWALITEIT IPL-PROEFTUIN

Transcriptie

1 M+P - raadgevende ingenieurs Müller-BBM groep geluid trillingen lucht bouwfysica Wolfskamerweg 47, Vught Postbus CB Vught T F Vught@mp.nl LUCHTKWALITEIT IPL-PROEFTUIN Metingen Optimalisatie Geluidschermen Eerste en tweede meetsessie Opdrachtgever Rapportnummer Auteurs Rijkswaterstaat Dienst Verkeer en Scheepvaart M+P.DWW ir. J. Hooghwerff drs. ing. C.C. Tollenaar Postbus GA DELFT Revisie 4 Datum 12 november 29 Opdrachtnummer Pagina Contract DWW-2999B 1 van 73 M+P - raadgevende ingenieurs Niets van deze rapportage mag worden gebruikt voor andere doeleinden dan is overeengekomen tussen de opdrachtgever en M+P (DNR 2 Artikel 46). Vestigingen Aalsmeer en Vught Lid ONRI ISO 91

2 M+P.DWW , 12 november 29 Samenvatting Voor het project "Proeftuin schermen" van het Innovatieprogramma Luchtkwaliteit zijn door M+P in een proeftuin de effecten van een vijftal schermen onderzocht op de concentraties NO 2, NO X, PM 1 en PM 2. achter het scherm. De schermen zijn ter hoogte van strand Nulde langs de A28 geplaatst. De metingen zijn uitgevoerd in twee meetperiodes van circa drie maanden. Deze liepen van eind juli tot eind oktober 27 en van begin december 27 tot half maart 28. Bruikbare uurwaarden voor het onderzoek zijn de uurwaarden tijdens droge perioden met een stabiele (zuid)oostelijke wind. In de eerste meetsessie zijn circa goede uurwaarden vastgesteld, in de tweede meetsessie zijn dat er ruim 1 meer. De gemiddelde onzekerheid in het bepaalde schermeffect is in de eerste periode daardoor groter dan in de tweede periode. De metingen achter de verschillende schermen zijn uitgezet tegen de metingen in de -situatie zonder scherm. De gevonden verhoudingen geven, met een bepaalde betrouwbaarheid, de schermeffecten op de verschillende meetpunten weer. Aan de in het meetplan geschatte onzekerheden, blijkt in de praktijk voor de PM-metingen niet te worden voldaan. Een gevolg is dat voor PM het niet mogelijk is om significante verschillen tussen de diverse schermen aan te tonen. Uit de analyse van de meetdata kan worden opgemaakt dat: Schermeffecten op NO 2 zijn op meter achter het scherm in de orde grootte 1 tot 2 %. Op grotere afstand zijn de effecten veelal lager of zelfs negatief. Schermeffecten op NO X zijn op meter achter het scherm rond de 3%. Op grotere afstand achter het scherm zijn de schermeffecten in de orde grootte tot 2%. Schermeffecten op PM laten veel negatieve waarden zien. Verder valt op dat de spreiding in de resultaten groot is. In de tweede meetperiode zijn de schermeffecten door het hogere aantal meeturen met een hogere nauwkeurigheid bepaald. 2

3 M+P.DWW , 12 november 29 Summary For the Air Quality Innovation programme (IPL) the effects of noise barriers on the concentrations of nitrogen oxides (NO 2, NO x ) and fine dust particles (PM 1 and PM 2. ) behind the barrier have been tested by M+P at the IPL barrier test site. Five different barriers have been placed at this test site near the A28 motorway near the Nulde beach recreation area. Measurements have been performed in two stages of three months each, from the end of July to the end of October 27 and from the beginning of December 27 to the first half of March 28. Hourly values were measured of which only those obtained during dry periods with stable (south) eastern wind are useful. During the first phase app. meaningful values were obtained, in the second phase there were over 1 more. The average uncertainty of the assessed barrier effects is therefore larger for the first phase than for the second. The measurement results behind the different barriers have been compared to the "-situation" without any barrier. The relative amounts give, within an uncertainty interval, the effects of the barriers at the measurement positions. The uncertainty intervals for PM x have turned out to be larger in practice than estimated in the original measurement plan. As a consequence, significant differences between effects of barriers on PM x concentrations could not be established. From analysis of the measurement data it can be shown that: Barrier effects on NO 2 at meters behind the barrier are in the order of 1% to 2%. At larger distances, the effects are mostly lower or even negative. Barrier effects on NO x at meters behind the barrier are in the order of 3%. At larger distances behind the barrier effects range from to 2%. Barrier effects on PM are mostly negative. The spread of values is large. 3

4 M+P.DWW , 12 november 29 Inhoud SAMENVATTING 2 SUMMARY 3 1 INLEIDING 6 2 MEETOMGEVING Locatie Wegeigenschappen Geluidschermen 8 3 MEETSYSTEMATIEK Meetprincipe Uitgangspunten metingen Relatie met voorschriften 1 4 MEETAPPARATUUR PM-metingen NOx-metingen O 3 -metingen Verkeerstellingen Meteogegevens Meetopstelling 4.7 Meetvoorwaarden 16 BEPROEFDE SCHERMEN 17 6 DATAVERZAMELING EN ANALYSE Communicatie en dataverzameling Kwaliteitsborging Analyse Selectie goede meeturen Dataverwerking NOX Dataverwerking PM 22 7 MEETRESULTATEN Meetperiode Meteo Verkeer Datacorrectie Analyse Vergelijk met TEOM-FDMS en referentieapparatuur Verhouding PM 1 en PM 2. concentraties 29 4

5 M+P.DWW , 12 november Representativiteit M1 en M Effect van verschillende windhoeken op meetresultaat Ozon en instraling Onzekerheid in schermeffecten Eindresultaat 37 8 SAMENVATTING EN CONCLUSIES 4 9 LITERATUUR 41 BIJLAGE A Scatterplots NO 2 eerste meetperiode 42 BIJLAGE B Scatterplots NO 2 tweede meetperiode 46 BIJLAGE C Scatterplots NO X eerste meetperiode BIJLAGE D Scatterplots NO X tweede meetperiode 4 BIJLAGE E Scatterplots PM 1 eerste meetperiode 8 BIJLAGE F Scatterplots PM 1 tweede meetperiode 62 BIJLAGE G Scatterplots PM 2. eerste meetperiode 66 BIJLAGE H Scatterplots PM 2. tweede meetperiode 7

