SMOG episodes Frans Fierens - Intergewestelijke Cel Leefmilieu (IRCEL) Peter Vanderstraeten Leefmilieu Brussel (BIM) Olivier Brasseur Intergewestelijke Cel Leefmilieu (IRCEL)
SMOG? Ozon- of zomersmog: fotochemische luchtvervuiling op warme en zonnige dagen (zomer) Wintersmog : vooral fijn stof (PM 10 en PM 2.5 ) te wijten aan : Uitstoot primair fijn stof op lokale/regionale schaal Vorming van secundair fijn stof (vooral in het voorjaar, tijdens periodes met intensieve bemesting landbouwgronden -> ammoniak) Aanvoer van stof van op grotere afstand (b.v. 24-25 maart 2007, zand uit de Sahara) toename van fijn stof (PM 10 en PM 2.5 ) en ook stikstofdioxide (NO 2 ) concentraties bij meteorologische situaties met ongunstige verdunningsomstandigheden in de atmosfeer
Meteorologische omstandigheden die ongunstig zijn voor een goede verspreiding luchtverontreiniging Lage Windsnelheden (< 2-3 m/s) Thermische stabiliteit in onderste luchtlagen temperatuursinversie + persistentie Hogedrukgebied samendrukken luchtmassa s tegen de bodem
Temperatuursinversie (rookpluim na brand op 18/02/2008) Bron : Desoppere Frank
Goede luchtkwaliteit SMOG episode 9 november 2006 28 januari 2006 SMOG Foto : KMI-IRM Foto : KMI-IRM daggemiddelde concentratie PM10 23 μg/m 3 daggemiddelde concentratie PM10 89 μg/m 3 De luchtvervuiling blijft aanwezig in de onderste luchtlagen (100 tot 300 m) van de atmofeer
Meetnetten
De Standaard 7-12-1930 Bron: B. Nemery, KUL
London fog 5-9 December 1952 SO2 max +- 2.000 microgram/m³ EU-norm nu : 125 WGO : 20 Doden N > 3000 Wilkins E.T. Journal of the Royal Sanitary Institute, 1954, 74, 1-21
Zwavel Rook meetnet (semi automatisch) In 1968... 38 jaar na de ramp in de Maasvallei Start metingen van de luchtkwaliteit SO2 (zwaveldioxide) Zwarte Rook acidimetrie reflectometrie > 200 meetplaatsen
Meetnetten Controle Luchtkwaliteit Vanaf 1978 : Federale overheid (IHE) Vanaf 1994 : Gewestelijke overheden Waalse Gewest : ISSEP (Institut Scientifique de Service Public) Brussels GEWEST : BIM (Brussels Instituut voor Milieubeheer) Vlaams Gewest : VMM (Vlaamse Milieumaatschappij) Intergewestelijk : IRCEL (Intergewestelijke Cel Leefmilieu) Telemetrische meetposten : SO 2, NO 2, O 3, CO, BTeX, PM Niet telemetrische meetposten : Zware metalen, PAK, VOS, fluor
Telemetrisch Meetnet Brussels Hoofdstedelijk Gewest Stikstofdioxide (NO 2 ) Deeltjes (PM10)
www.irceline.be
www.ibgebim.be
Stikstofdioxide NO 2
Stikstofoxides (NO en NO 2 ) Gevormd tijdens verbrandingsprocessen (oxidatie van luchtstikstof) : bij hoge temperatuur (> 600 C) : stikstofmonoxide NO Vorming secundaire polluenten oxidatie NO NO 2 O3, PAN (peroxy acetyl nitraat) Andere oxidantia Deeltjes (via HNO3) Verhoogd risico voor de gezondheid bij omgevingstemperatuur : stikstofdioxide NO 2 impact op de gezondheid
Uitstoot van stikstofoxides (NOx = NO + NO 2 ) te Brussel bron : emissie-inventaris Brussel 2008
NO2 gemeten door satelieten Periode april 2009 september 2010 (10 15 moleculen/cm²) Bron : www.temis.nl, processing IRCEL
