Adviesdienst Verkeer en Vervoer RWS

Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek / Netherlands Organisation for Applied Scientific Research

Laan van Westenenk 501 Postbus 342 7300 AH Apeldoorn www.tno.nl

TNO-rapport

T 055 549 34 93 F 055 549 98 37

2007-A-R0389/B

Onderzoek naar de effecten op de luchtkwaliteit van NO2 en PM10 op vier locaties (A’dam, R’dam, Utrecht en Den Haag) van de ringwegen met 80 km/u met strikte handhaving

Datum

juli 2007

Auteur(s)

Menno Keuken Koos Hollander Sander Jonkers

Projectnummer

36326

Trefwoorden

Luchtkwaliteit 80 km/u NO2 PM10

Bestemd voor

Adviesdienst Verkeer en Vervoer – RWS

Aantal pagina's Aantal bijlagen

64 (incl. bijlagen) 9

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor onderzoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan.

© 2007 TNO

TNO-rapport | 2007-A-R0389/B

2 / 34

Samenvatting TNO heeft in opdracht van RWS onderzoek gedaan naar de effecten op de luchtkwaliteit van het instellen van 80 km/h met strikte handhaving op een gedeelte van de ringwegen bij Amsterdam, Rotterdam, Den Haag en Utrecht. Op de vier locaties zijn metingen uitgevoerd aan weerszijden van de ringwegen: 2wekelijks gemiddelde NO2 concentraties en uur-tot-uur PM10 concentraties. De meetperiode “voor” is vanaf 1 april t/m 31 oktober 2005 en de periode “na” is vanaf 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006. Uur-tot-uur zijn de bijdragen van het wegverkeer aan de luchtkwaliteit van PM10 en NO2 op de meetlocaties in de meetperioden “voor” en “na” berekend. Door metingen en berekeningen te combineren, is de verandering in NOx en PM10 emissies van het verkeer op de ringwegen door de maatregel vastgesteld. Vervolgens zijn de jaargemiddelde bijdragen aan NO2 en PM10 rondom de ringwegen “voor” en “na” invoering van de maatregel berekend. De resultaten zijn representatief voor de plek van de metingen in het midden van de 80 km/u trajecten. Uit de gemeten verkeersintensiteit en –snelheid door RWS op de vier locaties gedurende een jaar “voor” en een jaar “na” invoering van de maatregel, wordt geconcludeerd, dat is voldaan aan de doelstelling om de snelheid en de dynamiek (“variatie in de gemiddelde rijsnelheid”) te verlagen. Uit data van het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit wordt meteorologisch gezien bij gelijkblijvende NOx emissies – in de periode “na” ten opzichte van de periode “voor” een verhoogde NO2 bijdrage verwacht. De verlaagde, gemeten bijdrage van NO2 in dit onderzoek duiden daarom op verlaagde NOx emissies. Voor kwantificering van deze verlaging wordt een combinatie van metingen en modelberekeningen gebruikt. De resultaten van de reductie in NOx en PM10 emissies op de vier locaties zijn samengevat in onderstaande tabel. PM10 emissiereductie

NOx emissiereductie

%

%

1

32

Den Haag

8

20

Rotterdam

9

30

2

31

Amsterdam

Utrecht 1

-

-

Vanwege aanleg geluidsscherm in de periode “na” de maatregel kon alleen een “maximale” reductie in PM10 emissies bij Amsterdam worden vastgesteld, in werkelijkheid zal de reductie in de orde zijn van 10% zoals bij Rotterdam;

2

Vanwege lokale activiteiten (o.a. aanleg weg) met PM emissies, zowel “voor” en “na” waren de data van PM10 niet geschikt voor analyse in Utrecht.

Reductie in PM10 emissies is in de orde van 10%. Reductie in NOx emissies is in de orde van 20-30% voor Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht. De relatieve lage waarde van 20% voor Den Haag is waarschijnlijk gekoppeld aan het relatief lage aandeel vrachtverkeer ten opzichte van de overige drie locaties.


3 / 34

In de tussentijdse evaluatie in mei 2006 werden voor NOx lagere emissies reducties gevonden (voor PM10 waren er met uitzondering van Den haag te weinig data). Dit verschil in NOx emissies in beide rapportages is met name het gevolg van twee factoren: − in de tussentijdse rapportage is gerekend met een lineair verband tussen NOx emissies en NO2 concentraties in plaats van een niet-lineair verband. De reden was de gewenste datum van rapportage en de (onterechte) inschatting, dat de niet-lineaire relatie niet relevant was op de schaal van een weg. Zoals toegelicht in dit rapport heeft dit in de tussentijdse rapportage tot (te) lage NOx emissies geleid in vergelijking met de waarden in dit eindrapport; − de tweede factor is de te korte meetperiode “na” met alleen wintermaanden voor de tussentijdse rapportage en dit werkt met name door voor de bijdrage van NO2 (en dus de NOx emissies). De vastgestelde emissie reducties zijn gebruikt om de concentratiebijdrage aan NO2 en PM10 langs de vier ringwegen te berekenen als functie van afstand tot de ringwegen. Deze berekeningen zijn uitgevoerd een jaar “voor” en “na” de maatregel met dezelfde meteorologie (versie 1) en dezelfde verkeersintensiteit (versie 2). Het effect van de 80 km/u maatregel op de bijdrage aan concentraties op 50 m van de weg met een geluidsscherm is in de orde van minder dan 0.5 µg/m3 PM10 en 2 µg/m3 NO2. De vastgestelde emissies zijn voor NOx in de ordegrootte van de eerder vastgestelde emissie reducties bij Overschie (25%), maar voor PM10 zijn ze lager: 10% in dit onderzoek ten opzichte van 35% in Overschie. Een verklaring voor het verschil in PM10 emissies met Overschie is niet eenvoudig. Wellicht is de rol van niet-uitlaat emissies aan PM10, zoals opgewerveld wegenstof van belang. Deze bijdrage is afhankelijk van het wegdek en meteorologie. Nader onderzoek naar het effect van de 80 km/u maatregel op deze bijdrage aan PM10 emissies wordt uitgevoerd in het kader van het Innovatie Programma Lucht (IPL). Gezien de daling van NOx emissies wordt ook een positief effect op roetemissies verwacht door de 80 km/u maatregel maar helaas ontbraken zwarte rook metingen voor de periode “voor” om dit effect vast te stellen. Samenvattend wordt geconcludeerd, dat door invoering van de 80 km/u maatregel de gemiddeld PM10 emissies met 10% dalen en NOx emissies met 20-30%. Tussen de vier locaties zijn verschillen in vastgestelde emissies maar gezien de onzekerheid in metingen en modelberekeningen is het lastig om betrouwbare uitspraken te doen over deze onderlinge verschillen.


4 / 34

Inhoudsopgave Samenvatting.................................................................................................................. 2 1 1.1 1.2

Achtergrond ................................................................................................................... 5 Opzet onderzoek .............................................................................................................. 5 Samenvatting data-analyse .............................................................................................. 5

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Resultaten ....................................................................................................................... 9 Meteorologische variatie “voor” en “na”......................................................................... 9 Verkeersintensiteiten en –snelheden “voor” en “na” ..................................................... 10 Meetdata van NO2 en PM10 ........................................................................................... 15 Meetdata PM10 ............................................................................................................... 17 Combinatie van metingen en berekeningen ................................................................... 19 Jaargemiddelde berekende bijdrage van PM10 en NO2 .................................................. 24

3

Discussie en conclusies................................................................................................. 30

4

Referenties .................................................................................................................... 33

5

Verantwoording ........................................................................................................... 34

Bijlage(n) 1 De meetpunten op de locaties: Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht 2 De afstanden van de meetlocaties tot de as van de ringwegen 3 Beschrijving meetmethoden en onderzoeksaanpak 4 De windrozen in 2005 en 2006 op het meetpunt Schiphol (KNMI) 5 De meetresultaten van NO2 metingen op de locaties Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht 6 Scatterplots van gemeten en berekende bijdrage “voor” en “na” de maatregel voor PM10 en NO2 op de locaties Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht 7 Vergelijking van de tussentijdse rapportage mei 2006 en eindresultaten 8 Zwarte rook metingen en resultaten 9 PM2.5 metingen en resultaten


1

5 / 34

Achtergrond Rijkswaterstaat heeft TNO opdracht verleend voor onderzoek naar de effecten van 80 km/u met strikte handhaving op de luchtkwaliteit van NO2 en PM10 langs de locaties van de ringwegen bij Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht. Bij Amsterdam, Den Haag en Rotterdam ging het om verlaging van 100 km/u naar 80 km/u (met strikte handhaving), terwijl in Utrecht de snelheid op de hoofdbanen werd verlaagd van 120 km/u naar 100 km/u en op de parallelbanen van 100 km/u naar 80 km/u met strikte handhaving. De maatregel is ingevoerd sinds 1 november 2005. In mei 2006 heeft TNO tussentijds gerapporteerd over de resultaten van het onderzoek t/m 31 maart 2006 [1]. Als referentie voor vergelijking van de tussentijdse resultaten wordt verwezen naar het onderzoek van de effecten van 80 km/u met strikte handhaving op de luchtkwaliteit in Overschie [2]. In Overschie zijn gedurende een jaar uur-tot-uur metingen van NOx en PM10 op drie meetlocaties in Overschie uitgevoerd. Uit het onderzoek werd geconcludeerd dat emissies van NOx en PM10 van het wegverkeer op de A13 met respectievelijk 25% en 35% daalden. Deze relatief hoge daling in verkeersemissies werd indertijd toegeschreven aan de specifieke verkeersomstandigheden in Overschie “voor” en “na” de maatregel. Op de vier locaties bij Amsterdam, Rotterdam, Den Haag en Utrecht leken de verkeersomstandigheden minder “gunstig” ten opzichte van Overschie. Daarom werd a-priori verwacht dat de emissiereductie kleiner is dan gerealiseerd in Overschie met als gevolg, dat het niet eenvoudig is deze eventuele verandering in emissies vast te stellen.

1.1

Opzet onderzoek Het effect van 80 km/h met strikte handhaving op de luchtkwaliteit langs vier ringwegen is onderzocht. Deze bijdrage is “voor” en “na” de maatregel door een combinatie van metingen en berekeningen vastgesteld. Er zijn metingen uitgevoerd van PM10, NO2 en zwarte rook. Vanwege regelgeving wordt in het hoofdrapport alleen aandacht besteed aan PM10 en NO2, terwijl het onderzoek naar zwarte rook in Bijlage 8 is opgenomen. De meetperiode “voor” was vanaf 1 april t/m 31 oktober 2005 en de periode “na” vanaf 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006. In Bijlage 1 zijn de meetpunten bij de vier locaties weergegeven, terwijl in Bijlage 2 de afstanden van deze meetpunten tot de wegrand van de ringweg staan aangegeven. In Bijlage 3 zijn meetmethoden en data analyse uitgebreid toegelicht en onderstaand samengevat. In Bijlagen 3-9 zijn de meetresultaten en berekeningen weergegeven, terwijl de presentatie van de resultaten in het hoofdrapport zoveel mogelijk zijn beperkt tot samenvattende tabellen.

1.2

Samenvatting data-analyse In Bijlage 3 is de methode van data-analyse uitgebreid beschreven. Onderstaand volgt een stapsgewijze samenvatting: − Meteorologie; Meteorologische omstandigheden (windrichting, windsnelheid en neerslag) zijn “voor” en “na” vergeleken om een inschatting te krijgen van het verschil in verspreidingscondities van de luchtvervuiling afkomstig van het wegverkeer;


6 / 34

− Verkeer; De verkeersintensiteiten en –snelheden op de vier locaties zijn “voor” en “na” vergeleken om een inschatting te krijgen of verkeerskundig de verwachte condities zijn bereikt met als doel een lager gemiddelde snelheid en minder dynamiek van het wegverkeer, en (dus) minder emissies van luchtverontreiniging; − Emissies (1); Vervolgens is de verandering in reguliere emissies van het wegverkeer van PM10 en NOx vastgesteld “voor” en “na” de maatregel op basis van metingen en modelberekeningen. Hiervoor zijn eerst de gemeten bijdrage aan PM10 en NO2 langs de ringwegen vastgesteld: 1. PM10; Voor de bijdrage van PM10 zijn alleen bepaalde uren geselecteerd op basis van windrichting, windsnelheid en werkdagen: • windrichting; De windrichting is zodanig gekozen, dat één van de meetstations belast werd door luchtvervuiling afkomstig van de ringweg, terwijl het andere station de achtergrondconcentratie meet; • windsnelheid; Alleen uren met windsnelheden groter dan 1 m/s zijn geselecteerd omdat bij lagere windsnelheden teveel variatie van de windrichting optreedt. Bij lagere windsnelheden zou daarom niet meer worden voldaan aan bovengenoemd criterium van geselecteerde uren met het ene station bovenwinds en het andere station benedenwinds; • werkdagen; Alleen werkdagen (en geen weekend dagen) zijn geselecteerd vanwege relatief gelijksoortige dagen qua verkeersintensiteit en -samenstelling. Het verschil tussen de meetstations levert een uurlijkse bijdrage van het verkeer aan PM10 op het “belaste” meetstation. Deze gemeten uurlijkse bijdrage wordt vergeleken met de berekende uurlijkse bijdrage. Voor deze berekening wordt gebruik gemaakt van de uurlijks gemeten meteo, verkeersintensiteit en –snelheid, reguliere emissiefactoren en het uur-tot-uur HEAVEN model [3]. Het HEAVEN model is een uur-tot-uur versie van Pluim Snelweg. Dit model is een zogenaamde “klasse-model”, waarbij de jaargemiddelde meteorologie wordt ingedeeld in klassen en vervolgens wordt de jaarlijkse verspreiding van luchtverontreiniging berekend. Op deze wijze kan sneller worden gerekend. In het voorliggende onderzoek is het echter nodig uur-tot-uur te rekenen en daarom is het HEAVEN toegepast. Bovenbeschreven metingen en berekeningen zijn zowel “voor” als “na” invoering van de maatregel uitgevoerd; 2. NO2; Voor de bijdrage van NO2 zijn 2-wekelijks gemiddelden berekend uit het verschil van de meetpunten aan de ringweg en de gemeten achtergrond verder van de ringweg. De reden voor het verschil in meetstrategie voor PM10 en NO2 wordt in hoofdstuk 2 verder toegelicht. De 2-wekelijkse bijdrage is aan weerszijden van de ringwegen vastgesteld. De gemeten bijdrages zijn vervolgens vergeleken met de berekende bijdrages aan weerszijden van de ringwegen. Voor deze berekening is (net als bij PM10) gebruik gemaakt van uurlijks gemeten meteo, verkeersintensiteiten en –snelheden, achtergrondconcentraties (NO, NO2 en ozon), reguliere emissiefactoren en het uur-tot-uur HEAVEN model. De uurlijkse berekeningen zijn gemiddeld naar 2-wekelijkse bijdrages. Analoog aan PM10 zijn ook deze metingen en berekeningen zowel “voor” als “na” invoering van de maatregel uitgevoerd; − Emissies (2); In de volgende stap wordt de gemeten bijdrage geplot tegen de berekende bijdrage in een zogenaamde “scatterplot”. Dit gebeurt voor PM10 en NO2 en voor elke locatie afzonderlijk, zowel “voor” als “na” de maatregel. In het ideale geval zouden berekeningen en metingen in de scatterplots op de 1:1 lijn liggen: de gemeten waarden worden volledig verklaard door de berekeningen, inclusief de “juiste” verkeersemissies van PM10 en NOx. Vanwege variatie in de metingen en de berekeningen (meteorologie, verkeersintensiteit, emissiefactoren e.d.) is dit niet het