6 M+P.DWW , 12 november 29 1 Inleiding Het Innovatieprogramma Luchtkwaliteit (IPL) werkt aan innovatieve oplossingen om de luchtkwaliteit rond rijkswegen te verbeteren. Onderdeel van het programma is een studie naar de mogelijkheden om geluidschermen te optimaliseren voor luchtkwaliteit. Uit een eerdere fase van het project is gebleken dat geluidschermen een significant effect kunnen hebben op de verdunning achter het scherm [1] [2]. Het IPL is in 26 gestart met het "afromen van de markt", waarbij ideeën voor dergelijke optimalisaties de mogelijkheid kregen om beproefd te worden. Daarnaast is in mei 27 een prijsvraag op de markt gekomen om partijen te prikkelen met nieuwe ideeën te komen. Een aantal ideeën is in 27 en 28 in een "proeftuin" onderzocht. Deze proeftuin is een locatie waar naast een autosnelweg tijdelijk geluidschermen geplaatst zijn en metingen uitgevoerd kunnen worden. Het onderzoek is opgedeeld in vier meetperioden van drie maanden waarin steeds andere schermen worden onderzocht. Het IPL heeft M+P - raadgevende ingenieurs opdracht gegeven om de metingen in de proeftuin voor te bereiden, uit te voeren en te analyseren. In dit rapport worden de meetresultaten van meetperiode 1 en 2 gepresenteerd. Bij het tot stand komen van het rapport is dankbaar gebruik gemaakt van het commentaar en de suggesties vanuit de begeleidingsgroep, waarin deskundigen participeren vanuit Rijkswaterstaat, RIVM, TNO, KEMA en DCMR. Informatie rapport vierde revisie In de vierde revisie van het rapport is de data-analysemethode herzien. Vanaf de derde meetperiode is er met de begeleidingscommissie een gewijzigde methode geformuleerd welke nu alsnog in de rapportage van de eerste en tweede meetsessie is doorgevoerd. In deze versie zijn alleen de onzekerheden die volgen uit de regressieanalyse gepresenteerd. In het eindrapport worden de geschatte totale onzekerheden gepresenteerd waarin ook onzekerheden als gevolg van restspreiding en meetdoorsnede verschillen zijn opgenomen. Resultaten van schermeffecten kunnen hierdoor afwijken van eerder gepresenteerde resultaten van de eerste twee meetsessies. 6

7 M+P.DWW , 12 november 29 2 Meetomgeving 2.1 Locatie De proeftuin is gelegen in de gemeente Putten aan de westzijde van de A28 tussen de afslagen "Strand Nulde" (afslag 1) en "Strand Horst" (afslag 11). Circa km 43,3 tot km 43,8. Deze locatie voldoet wat betreft de proeftuin aan een aantal relevante randvoorwaarden: geen bijzondere luchtproblemen, bijvoorbeeld door locale bronnen anders dan de weg, voldoende lage achtergrondconcentraties; mogelijkheid om tijdelijk schermen te plaatsen; een weg zonder verdiepingen, op- of afritten, kunstwerken; mogelijkheid om metingen uit te kunnen voeren op voldoende afstand achter het scherm; geen bomen of verstoringen (zoals schermen) aan de andere kant van de weg; gelijkmatige aanstroomrichting van de wind; voldoende bruikbare windrichtingen; een weg met voldoende voertuigbewegingen, zodat er een significante wegbijdrage te verwachten is. Een luchtfoto van de locatie is in de onderstaande figuur opgenomen. figuur 1 Luchtfoto s van de locatie 7

8 M+P.DWW , 12 november Wegeigenschappen De A28 tussen Nijkerk en Harderwijk betreft een tweebaans autosnelweg met per baan twee rijstroken en een vluchtstrook. De gemiddelde verkeersintensiteit is circa 6. motorvoertuigen per etmaal, waarvan ongeveer 16% vrachtverkeer. Tijdens de metingen worden verkeersgegevens verzameld met een automatische verkeersteller welke Rijkswaterstaat nabij de proeftuin heeft laten plaatsen. 2.3 Geluidschermen De schermen en metingen zijn uitgevoerd aan de westzijde van de weg. Van zuid naar noord zijn eerst twee typen "geoptimaliseerde schermen" geplaatst, daarna een conventioneel scherm en vervolgens de nulsituatie waar geen scherm staat. De geluidschermen zijn zo dicht mogelijk bij de rijstroken geplaatst, circa 8 m uit rechter witte streep. Een dwarsdoorsnede van de weg is in de onderstaande figuur opgenomen. S R1 R2 V M1 M2 M3 3,? 3,7 3,7 3, 4,? 18, 11 m 8 m 28, m figuur 2 Dwarsdoorsnede van het wegprofiel nabij de proeftuin, westelijke rijbaan (R=rijstrook, V=vluchtstrook, S=geluidscherm, M=meetpositie) 8

9 M+P.DWW , 12 november 29 3 Meetsystematiek 3.1 Meetprincipe Om het effect van de geluidschermen te bepalen, is zowel voor de -situatie als achter elk scherm op 3 verschillende posities de wegbijdrage bepaald. De wegbijdrage is, in situaties waarbij de wind van de andere zijde van de weg komt, het verschil tussen het meetpunt achter het scherm en het meetpunt aan de overzijde van de weg. Vergelijking van de wegbijdrage op een punt achter het scherm met de bijdrage op het punt ter plaatse van de -situatie levert het schermeffect. In onderstaande figuur zijn de meetpunten schematisch weergegeven. M13 achtergrondconcentratie noord -situatie ref.scherm geopt. scherm 1 geopt. scherm 2 M1 M4 M7 M1 M2 M M8 M11 M3 M6 M9 M12 figuur 3 Schematische weegave van de meetpunten Op elke positie is zowel de concentratie NOx en NO 2, als de PM 1 - en PM 2. -concentraties gemeten. Daarnaast is vanaf de tweede meetsessie op 3 punten de Ozonconcentratie en de lichtintensiteit gemeten. Op 8 meetpunten is meteo informatie geregistreerd. De precieze afstanden van de meetpunten zijn in figuur 2 opgenomen. Meetpunt 13 is in werkelijkheid noordelijker geplaatst ter hoogte van de zuidelijkste uitloper van parkeerplaats de Dasselaar. De afstand tot de rijbaan is (gespiegeld) gelijk aan meetpunt die van M Uitgangspunten metingen Voor de fijn stof metingen zijn de volgende uitgangspunten gehanteerd: op alle posities staan continue Osiris fijn stof meetsystemen; bij de -situatie (geen scherm) wordt (aan de westzijde van de weg) op basis van de referentiemethode PM 1 en PM 2. gemeten, waarmee de gemiddelde dagwaarden van de continue systemen "geijkt" worden; bij de -situatie wordt tevens met behulp van een TEOM-FDMS de continue PM 1 - concentratie gemeten, om het (al dan niet correcte) verloop van de continue stofmonitoren te volgen en inzicht te hebben in de volatiele fractie (vervluchtigbare bestandsdelen) in de lucht; 9