NO 2 (2010) geïnterpoleerde metingen + bigaussiaans hoge resolutie model
Stikstofdioxide (NO 2 ) gemiddelde concentratie 31 (periode 12 Sep 2011-12 sep. 2012) 44 Sinds 1 januari 2010 : EU grenswaarde = max. 40 µg/m 3 28 42 39 35 38 39 50 3 4 3 stations > 40 µg/m³ stations net onder drempel stations OK 28
Stikstofdioxide (NO 2 ) Evolutie in Brussel sinds 1997 70 60 Probleem in meetposten op plaatsen met veel verkeer 50 Anderlecht Eastman-Belliard (Bruxelles) 40 30 20 10 EU-richtlijn (2010) : jaargemiddelde concentratie 40 μg/m 3 Parlement EU (Bruxelles) Maricolles (Berchem-St- Agathe) Parc Meudon (Neder-Over- Hembeek) Avant-Port (Bruxelles/Haren) Ecluse 11 (Molenbeek-St- Jean) Couronne (Ixelles) IRM-KMI (Uccle) 0 Gulledelle (Woluwe-St- Lambert)
NO 2 probleem = dieselprobleem! Een dieselmotor stoot 3 tot 20 keer meer NOx uit in vergelijking met een benzine motor
NOx (g/km) Vergelijking tussen verschillende merken vergelijkbare motorisatie Emissions de NOx 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 Opel Corsa 1.2 80ch Opel Corsa 1.3 CDTI 75ch FAP Toyota Corolla 1.4 VVTI 97ch Toyota Corolla 1.4 D4D 90ch www.ecoscore.be Peugeot 308 1.6 VTI 120ch Peugeot 308 1.6 HDI 109ch FAP Renault Mégane 1.6 16V 112ch Renault Mégane 1.5 DCI 105ch FAP Volkswagen Golf 1.4 TSI 122ch Volkswagen Golf 1.9 TDI 105ch Bluemotion Ford Mondeo 2.0I 146ch Ford Mondeo 2.0 TDCI 140ch FAP Volkswagen Passat 1.8 TSI 160ch Volkswagen Passat 2.0 TDI 140ch FAP BMW 730i 258ch BMW 730d 231ch FAP Essence Diesel
1985 1980 1986 1981 1987 1982 1988 1983 1989 1984 1990 1985 1991 1986 1987 1992 1988 1993 1989 1994 1990 1995 1991 1996 1992 1997 1993 1998 1994 1995 1999 1996 2000 1997 2001 1998 2002 1999 2003 2000 2004 2001 2005 2002 2003 2006 2004 2007 2005 2008 2006 2009 2007 2010 2008 2011 België is een diesel land verdieseling neemt nog altijd toe 100% 90% 100% 80% 80% 70% 60% 60% 50% 40% 40% Autres (LPG, etc) Diesel Essence LPG Diesel Essence 30% 20% 20% 10% 0% 0% Meer dan 5,3 miljoen wagens in omloop in BE bron: Febiac
NO 2 probleem = dieselprobleem! Een dieselmotor stoot 3 tot 20 keer meer NOx uit in vergelijking met een benzine motor Onevenwicht tussen aantal diesel- en benzinewagens Diesel (nog altijd) goedkoper aan de pomp
Kostprijs brandstoffen op11/09/2012 Source : www.petrolfed.be ESSENCE 0.31 1.80 BTW DIESEL 0.27 1.57 0.61 Accijnzen 0.43 0.18 Distributie 0.18 0.70 Raffinage kosten 0.69
Gevolg verdieseling Bron : De Morgen (12 juni 2010)
NO 2 probleem = dieselprobleem! Een dieselmotor stoot 3 tot 20 keer meer NOx uit in vergelijking met een benzine motor Onevenwicht tussen aantal diesel- en benzinewagens Diesel (nog altijd) goedkoper aan de pomp CO2 premie : stimuleren van verkoop groene wagens afgeschaft op 1/1/2012
NO 2 probleem = dieselprobleem! Een dieselmotor stoot 3 tot 20 keer meer NOx uit in vergelijking met een benzine motor Onevenwicht tussen aantal diesel- en benzinewagens Diesel (nog altijd) goedkoper aan de pomp CO2 premie : stimuleren van verkoop groene wagens afgeschaft op 1/1/2012 Bedrijfswagens (50% van het wagenpark) : quasi uitsluitend diesels (behalve hybrides)