7 / 34

geval en wijken de waarden in het scatterplot af van de 1:1 lijn. In de gekozen methode worden de waarden in het scatterplot “gefit” naar de 1:1 lijn, zowel “voor” als “na” de maatregel. Vergelijking van de mate van afwijking van de 1:1 lijn “voor” en “na” de maatregel, is een indicatie voor de verandering in emissies. In de modelberekeningen zijn de emissies van PM10 en NOx, de enige parameters die “voor” en “na” de maatregel gelijk zijn gehouden. De overige parameters in de modelberekeningen zijn door metingen vastgesteld: de meteorologie, de verkeersintensiteiten, de –snelheden, de bijdrage aan PM10 en NO2 concentraties langs de ringwegen en de achtergrondconcentraties. Het verschil in de mate van afwijking van de 1:1 lijn “voor” en “na” wordt daarom toegeschreven aan de verandering in emissies. De mate van afwijking van de 1:1 relatie wordt in dit onderzoek de k-factor (kalibratie-factor) genoemd. Deze k-factor verschilt per locatie en is verschillend voor PM10 en NO2. Per locatie is een scatterplot “voor” en “na” van PM10 en NO2 opgesteld met berekende en gemeten bijdrage, zoals in de vorige stap beschreven. De Regressie Coëfficiënt (RC), de hellingshoek van de regressie analyse, die door de oorsprong is gefit, geeft de afwijking van de 1:1 lijn. De RC’s worden voor alle locaties “voor” en “na” uit de scatterplots bepaald. De k-factoren zijn dan vervolgens 1/RC. De verhouding van de k-factor “voor” en de k-factor “na” is een maat voor de verandering in emissies. Voor PM10 en NOx wordt de methode verschillend toegepast: 1. PM10; Voor PM10 is er een lineaire relatie tussen emissies en de gemeten bijdrage langs de ringweg. Dit betekent, dat een bijvoorbeeld tweemaal verlaagde emissie van PM10 leidt tot tweemaal verlaagde bijdrage aan PM10 langs de weg. Verandering in PM10 emissies kan daarom direct worden afgeleid uit de verhouding in k-factoren “voor” en “na” 1; 2. NOx; Voor de verandering in NOx emissies ligt het gecompliceerder, want er is een niet-lineair verband tussen de gemeten NO2 bijdrage langs de weg en NOx emissies. Met andere woorden, een bijvoorbeeld tweemaal verlaagde NO2 bijdrage is niet het gevolg van tweemaal verlaagde NOx emissies! De NO2 bijdrage is namelijk afhankelijk van het NO/NO2/ozon evenwicht tijdens transport van de weg naar de omgeving. Daarom moeten NOx emissies met een hogere waarde dan 1/RC worden vermenigvuldigd om de NO2 concentraties op de 1:1 lijn te fitten. Dit levert een k-factor “voor” en een k-factor “na”. De verhouding in k-factoren “voor” en “na” is een maat voor de verandering in NOx emissies. − Concentratie bijdrage; Met voorgaande stappen zijn de veranderingen in emissies door de maatregel vastgesteld. Deze verandering is ten opzichte van de reguliere emissiefactoren, zoals gebruikt in berekeningen “voor” de maatregel. De laatste stap in de analyse is berekening van een dwarsprofiel voor zowel de bijdrage van PM10 en NO2 aan luchtconcentraties als functie van de afstand tot de ringwegen. Hierbij is eerst een jaargemiddeld dwarsprofiel berekend “voor” de maatregel met 1

Er zijn twee voorwaarden voor toepassing van deze methode: 1.) De meetopzet mag “voor” en “na” niet veranderen, want dan zou een extra “onbekende” in de vergelijking worden geïntroduceerd. Helaas was dit wel het geval in Amsterdam, waar tijdens de metingen in de “na” periode een geluidsscherm werd geplaatst tussen de A10 en de belaste meetlocatie van PM10. Hierdoor is alleen het maximum effect van de maatregel voor PM10 vast te stellen. In Rotterdam werd de methode gedeeltelijk beïnvloed door begroeiing (lente/zomer) en bladverlies (herfst/winter) van struikgewas tussen de A20 en de meetopzet. 2.) De meetpunten mogen niet worden verstoord door lokale activiteiten met lokale emissies van PM10 of NOx. Helaas was dit wel het geval voor PM10 in Utrecht door wegwerkzaamheden nabij de meetpunten.


8 / 34

verkeersintensiteiten en –snelheden, meteorologie en achtergrondconcentraties en reguliere emissiefactoren van 1 november 2004 t/m 31 oktober 2005. Vervolgens zijn twee dwarsprofielen berekend “na” de maatregel: 1.) met emissiefactoren geschaald met de verandering in de k-factor (zoals bovenbeschreven) en dezelfde meteorologie c.q. achtergrondconcentraties als “voor” maar met de werkelijke verkeersintensiteiten en –snelheden van “na” voor de periode 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006 en 2.) idem als voor 1.) maar dan met dezelfde verkeersintensiteiten als “voor”. Op deze laatste wijze worden de bijdrage gecorrigeerd voor de verandering in verkeersintensiteit en kan het effect “voor” en “na” beter worden vergeleken.


2

Resultaten

2.1

Meteorologische variatie “voor” en “na”

9 / 34

Verspreiding van luchtverontreiniging en de omzetting van NO in NO2 onder invloed van ozon is sterk afhankelijk van meteorologische condities. Met name windrichting en –snelheid is van belang maar ook neerslag, temperatuur en de mate van turbulentie (menging) in de atmosfeer1. De data van het meetpunt Schiphol van het KNMI is gebruikt voor de locaties Amsterdam, Den Haag en Rotterdam, terwijl voor Utrecht de data van het meetpunt Cabauw zijn toegepast. In Bijlage 4 zijn de windrozen op Schiphol voor 1 november 2004 t/m 31 oktober 2005 en 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006 weergegeven. Volgens het KNMI was de gemiddelde neerslag in Nederland voor 2005 en 2006, respectievelijk 785 en 765 mm (normaal: 797 mm), het gemiddelde aantal zonuren, respectievelijk 1820 en 1782 uren (normaal: 1550 uren) en de gemiddelde temperatuur, respectievelijk 10.7 en 11.2 °C (normaal: 9.8 °C). De neerslag in beide jaren was normaal (met uitzondering van augustus 2006 met drie maal meer neerslag dan normaal), beide jaren waren zeer zonnig en beide jaren waren zeer warm ten opzichte van het langjarig gemiddelde. Het jaar 2006 was qua temperatuur het “warmste jaar in tenminste drie eeuwen”! Hoewel beide jaren uitzonderlijk warm en zonnig waren, wordt geconcludeerd dat beide jaren meteorologisch gezien redelijk vergelijkbaar zijn. De meteorologische vergelijkbaarheid van beide jaren ondersteunt het onderzoek naar de effecten van de 80 km/u maatregel op de luchtkwaliteit in 2005 en 2006. De invloed van meteorologie op de concentraties van NO2 in beide jaren is onderzocht door de bijdrage aan NO2 door NOx emissies van stadsverkeer in Amsterdam en Den Haag te vergelijken in de periode april t/m oktober. De periode van april t/m oktober is gekozen, omdat deze periode overeenkomt met de meetperiode “voor” de maatregel van april t/m oktober 2005. Voor deze vergelijking is gebruik gemaakt van metingen van NO2 concentraties op stad en straatstations in Amsterdam en Den Haag door het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (RIVM). Het verschil tussen de NO2 concentraties gemeten op de straat- en stadsstations in beide steden geeft inzicht in de vergelijkbaarheid van parameters, die van belang zijn voor luchtverontreiniging (windrichting en -snelheid, neerslag, achtergrondconcentraties e.d.) in de zomer 2005 en 2006.

1

Variatie in achtergrondconcentraties is in dit onderzoek minder van belang omdat de bijdrage van de ringwegen op de luchtkwaliteit wordt onderzocht. Voor berekening van de omzetting van NO naar NO2 wordt wel gebruik gemaakt van de gemeten achtergrondconcentraties van ozon, NO en NO2 op een nabijgelegen station van het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (RIVM) in de periode “voor” en “na” de maatregel.

Bijdrage straatverkeer NO2 (ug/m3)


10 / 34

35.0 30.0 25.0 20.0

2005 2006

15.0 10.0 5.0 0.0 A'dam

Figuur 1

Den Haag

Verschil in concentraties van straat- en stadsstations in Amsterdam en Den Haag in de periode april t/m oktober 2005 en 2006 zoals gemeten in het LML (RIVM).

Figuur 1 illustreert, dat de bijdrage aan NO2 in de zomer 2005 en 2006 door emissies van NOx door straatverkeer in Amsterdam en Den Haag licht verhoogd zijn. Aannemend, dat het verkeer in beide straten in Amsterdam en Den Haag in 2005 en 2006 niet ingrijpend is veranderd, wordt hieruit geconcludeerd, dat meteorologisch gezien de verspreiding en vorming van NO2 in de zomer van 2005 en 2006 verhogend was in 2006 (ten opzichte van 2005) voor NO2 concentraties. Met andere woorden, uit de data van het LML worden licht verhoogde concentraties van NO2 verwacht in de zomer 2006 in vergelijking tot de zomer 2005 - bij gelijke emissies van NOx - als gevolg van de verschillen in meteorologie in de zomer van 2005 en 2006. 2.2

Verkeersintensiteiten en –snelheden “voor” en “na” Verkeerscijfers in deze studie zijn afkomstig van de Adviesdienst Verkeer en Vervoer (AVV). Verkeersintensiteiten en –snelheden variëren gedurende een jaar door seizoensinvloeden, zoals weersomstandigheden en vakanties. Voor vergelijking van de verkeersintensiteiten en –snelheden “voor” en “na” invoering van de maatregel zijn daarom volledige jaren gebruikt: 1 november 2004 t/m 31 oktober 2005 (“voor”) en 1 november 2005 t/m 1 november 2006 (“na”). In de Figuren 2A-B t/m 5A-B zijn de verkeersintensiteiten en –snelheden bij de ringwegen Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht weergegeven.


11 / 34

12050

voor na

10050

int [#/u]

8050 6050 4050 2050 50 0

6

12

18

24

t [u]

Figuur 2A Uurgemiddelde verkeersintensiteiten (aantal voertuigen per uur) per etmaal voor elk uur ”voor” (1/11/2004 – 31/10/2005) en “na” (1/11/2005 – 31/10/2006): Amsterdam.

110 100

v [km/u]

90 80 70

voor na

60 50 0

6

12

18

24

t [u]

Figuur 2B Uurgemiddelde snelheid per etmaal voor elk uur ”voor” (1/11/2004 – 31/10/2005) en “na” (1/11/2005 – 31/10/2006: Amsterdam.

int[#/u]


12 / 34

10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0

voor na

0

6

12

18

24

t[u] Figuur 3A Analoog aan Figuur 1A: Den Haag.

110

voor

100

na

v[km/u]

90 80 70 60 50 0

6

12 t[u]

Figuur 3B Analoog aan Figuur 1B: Den Haag.

18

24


13 / 34

14000 voor

12000

Na

int [#/u]

10000 8000 6000 4000 2000 0 0

6

12

18

24

tijd [u]

int [#/u]

Figuur 4A Analoog aan Figuur 1A: Rotterdam.

110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60

voor Na 0

6

12 t [u]

Figuur 4B Analoog aan Figuur 1B: Rotterdam.

18

24


14 / 34

20000 18000

voor

16000

na

14000 int[#/u]

12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0

6

12

18

24

t[u]

Figuur 5A Analoog aan Figuur 1A: Utrecht.

120 voor 110

na

v[km/u]

100 90 80 70 60 0

6

12 t[u]

Figuur 5B Analoog aan Figuur 1B: Utrecht.

De data van Figuren 2-5 zijn samengevat in Tabel 1.