10 M+P.DWW , 12 november 29 vooraf en tussentijds (twee wekelijks) worden alle continue meetsystemen met elkaar vergeleken. Ten tijde van de vergelijkingen worden eventuele verschillen vastgelegd welke achteraf gebruikt kunnen worden voor de interpretatie van de resultaten. Voor de NO x - en NO 2 -metingen worden de volgende uitgangspunten gehanteerd: op alle 13 posities (dus -situatie, referentiescherm, geoptimaliseerd scherm 1 en geoptimaliseerd scherm 2) wordt gewerkt met een continu NOx-meetsysteem van het type Airpointer; met deze continue systemen wordt gelijktijdig zowel NOx als NO 2 gemeten. vooraf en tussentijds (twee wekelijks) worden alle continue meetsystemen gecontroleerd door ijkgas aan te bieden. Ten tijde van de vergelijking worden eventuele verschillen vastgelegd welke achteraf gebruikt kunnen worden voor de interpretatie van de resultaten. Voor de Ozon metingen worden de volgende uitganspunten gehanteerd: Op drie meetpunten wordt een O 3 meetmodule aan de Airpointer toegevoegd waarmee continu de ozonconcentraties gemeten worden. Op circa acht posities wordt meteo-informatie ingewonnen: luchttemperatuur; luchtvochtigheid; windsnelheid; windrichting. Daarnaast wordt op één positie een regensensor geïnstalleerd, zodat bekend is in welke perioden het geregend heeft. Tevens wordt op één meetpositie een lichtintensiteit meter geplaatst zodat de ozonmetingen op de juiste manier geïnterpreteerd kunnen worden 3.3 Relatie met voorschriften De uitvoering van de metingen gebeurt zoveel mogelijk in aansluiting bij de (internationale) voorschriften. De belangrijkste reden daarvoor is dat daarmee de resultaten voor zo veel mogelijk doeleinden te gebruiken zijn. Voor dit onderzoek zijn de volgende voorschriften relevant: de aansluiting bij de Regeling beoordeling luchtkwaliteit 27; de verwachte onnauwkeurigheden van de diverse meetapparatuur en meetmethoden in relatie met de genoemde regelgeving; voor zowel PM 1 als PM 2. wordt een koppeling gelegd met de van Europese "referentiemeetapparatuur" (NEN-EN 12341); alle NOx-modules werken conform EN Wat betreft gekozen afstanden achter het scherm en gekozen meethoogten is aansluiting gezocht bij de Regeling beoordeling luchtkwaliteit 27. 1

11 M+P.DWW , 12 november 29 4 Meetapparatuur 4.1 PM-metingen Om invulling te geven aan de eisen en wensen met betrekking tot de metingen is de volgende meetapparatuur geselecteerd. Voor PM-metingen: 2 referentiemeetapparaten, zogenaamde Low Volume Samplers (LVS), van het merk Derenda voor het meten van PM 1 en PM 2.. De LVS verzameld over een periode van 24 uur het stof op een filter, waarbij na weging in het laboratorium de gemiddelde concentratie over die 24 uur bepaald kan worden. Afhankelijk van de gekozen inlaatkop wordt PM 1 of PM 2. gemeten. 1 TEOM met FDMS van het merk Thermo (type 8) (nauwkeurigheid vergelijkbaar met referentiemethode) voor het meten van continue PM 1 -concentratie. De TEOM-FDMS maakt gebruik van een oscillerend filter. Door het verzamelen van stof op het filter veranderd de eigen frequentie van het filter, waaruit de massaverandering bepaald kan worden en daarmee de concentratie. De TEOM-FDMS wordt uitgerust met een PM 1 inlaat. 13 continue meetsystemen voor fijn stof van het merk Osiris. De Osiris is gebaseerd op lichtverstrooiing. Uit de hoek van buiging van de verstrooiing wordt de grootte van het deeltje ingeschat en de concentratie bepaald, zodat met de Osiris continu ook een verdeling van de gemeten stof naar grootte gedaan wordt. Achtergrondinformatie van de meetapparatuur is opgenomen in de bijlagen van het meetplan [3]. Een foto van de verschillende instrumenten is in de onderstaande figuur opgenomen. figuur 4 Fijn stof meetapparatuur, achtereenvolgens LVS, Osiris en TEOM-FDMS 11

12 M+P.DWW , 12 november NOx-metingen Voor NOx en NO 2 : de NOx- en NO 2 -metingen zijn gedaan met 13 continue systemen gebaseerd op chemieluminescentie van het type Airpointer, die gemaakt worden door de Oostenrijkse fabrikant Recordum. figuur NOx-meetapparatuur: Airpointer De Airpointer is een nieuw concept in de wereld van luchtkwaliteitsmetingen. Ontworpen voor "Hot Spot" metingen of voor metingen op plaatsen waar geen conventionele meetstations kunnen worden opgesteld. De Airpointer biedt dezelfde mogelijkheden als een traditioneel meetstation, maar dan in een kleine behuizing. De compacte vorm doet geen afbreuk aan de nauwkeurigheid omdat de meettechnieken voorgeschreven door de EU-regelgeving gebruikt worden. Zowel de geinstalleerde meetmodules als de "utilities" zoals Airco e.d. communiceren met de buitenwereld via een PC-platform en GPRS data-overdracht. Hoogwaardige Micro-processortechniek controleert alle parameters, zelfs het toerental van de ventilatoren. Deze gedetailleerde diagnostiek laat toe om op afstand de volledige functionaliteit te bewaken. De communicatie verloopt via een webbrowser. 12

13 M+P.DWW , 12 november O 3 -metingen Belangrijkste eigenschappen van de Airpointers: 13 Airpointers met een NOx-module conform EN 14211; alle Airpointers zijn voorzien van een koeling van de NOx-bank (interne Airco); de apparatuur die gebruikt wordt is de zeer recent vernieuwde versie van de Airpointer, met als belangrijkste verbeteringen: een interne NOx-bank van het merk Thermo (die gelijk is aan de NOx-banken in de meetapparatuur in veel vaste Nederlandse meetnetten); een verbeterde en meer gebruiksvriendelijke metalen kast; een interne airco met een lager energieverbruik. de Airpointer is vergeleken met andere beschikbare NOx-modules een zeer nauwkeurig instrument, door de interne automatische zero drift calibrator (waarbij dagelijks de zero drift gecalibreerd wordt); de uitgebalanceerde koelunit, wat de stabiliteit van het meetsignaal ten goede komt. Aanvullende achtergrondinformatie van de Airpointer is in het meetplan opgenomen. Een foto van de nieuwste versie van de Airpointer zoals die in de proeftuin gebruikt wordt, is in figuur weergegeven. De gebruikte Airpointers van Recordum bieden ruimte voor verschillende meetmodulen. Voor de Ozonmetingen geldt: drie Airpointers zijn tevens uitgerust met een Ozon meetbank van het merk Recordum. op één meetpunt is een pyranometer type SKS 111 van Skye geplaatst welke de lichtintensiteit meet zodat de ozonconcentraties goed geïnterpreteerd kunnen worden. figuur 6 Airpointer met NOx en Ozon meetbank (bovenste "meetlade") en pyranometer (rechts) 13

14 M+P.DWW , 12 november Verkeerstellingen Verkeersgegevens worden verzameld met een RTMS (Remote Traffic Microwave Sensor) van EIS Traffic solutions. Voor de verkeerstellingen geldt: met behulp van radartechnologie wordt het aantal voertuigen gemeten; de verkeersintensiteit wordt per rijstrook bepaald; er wordt onderscheid gemaakt in de voertuigcategorieën "lichte motorvoertuigen", "middelzware motorvoertuigen" en "zware motorvoertuigen"; meetdata wordt in een computer ter plaatse verzameld en vervolgens in de meetdatabase opgeslagen. figuur 7 RTMS (links) en Schematische weergave meetbereik (rechts) (bron: EIS) 4. Meteogegevens Meteo-informatie wordt op meerdere manieren ingewonnen: op circa 8 meetposities in de meetopstelling (zie figuur 8) worden (op circa 2 m hoogte) gerichte locale metingen uitgevoerd. Het betreft: luchttemperatuur; luchtvochtigheid windrichting; windsnelheid; regengebeurtenis en -intenisiteit (op 1 positie). lichtintensiteit (op 1 positie) gedetailleerde meteo-informatie wordt verkregen van een meteodienst, deze informatie wordt gebruikt als controle voor de locatiespecifieke gegevens die zelf in gewonnen worden; nabij de meetlocatie (afslag Strand Nulde) is een meetpunt van Rijkswaterstaat in het kader van het gladheidsmeldsysteem. Op deze locatie wordt ten minste windsnelheid en windrichting gemeten op circa 4m boven de weg. Nagegaan wordt of deze meetgegevens eveneens gebruikt kunnen worden voor vergelijking met eigen meetgegevens. De metingen worden continu uitgevoerd. 14

