Vragen over het TNO rapport van 15-2-2012, TNO-060-UT-2012-00194 Antwoorden TNO in rood
Aan TNO: 1. De thans gemeten (absolute) hoeveelheid EC is beduidend lager dan de gemeten waarden zwarte rook het jaar ervoor in Velp en Arnhem (zie rapport VGGM april 2011, nulmeting luchtkwaliteit verbreding A-12 Waterberg-Velperbroek). Hoewel in dat rapport de meetmethode in bijlage 2 duidelijk lijkt omschreven, snap ik het verschil in EC meetmethode nu niet (zie uw rapport 2.2.3 –pag 12). Zwarte rook wordt uitgedrukt in “black smoke index” en waarden in ug/m3 in deze index zijn circa 10*hoger dan vergelijkbare waarden voor EC in ug/m3. 2. Waarom is er gekozen voor het meten van EC terwijl slechts een jaar ervoor zwarte rook werd gemeten en de opdracht/offerte van de gemeente nu ook het meten van zwarte rook betrof? Uitleg las ik niet in uw rapport. Zwarte rook is een oude methode want deze meetapparatuur wordt niet meer geproduceerd. Binnenkort (2012/2013) worden de zwarte rook instrumenten in het landelijk meetnet van het RIVM vervangen door EC meetapparatuur. In de praktijk worden “zwarte rook” en “EC” in het spraakgebruik door elkaar gebruikt . Ten onrechte want het zijn andere meetmethodes. EC is beter geschikt om de massa van roetconcentraties te meten. In het onderzoek een jaar ervoor is de absorptie coëfficiënt van de PM2.5 monsters gemeten. Dat is volgens de methode van zwarte rook, maar beter is de term “absorptie van fijn stof”. Omdat deze afzwakt bij hogere zwartheid, zijn vergelijkende metingen met EC gedaan (met dezelfde apparatuur als nu in Rozendaal), waarvoor de resultaten mbt de absorptie zijn gecorrigeerd. Het nadeel van absorptiemetingen op PM2.5 filters is dat er dagelijks maar 1 waarde kan worden vastgesteld. De EC metingen met online monitoren en dus met een hogere tijdsresolutie lenen zich beter voor een studie als deze, waarbij gekeken mbv windrozen is gekeken naar de invloed van de A12. 3. Heeft u de gemeten waarden voor opname in uw rapport verlaagd met een zeezoutcorrectie van 4 ug/m3? Zo nee, waarom niet? Kunt u dat alsnog doen? Zo ja, waarom lees ik dit niet specifiek erbij? Eerder werd dit (bij PM 10) altijd wel nadrukkelijk aangegeven. De zeezoutaftrek geldt alleen voor PM10, niet voor PM2.5 en niet voor EC. Het grootste gedeelte van de massa van zeezout zit in de grove fractie, dat wil zeggen: bij deeltjes groter dan 2,5 micrometer, en dat valt dus per definitie niet onder PM2.5. Zeezout heeft geen bijdrage aan roetconcentraties en dus is zeezoutcorrectie niet relevant. Dat valt ook af te leiden uit het gegeven dat de gemiddelde EC concentraties lager zijn dan de zeezoutcorrectie. 4. Specifieke vragen over elementair koolstof (EC) zijn: a. Wat is de grootte van EC t.o.v. PM 2,5? EC zijn deeltjes kleiner dan 1 micrometer (<1 µm). Voor “vers” uitgestoten EC geldt dat de meeste deeltjes kleiner dan 0,1 micrometer zijn. b. Wat is het kenmerkende van EC t.o.v. PM 2,5? Is dat de chemische samenstelling? En zo ja, wat is deze? EC is elementair koolstof (“grafiet”), terwijl
c.
d.
e.
f.
g.
h.