18

24


Tabel 1

15 / 34

Etmaalgemiddelde verkeersintensiteiten en –snelheden en standaard deviatie in de weekdag gemiddelde snelheid ”voor” (1/11/2004 – 31/10/2005) en “na” (1/11/2005-31/10/2006) bij Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht. Verkeersintensiteit

Snelheid

Variatie in snelheid

(aantal/24-u)

(km/u)

(%)

Voor

Na

Voor

Na

Voor

Na

Amsterdam

111.000

108.000

90

72

7

6

Den Haag

112.000

107.000

95

74

7

4

Rotterdam

169.907

163.282

91

75

9

5

Utrecht

200.000

200.000

100

89

6

5

De data weergegeven in Figuren 2-5 en samengevat in Tabel 1 laten zien dat de verkeersintensiteit “voor” en “na” invoering van de 80 km/u zones is gedaald met 0-5% afhankelijk van de locatie. Voor meer informatie over de afwikkeling van het verkeer op de ringwegen wordt verwezen naar rapportage van het verkeerskundig onderzoek naar de “80 km/u maatregel”, dat in opdracht van AVV is uitgevoerd. Tabel 1 laat zien dat de gemiddelde snelheid van het verkeer bij de 80 km/u zones is gedaald met circa 20% op de locaties Amsterdam, Den Haag en Rotterdam, en 10% in Utrecht. De beperkte daling in Utrecht was te verwachten, omdat in Utrecht alleen op de parallelwegen 80 km/u met trajectcontrole is ingevoerd, terwijl op de hoofdbanen de snelheid is verlaagd van 120 km/u naar 100 km/u (zonder strikte handhaving). Overigens is deze laatste snelheidsverlaging wel relevant voor reductie van NOx emissies: NOx stijgen fors bij hogere snelheden. Belangrijk is de constatering dat de variatie (standaard deviatie) in rijsnelheid op alle vier locaties is gedaald van gemiddeld 7% naar 5%. Verlaging van deze variatie bij een gemiddelde snelheid van circa 70-90 km/u geeft de relatief laagste emissies van wegverkeer. Uit bovenstaande verkeerscijfers wordt geconcludeerd, dat op alle vier de locaties invoering van de 80 km/u maatregel – heeft geleid tot de beoogde doelstelling van verlaagde snelheid en (nog belangrijker) verlaagde variatie in de gemiddelde snelheid. In het vervolg wordt beschreven wat de gevolgen zijn voor emissies van het wegverkeer van NOx en PM10 en de luchtkwaliteit van NO2 en PM10 langs de ringwegen. 2.3

Meetdata van NO2 en PM10 Eerst wordt de kwaliteit van de meetdata van NO2 en PM10 onderzocht. Vervolgens wordt het effect van de maatregel met behulp van deze data in combinatie met modelberekeningen geanalyseerd.

2.3.1

Gemeten bijdrage NO2 Aan weerszijden van de ringwegen zijn twee-wekelijks de NO2 concentraties gemeten dicht bij de weg en verder van de weg als achtergrond (zie Bijlage 1 en 2). Het verschil in concentraties dicht bij de weg en de achtergrond geeft de bijdrage van het snelwegverkeer aan NO2 concentraties langs de weg. In Bijlage 5 zijn per maand de bijdragen aan NO2 langs de vier ringwegen “voor” en “na” weergegeven. De bijdrage aan de luchtkwaliteit variëren gedurende het jaar door variatie in verkeersintensiteiten,


16 / 34

weersomstandigheden en achtergrondconcentraties van NO, NO2 en ozon. Voor vergelijking van de gemeten, gemiddelde bijdragen aan NO2 concentraties langs de vier ringwegen “voor” en “na” zijn daarom dezelfde perioden in een jaar gebruikt: 1 april t/m 31 oktober 2005 (“voor”) en 1 april t/m 31 oktober 2006 (“na”). Tevens is de gemiddelde bijdrage aan NO2 over de gehele “na” periode 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006 berekend. In Figuur 6 zijn deze data weergegeven.

Bijdrage NO2 (ug/m3)

60 50 40

voor-apr/okt 2005 na-apr/okt 2006 na-totaal

30 20 10 0 A'dam

Figuur 6

Den Haag

R'dam

Utrecht

De gemiddelde bijdrage aan NO2 (µg/m3) van het verkeer op de vier ringwegen bij Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht op circa 5-75 m van de wegrand: “voor-apr/okt 2005” (1 april t/m 31 oktober 2005), “na-apr/okt 2006” (1 april t/m 31 oktober 2006) en “na-tot” (1 november 2005 t/m 31 oktober 2006).

Figuur 6 laat zien, dat de bijdrage bij Rotterdam is het hoogst in vergelijking met Amsterdam, Den Haag en Utrecht. Dit is het gevolg van de meetlocaties direct aan de rand van de ringweg en het ontbreken van een geluidsscherm in Rotterdam, waardoor de luchtverontreiniging van het wegverkeer direct naar de meetlocaties waait. De bijdrage bij Utrecht is het laagst vanwege de relatief grote afstand van de meetpunten (25 – 75 m) tot de wegrand, terwijl in Rotterdam deze afstand minder dan 5 m was, in Amsterdam 12 – 15 m en in Den Haag 15 - 20 m. Naast afstand zijn de emissies van NOx en (dus) de intensiteit van het wegverkeer van belang voor de hoogte van de bijdrage aan NO2. Tenslotte, is de windrichting en –sterkte en het gehalte aan ozon in de achtergrond (vanwege de omzetting van NO naar NO2 onder invloed van ozon) van belang voor NO2 concentraties op de meetlocaties. De resultaten weergegeven in Figuur 6 wijzen erop, dat de bijdrage op alle vier locaties in een vergelijkbare periode van het jaar van april t/m oktober en over de gehele “na” periode lager zijn dan in de april t/m oktober periode “voor”. De vraag is dan: Is deze verlaging het gevolg van lagere emissies (als gevolg van de 80 km/u maatregel) of het gevolg van meteorologie? In paragraaf 2.1 is het effect van meteorologie op de concentraties van NO2 in april t/m oktober in 2005 en 2006 onderzocht met meetdata van het LML in Amsterdam en Den Haag. Hieruit werd geconcludeerd, dat op basis van de meteorologie in 2005 en 2006, licht verhoogde concentraties van NO2 in de zomer van 2006 ten opzichte van de zomer van 2005 werden verwacht (bij gelijkblijvende


17 / 34

NOx emissies). De meetdata voor NO2 in Figuur 6 laat echter zien, dat de bijdrage aan NO2 langs de ringwegen licht is gedaald. Uit bovenstaande wordt geconcludeerd, dat op basis van de gemeten gemiddeld verlaagde bijdrage aan NO2 concentraties langs de vier ringwegen in de periode “voor” van april t/m oktober 2005 in vergelijking tot de periode “na” van april t/m oktober 2006, het gevolg is van verlaagde NOx emissies door invoering van de 80 km/u maatregel (en niet het gevolg van variatie in de meteorologie). Voor kwantificering van dit effect zijn de gemeten verschillen in bijdrage aan NO2 “voor” en “na” de maatregel niet afdoende. Hiervoor is het noodzakelijk verkeersintensiteit en meteorologie te betrekken zoals wordt toegelicht in de analyse in paragraaf 2.5. 2.3.2

Onzekerheid in NO2 metingen De jaargemiddelde stadsachtergrond van NO2 in Nederland, zoals gemeten in het LML door het RIVM, is de afgelopen jaren in de orde van 25 – 35 µg/m3 NO2, afhankelijk van locatie en meteorologie. De gemeten bijdrage bij de vier locaties is in de orde van 30-40 µg/m3 NO2 bij Rotterdam en in de orde van 5-10 µg/m3 NO2 bij de overige locaties. Deze gemeten NO2 bijdrage langs de vier ringwegen geven een afdoende “bijdrage/achtergrond” verhouding voor onderzoek naar veranderingen in de verkeersbijdrage aan NO2. De spreiding in de gemiddelde van de vier passieve monsternemers per locatie en per afstand was minder dan 5% en meer dan 95% van alle uren (tijdens de meetperiode) zijn gedekt door NO2 metingen. De data zijn dan ook voldoende betrouwbaar om uitspraken te doen over het verschil in de jaarlijkse bijdrage van de snelweg aan NO2 “voor” en “na” de maatregel.

2.4

Meetdata PM10

2.4.1

Gemeten bijdrage PM10 Fijn stof metingen van PM10 zijn uitgevoerd met twee meetstations aan weerszijde van de ringwegen, waarbij afhankelijk van de windrichting het verschil tussen de meetstations een maat is voor de bijdrage van PM10. Voor fijn stof metingen is stroomvoorziening noodzakelijk en de meetapparatuur moet vandalismevrij worden opgesteld. Daarom is in dit onderzoek de fijn stof apparatuur geplaatst op daken van scholen, parkeergarages en bedrijven in de buurt van de ringwegen. Het gevolg is, dat beide meetlocaties aan weerszijden van de ringwegen, niet symmetrisch ten opzichte van elkaar langs de ringwegen staan, zoals wel het geval is met de NO2 meetpunten. Vanwege lokale omstandigheden (e.g. bebouwing in de omgeving; hoogte van het dak waarop gemeten wordt; begroeiing in de omgeving) is een meetlocatie van PM10 soms wel geschikt als bovenwinds station maar niet als “belast” station. Uit de meetset van PM10 concentraties (op beide stations langs de ringwegen) zijn per ringweg metingen geselecteerd bij een bepaalde windhoek en een windsnelheid hoger dan 1 m/s. Hierbij is per ringweg een “belast” en “bovenwinds” station geselecteerd. Vervolgens zijn uit deze verschilmetingen, significante bijdrage van het verkeer aan de PM10 concentraties op de belaste locatie op werkdagen bepaald. Verschillen kleiner dan 1 µg/m3 PM10 zijn als niet significant en verschillen groter dan 20 µg/m3 PM10 zijn als uitbijters uit de dataset verwijderd.


18 / 34

Bovengenoemde randvoorwaarden van de PM10 metingen en selectiecriteria voor het vaststellen van de bijdrage van wegverkeer leidt tot de volgende bruikbare dataset voor PM10 langs de vier ringwegen: − Amsterdam-oost; Het meetstation ten westen van de A10 op het dak van de parkeergarage is vanwege de hoogte alleen bruikbaar als bovenwindsstation. Het station ten oosten van de A10 is geschikt als “belast” station, maar vanwege de aanleg van een geluidsscherm tussen de A10 en dit meetpunt - twee maanden na invoering van de 80 km/u maatregel - zijn de metingen verstoord. Door deze ingreep is het alleen mogelijk het maximum van het effect van de maatregel op PM10 langs de A10 vast te stellen; − Den Haag-zuid; In Den Haag is de meetlocatie ten zuiden geschikt als belast station, terwijl het meetpunt ten noorden van de A12 alleen geschikt is als bovenwindse meetlocatie; − Rotterdam-zuid; In Rotterdam is ook alleen het meetpunt ten zuiden van de A20 geschikt als belaste meetlocatie, terwijl het meetpunt ten noorden voldoet als bovenwindse meetlocatie; − Utrecht; In Utrecht is in de periode “voor” het meetpunt ten noorden van de A12 verstoord door lokale activiteiten, terwijl in de periode “na” het meetpunt ten zuiden van de A12 is verstoord. In Utrecht is het daarom niet goed mogelijk een betrouwbare analyse te doen van de PM10 metingen. Bovengenoemde aspecten hebben geleid tot een aantal geselecteerde uren voor de PM10 analyse per locatie in de meetperiode: 1 april t/m 31 oktober 2005 (“voor”) en 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006 (“na”). In Tabel 2 zijn het aantal uren weergegeven. Tabel 2

Het aantal geselecteerde uren in de meetperiode 1 april t/m 31 oktober 2005 (“voor”) en 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006 (“na”) langs de vier ringwegen: Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht. Aantal uren

Aantal uren

“voor”

“na”

Amsterdam (oost)

516

971

Den Haag (zuid)

126

338

Rotterdam (zuid)

216

282

14

242 -

Utrecht (noord) Utrecht (zuid)

De geselecteerde data van PM10 metingen in Tabel 2 zijn gebruikt om relatieve emissies van PM10 “voor”en “na” vast te stellen en vervolgens de jaargemiddelde bijdrage te berekenen. Hiervoor zijn bij Den Haag en Rotterdam voldoende data verzameld. Helaas waren de metingen van PM10 in Utrecht door lokale verstoring niet bruikbaar en de metingen van PM10 in Amsterdam vanwege de aanleg van een geluidsscherm beperkt bruikbaar. Om twee redenen is het niet goed mogelijk om - zoals bij NO2 - de gemeten absolute bijdrage aan PM10 concentraties langs de vier ringwegen “voor” en “na” te vergelijken:


19 / 34

1. Ten eerste is maar een beperkt aantal uren onder sterk wisselende omstandigheden geselecteerd zowel “voor” en “na” de maatregel. Voor NO2 zijn de twee-wekelijks, gemiddelde bijdrage gemeten zonder selectie van bepaalde uren; 2. Ten tweede zijn de Osiris meetinstrumenten geschikt om verschillen van PM10 te meten, zoals is gedaan in het voorliggende onderzoek met “bovenwindse” en “belaste” locaties. Echter, de Osiris is geen referentiemethode voor het vaststellen van de absolute bijdrage in µg/m3 PM10. Meting op acht locaties met gecertificeerde PM10 methode was niet haalbaar vanwege de kosten (een dergelijke methode vereist een complete meetbehuizing) en tijd (vergunning voor meetbehuizing en aanleg stroomvoorziening). 2.4.2

Onzekerheid in PM10 metingen De reproduceerheid (“de onderlinge vergelijkbaarheid van de instrumenten“) van de acht Osiris instrumenten toegepast in het voorliggende onderzoek is aan het begin, halverwege en het eind van het onderzoek onderzocht. Vervolgens zijn meetdata zodanig gecorrigeerd, dat de Osiris instrumenten aan weerszijden van de weg gelijkwaardig PM10 meten. Op deze wijze is de reproduceerbaarheid tussen twee instrumenten aan weerszijden van de ringwegen beter dan 3%. Ervaring in soortgelijk onderzoek langs snelwegen in Nederland leert dat de gemiddelde bijdrage van PM10 op de acht locaties in de orde is van 5-10 µg/m3 PM10. Deze bijdrage is afhankelijk van de afstand tot de ringwegen, verkeersintensiteit, aanwezigheid van een geluidsscherm e.d.. De jaargemiddelde stadsachtergrond van PM10 in Nederland, zoals gemeten in LML door het RIVM, is de afgelopen jaren in de orde van 20-30 µg/m3 PM10 afhankelijk van locatie en meteorologie. De verhouding van de verwachte “bijdrage” versus de “achtergrond” is in de orde van een factor 1/3 en de verwachte verandering nogmaals 1/3 [2]. Er wordt daarom een verandering “voor” en “na” verwacht van circa 10%. Gezien de reproduceerbaarheid van de Osiris is de methode voldoende adequaat om een verandering groter dan 10% in de verkeersbijdrage aan PM10 met de Osiris vast te stellen.