15 M+P.DWW , 12 november Meetopstelling In overleg met Rijkswaterstaat en de begeleidingscommissie zijn de onderstaande uitgangspunten voor de meetopstelling opgesteld: schermen aan de westzijde van de weg; meethoogte: 1,m; afstand eerste rij instrumenten: m achter het scherm; afstand tweede rij instrumenten: 1m achter het scherm; afstand derde rij instrumenten: 28,m achter het scherm; alle posities in het midden achter het betreffende scherm; meetpositie achtergrondconcentratie: "bovenwinds", westzijde van de weg ter plaatse van de -situatie. Aan de afstand van de derde rij instrumenten ligt geen theoretische onderbouwing ten grondslag maar is ingegeven door praktische beperkingen ter plaatse. Het meetpunt aan de andere zijde van de weg staat op een gelijke afstand als de tweede rij instrumenten achter het scherm. Een schematisch overzicht van de meetpunten en de apparatuur die op die locaties geplaatst wordt, is opgenomen in de onderstaande figuur. figuur 8 Meetopstelling met locaties en geplande apparatuur

16 M+P.DWW , 12 november Meetvoorwaarden De metingen zullen gedurende de meetperiode continu uitgevoerd worden. Echter voor de bruikbaarheid van de metingen moet rekening gehouden worden met een aantal voorwaarden. Om een wegbijdrage te kunnen meten dient er voldoende verkeer op de weg te zijn. Daarnaast is de windsnelheid, windrichting en windstabiliteit van belang. Aan de windgegevens zijn de volgende randvoorwaarden gesteld: windrichting: naar proeftuin gericht (oostenwind, totale windhoek van circa 12 ); windsnelheid tussen 1 m/s en 1 m/s; stabiele windrichting in een uur, maximale standaarddeviatie in het gemiddelde is. Ten slotte, voor "goede" meetwaarden moet het tijdens de metingen droog zijn. Om voldoende meeturen in een meetperiode te kunnen verzamelen zijn droge "mooi weer" perioden gunstig omdat deze in Nederland vaak gepaard gaan met oostenwind. 16

17 M+P.DWW , 12 november 29 Beproefde schermen Gedurende de eerste meetperiode (juli tot oktober 27) zijn de volgende schermen beproefd (van zuid naar noord): scherm 1: 7m hoog standaard scherm; scherm 2: 4m hoog scherm van houtvezelbeton met Titaandioxide coating; scherm 3: 4m hoog scherm (referentiescherm, materiaal van het scherm is glas). Gedurende de tweede meetperiode (december 27 tot maart 28) zijn de volgende schermen beproefd (van zuid naar noord): scherm 1: 4m hoog scherm met T-top; scherm 2: 4m hoog scherm met vegetatie; scherm 3: 4m hoog scherm (referentiescherm, materiaal van het scherm is glas). Een overzicht en indicatie van deze schermen is gegeven in de onderstaande figuren. Eerste meetsessie: 7 meter hoog scherm, 96 meter lang Tweede meetsessie : 4 meter hoog scherm met T-top, 12 meter lang Eerste meetsessie : 4 meter hoog (katalytisch) scherm, 12 meter lang Tweede meetsessie : 4 meter hoog scherm met vegetatie, 12 meter lang Eerste en tweede meetsessie: glazen referentiescherm, 4 meter hoog, 12 meter lang Afstanden tussen schermen: Eerste ronde: 1,7 meter Tweede ronder: 4,7 meter Afstanden tussen schermen: Eerste en tweede ronde: 67,7 meter figuur 9 Overzicht van de schermen zoals ze in de eerste en tweede meetsessie gemeten zijn 17

18 M+P.DWW , 12 november 29 figuur 1 Maquette van proeftuin en voorbeeldschermen, gezien vanuit noordelijke naar zuidelijke richting (foto: Maquette Studio Stens) 18

19 M+P.DWW , 12 november 29 figuur 11 Foto s van het referentiescherm, het T-top scherm, het vegetatiescherm en het houtvezelbeton scherm 19

20 M+P.DWW , 12 november 29 6 Dataverzameling en analyse 6.1 Communicatie en dataverzameling Alle meetapparatuur in de proeftuin is voorzien van GPRS-datacommunicatie mogelijkheden. Dit betekent dat de meetapparaten een aantal keer per dag de ruwe meetdata via GPRS naar de databaseserver van AQ sturen. Dit is een databaseserver in Engeland waarop een groot aantal Europese monitoringsprojecten zijn aangesloten en die werkt via een goed gestandaardiseerd format. De (ruwe) data die op de databaseserver is opgeslagen blijft continu beschikbaar en wordt zeer betrouwbaar bewaard (3-voudige veiligheid: hoofdserver, backupserver en fysieke tapes). De AQ software maakt het mogelijk op ieder moment specifieke selecties te maken en deze te exporteren voor verdere verwerking. 6.2 Kwaliteitsborging 6.3 Analyse Om de kwaliteit van de metingen te kunnen waarborgen zijn een aantal acties geformuleerd: Bij de start van de metingen wordt alle apparatuur gekalibreerd en met elkaar vergeleken om inzicht te hebben in de vergelijkbaarheid van de beginsituatie. Met deze gegevens kunnen de initiële waarden aan elkaar getuned worden; Alle meetgegevens worden dagelijks in de database gebracht en zijn daardoor direct beschikbaar voor controle. Dagelijks worden databeoordelingen uitgevoerd; De Airpointers worden tweewekelijks geverifieerd door ze NO-ijkgas aan te bieden en de meetwaarden te registreren. Tweewekelijkse vergelijking van de Osisris-apparatuur bleek in de praktijk niet zinvol, de uurwaarde van de externe Osiris waarmee vergeleken wordt, is onvoldoende stabiel voor een goede vergelijking. Daarom wordt aanvullend aan de verificatie ook een vergelijking gemaakt op het moment dat de wind uit het westen komt en op alle apparatuur een (vrijwel) gelijke achtergrondconcentratie gemeten zou moeten worden. De resultaten daarvan worden bij de analyse en interpretatie gebruikt. In de reguliere sessies met de begeleidingscommissie is in een aantal stappen gewerkt aan een zo correct mogelijke data analysemethode. Deze is beschreven in het meetplan voor de derde en vierde meetsessie [4]. Er zijn twee methoden vastgesteld: één voor NOx en één voor PM. De methoden zijn erop gericht fouten in de data als gevolg van apparatuur stroringen, drift van apparatuur of systematische verschillen tussen meetapparaten te herkennen en er voor te corrigeren. In de volgende paragrafen worden deze methoden beschreven. 2