PM2.5 is een mengsel van deeltjes: ammonium nitraat/sulfaat, (ook) EC, vaste organische deeltjes etc. Hoe verplaatst EC zich door de lucht? Door wind en windrichting? Heeft hoogteligging tussen bron en meetpunt een effect op de concentratie EC? Hoe reageert EC op blokkades zoals geluidsscherm, bomen of huizen? EC verspreiding is gelijk aan die van andere fijnstof deeltjes en gassen, en kan worden berekend met standaard modellen SRM1 en SRM2, zoals gebruikelijk in NL. Verantwoordelijk voor de verspreiding is niet alleen de wind (richting en snelheid), maar ook andere meteorologische condities die met temperatuur, luchtvochtigheid en straling te maken hebben. Is naar het effect van blokkades in het algemeen onderzoek gedaan? Er zijn onderzoeken uitgevoerd naar het effect van geluidschermen op de concentraties van luchtverontreinigende stoffen achter de schermen. Achter geluidschermen zijn de bijdragen van de weg aan de concentraties van gassen en stoffen lager dan in het geval die schermen er niet zouden staan. Voor zover bekend zijn deze onderzoeken niet voor EC uitgevoerd. Zijn mist en de luchtvochtigheid van invloed op de concentratie EC. Zo ja, hoe? Mist en luchtvochtigheid zijn niet van invloed op het meetprincipe. De invloed op de buitenluchtconcentraties is beperkt en niet anders dan voor andere fijnstof deeltjes. Waait NO2, PM 2,5 en/of EC op door luchtcirculaties als het al is neergeslagen? Is dat ooit onderzocht? NO2 is een gas dat bij aanraking met de grond (of met andere objecten) uit de lucht verwijderd kan worden, dat proces heet depositie. Dit verwijderingsproces heeft deels met het soort ondergrond te maken, en deels met atmosferische omstandigheden. PM2.5 en EC zijn kleine deeltjes waarvoor geldt dat opwerveling vanaf de grond door bv windvlagen mogelijk is. De grootte van EC deeltjes direct na uitstoot door het verkeer is in het algemeen zo klein (0,01-0,1 µm) dat het gedrag van deze deeltjes erg gelijkt op dat van gassen en dat er van neerslag op de bodem nog nauwelijks sprake is. Neerslag op de bodem en eventuele opwerveling wordt belangrijker als de grootte van de deeltjes toeneemt, dus bij PM2.5 en PM10. Wat zijn de bekende bronnen voor EC? Ik weet van verbrandingsmotoren en begrijp met name dieselmotoren, maar is er meer? Levert uitstoot uit houtkachels ook EC op? Alle verbrandingsprocessen van koolstofhoudende brandstoffen (houtkachels, kolen, olie en gas centrales, raffinaderijen etc.) stoten roet uit. Ik heb in een rapport van het Planbureau voor de leefomgeving van 17-09-2009 dat EC-metingen erg onzeker zijn. Is dat inmiddels anders?? Alle buitenluchtmetingen hebben een bepaalde mate van onzekerheid. In het Planbureau rapport wordt “aantallen deeltjes” bedoeld en niet EC.