NO 2 probleem = dieselprobleem! Een dieselmotor stoot 3 tot 20 keer meer NOx uit in vergelijking met een benzine motor Onevenwicht tussen aantal diesel- en benzinewagens Diesel (nog altijd) goedkoper aan de pomp CO2 premie : stimuleren van verkoop groene wagens afgeschaft op 1/1/2012 Bedrijfswagens (50% van het wagenpark) : quasi uitsluitend diesels (behalve hybrides) EURO normen : NOx emissies ==> EURO1 ~ EURO5!
NOx emissies in realistische rijomstandigheden veel hoger dan op testbank Euro-1 Euro-2 Euro-3 Euro-4 Euro-5 Euro-6 Officiële testcyclus Realistische rij-omstandigheden
Is Diesel altijd beter? Lucht kwaliteit Klimaat CO HC NOx Particules CO 2 Essence Diesel Probleem EU normen Keuze brandstoftype: geen ideale oplossing, gebruiksdoel speelt ook rol Oplossing : duurzaam/rationeel verplaatsingsgedrag
Fijn Stof PM 10
Fijne deeltjes PM10 PM10 = Vaste of vloeibare deeltjes in suspensie in de lucht, met een aërodynamische diameter lager dan 10 µm Source : EPA Report, 12-2004 In de winter belangrijkste component van wintersmog, fijn stof (PM2.5) veruit belangrijkste impact op de gezondheid
Oorsprong van de PM10 deeltjes Emissies van natuurlijke oorsprong Directe uitstoot : pollen, zeezout, bosbranden
Oorsprong van PM10-deeltjes : natuurlijke bronnen Pollen Zand Zeezout + Vulkaanuitbarsting Gronderosie Minerale deeltjes door de wind meegevoerd Bosbranden
Oorsprong van de PM10 deeltjes Emissies van natuurlijke oorsprong Directe uitstoot : pollen, zeezout, bosbranden Antropogene emissies Directe uitstoot (primaire polluenten): afkomstig van het verkeer, de industrie, de gebouwenverwarming, etc
Oorsprong fijn stof (PM10) : primaire antropogene emissies (1) + Slijtage van het wegdek Afbraakwerken Bouwwerven Opslag en verhandeling van stortgoederen Emissie- inventaris Brussel 2006
Oorsprong van de PM10 deeltjes Emissies van natuurlijke oorsprong Directe uitstoot : pollen, zeezout, bosbranden Antropogene emissies Directe uitstoot (primaire polluenten): afkomstig van het verkeer, de industrie, de gebouwenverwarming, etc Indirecte uitstoot (secondaire polluenten) : in de atmosfeer gevormd vanuit andere polluenten (NH 3, SO 2, NO 2 )
Oorsprong PM10-deeltjes : secundaire deeltjes Overgang gasvormige polluenten naar vaste deeltjes of aerosolen GASSEN NO 2 (stikstofdioxide) SO 2 (zwaveldioxide) NH 3 (ammoniak) Transformatie/ nucleatie Deeltjes Nitraten Sulfaten Ammonium Voorbeeld van secundaire deeltjes : Agglomeraat van fijne organische deeltjes afkomstig van verbrandings processen
Europese grenswaarden voor PM10 (Richtlijn 2008/50/EG) Europese jaargrenswaarde Jaargemiddelde concentratie 40 μg/m 3 gerespecteerd te Brussel vanaf 2005 Europese daggrenswaarde Max. 35 dagen met een daggemiddelde concentratie hoger dan 50 μg/m 3 een probleem in verschillende meetposten Situatie 15/9/2012 Stations de mesures 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012(*) Avant-Port (Bruxelles/Haren) 66 57 70 66 66 47 87 48 IRM-KMI (Uccle) 24 26 43 16 24 14 25 27 Maricolles (Berchem Ste-Agathe) 18 17 30 25 41 16 32 25 Ecluse 11 (Molenbeek-St-Jean) 44 40 67 44 42 26 43 24 Parc Meudon (Neder-Over-Heembeek) 21 47 34 51 - - 22 Gulledelle (Woluwe-Saint-Lambert) 24 29 38 23 28 14 23 17