2.5

Combinatie van metingen en berekeningen

2.5.1

Gemeten en berekende bijdrage van PM10 en NO2 In 1.2 is beschreven op welke wijze meetresultaten met modelberekeningen worden gecombineerd, zodat de relatieve verandering in emissies in PM10 en NOx worden vastgesteld. Als illustratie van de methode worden voorbeelden gegeven van PM10 in Den Haag in Figuur 7A-B en van NO2 in Amsterdam in Figuur 8A-B.


20

20 / 34

Zuid voor

heaven

15

10 y = 0.45x

5

0 0

5

10

15

20

osiris

Figuur 7A Correlatie tussen berekeningen en metingen van PM10 in de periode “voor” (1 april t/m 31 oktober 2005) in Den Haag.

20 Zuid na

heaven

15

10 y = 0.49x

5

0 0

5

10

15

osiris

Figuur 7B Correlatie tussen berekeningen en metingen van PM10 in de periode “na” (1 november 2005 t/m 31 maart 2006) in Den Haag.

20


21 / 34

In Figuren 7A en 7B zijn de hellingen van de regressielijnen van berekeningen en metingen “voor” en “na” de maatregel, respectievelijk 0.45 en 0.49. Dit betekent dat de PM10 emissies “voor” met een k-factor van 2.2 (1/0.45) gefit moeten worden naar de 1:1 lijn, terwijl “na” de k-factor “slechts” 2.0 (1/0.49) bedraagt. Dit verschil in k-factor betekent dat de PM10 emissies “na” lager zijn dan “voor” en wel een factor 2.0/2.2 of 0.92. In Den Haag heeft het HEAVEN model na de maatregel de PM10 emissies met 8% overschat. Blijkbaar zijn de reguliere emissies van PM10 relatief gedaald met 8% ten opzichte van “voor”. Op soortgelijke wijze zijn ook voor de andere locaties de verandering in PM10 emissies “voor” en “na” bepaald. Als voorbeeld van de berekeningen voor NO2 zijn de resultaten voor Amsterdam in Figuren 8A en 8B weergegeven. 25 beide zijden voor

y = 0.79x

20

2

R = 0.6702

heaven

15

10

5

0 0

5

10

15

20

meting passief

Figuur 8A Correlatie tussen berekeningen en metingen van NO2 in de periode “voor” (1 april t/m 31 oktober 2005) in Amsterdam.

25


22 / 34

25 beide zijden na

20 y = 1.02x 2 R = 0.6754

heaven

15

10

5

0 0

5

10

15

20

25

meting passief Figuur 8B Correlatie tussen berekeningen en metingen van NO2 in de periode “na” (1 november 2005 t/m 31 maart 2006) in Amsterdam.

De helling van de regressielijnen in Figuur 7A en B heeft een waarde van 0.79 (“voor”) en 1.02 (“na”). Vanwege de niet-lineaire omzetting van NO in NO2 is de verandering van NOx emissies (om de NO2 concentraties te fitten op de 1:1 lijn) niet rechtstreeks af te leiden uit de regressielijnen, zoals bovenbeschreven bij PM10. Voor de scatterplots “voor” en “na” zijn k-factoren afgeleid, via de methode beschreven in Bijlage 3 B2.1. Uit de verhouding van deze k-factoren volgt dat de NOx emissies bij Amsterdam met 32% zijn gedaald als gevolg van de maatregel. De resultaten voor alle vier ringwegen zijn opgenomen in Bijlage 6 en een overzicht van de resultaten is weergegeven in Tabel 3.


Tabel 3

23 / 34

De relatieve verandering in NOx en PM10 emissies op de vier locaties in A’dam, Den Haag, R’dam en Utrecht. PM10 RC “voor”

RC “na”

Reductie %

RC “voor”

RC “na”

Reductie %3

Amsterdam

0.28

0.40

301

0.79

1.02

32

Den Haag

0.45

0.49

8

0.94

1.08

20

Rotterdam

0.32

0.35

9

0.34

0.43

30

-

2

1.17

1.52

31

Utrecht 1

NOx

-

-

Vanwege aanleg geluidsscherm in de periode “na” de maatregel kan alleen de “maximale” reductie in PM10 emissies worden vastgesteld bij Amsterdam;

2

Vanwege lokale activiteiten (o.a. aanleg weg) met PM emissies, zowel “voor” en “na” waren de data van PM10 niet geschikt voor analyse in Utrecht;

3

De reductie in NOx emissies kan niet direct worden afgeleid uit de verandering van regressie, zoals bij PM10.

Tabel 3 geeft een samenvatting van de relatieve reductie in emissies van PM10 en NOx “voor” en “na” de maatregel op de vier ringwegen. Voor PM10 kan de reductie direct uit de verhouding van RCvoor en RCna worden afgeleid. Voor de reductie in NOx emissies is deze stap niet direct mogelijk, vanwege de niet-lineariteit van NOx emissie en NO2 bijdrage. In Bijlage 3 B2.1. De methode resulteert in inzicht in de emissie veranderingen door introductie van de 80 km/u maatregel. 2.5.2

Robuustheid van de methode De robuustheid van de methode voor veranderingen in meteorologie is nader onderzocht. Hiervoor is de variatie in regressie van de metingen en de modelberekeningen bij verschillende seizoenen bepaald. Voor PM10 en NO2 is deze variatie vastgesteld door de regressie te berekenen voor de periode “na-1”, dat is de periode van 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006 (de totale “na” periode) en de periode “na-2”, dat is de periode van 1 april t/m 31 oktober 2006 (alleen de lente/zomer “na”periode). De resultaten voor de vier locaties zijn samengevat in Tabel 4. Tabel 4

Onzekerheid in de bepaling van de relatieve verandering in emissies van PM10 en NOx in de periode “na-1” (01-11-2005 t/m 31-10-2006) en “na-2” (01-04 t/m 31-10-2006) op de vier locaties: Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht. PM10

NOx

Na-1

Na-2

(Na-1/Na-2)

Na-1

Na-2

(Na-1/Na-2)

Amsterdam

0.40

0.49

0.82

1.02

1.05

0.97

Den Haag

0.49

0.52

0.94

1.08

1.14

0.94

Rotterdam

0.35

0.34

1.03

0.43

0.45

0.96

-

-

-

1.52

1.53

0.99

Utrecht


24 / 34

Tabel 4 laat zien dat voor PM10 (met uitzondering van Amsterdam en Utrecht, waarvoor de data ontbreekt) en NOx, de methode binnen 5% dezelfde regressie coëfficiënt berekend voor de halve periode (april t/m oktober) en voor de gehele periode. Deze resultaten illustreren, dat het uitgangspunt van de methode (“het bepalen van de verandering van emissies onafhankelijk van de meteorologie e.d.”) robuust blijkt. De uitzondering is de PM10 bepaling van Amsterdam met een verschil van 18% in de regressie voor de halve periode in vergelijking tot de gehele periode. Dit wordt verklaard uit de plaatsing van het geluidsscherm in de periode “na”. Het feit, dat deze verandering in de resultaten wordt teruggevonden, onderstreept de robuustheid van de methode. 2.6

Jaargemiddelde berekende bijdrage van PM10 en NO2 Een dwarsprofiel illustreert het effect van de 80 km/u maatregel op de luchtkwaliteit langs de vier ringwegen. Een dwarsprofiel geeft de bijdrage van het verkeer op de ringwegen aan de concentraties van PM10 en NO2 als functie van de afstand tot de ringweg. Per locatie zijn drie dwarsprofielen berekend: 1. “voor”; Bij de situatie “voor” is gebruik gemaakt van de gemeten verkeersintensiteiten en –snelheden op de ringwegen voor de periode 1 november 2004 t/m 31 oktober 2005. Als meteorologische dataset en achtergrondconcentraties zijn de gemeten uurlijkse data voor dezelfde periode van het KNMI en het MNP gebruikt. Als emissiefactoren zijn de formele data van het MNP voor 2005 toegepast. Deze invoerdata zijn gebruikt voor berekeningen met het uur-tot-uur HEAVEN model. 2. “na-1”; Voor de situatie “na-1” is dezelfde meteorologie en achtergrondconcentraties gebruikt als de situatie “voor”. Bij deze situatie “na-1” zijn gemeten verkeersintensiteiten en –snelheden op de ringwegen gebruikt voor de periode 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006. Terwijl de emissiefactoren relatief zijn geschaald met waarden vastgesteld in Tabel 3 (zie 2.5.1). Vervolgens zijn deze invoerdata gebruikt voor berekening van een dwarsprofiel met het uur-tot-uur HEAVEN model. Op deze wijze wordt een dwarsprofiel gemaakt, waarmee het effect op de luchtkwaliteit kan worden vergeleken met de “voor” situatie: onafhankelijk is van de meteorologie en achtergrondconcentraties. 3. “na-2”; Voor de situatie “na-2” is dezelfde meteorologie, achtergrondconcentraties en verkeersintensiteit gebruikt als de situatie “voor”. Bij deze situatie “na-2” zijn alleen de gemeten verkeerssnelheden op de ringwegen gebruikt voor de periode 1 november 2005 t/m 31 oktober 2006 (“na-1”) en de geschaalde emissiefactoren (“na-1”). Vervolgens zijn deze invoerdata gebruikt voor berekening van een dwarsprofiel met het uur-tot-uur HEAVEN model. Op deze wijze wordt een dwarsprofiel gemaakt, waarmee het effect op de luchtkwaliteit kan worden vergeleken met de “voor” situatie: onafhankelijk is van de meteorologie, de achtergrondconcentraties en de verkeersintensiteit. In Figuur 9-12 zijn de dwarsprofielen voor PM10 en NO2 op de vier meetlocaties weergegeven.


25 / 34

3

voor

Amsterdam PM10

na 1

concentratie [ug/m3]

2.5

na 2

2 1.5 1 0.5 0 -120

-90

-60

-30

west

0

30

d[m]

60

90

120

oost

Figuur 9A Dwarsprofiel van PM10: ”voor” (1/11/2004 – 31/10/2005), “na-1” (1/11/2005 – 31/10/2006 met gelijke meteorologie/achtergrondconcentraties als “voor” maar met geschaalde emissiefactoren) en “na-2” (1/11/2005 – 31/10/2006 met gelijke meteorologie/achtergrondconcentraties/verkeersintensiteit als “voor” maar met geschaalde emissiefactoren): Amsterdam.

18


Amsterdam NO2

voor

16

na 1

14

na 2

12 10 8 6 4 2 0 -120

-90 west

-60

-30

0 d[m]

30

60

90

120

oost

Figuur 9B Dwarsprofiel van NO2: ”voor” (1/11/2004 – 31/10/2005), “na-1” (1/11/2005 – 31/10/2006 met gelijke meteorologie/achtergrondconcentraties als “voor” maar met geschaalde emissiefactoren) en “na-2” (1/11/2005 – 31/10/2006 met gelijke meteorologie/achtergrondconcentraties/verkeersintensiteit als “voor” maar met geschaalde emissiefactoren): Amsterdam.


26 / 34

8 Den Haag PM10

voor

concentratie bijdrage [ug/m3]

7

na 1 na 2

6 5 4 3 2 1 0 -100

-80

-60

-40

-20

zuid Figuur 10A

0 d [m]

20

40

60

80

100

noord

Analoog aan Figuur 9A: Den Haag.

35 Den Haag NO2 concentratie bijdrage [ug/m3]

30

voor na 1 na,2gelijke int na

25 20 15 10 5 0 -100

Figuur 10B

-50 Zuid Analoog aan Figuur 9B: Den Haag.

0 d [m]

50 Noord

100


27 / 34

7


Rotterdam PM10

voor

6

na 1

5

na 2

4 3 2 1 0 -150

-100

-50 zuid

Figuur 11A

0

50

d[m]

noord

100

150

Analoog aan Figuur 9A: Rotterdam.

25

voor

Rotterdam NO2

na 1


20

na 2 15 10 5 0 -150

-100

-50

0 d[m]

Figuur 11B

Analoog aan Figuur 9B: Rotterdam.

50

100

150


28 / 34

voor 10

Utrecht PM10

bijdrage [ug/m3]

8

voor

6

4 2

0 -120 -100 -80

-60

-40

-20

0

zuid

Figuur 12A

20

40

d[m]

60

80

100 120

noord

Analoog aan Figuur 9A: Utrecht. (N.B. Vanwege het ontbreken aan data is het niet mogelijk een dwarsprofiel van PM10 voor de “na” periode in Utrecht op te stellen).

30

voor

Utrecht NO2

na 1

bijdrage [ug/m3]

25

na 2

20 15 10 5 0 -120 -100 -80

-60

-40

-20

Zuid

Figuur 12B

0 d[m]

20

40

60

80

100 120

Noord

Analoog aan Figuur 9B: Utrecht.