5. Er worden op pagina 12 enkele onzekerheidsmarges vermeld. Die komen niet meer terug in de resultaten. Gelden die onzekerheidsmarges ook voor de resultaten en dus de conclusies? In de conclusies zijn de belangrijkste resultaten samengevat. Daarin wordt per stof
aangegeven of de verschillen tussen de twee locaties significant zijn (binnen het zogenaamde 95% betrouwbaarheidsinterval) of niet. 6. Op pagina 13 (2.2.4) geeft u aan dat er toch gekozen voor toepassing van de meteometingen van Deelen in plaats van gebruik te maken van de speciaal daarvoor in de tuin van de familie Heil neergezette apparatuur. Kunt u uitleggen waarom? Uit de windmetingen die in de tuin zijn uitgevoerd bleek dat de wind regelmatig “wegviel”. De daar aanwezige bomen zorgen ervoor dat met een zekere regelmaat de overdracht van wind van de hoger gelegen luchtlagen naar beneden geblokkeerd wordt. Dat bleek uit de vergelijking met de metingen in Deelen. Daar de windgegevens ook voor de huidige schoollocatie gebruikt zijn was een voor een groter gebied representatieve set gegevens nodig, en dat is Deelen. Opgemerkt wordt dat de tuin van de familie Heil, ondanks de hierboven aangestipte bezwaren, de meest geschikte locatie is om de invloed van de A12 ter hoogte van de nieuwe locatie in Rozendaal te meten. 7. Ook vanwege pagina 13: kan het zijn dat de ligging van de A12, diep in een soort tunnel, effecten heeft op de wind en de windsnelheden? En daarmee op de meetresultaten? Zo ja, welke? De wind wordt in hoofdzaak gestuurd door de ligging van hoge en lage drukgebieden boven Europa. Het soort ondergrond (water, polder, bos, etc) is van enige invloed op de windsnelheid- en richting. Evenzo zorgen obstakels en oneffenheden voor een plaatselijke verstoring van de wind. De windverstoring door de verdiepte ligging van de A12 beïnvloedt enigszins de verspreiding van door het verkeer uitgestoten stoffen ten opzichte van een niet verdiepte situatie. Hetzelfde geldt ook voor andere obstakels die tussen meetlocatie en de A12 staan. 8. Op pagina 16/17 geeft u aan dat in periode 2 (de middelste periode) de stoffen EC en PM 2,5 veel hoger waren dan in de andere periode en relateert dat aan de wind die uit het oosten kwam. Ik begrijp die conclusie echter niet. Ik zie dat voor EC de concentraties ook (in tegenstelling tot PM 2,5) in de derde periode ook hoger zijn dan de eerste periode. Hoe verklaart u dit en kunt u ook uw conclusie dat een hogere waarde door een oostenwind wordt veroorzaakt uitleggen? Tabel 2 geeft aan dat zowel voor PM2.5 als voor EC geldt dat de middelste meetperiode (20-10..17-11) de hoogste gemiddelde waarden laat zien. Dat de derde periode hogere waarden dan de eerste periode laat zien maakt deze in het rapport vermelde bevinding niet onwaar. Oostenwind geeft in het algemeen aanleiding tot hogere concentraties dan westenwind vanwege het feit dat het achterland bij oostenwind (continentaal Europa) veel meer bijdraagt dan het achterland bij westenwind (Nederland, Verenigd Koninkrijk). De bijdrage van het achterland is vooral van belang voor stoffen zoals PM2.5 met een langere verblijftijd in de atmosfeer. Daarnaast spelen andere zaken een rol als het gaat om te verklaren waarom een bepaalde periode hogere concentraties geeft dan een andere periode. In het rapport is opgemerkt dat er voor de gemeten stoffen een jaarverloop in de concentraties bestaat die met de hoogte van de menglaag te maken heeft. De menglaag is het onderste gedeelte van de atmosfeer waarin de uitgestoten emissies terechtkomen. De menglaag is in de winter lager dan in de herfst en zomer wat aanleiding tot hogere concentraties in de winter is. Een uitgebreidere analyse van het verloop van de concentraties kan worden gegeven maar dit is niet bij deze studie inbegrepen.