Fijn stof (PM10) Daggrenswaarde in 2011 51 87 Sinds 1 januari 2005 : EU daggrens = max. 35 dagen met daggemiddelde PM10 concentratie > 32 43 23 50 µg/m 3 3 1 2 stations in overschrijding station in de buurt van grenswaarde stations OK 25
Aantal dagen met daggemiddelde PM10 concentratie > 50 µg/m³ Norm niet gehaald!
jan/2005 jan/2006 jan/2007 jan/2008 jan/2009 jan/2010 µg/m³ Jaargemiddelde PM 2.5 in België 40 35 30 EU streefwaarde 2010 / grenswaarde 2015 25 PM2.5 Belgium (spatial average 2005-2010) monthly mean running 12 month average (mean) running 12 month average (max) 20 15 10 5
Gezondheidseffecten luchtverontreiniging
Hoe gevaarlijk is luchtverontreiniging? Grootste persoonlijk risico op hartaanval na : 1.snuiven Meeste van cocaïne hartaanvallen (2300%) kunnen verklaard worden door : 2.zwaar tafelen (700%) 3.wiet roken 1. Blootstelling/deelname aan verkeer (7,4 %) 4.negatieve 2. lichamelijke emoties (bijvoorbeeld inspanning (6,1 de dood %) van een geliefde) 5.lichamelijke 3. koffiedrinken inspanning (5,0 %) 6.positieve 4. alcoholconsumptie emoties (zoals doelpunt (5,0 %) van het nationale elftal) 7.woede 5. luchtvervuiling (4,8 %) 8.alcoholconsumptie 6. negatieve emoties (bijvoorbeeld de dood van een geliefde) 9.seksuele 7. woede activiteit (300%) 10.blootstelling/deelname 8. positieve emoties aan (zoals verkeer doelpunt (300%) van het nationale elftal) 11.luchtweginfecties 9. zwaar tafelen 12.koffiedrinken 10. seksuele activiteit 13.luchtvervuiling 11. luchtweginfecties (5%) 12. Wiet roken 13. Snuiven van cocaïne Public health importance of triggers of myocardial infarction: a comparative risk assessment, Nawrot al., The Lancet (2011)
PM10-deeltjes : impact op het ademhalingsstelsel snelheid ingeademde lucht +++ deeltjes diameter impact > 5 µm ++ + sedimentatie 1-5 µm diffusie < 0.2 µm 0 opname in de bloedstroom schadelijkheid gebonden aan chemische samenstelling << 0.1µm
Aantal radioactieve deeltjes / gr bloed Fijn stof : kleinste deeltjes rechtstreeks in bloedbaan Inademen van ultrafijne deeltjes 99m Tc-carbon ( Technegas ) 200000 150000 100000 50000 0 n=5 1 5 10 20 30 45 60 Tijd (min) Nemmar et al. Circulation 2002,105, 411-4 60 min
Staking staalfabriek Utah Valley (midden jaren 1980)
Verandering van de Hartfunctie (μv) Toxicologisch experiment bij mensen Experiment bij 20 personen die voordien al hartaanval hadden gehad Meting van hartfunctie tijdens een lichte inspanning bij blootstelling aan 300 µg/m³ dieselroet Gefilterde lucht Blootstelling aan dieselroet Duur blootstelling (minuten) Effecten op de hartfunctie, hoger risico op myocardinfarct Source: Mills, N.L. et al (2007) Ischemic and Thrombotic Effects of Dilute Diesel-Exhaust Inhalation in Men with Coronary Heart Disease. The New England Journal of Medicine vol. 357 n 11: p 1075-1082.