Zoals eerder beschreven is het dwarsprofiel voor PM10 in Amsterdam (Figuur 9A) een inschatting van het maximale effect op de bijdrage aan PM10 door de 80 km/u maatregel (vanwege plaatsing van het geluidsscherm) en bij Utrecht (Figuur 12A) is vanwege het ontbreken van betrouwbare data, het niet mogelijk een dwarsprofiel “na” voor Utrecht op te stellen.


29 / 34

De resultaten weergegeven in Figuren 9-12 laten zien, dat op alle locaties een verlaagde bijdrage aan PM10 en NO2 wordt bereikt door invoering van de 80 km/u maatregel. Figuren 9-12 illustreren, dat de berekende bijdrage niet hetzelfde is aan beide zijden van de ringwegen. Dit is het gevolg van de ongelijke verdeling over de windroos van windrichtingen en –snelheden: hierdoor verwaait de luchtvervuiling van de weg bij voorkeur naar een bepaalde richting. Vergelijking van de blauwe lijn (“voor”) met de paarse lijn (“na-1”) laat het effect van verlaagde emissies zien op de bijdrage aan de luchtkwaliteit, waarbij de invloed van de meteorologie en achtergrondconcentraties is “uitgeschakeld”. Vergelijking van de blauwe lijn met de gele lijn (“na-2”) laat het effect zien wanneer de verkeersintensiteit “voor” en “na” de maatregel hetzelfde zou zijn gebleven. De resultaten van de verkeersintensiteit in hoofdstuk 2.2 lieten namelijk zien, dat een gedeelte van de gemeten verlaagde bijdrage het gevolg was van een dalende verkeersintensiteit met circa 0-5% op de vier locaties “na” de maatregel ten opzichte van “voor” de maatregel. De gele lijn ligt dan ook altijd iets hoger (met uitzondering van Utrecht, waar de verkeersintensiteit “voor” en “na” gelijk bleef) dan de paarse lijn in de dwarsprofielen. Ter controle van betrouwbaarheid van de berekende dwarsprofiel worden de resultaten vergeleken met de gemeten bijdrage in Figuur 6 (“na-tot”). Deze berekening is niet geheel correct want de meteorologie in het dwarsprofiel “na’ was gelijk aan de “voor” periode en het geluidsscherm in Amsterdam, Utrecht en Den Haag is slechts schematisch verrekend in de berekening. Dit resulteert in de volgende vergelijking: Rotterdam op 5 m (berekening: meer dan 20 µg/m3 en gemeten: 30 µg/m3), Amsterdam en Den Haag op 15 m achter het geluidsscherm (berekening 15 µg/m3 en gemeten: 8 µg/m3) en Utrecht op 35 m achter het geluidsscherm (berekening: 12 µg/m3 en gemeten: 5 µg/m3). De gemeten waarden achter het geluidsscherm komen – gezien de verdunnende werking van een geluidsscherm – redelijk overeen met de berekende waarden. Dit ondersteunt de betrouwbaarheid van het onderzoek. Voor PM10 is een dergelijke vergelijking niet mogelijk, zoals toegelicht in 2.4.1. In Amsterdam, Den Haag en Rotterdam wordt, op een afstand van circa 50 m van de ringwegen, de bijdrage aan jaargemiddelde PM10 en NO2 concentraties door invoering van de 80 km/h maatregel, respectievelijk met minder dan 0.5 µg/m3 PM10 en 2 µg/m3 NO2 verlaagd (zie: verschil blauwe – paarse lijn in Figuren 9-12). In het Meet- en Rekenvoorschrift wordt voorgeschreven om voor PM10 en NO2 op respectievelijk 5 en 10 m van de weg te rekenen. In dit rapport is echter op een afstand van 50 m gerekend om een beeld te geven van de effecten van de maatregel zonder exactheid te suggereren.


3

30 / 34

Discussie en conclusies De bevindingen en conclusies van het beschreven onderzoek naar het effect van de 80 km/u maatregel op de luchtkwaliteit in de nabijheid van snelwegen, zijn als volgt: 1. Experimenteel; Metingen van PM10, NO2 en zwarte rook zijn uitgevoerd “voor” en “na” invoering van de maatregel langs een gedeelte van de vier ringwegen bij Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht. De metingen van PM10 zijn verstoord bij Utrecht (lokale werkzaamheden) en gedeeltelijk bij Amsterdam (plaatsing van een geluidsscherm). Hierdoor kunnen bij de locatie Utrecht geen uitspraken worden gedaan over PM10 concentraties, terwijl in Amsterdam alleen het maximale effect van de maatregel op PM10 in kaart kan worden gebracht. Voor zwarte rook zijn alleen de bijdrage “na” de maatregel gemeten, vanwege problemen met de apparatuur tijdens de periode “voor” de maatregel. Voor NO2 zijn alle metingen adequaat uitgevoerd langs de vier ringwegen; 2. Meteorologie; Uit data van het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (RIVM) voor NO2, wordt geconcludeerd, dat verhoogde concentraties van NO2 worden verwacht in de zomer 2006 in vergelijking tot de zomer 2005 bij gelijke emissies van NOx als gevolg van variatie in de meteorologie; 3. Verkeersintensiteit en –snelheid; Uit de gemeten verkeersintensiteit en –snelheid door RWS op de vier locaties gedurende een jaar “voor” en een jaar “na” invoering van de maatregel, wordt geconcludeerd, dat is voldaan aan de doelstelling om de snelheid en de dynamiek (“variatie in de gemiddelde rijsnelheid”) te verlagen. Daarom wordt verwacht, dat NOx en PM10 emissies van het wegverkeer dalen met een positief effect op de luchtkwaliteit; 4. NO2 metingen; De NO2 metingen dekken 95% van beide perioden “voor” en “na” en de variatie in de twee-wekelijkse gemiddelde van minder dan 5%. Hiermee wordt voldaan aan de kwaliteitscriteria voor buitenluchtmetingen, zoals vastgelegd in het Meet en Rekenvoorschrift. De gemeten bijdrage van NO2 langs de vier ringwegen is gemiddeld verlaagd in een vergelijkbare periode (april t/m oktober) “na” ten opzichte van “voor” invoering van de maatregel. Bij gelijkblijvende NOx emissies zou - meteorologisch gezien (zie punt 2) - verhoogde NO2 bijdrage worden verwacht. De verlaagde, gemeten bijdrage van NO2 in dit onderzoek bevestigen de verwachte, verlaagde NOx emissies (zie: punt 3) door invoering van de 80 km/u maatregel (en niet het gevolg van variatie in de meteorologie). Voor kwantificering van deze verlaging wordt een combinatie van metingen en modelberekeningen gebruikt; 5. PM10 metingen; Osiris is geen referentie instrument voor PM10 metingen, maar is wel adequaat om relatieve verschillen in PM10 te bepalen. De gebruikte instrumenten zijn voor, tijdens en na de metingen zodanig ingeregeld, dat de reproduceerbaarheid van twee instrumenten aan weerszijden beter is dan 3%. De metingen van PM10 aan weerszijden van de weg zijn gebruikt om de uurlijkse bijdrage aan PM10 langs de ringwegen voor geselecteerde uren te bepalen. De metingen zijn niet geschikt, zoals onder punt 4 voor NO2, de bijdrage aan PM10 “voor” en “na” te vergelijken; 6. NOx modelberekeningen; De meetresultaten van NO2 zijn gebruikt om de relatieve verandering in NOx emissies “voor” en “na” voor elke locatie te bepalen. De methode is uitgebreid toegelicht in het hoofdrapport en blijkt voldoende robuust om betrouwbare uitspraken te doen over de effecten van de 80 km/h maatregel op de NOx emissies van het wegverkeer. De aangepaste NOx emissies zijn gebruikt om de luchtkwaliteit van NO2 langs de vier locaties door dwarsprofielen te berekenen.


31 / 34

7. PM10 modelberekeningen; Analoog aan NO2 zijn de metingen van PM10 gebruikt om de relatieve verandering in PM10 emissies “voor” en “na” voor elke locatie te bepalen. De aangepaste PM10 emissies zijn gebruikt om de luchtkwaliteit van PM10 langs de vier locaties door dwarsprofielen te berekenen. 8. NOx en PM10 emissie reducties; De resultaten van de emissiereductie door invoering van de 80 km/u maatregel zijn in de volgende tabel samengevat:

Amsterdam Den Haag Rotterdam Utrecht 1

PM10 emissiereductie

NOx emissiereductie

%

%3

-1

32

8

20

9

30

-2

31


2


3


In de tussentijdse evaluatie in mei 2006 werden voor NOx lagere emissies reducties gevonden (voor PM10 waren er met uitzondering van Den haag te weinig data). Dit verschil in NOx emissies is met name het gevolg van twee factoren: - in de tussentijdse rapportage is gerekend met een lineair verband tussen NOx emissies en NO2 concentraties in plaats van een niet-lineair verband. De reden was de gewenste datum van rapportage en de (onterechte) inschatting, dat de niet-lineaire relatie niet relevant was op de schaal van een weg. Zoals in Bijlage 7 wordt toegelicht heeft dit in de tussentijdse rapportage tot (te) lage NOx emissies geleid in vergelijking met bovengenoemde waarden; - de tweede factor is de te korte meetperiode “na” met alleen wintermaanden voor de tussentijdse rapportage en dit werkt met name door voor de bijdrage van NO2 (en dus de NOx emissies), zoals toegelicht in Bijlage 7. Reductie in PM10 emissies is in de orde van 10%, dat is relatief laag in vergelijking tot het Overschie onderzoek (35% PM10 emissie reductie). Een mogelijke verklaring voor dit verschil is de bijdrage van opgewerveld wegenstof naast uitlaatemissies van PM10. Deze bijdrage is o.a. afhankelijk van het wegdek en de meteorologie. In vergelijking met Overschie in 2001 verschillen deze factoren met de onderzochte locaties in dit onderzoek in 2005/2006. Meer onderzoek naar de bijdrage van opgewerveld wegenstof ook in relatie tot de 80 km/u maatregel is gewenst. Reductie in NOx emissies in de orde van 30% voor Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht. De relatieve lage waarde van 20% voor Den Haag is waarschijnlijk gekoppeld aan het relatief lage aandeel vrachtverkeer ten opzichte van de overige drie locaties; 9. NO2 en PM10 concentratie bijdrage; De vastgestelde emissie reducties zijn gebruikt om de concentratiebijdrage aan NO2 en PM10 langs de vier ringwegen te berekenen als functie van afstand tot de ringwegen. Deze berekeningen zijn uitgevoerd een jaar “voor” en “na” de maatregel met dezelfde meteorologie (versie 1) en dezelfde verkeersintensiteit (versie 2). Het effect van de 80 km/u maatregel op de bijdrage aan concentraties op 50 m van de weg is in de orde van minder dan 0.5 µg/m3 PM10 en 2 µg/m3 NO2;


32 / 34

10. Conclusies; Metingen van NO2 duiden op een positief effect van de 80 km/u maatregel op de luchtkwaliteit langs de vier ringwegen door gedaalde verkeersemissies. Gemiddeld wordt 10% daling van PM10 emissies en 20-30% daling van NOx emissies vastgesteld. Tussen de vier locaties zijn verschillen in de vastgestelde emissies maar gezien de onzekerheid in metingen en modelberekeningen is het lastig om betrouwbare uitspraken te doen over deze onderlinge verschillen. De vastgestelde emissies van NOx zijn in de orde van eerder vastgestelde emissie reducties bij Overschie, terwijl voor PM10 in dit onderzoek lagere emissiedaling (10%) werd vastgesteld dan in Overschie (35%). De effecten op de bijdrage van de luchtkwaliteit op 50 m van de snelweg is in de orde van 0.1-0.2 µg/m3 PM10 en 2 µg/m3 NO2. Gezien de daling van NOx emissies wordt ook een positief effect op roetemissies verwacht door de 80 km/u maatregel maar helaas ontbraken de zwarte rook metingen om dit effect vast te stellen.


4

33 / 34

Referenties 1. M.P. Keuken, J.C.Th. Hollander, S. Jonkers en J.P. Wesseling (2006): “Tussentijdse rapportage van onderzoek naar de effecten op de luchtkwaliteit van NO2 en PM10 op vier locaties (A’dam, R’dam, Utrecht en Den Haag) van de ringwegen met 80 km/h met trajectcontrole.” TNO 2006-A-R0184/B 2. J.P. Wesseling, J.C.Th. Hollander, S. Teeuwisse, M.P. Keuken, H. Spoelstra, R. Gense en E. vande Brugwal (TNO); L.Th.M. Hermans, J.W.T. Voerman, P.J. Kummu en J.H.H. van den Elshout (DCMR) (2003): “Onderzoek naar effecten van de 80 km/u-maatregel voor de A13 op de luchtkwaliteit in Overschie.” TNO R2003/258 3. H. Spoelstra, J.C.Th. Hollander, H.L.M. Verhagen, J.P. Wesseling (2002): “HEAVEN-project; Report on the TNO measuring and modelling results in 2000 and 2001 for use of the development of a new atmospheric dispersion model.” TNO 2002/377 4. Th. Thijsse en J.C.Th. Hollander (2006): “Meetmethoden voor zwevende deeltjes – Vergelijking van TEOM-FDMS, OSIRIS en gravimetrie.” TNO 2006-A-R0088/B. 5. H.M. ten Brink (ECN) en M.P. Keuken (TNO) (2000): “Ultrafine particles and carbon from road traffic emissions.” ECN-C-00-037


5

34 / 34

Verantwoording Naam en adres van de opdrachtgever:

Het in dit rapport beschreven onderzoek is, in het kader van een opdracht van de Adviesdienst Verkeer en Vervoer (RWS) uitgevoerd door het team Milieukwaliteit van de Business Unit Milieu en Leefomgeving van TNO Bouw en Ondergrond.