9. Op pagina 17 extrapoleert u de meetgegevens mbv lange termijn gemiddelden van de RIVM. U schrijft dat aan de gekozen methode voor- en nadelen kleven. Welke meetreeks heeft u gebruikt? Als u Wekerom heeft gebruikt, hoe verdisconteert u dan de andere en weinige lokale bronnen? Wat betekent dit nu in concreto voor de resultaten in dit rapport, ook ivm hetgeen u op pagina 16 over de oostenwind aangaf? De meetreeks van Wekerom is gebruikt om reden dat de situatie in Wekerom meer gelijkend op die in Rozendaal wordt geacht dan de stadssituatie in Nijmegen. Wekerom heeft minder lokale bronnen dan Rozendaal (A12) wat als een nadeel voor de extrapolatie naar de situatie in Rozendaal beoordeeld wordt. Opgemerkt wordt dat voor de conversie naar lange termijn gemiddelden voor beide schoollocaties (oud en nieuw) hetzelfde percentage wordt gebruikt. Als gekozen wordt voor een andere meetreeks om te converteren zou dat de concentratieverhouding tussen beide locaties niet veranderen, het verschil blijft 11,9%. De absolute gemiddelde concentraties zullen door een andere conversie wel (licht) veranderen. De conversie zoals in deze studie toegepast neemt dus ook de veelvuldig voorkomende oostenwind voor haar rekening. 10. Op pagina 17 extrapoleert u gegevens. Extrapoleert u dan ook de onderzekerheidsmarges? Bij de beoordeling van onzekerheidsmarges worden zij als fractie van de gemiddelde waarden uitgedrukt. Extrapolatie naar de lange termijn beïnvloedt de onzekerheidsmarge als fractie van het gemiddelde niet. De extrapolatiefactoren zelf zijn, uiteraard, ook omgeven met een onzekerheidsmarge. Hoe groot die is valt niet goed aan te geven, een schatting van 20-30% lijkt een redelijke veronderstelling. Ook hier geldt dat deze onzekerheidsmarge de concentratieverhouding tussen beide locaties niet aantast. 11. Op pagina 18 veronderstelt u dat de variaties in concentratie zwarte rook en EC gelijk zijn. Welke reden heeft u daartoe? Kunt u dit staven met onderzoek? Er zijn (nog) geen lange termijn reeksen van EC, wel van zwarte rook. Bij afwezigheid van geschikte meetreeksen van EC ligt het voor de hand de extrapolatie op die van zwarte rook te baseren. Opgemerkt wordt dat het patroon dat aan de extrapolatiefactor ten grondslag ligt voor al dit soort stoffen eenduidig is, namelijk hogere concentraties in de herfst dan in de zomer en hogere concentraties in de winter dan in de herfst. De grootte (maar niet het teken) van dit jaarverloop verschilt voor de diverse stoffen. Ook hier geldt de opmerking dat deze factor de onderlinge concentratieverhouding van de twee locaties niet aantast.
12. Op pagina 21 staat vermeld dat de invloed van de A-12 op concentraties PM2,5 zeer gering is. Daarna (onder kopje EC) is vermeld dat het patroon van daggemiddelden EC sterk lijkt op dat van PM2,5. Verder is opgenomen dat het verschil tussen PM 2,5 en EC te maken heeft met het gegeven dat voor EC de plaatselijke bronnen een relatief groter aandeel hebben dan bij PM2,5. In dat licht ben ik benieuwd naar of en zo ja welke afspraken TNO heeft gemaakt met de familie Heil ten aanzien hun meetlocatie. Heeft het in een tuin verbranden van afval en het verdere stookgedrag (buiten dan wel binnen) van haarden invloed op de gemeten EC? Heeft de plaats van een autogarage of parkeerplaats (en het type auto) invloed op de