Fijn stof : gezondheidseffecten Lange termijn effecten (belangrijkste) Levensverwachtingsvermindering 9 12 maanden (PM2.5) Roken 5-10 jaar 2000 2010 2020 Korte termijn effecten (tijdens smogepisodes): -> Vervroegde sterfte
Impact van verkeersmaatregelen tijdens SMOG episodes Voorbeeld : SMOG 90 in Vlaanderen
Snelheidsbeperkingen in het Vlaamse Gewest Autowegen met een snelheidsbeperking van 90 km/h Bron : www.verkeerscentrum.be
Impact snelheidsbeperking op totale massa PM10 Maximum 5 %! Impact (%) snelheidsverlaging op de PM10 concentraties (smogepisode 19 tot 23 décembre 2007) Source : VITO - Lefebvre et al. (2009)
Impact snelheidsbeperking op de BC (dieselroet) concentraties tot 30 % reductie! Impact (%) snelheidsverlaging op de dieselroetconcentraties (smogepisode 19 tot 23 décembre 2007) Source : VITO - Lefebvre et al. (2009)
Impact snelheidsbeperking op de BC (dieselroet) concentraties Impact ifv de afstand langs R0 (Ring Brussel) Source : VMM VITO IRCEL
Impact van een snelheidsbeperking op snelwegen van 90km/u op de luchtkwaliteit Fijn stof (PM10 en PM2.5) daling van slechts enkele % in de onmiddellijke omgeving van de snelwegen Black Carbon (dieselroet, één van de gevaarlijke fijnstof fracties) reductie tot -30% in de onmiddellijke buurt van de snelwegen Afname van minstens 15% van de blootstelling aan dieselroet voor 7.500 Vlamingen/Brusselaars Afname van minstens 10% van de blootstelling aan dieselroet voor 40.000 Vlamingen/Brusselaars Meer dan 1 inwoner op 7 woont op minder dan 1500 meter van een drukke snel- of ringweg
Impact van verkeersmaatregelen in Brussel tijdens SMOG episodes Alternerend nummerplaat rijden
Impact van alternerend rijden op de luchtkwaliteit Wordt ingevoerd van zodra fase 2 van het Brusselse smogactieplan wordt bereikt. Verwachting: afname van 40% van de verkeersemissies in Brussel Impact op de luchtkwaliteit in Brussel : -8% daling van de PM10 concentraties, tot -15% op plaatsen met veel verkeer -21% daling van de NO2 concentraties -40% daling van de dieselroetconcentraties (BC)
Zullen (alleen) technische maatregelen zorgen voor minder luchtvervuiling? Als we ons Verplaatsingsgedrag Energiegebruik Consumptiegedrag auto s worden milieuvriendelijker... CO2 wegverkeer stijgt tussen 1990-2009 Niet duurzaam (milieuvriendelijk) aanpassen? 150% 140% 130% 120% 110% 100% 90% 80% 70% 60% 50% CO2 emissies wegverkeer BE 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Is Vlaming bereid gedrag aan te passen? In 2005 NO2 satelietbeeld
In 2009 En in 2011
Dank voor uw aandacht! fierens@irceline.be