21 M+P.DWW , 12 november Selectie goede meeturen In de eerste en tweede meetperiode is voor ieder uur de windrichting en windsnelheid bepaald. Op basis van deze informatie is vastgesteld welke uren in de meetperioden voldoen aan de gestelde criteria. Betrouwbare uurwaarden zijn op de volgende manier bepaald: 1 Alle minuutwaarden worden verwerkt naar uurgemiddelden; 2 Dagen waar aantoonbaar verstoringen (maaien, storing apparatuur, reparaties, calibraties apparatuur) geweest zijn, daarvan is de data verwijderd; 3 Keuze van betrouwbare uurwaarden: windrichting 4 16 (t.o.v. Noord= ), windsnelheid > 1 m/s, windstabiliteit: standaarddeviatie van 1-minuutsgemiddelde in een uurgemiddelde mag maximaal zijn; 4 Binnen de "goede" uurwaarden mag er geen neerslag vallen. Voordat de meetdata gebruiksklaar is voor verdere analyse dient een bewerkingsslag gemaakt te worden waarbij de meetdata opgeschoond wordt voor eventuele apparatuureffecten. In onderstaande paragrafen is deze bewerkingslag voor NOx (NO 2 en NOx) en PM (PM 1 en PM 2. ) weergegeven Dataverwerking NOX 1 Voor de verdere databewerking van de NOx meetdata, gemeten door de Airpointer, wordt gebruik gemaakt van drie bronnen: a monitoring van achtergrondconcentraties om instrumenten te vergelijken, dat betekent op momenten dat er geen wegbronnen meespelen (selectie van goede windrichtingen: 21 36, nachturen tussen 23 uur en uur) b de inzichten die beschikbaar zijn uit de geschiedenis van de instrumenten: i calibraties; ii verificatiemomenten; iii logboek van storingen, reparaties, etc. c analyses en beoordeling van de correlatiefiguren van dicht bij elkaar gelegen meetpunten, in geval van grote spreiding zijn in een aantal gevallen meerdere reeksen in één figuur te vinden, die te herleiden zijn tot apparatuurtechnische oorzaken 2 Voor elk meetinstrument wordt op basis van de beschreven bronnen nagegaan of databewerking mogelijk, noodzakelijk en verantwoord is. 3 Uiteindelijk worden er in twee stappen soorten correcties doorgevoerd: a stap 1: correctie bij een bepaald meetinstrument voor een bepaalde tijdperiode (fouten vanwege technische aard, en eventueel instrumentafhankelijke drift) b stap 2: correctie voor de totale meetperiode om te corrigeren voor (gemiddelde) systematische verschillen tussen de instrumenten (gevolg van gewijzigde inzichten m.b.t. calibratie). De correctie wordt bepaald op het gemiddelde van de verificatiewaarden. Deze aanpak is geschikt voor zowel NOx als NO 2. Een samenvatting van de aanpassingen is opgenomen in tabel V (meetperiode 1) en tabel VI (meetperiode 2). (zie paragraaf 7.4) 21

22 M+P.DWW , 12 november Dataverwerking PM 1 Voor de verdere databewerking van PM meetdata, gemeten door de Osiris, wordt gebruik gemaakt van drie bronnen: a monitoring van achtergrondconcentraties om instrumenten te vergelijken, dat betekent op momenten dat er geen wegbronnen meespelen (selectie van goede windrichtingen: ) i omdat er geen vaste referentie voor handen is wordt een stabiel station bepaald en vastgesteld als referentie voor station M1 t/m M12, in deze periode is dat M6; ii per station, per periode wordt een correctiewaarde bepaald t.o.v. de "referentie"; iii voor meetpunt 13 is een correctie bepaald op basis van een vergelijking tussen de Osiris van M13 en M1 over een langere periode waarbij de Osiris van M13 op M1 is geplaatst. b de inzichten die beschikbaar zijn uit de geschiedenis van de instrumenten: i logboek van storingen, reparaties, etc. ii vergelijkingen c analyses en beoordeling van de correlatiefiguren van dicht bij elkaar gelegen meetpunten, in geval van grote spreiding zijn in een aantal gevallen meerdere reeksen in één figuur te vinden, die te herleiden zijn tot apparatuurtechnische oorzaken 2 Voor elk meetinstrument wordt op basis van de beschreven bronnen nagegaan of databewerking mogelijk, noodzakelijk en verantwoord is. 3 Uiteindelijk worden er in twee stappen soorten correcties doorgevoerd: a stap 1: correctie bij een bepaald meetinstrument voor een bepaalde tijdperiode (fouten vanwege technische aard); b stap 2: correctie op basis van afwijking bij westenwind t.o.v. de referentie per meetperiode om te corrigeren voor (gemiddelde) systematische verschillen tussen de instrumenten. Deze aanpak is geschikt voor zowel PM 1 als PM 2.. Een samenvatting van de aanpassingen is opgenomen in tabel VII. De gepresenteerde factor geeft de vastgestelde afwijking van het meetpunt ten opzichte van de referentie weer. (zie paragraaf 7.4) 22

23 M+P.DWW , 12 november 29 7 Meetresultaten 7.1 Meetperiode 7.2 Meteo De in dit rapport gepresenteerde meetperiodes hadden een doorlooptijd van circa drie maanden en liepen van eind juli tot eind oktober 27 en van begin december 27 tot half maart 28. In de tweede meetsessie is onder andere op meetpunt M1 windrichting en windsnelheid gemeten. In onderstaande figuur is de windroos van zowel de eerste (links) als de tweede (rechts) meetsessie weergegeven. Uit de figuren blijkt dat voor zowel de gemiddelde windsnelheid als de gemiddelde windrichting duidelijke verschillen tussen de meetsessies zichtbaar zijn. figuur 12 Windroos van meetsessie 1 (links) en meetsessie 2 (rechts) In tabel I is het aantal uurwaarden NOx weergegeven wat na het uitvoeren van de correctiestappen beschikbaar is voor het bepalen van de wegbijdragen op de verschillende meetpunten. 23

24 M+P.DWW , 12 november 29 tabel I Aantal bruikbare uurwaarden NOx uit de eerste en tweede meetsessie meetpunt Aantal uurwaarden na correctiestappen periode 1 Aantal uurwaarden na correctiestappen periode 2 M M M M M 8 27 M M M M M M M M In tabel II is het aantal uurwaarden PM weergegeven wat na het uitvoeren van de correctiestappen beschikbaar is voor het bepalen van de wegbijdragen op de verschillende meetpunten. tabel II Aantal bruikbare uurwaarden PM vanuit de eerste en tweede meetsessie meetpunt Aantal uurwaarden na correctiestappen periode 1 Aantal uurwaarden na correctiestappen periode 2 M M M M M M M M M