uitkomst EC? Dit waar bij EC itt PM2,5 plaatselijke bronnen, die niet verder onderzochte zijn (zie onder 3.5), een relatief groter aandeel hebben. Is er verder iets (wetenschappelijks) bekend over de invloed op de metingen van de plek op de Steenhoek onder de bomen, terwijl de ligging bij de familie Heil niet onder bomen was? Heeft u in dit verband gegevens opgevraagd van zwaar materieel vervoer langs de meetlocatie en over de A-12 ten behoeve van de wegverbreding van de A-12? Met de familie Heil zijn geen afspraken over stoken etc. gemaakt. Zij hebben uiteraard wel een oogje in het zeil gehouden voor wat betreft de apparatuur. Eens in de twee weken is een medewerker van TNO op beide locaties geweest om filters en buisjes te verwisselen en indien mogelijk heeft hij ook met de familie of schoolmedewerkers gesproken over eventuele bijzondere gebeurtenissen. De familie heeft aangegeven dat zij geen open haard gebruikt hebben, en dat de auto op 5 meter of verder van de meetapparatuur geparkeerd werd. Het enige wat we verder weten is dat op de Del een zwerver rondloopt waarvan gezegd wordt dat hij/zij voor enkele brandjes verantwoordelijk zou zijn geweest. Voor wat betreft de situatie bij de school zijn we nagegaan of de uitlaat van de kachel mogelijk van invloed op de meetresultaten zou kunnen zijn. Op basis van emissiegegevens van gangbare kachels voor dit soort ruimteverwarming zijn we tot de conclusie gekomen dat een klein effect niet uit te sluiten valt, maar daar we geen specifieke uitlaatgegevens hebben valt er verder niet veel over te zeggen. Aangezien de mogelijke beïnvloeding zich vooral voor NO2 laat gelden is er besloten om, na een week meten, de vijf NO2 buisjes die eerst naast de andere meetapparatuur opgesteld stonden te verplaatsen naar het dak van een nabijgelegen schuur (circa 20 meter verderop). Lokale beïnvloeding op beide locaties zal altijd aanwezig zijn, maar is moeilijk te kwantificeren. De metingen van EC zijn op basis van 5-minuten gemiddelden wat in beperkte mate de mogelijkheid biedt om opvallende en kortstondige lokale bijdragen te detecteren; in deze meetreeksen zijn geen uitbijters gesignaleerd. 13. Op pagina 19 levert u de windrozen van de meetperiodes. Volgens mij was het gedurende een onnatuurlijk lange periode gedurende de meetperiode mistig en heel weinig wind. Ik zie geen gegevens over windsnelheden en mist/luchtvochtigheid. De gegevens van de Del uit die periode zijn toch aanwezig vanuit de meteogegevens uit de tuin van de familie Heil? Heeft u de gegevens over de wind uit Deelen gebruikt of die uit Wekerom? Welk effect had de windsnelheid en luchtvochtigheid? Als dit een grotere afwijking gaf, is dat verdisconteerd ? Ik mis voorts bij de passage over de windrozen uw conclusie. We hebben windsnelheid in de tuin gemeten, maar niet in dit rapport gepresenteerd (er moet ergens een grens getrokken worden wat wel en niet gepresenteerd wordt). Mist is niet in de tuin gemeten, luchtvochtigheid wel; beide type gegevens worden op het KNMI station in Deelen gemeten. Afwijkingen van windsnelheid en luchtvochtigheid ten opzichte van een gemiddeld voorkomen zijn in wezen gecorrigeerd via de lange termijn reeksen van Wekerom die grosso modo ook onderhevig zijn geweest aan min of meer dezelfde afwijkingen in meteorologie. Sectie 3.3 is slechts een onderdeel van een analyse; daarom is er geen aparte conclusie geformuleerd.
14. Op pagina 21/22 beschrijft u dat zelfs als de wind niet van over de snelweg kwam, de concentraties EC hoger waren op de Del dan op de Steenhoek. U beschrijft dat het onverklaarbare verschil daarbij 8% bedraagt. U suggereert dat dit kan komen door lokale bronnen op de Del, die u niet heeft onderzocht. Moet of mag ik hieruit concluderen dat een verschil van 3% EC tussen beide locaties wordt veroorzaakt door de A12? Is dat verschil net als het verschil van 11,9% een significant verschil? Tabel 5 geeft de concentratieverhouding voor alle windrichtingen (0-360) en voor een selectie van windrichtingen. Voor alle windrichtingen tezamen (gedurende de volledige meetperiode) is het verschil tussen beide locaties 12%, dat is inclusief eventuele lokale bronnen, die zowel op De Del als op De Steenhoek kunnen voorkomen. De tabel laat zien dat voor wind uit het westen (de A12) de nieuwe locatie 18-20% verhoogde