Namen en functies van de projectmedewerkers:

M.P. Keuken S. Jonkers J.C.Th. Hollander J.C. Wesseling M. Schaap

Projectleider Projectmedewerker Projectmedewerker Projectmedewerker Projectmedewerker

De heer G. Meulemans van AVV wordt bedankt voor aanlevering van de verkeerscijfers. De heer P. Havermans wordt genoemd als begeleider van het onderzoek namens AVV. De TNO’ers H. Verhagen en mevr. R. Reemst-Querreveld worden bedankt voor het onderhoud en beheer van de metingen in dit project.

Datum waarop, of tijdsbestek waarin, het onderzoek heeft plaatsgehad:

november 2004 t/m juli 2007

Ondertekening:

Goedgekeurd door:

Drs. S. Jonkers (Project medewerker)

Dr. M.P. Keuken (Projectleider/Team leider)


1

Bijlage 1.1/2

De meetpunten op de locaties: Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht (“groene ster”: PM10 en “rode/zwarte punt”: NO2)

Amsterdam

10 15 16

6

1

11

7 2

17

12 13

18

14

8

3 9

4 5

Den Haag

6 5 14

7

4

8

13 12

15

3

9 11

2 10

16 17

18

1


Bijlage 1.2/2

Rotterdam

11 12 13

9

8

10

1

2

3

14 7

6

4

18

5 17 16 15

Utrecht

8

9 5 10

7

4 11

6

3 2 12

13

14

16 15

17

18

1


2

Bijlage 2.1/1

De afstanden van de meetlocaties tot de wegrand van de ringwegen In Bijlage 1 zijn de monsterlocaties schematisch weergegeven. In onderstaande tabel zijn de afstanden tot de wegrand aangegeven. NO2

(2-wekelijks) Weg*

Achtergrond*

A’dam (oost/west)

12 m/15 m

450 m/200 m

Den Haag (zuid/noord)

15 m/20 m

120 m/175 m

5 m/5 m

225 m/100 m

25 m/75 m

270 m/200 m

R’dam (zuid/noord) *** Utrecht (zuid/noord) PM10

(uurlijks) Weg**

Weg**

A’dam (oost/west)

50 m

35 m

Den Haag (zuid/noord)

40 m

30 m

R’dam (zuid/noord)

40 m

40 m

Utrecht (zuid/noord)

60 m

120 m

*

In totaal 16 NO2 passieve monsternemers per locatie zijn aan weerszijden van de ringwegen geplaatst: acht stuks dicht langs de ringweg “weg” en acht stuks op grotere afstand “achtergrond”.

**

In totaal 2 PM10 meetinstrumenten zijn per locatie aan weerszijden van de ringwegen geplaatst: een aan de ene kant van de weg en de ander aan de overzijde.

*** In Rotterdam en Den Haag (zuid) is er geen geluidsscherm langs de ringweg geplaatst en zijn monsternemers direct aan luchtvervuiling blootgesteld i.t.t. andere locaties, waar monsternemers achter het scherm zijn geplaatst.


3

Bijlage 3.1/5

Achtergrond meetmethoden en onderzoeksaanpak A. Meetmethoden Op de vier locaties zijn metingen uitgevoerd aan weerszijden van de ringwegen: uurtot-uur PM10 concentraties met een OSIRIS instrument en 2-wekelijks NO2 concentraties met passieve monsternemers: − PM10 metingen met OSIRIS; Een OSIRIS Environmental Dust Monitor zuigt buitenlucht aan, via een voorverwarmde inlaat zonder voorafscheiding van een bepaalde deeltjesfractie. De OSIRIS werkt volgens een optisch meetprincipe, waarbij de lichtverstrooiing van een deeltje een maat is voor de grootte van het deeltje. Met dit instrument worden de aantallen deeltjes in een bepaalde grootteklasse (PM1; PM2.5 en PM10) geteld en (dus) niet direct de massa van de bemonsterde deeltjes gemeten. Het aantal getelde deeltjes wordt in de OSIRIS omgezet tot een massaeenheid voor PM10 (en eventueel PM2.5 en PM1). Hierbij wordt een gemiddeld soortelijk gewicht verondersteld van PM. Uiteraard is het soortelijk gewicht van bijvoorbeeld opwaaiend bodemstof afwijkend van bijvoorbeeld roetdeeltjes. Daarom corrigeert TNO (bij het gebruik van OSIRIS) de uitkomsten met een nabijgelegen meetpunt van het Landelijk of een lokaal Meetnet, waarin volgens de voorgeschreven Europese methode PM10 wordt gemeten. De Europees voorgeschreven methode voor het meten van PM10 is gravimetrie, waarbij het verschil in gewicht van filters “voor” en “na” bemonstering een maat is voor fijn stof in de buitenlucht. In het voorliggende onderzoek is de gravimetrische methode om praktische (arbeidsintensieve) redenen niet mogelijk en daarom is gekozen voor automatische detectie met de OSIRIS. De OSIRIS kan relatief eenvoudig (zonder meetbehuizing) in de buitenlucht worden toegepast in tegenstelling tot de veel toegepaste TEOM of β-stof automatische detectie. Onderzoek door TNO laat zien dat de reproduceerbaarheid van twee OSIRIS instrumenten beter is dan 3% bij vergelijking van 6 maanden uurlijkse PM10 metingen [3]. Gezien deze hoge reproduceerbaarheid zijn OSIRIS instrumenten bij uitstek geschikt voor verschilmetingen aan weerszijden van de ringwegen. Absolute niveaus van PM10 uit de OSIRIS data worden gecorrigeerd door de relatie van OSIRIS data met gravimetrie en TEOM metingen [3]. In dit verband wordt benadrukt, dat in het voorliggende onderzoek, de absolute niveaus van PM10 minder van belang zijn. De doelstelling is met name het vaststellen van het verschil in PM10 emissies door invoering van de 80 km/u maatregel. − Vaststellen van de PM10 bijdrage van wegverkeer; Afhankelijk van de windrichting wordt door de ene OSIRIS de bovenwindse PM10 concentratie gemeten en tegelijkertijd door de andere OSIRIS de benedenwindse PM10 concentratie. Het verschil in gemeten PM10 door beide instrumenten is een maat voor de bijdrage van PM10 door het verkeer. Voor interpretatie van de metingen zijn alleen bepaalde windrichtingen (afhankelijk van de meetlocaties) en een windsnelheid groter dan 1 m/s geselecteerd. In de praktijk blijkt dat meestal slechts één van de twee locaties het meest geschikt is als benedenwindse locatie. Naast metingen zijn met modelberekeningen per uur - gebruikmakend van de werkelijke verkeersintensiteit, meteorologische parameters en emissiefactoren - ook de emissie van PM10 door het wegverkeer berekend. Hiervoor is het uur-tot-uur TNO Snelweg Verspreidingsmodel (het zogenaamde “HEAVEN” model) gebruikt. Vanwege variatie in lokale omstandigheden en dus lokale verschillen in verspreiding van de luchtvervuiling wordt het model voor elke meetlocatie gekalibreerd met meetresultaten. Vergelijking van de resultaten “voor” en “na” de maatregel zijn gebruikt om de verandering in emissies vast te stellen;


Bijlage 3.2/5

− Zwarte rook metingen; Zwarte rook metingen zijn een maat voor het roetgehalte van fijn stof door meting van de “zwartheid”. Dit is gebaseerd op de lichtreflectie van filters, waardoor een bepaalde hoeveelheid lucht is bemonsterd. Dit is de zogenaamde OECD methode, waarna de (afgenomen) lichtreflectie op de zwarte filters met een kalibratiecurve wordt vergeleken. Hieruit wordt de zwarte rook concentratie in µg/m3 afgeleid. De OECD methode is bedoeld voor 24-uurs monsterneming maar vanwege kosten (dure apparatuur of veelvuldig veldbezoek) is gekozen voor tweewekelijkse en uiteindelijk maandelijkse monsterneming. De pompen en filterhouders zijn verbonden met de Osiris apparatuur vanwege de benodigde stroomvoorziening voor de zwarte rook methode. Het gemiddelde aan beide zijden van zwarte rook ten opzichte van zwarte rook metingen op een regionaal station van het LML (Westmaas) is een maat voor de bijdrage aan roet “voor” en “na” de maatregel. − NO2 metingen met passieve NO2 monsternemers; Automatische uur-tot-uur detectie van NO2 niveaus vereist meetbehuizing voor de meetapparatuur en is voor acht locaties te kostbaar. Voor het meten van NO2 concentraties zijn daarom passieve monsternemers toegepast, die na tweewekelijkse monsterneming in het laboratorium zijn geanalyseerd. Passieve meetmethoden zijn bij uitstek geschikt voor metingen in de buitenlucht vanwege 1.) de kosten effectiviteit, 2.) de praktische haalbaarheid want er is geen stroomvoorziening nodig en 3.) de monsternemers zijn weinig opvallend en daardoor niet vandalisme gevoelig. − NO2 bijdrage van verkeer; Op verschillende afstanden van de weg (op circa 5-75 m en op circa 120-450 m) zijn aan weerszijden NO2 concentraties gemeten als tweewekelijks gemiddelde (zie Bijlage 2). Vanwege de monsterneming van 2 weken kan - in tegenstelling tot PM10 waarbij uurlijks werd gemeten - voor NO2, de bijdrage van het verkeer niet worden afgeleid uit de verschillen van de metingen aan beide zijden van de weg. Immers de windrichting is maar zelden tweewekelijks constant en dus is het niet mogelijk een boven- en benedenwindse meting te identificeren voor een tweewekelijkse periode. Daarom wordt voor NO2 de gemiddelde tweewekelijkse bijdrage aan de concentraties langs de ringwegen bepaald door het verschil van metingen dicht bij de weg (5-75 m) en verder van de weg (120-450 m). Dit levert aan weerszijden van de weg elke twee weken een gemiddelde bijdrage van de snelweg aan NO2 concentraties. Naast deze metingen is met het HEAVEN model per uur (in de meetperiode van twee weken) de bijdrage van NO2 berekend uit de verkeersintensiteit, de meteorologie, de stadsachtergrond van NO/NO2/ozon uit het dichtstbijzijnde station van het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit en emissiefactoren van NO/NO2. Analoog aan PM10 wordt met de gecombineerde data de emissies “voor” en “na” vergeleken. B. Toelichting op de data-analyse Bij vergelijking van meet en rekenresultaten “voor” en “na” de introductie van de 80 km/u maatregel is rekening gehouden met de volgende zaken: B.1 Beschikbare data Er is een selectie uitgevoerd op de verzamelde meetdata. Dit betreft de volgende zaken: − de meetstations van PM10 zijn paarsgewijs aan beide zijden van de vier ringwegen geplaatsts. Bij windrichtingen loodrecht op de ringweg, zijn de verschillen in meetresultaten van elk paar stations toe te wijzen aan de emissie van het wegverkeer op de ringweg. Bij wisselende windrichtingen functioneren de stations per ringweg afwisselend als “achtergrond” en als “belast” station. Indien de meetstations per ringweg symmetrisch aan beide zijden van de weg waren geplaatst, zou bijdrage van de weg vergelijkbaar zijn bij verschillende windrichtingen. Echter, de meetstations


Bijlage 3.3/5

voor PM10 zijn vanwege praktische reden (o.a. veiligheid; bescherming meetbehuizing; stroomvoorziening) niet symmetrisch ten opzichte van een ringweg geplaatst. De afstand tot de ringweg en de hoogte waarop stations zijn geplaatst verschilt en daarnaast zijn er verschillen in obstakels (e.g. geluidsscherm en begroeiing) tussen een meetstation en de ringweg. Vanwege deze asymmetrie is de verdunning van de emissies van de ringweg verschillend per meetlocatie van een stationspaar. Daarom zijn voor elk van de vier ringwegen, bepaalde windhoeken als het meest geschikt toegewezen: (Amsterdam: 200-300 o; Rotterdam: 330 – 50 o en Den Haag en Utrecht: 350 – 80 o). Door deze keuze is voor elke ringweg, één PM10 station toegewezen als bovenwinds station, dat de achtergrond meet en het andere station is het belaste meetpunt. Het verschil tussen beide stations is een maat voor de bijdrage van de ringweg. Verschillen tussen meetstations met waarden kleiner dan 1 µg PM10 per m3 en groter dan 20 µg PM10 per m3 zijn als uitbijters uit de dataset verwijderd. Tenslotte zijn de meetwaarden van PM10 per instrumentenpaar gedurende de meetperiode drie maal geherkallibreerd (nadat de instrumenten waren getest in Apeldoorn), zodat de meetinstrumenten weer gelijkwaardig meten. Op deze manier is geborgd, dat de verschillen in PM10 metingen worden toegeschreven aan variatie inde bijdrage en niet door het verloop in de instrumenten; − de uur-tot-uur achtergrondmetingen van NOx/ozon komen van een nabijgelegen meetpunt van het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (RIVM) en meteorologische gegevens van het KNMI meetpunt Schiphol (Amsterdam, Den Haag en Rotterdam) en Cabauw (Utrecht). Deze data zijn (dus) niet direct in de nabijheid van de ringwegen gemeten. Dit leidt tot onnauwkeurigheden in de modelberekeningen. Echter, deze onnauwkeurigheden zijn “voor” en “na” min of meer gelijk en daarom niet van invloed voor beoordeling van de verschillen in emissies “voor” en “na” de maatregel; − op de locaties Utrecht en Den Haag is bij RWS alleen het aantal voertuigen en de gemiddelde snelheid per rijstrook bekend maar niet de verdeling in voertuigcategorieën. Hierdoor zijn emissies in vergelijking tot de locaties Amsterdam en Rotterdam onzekerder. Echter, voor beoordeling van het verschil in emissies is het ontbreken van deze data minder relevant; − bij Amsterdam is er tijdens de meetperiode “na” een geluidsscherm geplaatst tussen de zuidelijke meetlocatie van PM10 en de A10 West. Hierdoor is een deel van de data niet bruikbaar. In Utrecht zijn de metingen van PM10 in de periode “voor” verstoord door lokale activiteiten, terwijl in de periode “na” een aanzienlijk deel van de metingen op het noordelijke meetstation voor PM10 bij Utrecht zijn verstoord door de aanleg van een gemeentelijke weg nabij het meetstation. In Utrecht zijn om deze redenen een deel van de metingen onbruikbaar.