25 M+P.DWW , 12 november 29 meetpunt Aantal uurwaarden na correctiestappen periode 1 Aantal uurwaarden na correctiestappen periode 2 M M M M Verkeer Verkeersintensiteitgegevens zijn met behulp van een verkeersteller verzameld. De verkeersteller is begin december 27 geïnstalleerd en is na een periode van experimenteren in januari 28 in gebruik genomen. De verkeersteller onderscheidt per rijstrook de verschillende voertuigcategorieën. In tabel III zijn de resultaten van de verkeerstellingen weergegeven. tabel III Gemiddelde etmaalintensiteit over de periode januari juni 28 per rijrichting en per voertuigcategorie, gemeten door de verkeersteller in de proeftuin A28 Rijbaan lichte motorvoertuigen middelzware motorvoertuigen zware motorvoertuigen totaal HRL (ri Utrecht) HRR (ri Zwolle) Totaal Uit een tussentijdse analyse van de verkeersteller data is gebleken dat de verkeersteller niet correct heeft gefunctioneerd en dat de werkelijke intensiteit wordt onderschat [9]. Aan de hand van deze verkeerstellerdata is het niet mogelijk een betrouwbare relatie tussen wegbijdrage en verkeersintensiteit te kunnen bepalen. Uit databestanden van Rijkswaterstaat voor geluidonderzoek kan de verkeersintensiteit ter plaatse worden opgevraagd. In tabel IV zijn de gegevens uit deze database weergegeven. 2

26 M+P.DWW , 12 november 29 tabel IV Etmaal intensiteiten op de A28 ter hoogte van de proeftuin over het jaar 26 (bron: RWS databestand voor geluidonderzoek) Rijbaan lichte motorvoertuigen middelzware motorvoertuigen zware motorvoertuigen totaal HRL (ri Utrecht) HRR (ri Zwolle) Totaal Datacorrectie De meetdata is aan de hand van de in paragraaf 6.3 beschreven methode verwerkt. in tabel V en tabel VI zijn de resultaten van deze verwerking voor NOx weergegeven. In tabel VII zijn de resultaten van deze verwerking voor PM weergegeven. tabel V Correcties op ruwe data, samenvatting van de twee correctiestappen voor de eerste meetperiode meetpunt correctiestap 1 correctiestap 2 M1 Data tot 6-8 verwijderd (meetbank kapot), na 22-1 met 7% verhogen (drift, 2 keer gecheckt met ijkgas) M2 - -% M3 - -3% M4 Data tot 6-8 verwijderd (airco kapot) -3% M - -1% M6 - -1% M % M8 M9 Data tot 14 augustus, verlaagd met 2% (start calibratie niet correct) Data 14 augustus tot 4 september verwijderd, calibratiefout en kapotte printplaat (data wijkt 7% af) +6% +% M1 - +1% M % M12 Data tot 2-9 tot 1-9 verwijderd -2% M13 - -% 26

27 M+P.DWW , 12 november 29 tabel VI Correcties op ruwe data, samenvatting van de twee correctiestappen voor de tweede meetperiode meetpunt correctiestap 1 correctiestap 2 M1 Data tot einde -17% n.a.v. reparatie +4% M2 - - M3 - +4% M4 - +4% M - -2% M6 - -1% M7 - - M8 Data tot einde 18% n.a.v reparatie -2% M9 - +1% M1 - +2% M % M M % tabel VII Correcties op ruwe data PM op basis van afwijking bij westenwind t.o.v. de referentie meetpunt correctiefactor periode 1, PM 1 correctiefactor periode 1, PM 2. correctiefactor periode 2, PM 1 correctiefactor periode 2, PM 2. M1,99 x 1, x -,3,96 x 1,1 x -,61 M2,86 x 1,2 x,9 x -1,26,96 x -,43 M3 1,32 x,89 x -,7 1,7 x -2,33,94 x M4,97 x,87 x 1,3 x,97 x -,3 M 1,13 x -,8 1 x 1,1 x,99 x M6 1 x 1 x 1 x 1 x M7 1,14 x 1,2 x +,13 1,2 x 1,14 x -,64 M8 1,1 x,97 x,8 x,98 x M9 1 x 1,2 x,99 x 1 x M1 1,2 x,97 x,97 x 1,3 x M11 1,3 x 1,1 x,96 x 1 x M12 1,21 x -,9,89 x -,18 1,2 x,94 x -, M13,99 x 1, x -,3,96 x 1,1 x -,61 27

28 M+P.DWW , 12 november Analyse 7..1 Vergelijk met TEOM-FDMS en referentieapparatuur Op meetpunt 1 is naast de Osiris ook met behulp van referentieapparatuur (LVS) PM 1 en PM 2. en met een TEOM met FDMS PM 1 gemeten. Analyse van de meetresultaten maakt het mogelijk op dagniveau een uitspraak te kunnen doen over de verschillen tussen de onderlinge apparaten. De referentieapparatuur geeft etmaalgemiddelde resultaten. Op basis van de gemiddelde etmaalconcentraties is een vergelijking tussen de verschillende fijn stof monitoren gemaakt. In figuur 13 is het resultaat van deze vergelijking weergegeven. In meetperiode 1 en 2 zijn op basis van de LVS 129 etmaalconcentraties bepaald. verhouding tussen de PM1 monitors [%] PM1 TEOM-FDMS / LVS OSIRIS / LVS OSIRIS / TEOM-FDMS PM2. figuur 13 Vergelijking tussen de etmaalconcentraties PM 1 en PM 2. gemeten door de LVS, TEOM-FDMS en Osiris op Meetpunt 1 waarbij de verhouding en het 9% betrouwbaarheidinterval is weergegeven Uit de analyse blijkt dat de Osiris zowel voor PM 1 als PM 2. de werkelijke concentraties onderschat. Tevens blijkt ook de TEOM met FDMS een onderschatting van de concentraties PM 1 te geven ten opzichte van de LVS. De onderschatting van de TEOM-FDMS ten opzichte van de referentie is bekend. Rapportage van het RIVM laat zien dat de correctie factoren ten opzichte van de referentie per type apparaat, per locatie en per seizoen kunnen verschillen. De oorzaak is onder andere te vinden in het verwarmen van de aangezogen lucht waarbij vluchtige bestandsdelen worden verdampt en zodanig niet mee gemeten [11]. Bedacht moet worden dat de bepaalde concentraties door de gebruikte meetapparatuur wordt onderschat. De resultaten van het onderzoek naar de effectiviteit van de schermen wordt hierdoor slechts verwaarloosbaar beïnvloed. Immers, bij alle onderlinge vergelijkingen moet rekening gehouden worden met een identieke correctiefactor. 28

29 M+P.DWW , 12 november Verhouding PM 1 en PM 2. concentraties Ter controle van de LVS referentieapparaten hebben beide apparaten een aantal perioden PM 1 concentraties gemeten. Het resultaat van deze metingen is weergegeven in figuur 14 waarbij 24-uurs gemiddelde concentraties tegen elkaar zijn uitgezet. Uit de figuur kan worden opgemaakt dat de gemeten concentraties vergelijkbaar zijn. 8 6 LVS y = 1.x +.63 R 2 = LVS 2 figuur uurs gemiddelde PM 1 concentraties gemeten met beide LVS referentieapparaten op M1 In figuur is de verhouding tussen de concentraties PM 1 en PM 2. op meetpunt M1 weergegeven. De linker grafiek geeft de 24-uurs gemiddelde concentraties van de LVS weer en de rechter grafiek de uurwaarden van de Osiris. Beide meetmethoden laten een vergelijkbaar beeld zien. Geconcludeerd kan worden dat het aandeel PM 2. in de PM 1 concentratie groot is. 29