concentraties geeft voor EC ten opzichte van de oude locatie. Deze mogen we vergelijken met de 8% bij andere windrichtingen, en dat levert een bevestiging van de invloed van de A12 op. 15. Heeft u meettabellen met hierop per dag het gemiddelde verloop per tijdseenheid van de aanwezigheid van de gemeten stoffen? Daaruit zou dan toch worden kunnen afgeleid op welke moment zich de pieken en dalen van de concentraties voordeden en zou u nader onderzoek kunnen doen? Alle meetgegevens staan in excel-tabellen en –grafieken. Overdag zijn de concentraties in het algemeen hoger dan ’s nachts. Daarenboven zijn er veel fluctuaties (pieken en dalen) die te maken hebben met ofwel meteorologische fluctuaties (verandering in windrichting, windsnelheid, temperatuur, zonne-instraling, atmosferische stabiliteit,..) ofwel met verandering in de uitstoot door het verkeer of andere bronnen. De meetreeksen worden altijd gecontroleerd op zogenaamde uitbijters, dwz buitengewoon hoge concentraties die zich kortstondig voordoen. Uitbijters kunnen met een tijdelijk slecht functionerend apparaat te maken hebben of met een (zeer) lokale bron, bijvoorbeeld een vrachtwagen die een tijd, met draaiende motor, naast de meetapparatuur geparkeerd staat. In ieder meetonderzoek worden de meetreeksen op uitbijters gecontroleerd en die worden vervolgens verwijderd voordat verdere verwerking van de gegevens plaatsvindt. In dit onderzoek zijn er geen uitbijters geconstateerd. Om alle fluctuaties in de gemeten concentraties te verklaren is er een zeer uitgebreid onderzoek nodig, en dan is het nog maar zeer de vraag of alle fluctuaties verklaard kunnen worden. 16. Op pagina 27 schrijft u dat de atmosferische verblijftijd voor NO2 en EC lager zijn dan voor
PM2,5. Wat bedoelt u hiermee, hoe verklaart u dat en wat is de relevantie voor de metingen? De atmosferische verblijftijd in de atmosfeer is een karakteristieke maat voor de tijd dat een stof (gas of deeltje) in de lucht aanwezig is. Deze maat is gekoppeld aan chemische en fysische processen die voor verwijdering van de stof zorgen. Chemisch reactieve stoffen zoals NO2 worden relatief snel uit de atmosfeer verwijderd. Atmosferische verblijftijd is een relevante maat omdat het iets zegt over het belang van plaatselijke emissies versus aanvoer van elders voor de gemeten concentraties in de lucht. Voor stoffen met een lage verblijftijd, zoals EC, geldt dat bronnen op grote afstand weinig bijdragen aan de concentraties en dat daarmee het belang van lokale bronnen aan de gemeten concentraties groot is. Voor stoffen met een lange verblijftijd, zoals PM2.5, geldt dat bronnen op grote afstand ook bijdragen aan de concentraties.
17. Heeft TNO eerder in Nederland EC metingen gedaan? Zo ja, wat zijn de gemeten waarden? Wat heeft u hiermee gedaan voor uw conclusies voor Rozendaal? Er wordt door DCMR en GGD-A’dam al enkele jaren EC gemeten in Rotterdam en Amsterdam. TNO heeft op verschillende locaties in Nederland EC metingen gedaan de afgelopen jaren. Een overzicht van de verdeling van EC concentraties in Nederland wordt door de binnenkort door het PBL te publiceren GCN kaart gegeven. Deze kaart is gebaseerd op modelberekeningen. Daaruit blijkt dat de jaargemiddelde EC concentraties in 2011 minder dan 1 µg.m-3 voor de landelijke gebieden in het oosten, noorden en zuiden van het land. De invloed van de snelwegen blijkt uit de verhoging tot 2,75 µg.m-3 pal langs de wegen. De landelijke gebieden in de Randstad zijn tot 1,50 µg.m-3 verhoogd terwijl in de vier grote steden de concentraties tot 2 µg.m-3 oplopen.
Tot slot het volgende. Bent u akkoord met publicatie van de vragen en uw antwoorden bij de rapporten op de website van de opdrachtgever, de gemeente Rozendaal? Ik ben akkoord met publicatie van de antwoorden na afloop van de vergadering dinsdagavond 13 maart 2012.