B.2

Bijlage 3.4/5

Methode van data-analyse

B.2.1 Relatieve emissies “voor” en “na” vaststellen De methode om relatieve verschillen in emissies “voor” en “na” vast te stellen is als volgt: het uur-tot-uur TNO verspreidingsmodel (“HEAVEN model”) berekent voor elk uur t in de meetperiode “voor” en “na” de bijdrage van het snelweg verkeer aan de concentraties CH(t) op het relevante meetpunt. De CH(t) wordt berekend met de gemeten verkeersintensiteit, snelheid, meteorologie en achtergrond voor elk uur t. De emissiefactoren “voor”en “na” worden gelijk gehouden in deze berekening. De concentratie CH(t) op elk uur t is als volgt afhankelijk van emissie, meteo en achtergrond:

CH (t)= formule met (emissie(t), meteo(t), achtergrond(t)) Vervolgens wordt voor elke uur de berekende waarde uitgezet tegen de gemeten waarde in een zogenaamd “scatterplot”. Voor PM10 worden hiervoor de uurlijkse gemeten verschillen van boven- en benedenwindse stations gebruikt, terwijl voor NO2 de tweewekelijkse bijdrage aan beide zijden van de snelwegen wordt gebruikt. De uurlijkse berekeningen voor NO2 worden dan ook in twee-wekelijkse gemiddelden omgezet. In scatterplots zijn per locatie voor PM10 en voor NO2 de gemeten en berekende bijdrage van de ringwegen aan de luchtkwaliteit uitgezet. In deze grafieken zijn tevens de regressielijnen (“de mate van overeenkomst tussen metingen en berekeningen”) weergegeven en de 1:1 lijn. De Regressie Coëfficiënt (RC) is de helling van de regressielijn. In geval dat modelberekeningen volledig overeenkomen met metingen zouden de berekende waarden rondom deze 1:1 lijn liggen. De volgende stap in de data-analyse is berekening van de afwijking van de berekende waarden ten opzichte van de 1:1 lijn. Dit levert een zogenaamde “k-factor”, die een maat is van de afwijking van de berekende waarden ten opzichte van de 1:1 lijn. In feite wordt een k-factor berekend zodanig, dat de correlatie tussen metingen en berekeningen 1:1 is. De k-factor wordt zowel “voor” als “na” de maatregel vastgesteld voor zowel NO2 en PM10. Voor PM10 is dit relatief eenvoudig, want de gemeten bijdrage is lineair gerelateerd aan PM10 emissies en daarom is de k-factor de inverse van de RC (“1/RC”). Voor NO2 wordt bij de k-factor rekening gehouden met de niet-lineaire relatie tussen NO2 en emissies van NOx als volgt: 1. Per periode (twee-wekelijks of maandelijks) wordt uur-voor-uur de NO2 bijdrage berekend met de volgende formule: NO2 = 0.1*NOx * k-factor + ((O3 – 0.9*NOx*k-factor)/(65 + 0.9*NOx*k-factor)); 2. De uren per periode wordt gemiddeld naar een twee-wekelijks of maandelijkse waarde al naar gelang de middelingstijd van de metingen. Vervolgens wordt de kfactor zodanig gevarieerd, dat de NO2 bijdrage rond de 1:1 lijn komt te liggen. Dit gebeurd voor alle meetperioden “voor” en “na”; 3. De k-factoren geven (analoog aan PM10) vervolgens de mate van afwijking ten opzichte van de 1:1 lijn zowel “voor” en “na”. Indien de k-factoren “voor” en “na” op een bepaalde locatie veel van elkaar afwijken dan betekent dat de emissies “voor” en “na” verschillen. In de gevolgde aanpak worden in de modelberekeningen met HEAVEN zowel “voor” als “na” dezelfde emissiefactoren toegepast, maar uiteraard wel de werkelijke verkeersintensiteit en –snelheden, achtergrondconcentraties van NO/NOx/ozon en meteorologie tijdens de meetperioden “voor” en “na”. De mate van afwijking van de berekeningen ten opzichte van de


Bijlage 3.5/5

metingen wordt in deze methodiek volledig toegeschreven aan de mate van afwijking van de toegepaste emissies ten opzichte van de werkelijke emissies. Vergelijking van de k-factor “voor” en “na” geeft op deze wijze inzicht in de relatieve verandering van de emissies van het wegverkeer door de maatregel. [N.B. Vergelijking van de k-factor “voor” en “na” is onafhankelijk van het aantal voertuigen, de snelheid, congestie en weersomstandigheden: we vergelijken immers per periode de afwijking van de berekeningen ten opzichte van de metingen. De verschillen in afwijking “voor” en “na” worden toegeschreven aan gewijzigde emissies, want dat is de enige parameter die constant wordt gehouden “voor” en “na”. Echter, dit veronderstelt wel dat de fysieke verspreidingscondities “voor” en “na” tussen de ringwegen en de meetstations hetzelfde zijn gebleven: bijvoorbeeld als de fysieke lokale omstandigheden “voor”en “na” op een meetlocatie veranderen (begroeiing met en zonder blad; aanleg van een geluidsscherm e.d.) dan zal de k-factor niet hetzelfde zijn. Met als gevolg dat (onterecht) het verschil wordt toegewezen aan een verandering van emissies terwijl het veranderingen betreffen van lokale verspreiding. Dit was met name het geval in Amsterdam waarbij een geluidsscherm was geplaatst in de periode “na”, waardoor een deel van de data niet gebruikt kon worden.] B.2.2 Absolute bijdrage aan luchtkwaliteit “voor” en “na” Naast een relatieve vergelijking van de emissies “voor” en “na”, zoals beschreven in B.2.1, is tevens de bijdrage van het wegverkeer aan PM10 en NO2 concentraties langs de ringwegen vastgesteld. De resultaten zijn weergegeven als dwarsprofielen van de bijdrage van het wegverkeer aan PM10 en NO2 concentraties als functie van de afstand tot de ringwegen. Bij berekening van de dwarsprofielen is gebruik gemaakt van dezelfde meteo en achtergrondconcentraties (2005) voor de situatie “voor” en “na”. De werkelijke verkeersintensiteiten en – snelheden in de situatie “voor” en “na” zijn toegepast, terwijl reguliere emissiefactoren zijn gebruikt in de situatie “voor” en geschaalde emissiefactoren “na” op basis van de resultaten in B.2.1. Om het effect van gewijzigde verkeersintensiteiten door 80 km/u uit te sluiten is ook het dwarsprofiel berekend voor de situatie waarbij de verkeersintensiteiten gelijk zijn gebleven maar wel aangepaste emissiefactoren.


4

Bijlage 4.1/1

De windrozen in 2005 en 2006 op het meetpunt Schiphol (KNMI) voor 330

0.1

30

0.08 0.06

300

< 2.75 > 2.75 u < 5.75

0

> 5.75 60

0.04 0.02 270

90

0

240

120 210

150 180

0

na

< 2.75

0.1 330

0.08 0.06

300

> 2.75 u < 5.75

30

> 5.75 60

0.04 0.02 270

90

0

240

120

210

150 180

okt 2006

sep 2006

aug 2006

juli 2006

juni 2006

mei 2006

april 2006

mrt 2006

febr 2006

jan 2006

dec 2005

nov 2005

okt 2005

sept 2005

aug 2005

juli 2005

juni 2005

okt 2006

sep 2006

aug 2006

juli 2006

juni 2006

mei 2006

april 2006

mrt 2006

febr 2006

jan 2006

dec 2005

nov 2005

okt 2005

sept 2005

aug 2005

juli 2005

juni 2005

mei 2005

april 2005

5

mei 2005

april 2005

TNO-rapport | 2007-A-R0389/B Bijlage 5.1/2

De meetresultaten van NO2 metingen op de locaties Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht Bijdrage NO2 Amsterdam

25

20

15

10

5 gemid. zuid noord

0

-5

Bijdrage NO2 Den Haag

25

20

15

10 gemid. zuid noord

5

0

okt 2006

sep 2006

aug 2006

juli 2006

juni 2006

mei 2006

april 2006

mrt 2006

febr 2006

jan 2006

dec 2005

nov 2005

okt 2005

sept 2005

aug 2005

juli 2005

juni 2005

mei 2005

april 2005

okt 2006

sep 2006

aug 2006

juli 2006

juni 2006

mei 2006

april 2006

mrt 2006

febr 2006

jan 2006

dec 2005

nov 2005

okt 2005

sept 2005

aug 2005

juli 2005

juni 2005

mei 2005

april 2005

TNO-rapport | 2007-A-R0389/B Bijlage 5.2/2

Bijdrage NO2 Rotterdam

70

60

50

40

30 gemid. zuid noord

20

10

0

Bijdrage NO2 Utrecht

20

15

10

5 gemid. zuid noord

0

-5


6

Bijlage 6.1/8

Scatterplots van gemeten en berekende bijdrage “voor” en “na” de maatregel voor PM10 en NO2 op de locaties Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht


Bijlage 6.2/8

Amsterdam: Relatieve verandering PM10 emissiesterkte 20 Oost voor

Heaven

15

10 y = 0.275x 5

0 0

5

10

15

20

osiris

20 Oost na

Heaven

15

10 y = 0.3999x

5

0 0

5

10 osirs

15

20


Bijlage 6.3/8

Amsterdam: Relatieve verandering NOx emissiesterkte 25 beide zijden voor

y = 0.7901x 2 R = 0.6702

20

heaven

15

10

5

0 0

5

10

15

20

25

20

25

meting passief

25 beide zijden na

20 y = 1.0237x 2

R = 0.6754

heaven

15

10

5

0 0

5

10

15

meting passief


Bijlage 6.4/8

Den Haag: Relatieve verandering PM10 emissiesterkte

20

Zuid voor

heaven

15

10 y = 0.4526x

5

0 0

5

10

15

20

osiris

20 Zuid na

heaven

15

10 y = 0.49x

5

0 0

5

10 osiris

15

20


Bijlage 6.5/8

Den Haag: Relatieve verandering NOx emissiesterkte

35 zuid voor 30

y = 0.9442x 2

R = 0.6873

heaven

25 20 15 10 5 0 0

5

10

15

20

25

30

35

30

35

passieve meting

35 zuid na 30

heaven

25 20 y = 1.0769x 2

15

R = 0.8058

10 5 0 0

5

10

15

20

passieve meting

25


Bijlage 6.6/8

Rotterdam: Relatieve verandering PM10 emissiesterkte 20

Zuid voor

heaven

15

10 y = 0.3234x

5

0 0

5

10

15

20

osiris

20 Zuid na

heaven

15

10

y = 0.3542x

5

0 0

5

10 osiris

15

20


Bijlage 6.7/8

Rotterdam: Relatieve verandering NOx emissiesterkte

80 beide zijden voor 70 60

heaven

50 40 y = 0.3428x

30

2

R = -0.0256

20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

passieve meting

60 beide zijden na 50

heaven

40 y = 0.4334x

30

2

R = 0.808

20 10 0 0

10

20

30

40

passieve meting

50

60


Bijlage 6.8/8

Utrecht: Relatieve verandering PM10 emissiesterkte (ontbreekt) Utrecht: Relatieve verandering NOx emissiesterkte 30 beide zijden voor y = 1.17x R = -1.2678

25

2

heaven

20 15 10 5 0 0

5

10

15

20

25

30

passieve meting

25 beide zijden na y = 1.5232x R2 = 0.6462

heaven

20

15

10

5

0 0

5

10

15

passieve meting

20

25


7

Bijlage 7.1/3

Vergelijking van de tussentijdse rapportage mei 2006 en eindresultaten Bij de presentatie van de tussentijdse resultaten is een inschatting gemaakt van de verwachte reducties van PM10 en NOx emissies op basis van de meetdata t/m maart 2006. Deze waarden zijn in onderstaande tabel 7.1 weergegeven: Tabel 7.1 Locatie / stof

Reductie PM10 (%)

Amsterdam

Reductie NOx (%)

-

13

Den Haag

15

10

Rotterdam

-

0

Utrecht

-

8

Voor PM10 was de dataset beperkt tot Den Haag vanwege het ontbreken van voldoende data voor Amsterdam, Rotterdam en Utrecht. In onderstaande tabel 7.2 (Tabel 3 in het hoofdrapport) zijn de eindresultaten van het onderzoek weergegeven van de reducties van PM10 en NOx emissies op basis van de volledige dataset t/m oktober 2006. Tabel 7-2 PM10 RC “voor”

RC “na”

Reductie %

RC “voor”

RC “na”

Reductie %3

Amsterdam

0.28

0.40

30 1

0.79

1.02

32

Den Haag

0.45

0.49

8

0.94

1.08

20

Rotterdam

0.32

0.35

9

0.34

0.43

30

-

-

-2

1.17

1.52

31

Utrecht 1

NOx


2


3


Voor PM10 is alleen vergelijking mogelijk voor Den Haag, waarbij geconstateerd wordt dat de bijdrage tussentijds 15% bedroeg en in het eindrapport 8%. Voor NOx zijn de uiteindelijke reductie in emissies een factor 2 hoger in vergelijking met de tussentijdse resultaten in tabel 7.1. De belangrijkste reden voor het grote verschil in tabel 7.1 en tabel 7.2 tussen deze waarden voor NOx is het verschil in statistische analyse van de data. In het tussentijdse rapport is – vanwege tijdsdruk en de aanname het niet-lineaire effect niet zo belangrijk