30 M+P.DWW , 12 november PM 2. [µg/m 3 ] 6 4 PM 2. [µg/m 3 ] y =.84x y =.8x PM 1 [µg/m 3 ] PM 1 [µg/m 3 ] figuur Verhouding tussen de concentraties PM 1 en PM 2. gemeten op Meetpunt 1 door de referentieapparatuur (24-uursgemiddelden, links) en de Osiris (uurwaarden, rechts) 7..3 Representativiteit M1 en M13 Om wegbijdrages vast te kunnen stellen is het van belang dat meetpunt 1 en 13 representatief zijn voor situaties van westen- en/of oostenwind. Meetpunt 1 en meetpunt 13 zijn redelijk symmetrisch ten opzichte van de weg gepositioneerd. In theorie zou de wegbijdrage bij westenwind op meetpunt 13 en bij oostenwind op meetpunt 1 ongeveer gelijk moeten zijn. Om na te gaan of beide wegbijdrages bij de respectievelijke windrichtingen vergelijkbaar zijn, is onderzocht hoe de wegbijdrages op meetpunt 1 en 13 zich verhouden. In figuur 16 is de gemiddelde wegbijdrage NO 2 en PM 1 bij oosten- en westenwind weergegeven op respectievelijk meetpunt 1 en 13 van circa 3 meeturen per windrichting uit de eerste en tweede meetperiode. 3

31 M+P.DWW , 12 november 29 4 Gemiddelde w egbijdrage NO2 Gemiddelde w egbijdrage PM1 wegbijdrage [µg/m 3 ] 3 2 wegbijdrage [µg/m 3 ] w estenw ind oostenw ind - w estenw ind oostenw ind figuur 16 Gemiddelde wegbijdrage NO 2 en PM 1 bij oosten- en westenwind op respectievelijk meetpunt 1 en meetpunt 13 en het 67% betrouwbaarheidsinterval (+/- de standaarddeviatie) De gemiddelde wegbijdrage NO 2 is zowel bij oosten- als westenwind 2 µg/m 3. Voor PM 1 geldt dat er grotere verschillen zichtbaar zijn dan bij NO 2. De gemiddelde wegbijdragen op meetpunt 1 en 13 bij respectievelijk oosten- en westenwind verschillen binnen de betrouwbaarheid niet significant van elkaar. De aanname wordt daarmee gedaan dat de "meetdoorsnede M1 - M13" bruikbaar is voor het bepalen van de wegbijdrage in de buurt van deze meetdoorsnede. Het is niet bekend in hoeverre deze wegbijdrage representatief is voor de meetdoorsneden die verder van deze doorsnede afliggen, de schermen bij meetpunten 8 en 11. Daarnaast is getoetst hoe de gemiddelde achtergrondconcentraties in de twee meetsessies zich verhouden met de gemiddelde jaarlijkse achtergrondconcentraties. De jaargemiddelde achtergrondconcentratie (recentste publicatie MNP) bij de proeftuin was in 26: 23,1 µg/m 3 voor PM 1 ; 19,6 µg/m 3 voor NO 2. De uurgemiddelde achtergrondconcentraties kunnen gedurende de dag en door het jaar heen sterk variëren. Om hiervan een indruk te krijgen wordt verwezen naar de informatie uit het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit van het RIVM (zie [12]). Een indicatie van de variatie van de achtergrondconcentratie PM 1 is tussen circa 1 µg/m 3 en orde grootte 8 µg/m 3. Voor de variatie van de achtergrondconcentratie NO 2 ligt de schatting tussen circa 1 µg/m 3 en orde grootte 6 µg/m 3. Metingen in de eerste en tweede meetperiode laten variaties in de achtergrondconcentraties zien in de orde grootte van: tot 7 µg/m 3 met een gemiddelde van 16 µg/m 3 voor NO 2 ; tot 1 µg/m 3 met een gemiddelde van 2 µg/m 3 voor NO x ; tot 6 µg/m 3 met een gemiddelde van 19 µg/m 3 voor PM 1 ; tot 4 µg/m 3 met een gemiddelde van 1 µg/m 3 voor PM

32 M+P.DWW , 12 november 29 Het blijkt dat in de praktijk de PM-achtergrondconcentraties in de meetperiodes orde grootte gelijk zijn aan de jaargemiddelde concentraties in Effect van verschillende windhoeken op meetresultaat Om het effect van de windrichting voor PM en NOx op de meetposities achter een scherm te bekijken, zijn figuren gemaakt waarbij meetwaarden per windhoek zijn weergegeven. Er is een indeling gemaakt naar drie groepen windhoeken: graden graden graden Er is een vergelijking gemaakt voor de meetpunten 7, 8 en 9, ten opzichte van de niet afgeschermde situatie. Uit de figuren blijkt dat de gemeten concentraties PM 1 bij wind uit de verschillende windhoeken niet significant van elkaar verschillen. Dit geldt ook voor NOx. Zie figuur 17. Uit dit gegeven kunnen twee conclusies getrokken worden: voor de analyses naar het effect van de schermen kunnen de meetwaarden van verschillende "windhoeken" bij elkaar genomen worden; het effect van de schermen is niet sterk afhankelijk van de variatie in windrichting (mits de wind in de richting van de bron naar het scherm staat). 32

33 M+P.DWW , 12 november 29 pm1 meter achter het scherm pm1 1 meter achter het scherm M7 [µg/m3] 2 M8 [µg/m3] M1 [µg/m3] M2 [µg/m 3 ] 4 pm1 28, meter achter het scherm 3 M9 [µg/m3] M3 [µg/m 3 ] figuur 17 Meetwaarden PM 1 bij wind uit drie verschillende windhoeken op, 1 en 28, meter achter het scherm in een bepaalde periode 7.. Ozon en instraling Om inzicht te krijgen in de invloed van Ozon en zon op het aandeel NO 2 in de concentraties NOx is in de tweede meetperiode de ozonconcentratie en zoninstraling gemeten. In figuur 18 is de relatie van de concentraties NOx en NO 2 met Ozon op meetpunt 1 weergegeven. Uit de figuur kan worden opgemaakt dat bij hogere concentraties ozon het aandeel NO 2 in de concentratie NOx toeneemt. Dit is conform verwachting. 33

34 M+P.DWW , 12 november NO2 / Ozon NOx / Ozon NOX [µg/m3] Ozon [µg/m3] figuur 18 NO X en NO 2 in relatie met ozon op meetpunt M1 In figuur 19 is de relatie van de concentraties NOx en NO 2 met de (intensiteit van de) instraling van de zon bij meetpunt 1 weergegeven. Het blijkt dat hele hoge concentraties NO x zich alleen voordoen bij weinig zoninstraling en daarmee lage Ozon-concentraties. Ook dit is confrom verwachting. 4 3 NOX NO2 NOX [µg/m 3 ] instraling [watt/m 2 ] figuur 19 NOx en NO 2 in relatie met instraling op meetpunt M1 34

35 M+P.DWW , 12 november Onzekerheid in schermeffecten Na het vaststellen van de definitieve meetdata (zie hoofdstuk 7.4) zijn de wegbijdrages bepaald. Aan de hand van de wegbijdrages zijn de effecten van de verschillende schermen ten opzichte van de situatie zonder scherm bepaald. Bij de beschikbaarheid van een voldoende aantal meetwaarden kan met behulp van regressieanalyse een regressielijn bepaald worden. Op de ene as staat dan de wegbijdrage achter één scherm, terwijl op de andere as de wegbijdragen staan op de -situatie. De helling van de regressielijn is een maat voor het verschil tussen de beide meetresultaten. Zie bijvoorbeeld figuur 2. Dit voorbeeld (links) is gebaseerd op werkelijke meetdata van twee monitoren voor NO 2. Voor dit voorbeeld blijkt dat de wegbijdrage op meetpunt y circa 6% (want richtingscoëfficiënt van de helling is,94) lager is dan de wegbijdrage op meetpunt x. Voor dit voorbeeld is de onzekerheid (helft van 9%-betrouwbaarheidsinterval) in deze schatting van de helling 2-procentpunten (dus het effect is 6% ± 2 %). Voor de regressieanalyse wordt gebruik gemaakt van orthogonale regressie, omdat de verwachte onzekerheid op de x-as en de y-as van vergelijkbare achtergrond en grootte is. De onzekerheid wordt gepresenteerd met een 9%-onzekerheidsinterval (ongeveer twee keer de standaarddeviatie), een waarde die voor deze analyses het meest gebruikt wordt. 1 2 wegbijdrage meetpunt y [µg/m3] y =.94x wegbijdrage meetpunt y [µg/m3] 2 y =.97x wegbijdrage meetpunt x [µg/m3] wegbijdrage meetpunt x [µg/m3] figuur 2 Voorbeeld van de wegbijdragen op twee meetpunten voor NO 2 (links) en PM 1 (rechts) Op basis van bovenstaand voorbeeld kan bepaald worden wat het effect is van het aantal uurwaarden op het 9% betrouwbaarheidsinterval van de helling. Het aantal meeturen is bepalend voor grootte van het 9% betrouwbaarheidinterval en daarmee bepalend voor de minimale verschillen in schermeffecten die aangetoond kunnen worden. Zie [3][4]. 3

36 M+P.DWW , 12 november 29 Uit de eerste meetperiode is, met name voor PM, een minder groot aantal goede uurwaarden beschikbaar dan uit de tweede meetperiode. In de resultaten is dit direct terug te vinden doordat de betrouwbaarheidintervallen in de tweede meetperiode kleiner zijn. Belangrijk is de wijze waarop wordt omgegaan met het al dan niet door nul dwingen van de regressielijn. Dit kan met name voor PM forse verschillen voor de richtingscoëfficiënt en daarmee het schermeffect opleveren. De begeleidingscommissie heeft in de vergadering van 11 december 28 vastgesteld dat er als volgt te werk wordt gegaan: als het intercept niet significant is wordt de regressielijn door nul gedwongen; als het intercept wel significant is wordt de gemiddelde richtingscoëfficiënt bepaald met een "omhullende" onzekerheid. In figuur 21 is een voorbeeld gegeven van een dataset waarop regressieanalyse is toegepast. Er is zowel een regressielijn met intercept als een door nul gedwongen lijn weergegeven. In dit voorbeeld is er sprake van een significant intercept. Het intercept is significant als het groter is dan twee keer de onzekerheid van het intercept. In dit geval wordt op basis van de gemiddelde regresielijn het schermeffect bepaald. In tabel VIII zijn de schermeffecten weergegeven die op basis van de losse en gecombineerde regressielijnen in dit voorbeeld bepaald zijn. 2 y = 1.3x NOx_mp9 [ug/m3] 1 y =.97x +.11 regressie door nul regressielijn 1 2 NOx_mp3 [ug/m3] figuur 21 Voorbeeld wel en niet door nul gedwongen regressieanalyse 36

37 M+P.DWW , 12 november 29 tabel VIII Schermeffecten bij het voorbeeld voor de verschillende regressielijnen met intercept door nul gedwongen gemiddeld schermeffect 3% -3% 1% onzekerheid +/- 4% +/- 2% +/- 6% 7.7 Eindresultaat In bijlage A t/m H zijn de spreidingsdiagrammen van NO 2, NOx, PM 1 en PM 2. weergegeven op basis waarvan de regressieanalyse is uitgevoerd. De helling van de orthogonale regressieanalyse geeft het schermeffect weer. In onderstaande figuren zijn de resultaten van de regressieanalyse weergegeven. Voor iedere meetperiode is voor NO 2, NOx, PM 1 en PM 2. een figuur weergegeven waarin per locatie per scherm het schermeffect ten opzichte van de situatie zonder scherm is weergegeven. De foutbalken geven de 2-sigma onzekerheid (9% betrouwbaarheidinterval) weer. Een negatief schermeffect betekent een hogere concentratie achter het scherm. 4 NO 2 Meetsessie 1 4 NO 2 Meetsessie schermeffect [%] M scherm Durisol 7 M scherm schermeffect [%] M scherm Mostert de Winter T-top afstand achter het scherm [m] afstand achter het scherm [m] figuur 22 Schermeffect op NO 2 in de eerste (links) en tweede meetperiode (rechts) 37

38 M+P.DWW , 12 november 29 4 NO x Meetsessie 1 4 NO x Meetsessie schermeffect [%] 2 1 schermeffect [%] M scherm Durisol 7 M scherm M scherm Mostret de Winter T-top afstand achter het scherm [m] afstand achter het scherm [m] figuur 23 Schermeffect op NOx in de eerste (links) en tweede meetperiode (rechts) 8 PM 1 Meetsessie PM 1 Meetsessie schermeffect [%] M scherm Durisol 7 M scherm schermeffect [%] M scherm Mostert de Winter T-top afstand achter het scherm [m] afstand achter het scherm [m] figuur 24 Schermeffect op PM 1 in de eerste (links) en tweede meetperiode (rechts) 38

39 M+P.DWW , 12 november PM 2. Meetsessie 1 8 PM 2. Meetsessie 2 schermeffect [%] M scherm Durisol 7 M scherm schermeffect [%] M scherm Mostert de Winter T-top afstand achter het scherm [m] afstand achter het scherm [m] figuur 2 Schermeffect op PM 2. in de eerste (links) en tweede meetperiode (rechts) Uit bovenstaande figuren kunnen de volgende conclusies getrokken worden. Schermeffecten op NO 2 zijn op meter achter het scherm in de orde grootte 1 tot 2 %. Op grotere afstand zijn de effecten veelal lager of zelfs negatief. Schermeffecten op NOx zijn op meter achter het scherm rond de 3%. Op grotere afstand achter het scherm zijn de schermeffecten in de orde grootte tot 2%. Schermeffecten op PM laten veel negatieve waarden zien. Verder valt op dat de spreiding in de resultaten groot is. In de tweede meetperiode zijn de schermeffecten door het hogere aantal meeturen met een hogere nauwkeurigheid bepaald. 39