Bijlage 7.2/3

was op deze lokale schaal- niet gecorrigeerd voor de niet-lineaire relatie tussen NOx emissies en NO2 bijdrage. In de tussentijdse rapportage is daarom de NOx emissie reductie is - net als bij PM10 – direct geschaald met de regressie coëfficiënt (RC) van de scatterplots “voor” en “na”. Dit levert lagere emissie reducties, zoals wordt geïllustreerd met de cijfers van de RC’s “voor” en “na” in de 5de en 6de kolom uit bovenstaande tabel met een verhouding RCvoor/RCna: 0.78 (Amsterdam), 0.87 (Den Haag), 0.79 (Rotterdam) en 0.77 (Utrecht) oftewel een emissie reductie van 22% (Amsterdam), 13% (Den Haag), 21% (Rotterdam) en 23% Utrecht. In de eindrapportage is wel gerekend met de niet-lineaire relatie van NOx en NO2 en dit leverde de emissie reducties zoals weergegeven in de 7de kolom van bovenstaande tabel. Deze laatste cijfers zijn berekend volgens de methode in het Meet en Rekenvoorschrift, zoals voorgeschreven door VROM vanaf eind 2006. [N.B. In de berekeningen van de NOx emissie reductie in de rapportage van Overschie was de niet-lineaire relatie van NOx en NO2 niet van belang. In Overchie werden namelijk de NOx concentraties aan weerszijden gemeten en de afname van de gemeten bijdrage aan NOx (door invoering van 80 km/u maatregel) kon daarom direct aan NOx emissies worden gekoppeld. In het voorliggende onderzoek is echter NO2 gemeten (en niet NOx) met als gevolg dat wel met de niet-lineariteit gerekend moet worden.) Een tweede belangrijke oorzaak van de verschillen in de tussentijdse en eindrapportage is de relatief korte meetperiode “na” in de winter (november t/m maart) en vergelijking met de zomer periode “voor” (april t/m oktober). In het eindrapport is de “na-periode” een volledig jaar. Met name de bijdrage aan NO2 is gevoelig voor seizoensvariaties: in de winter zijn de bijdrage aan NO2 concentraties (door emissies van wegverkeer) circa de helft lager dan in de zomer, terwijl voor PM10 deze seizoensinvloed nagenoeg ontbreekt. Dit wordt geïllustreerd aan de hand van de maandgemiddelde verschillen tussen straat- en stadsstations voor NO2 en PM10 concentraties, zoals gemeten in het LML (RIVM) in het jaar 2005.

Verschil straat-stad (ug/m3)

16.0 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 -2.0

jan

feb

mrt

apr

mei

jun

straat-stad PM10

jul

aug sep

okt

nov

dec

straat-stad NO2

De variatie in de verschillen in NO2 (en PM10) concentraties tussen stad en straat stations met name voor NO2 tussen winter en zomer is het gevolg van meteorologische verschillen. Bij gelijkblijvende emissies van NOx wordt deze seizoensvariatie vooral verklaard door de verhoogde vorming van NO2 uit NO in de zomer. Dit laatste proces is sterk afhankelijk van de achtergrondconcentraties van ozon. In de zomer zijn ozon


Bijlage 7.3/3

concentraties veel hoger dan in de winter met als gevolg een hogere bijdrage van NO2 in de zomer dan in de winter. Voor PM10 concentraties speelt de ozonconcentratie geen rol. Het tussentijdse rapport is gebaseerd op zomer metingen in de “voor” periode (april t/m oktober 2005) en winter metingen in de “na” periode (november 2005 t/m maart 2006). De ongelijke meteorologie en de verandering in emissies heeft de bepaling van de emissieverandering tussentijds beïnvloed.


8

Bijlage 8.1/2

Zwarte rook metingen en resultaten Inleiding Verkeersemissies van fijn stof zijn gedeeltelijk afkomstig uit de uitlaat, slijtage processen (o.a. banden en remvoeringen) en opwaaiend wegenstof. Uitlaatemissies zijn voornamelijk roetdeeltjes. Deze deeltjes worden als massaconcentratie gemeten als PM10 (of PM2.5). Roetdeeltjes kunnen ook als “zwarte rook” worden gemeten, volgens de zogenaamde OECD methode [5], waarbij de “zwartheid” van de deeltjes een maat is voor de roetconcentraties. Fijn stof afkomstig van verkeer is veelal zwarter gekleurd dan grootschalig, achtergrond fijn stof. De zwarte rook methode geeft daarom beter inzicht in de bijdrage van verkeersgerelateerde fijn stof emissies uit de uitlaat. De OECD methode is gebaseerd op filter bemonstering van buitenlucht gedurende 24 uur en vervolgens een reflectiemeting van het filter. Naarmate het filter zwarter is gekleurd, neemt de reflectie af. De reflectiewaarden worden met een kalibratiecurve “vertaald” naar µg/m3 zwarte rook. Het nadeel van deze methode is dat dagelijks het filter moet worden gewisseld, wat dure apparatuur vereist indien deze wisseling automatisch wordt uitgevoerd of veelvuldig veldbezoek door een veldmedewerker.

Metingen in het kader van 80 km/u Vanwege deze kosten en het aantal van 8 vereiste meetlocatie in het voorliggende onderzoek, is de OECD methode aangepast. Vanwege de noodzaak van stroomvoorziening (voor de monsterpomp) is de monsterneming gecombineerd met de Osiris metingen. Dit vereist een kleinere (stille) pomp dan regulier gebruikelijk is, want de Osiris apparatuur was in de buurt van woningen opgesteld en geluidshinder was daarom niet gewenst. Een tweede vereiste was aanpassing van de aanzuigflow, zodanig dat de 24-uurs monterneming werd vertraagd naar maandelijkse monsterneming. Op deze manier werd de monsterneming gereduceerd tot een maandelijks bezoek in plaats van dagelijks. Op alle vier locaties zijn de 8 Osiris instrumenten uitgerust met extra pompen en filterhouders voor zwarte rook metingen. Helaas bleek dat de pompen in de praktijk niet adequaat functioneerden en regelmatig uitvielen. Pas na plaatsing van een nieuw type pompen en betere aansturing van de apparatuur was het pas mogelijk de voorgestelde zwarte rook metingen uit te voeren. Vanwege deze experimentele problemen, zijn de metingen uiteindelijk pas vanaf april 2006 op betrouwbare wijze tot stand gekomen. Hierdoor is het niet mogelijk de resultaten van de zwarte rook metingen van de “na” periode te vergelijken met de “voor” periode. Ter vergelijking met het LML zijn de zwarte rook resultaten van het regionale meetpunt Westmaas vermeld. Hiervan zijn de maandgemiddelde zwarte rook waarden berekend. In onderstaand figuur zijn de resultaten van het onderzoek weergegeven.


Bijlage 8.2/2

35 Zw Rook (ug/m3)

30 25 20 15 10 5 0 mei jun jul aug sep okt nov dec jan feb mrt apr mei jun jul aug sep okt Amsterdam

Den Haag

Rotterdam

Utrecht

Westmaas

In bovenstaande figuur zijn de maandgemiddelde zwarte rook concentraties als het gemiddelde van de metingen aan beide zijden van de ringwegen weergegeven. De periode is van mei 2005 t/m oktober 2006 (in de “na” periode). Tevens zijn in dezelfde periode, de concentraties gemeten in het LML bij Westmaas opgenomen. De concentraties zwarte rook zijn op alle de vier locaties verhoogd ten opzichte van de regionale achtergrond in Westmaas. De waarden in Rotterdam zijn het hoogst van alle vier de locaties vanwege het ontbreken van een geluidsscherm en het relatief hoge aandeel vrachtverkeer bij Rotterdam. Vanwege het ontbreken van zwarte rook metingen “voor” de maatregel zijn er geen conclusies te trekken over het mogelijke effect van de 80 km/u maatregel op de zwarte rook emissies. Gezien het contrast van de zwarte rook langs de ringwegen ten opzichte van de regionale achtergrond wordt nader onderzoek naar zwarte rook in de nabijheid van verkeer aanbevolen.


9

Bijlage 9.1/6

PM2.5 metingen en resultaten OSIRIS instrumenten meten simultaan PM10, PM2.5 en PM1. Vanwege huidige wet en regelgeving is in het hoofdrapport alleen aandacht besteed aan PM10 metingen. Inzicht in PM2.5 is echter van belang vanwege de voorbereiding van Europese wetgeving op het gebied van PM2.5. Daarnaast geeft de verhouding PM10/PM2.5 een indicatie voor de bijdrage van opwaaiend wegenstof en slijtageprocessen (fractie PM2.5-10) versus de bijdrage van uitlaatemissies (fractie PM2.5). De eerst genoemde bijdrage zijn voornamelijk deeltjes in de grove fractie PM2.5-10 (deeltjes kleiner dan 10 µm maar groter dan 2.5 µm), terwijl uitlaatemissies voornamelijk bestaat uit PM2.5. Hoe groter de verhouding PM10/PM2.5 hoe groter de bijdrage van opwaaiend stof en slijtage processen. De fractie PM1 is een indicatie voor het aantal deeltjes, dat wordt uitgestoten. Vanwege het ontbreken van inzicht in gezondheidseffecten, het ontbreken van huidige en verwachte wet en regelgeving en twijfels over de kwantitatieve waarde van deze indicator, zoals gemeten door de OSIRIS, wordt verder niet ingegaan op de PM1 resultaten. Een analyse van PM2.5 data naar verschillen “voor” en “na” de maatregel, zoals in het hoofdrapport voor PM10, is buiten de scope van de opdracht. Indien gewenst kan een dergelijke analyse wel worden uitgevoerd in een eventueel aanvullende opdracht. In deze bijlage worden de resultaten van de metingen van PM2.5 en de verhouding PM10/PM2.5 gepresenteerd. De data betreffen de gehele periode van het onderzoek waarbij “voor” en “na” zijn gecombineerd. In onderstaande figuren zijn de resultaten van de metingen van PM2.5 tegen PM10 aan weerszijden van de ringwegen bij de vier meetlocaties weergegeven.

gemiddelde alle data 40 35 30 25 20 15 10 5 0

R'dam V'burg A'dam Utrecht

PM10 N

PM2.5 N

PM10 Z

PM2.5Z

In bovenstaand figuur duidt de aanduidingen “N” en “Z” op de locaties aan weerszijden van de ringwegen bij Amsterdam, Den Haag (V’burg), Rotterdam en Utrecht. Onderlinge vergelijking tussen de verschillende locaties van de data is lastig omdat de meetlocaties op verschillende afstanden van de ringwegen zijn geplaatst en op verschillende hoogten op daken van scholen, parkeergarages e.d.. Wel is het goed mogelijk, de verhoudingen van PM10/PM2.5 te beschouwen en onderling te vergelijken.


Bijlage 9.2/6

In onderstaande figuren zijn de concentraties PM10 en PM2.5 tegen elkaar uitgezet per meetlocatie voor elk van de vier steden: Amsterdam, Den Haag (Voorburg), Rotterdam en Utrecht.

PM2.5 vs PM10 Amsterdam O 400 350

PM2.5

300 250 200 150 100 50 0 0

50

100

150

200

250

300

PM10

PM2.5 vs PM10 Amsterdam W 400 350

PM2.5

300 250 200 150 100 50 0 0

50

100

150 PM10

200

250


Bijlage 9.3/6

PM2.5 vs PM10 Voorburg N 400 350

PM2.5

300 250 200 150 100 50 0 0

50

100

150

200

250

PM10

PM2.5 vs PM10 Voorburg Z 450

PM2.5

400 350 300 250 200 150 100 50 0 0

50

100

150 PM10

200

250

300


Bijlage 9.4/6

PM2.5

PM2.5 vs PM10 Rotterdam N 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0

50

100

150

200

250

300

PM10

PM2.5 vs PM10 Rotterdam Z 600 500

PM2.5

400 300 200 100 0 0

50

100

150

200 PM10

250

300

350


Bijlage 9.5/6

PM2.5

PM2.5 vs PM10 Utrecht N 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

PM10

PM2.5 vs PM10 Utrecht Z 250

PM2.5

200 150 100 50 0 0

50

100

150 PM10

200

250


Bijlage 9.6/6

In bovenstaande figuren zijn de totale concentraties van PM10 en PM2.5 weergegeven: dus niet alleen de bijdrage van de ringwegen. Opvallend is op de meeste locaties een onderscheid in twee groepen: de ene groep met een hogere verhouding PM10/PM2.5 en de andere groep met een kleinere verhouding PM10/PM2.5. Deze data ondersteunen de hypothese van twee groepen fijn stof emissies door wegverkeer: uitlaatemissies met voornamelijk PM2.5 en slijtage/verwaaiend stof emissies met een groter aandeel PM2.5-10. Een meer uitgebreide analyse is nodig om deze hypothese verder te onderbouwen. In onderstaande figuur zijn de verhoudingen van PM2.5/PM10 voor alle locaties samengevat.

Verhoudingen gemiddelden alle data 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

Noord PM10/PM2.5 Zuid PM10/PM2.5

R'dam

V'burg

A'dam

Utrecht

De verhoudingen van PM2.5/PM10 zijn op alle locaties in de orde van 0.7 zoals gebruikelijk in West-Europa. De gemiddelde verhoogde waarde in Amsterdam en Utrecht zijn waarschijnlijk het gevolg van lokale werkzaamheden in Amsterdam met betrekking tot de aanleg van een geluidsscherm en in Utrecht met wegwerkzaamheden. Dergelijke activiteiten leiden tot verhoogde stof emissies in de fractie PM2.5-10. Analyse met alleen data van de bijdrage van de ringwegen en uitsplitsing van de verhoudingen “voor” en “na” de introductie van de maatregel geeft wellicht meer inzicht in de bijdrage uitlaatemissies versus verwaaiend stof emissies en de effecten van de maatregel op deze verhouding. Vanwege de asymmetrie van de meetlocaties is het echter de vraag of deze dataset daarvoor geschikt is.

Adviesdienst Verkeer en Vervoer RWS

Recommend Documents