Hoe wordt de luchtkwaliteit langs autosnelwegen bepaald?

Hoe wordt de luchtkwaliteit langs autosnelwegen bepaald?

Colofon

2 | Rijkswaterstaat

Opdrachtgever Uitgegeven door Informatie Telefoon

Ministerie van Infrastructuur en Milieu Rijkswaterstaat Dienst Verkeer en Scheepvaart DVS-loket tel 088 7982 555

Opmaak: Datum: Status: Versienummer:

Jubels B.V. december 2011 Definitief 1

Waarom deze brochure? De luchtkwaliteit is van groot belang voor de gezondheid van burgers. Daarom zijn door de Europese Commissie normen gesteld voor de concentraties van vervuilende stoffen in de lucht. De afgelopen decennia is de luchtkwaliteit in Nederland sterk verbeterd, maar desondanks zijn er nog op bepaalde locaties langs snelwegen maatregelen nodig om uiteindelijk overal aan de norm te voldoen. Om te zorgen dat overal tijdig aan de gestelde normen wordt voldaan, is in 2009 het Nationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit (NSL) opgesteld. Jaarlijks wordt er een monitoringsrapportage over het NSL uitgebracht met actuele berekeningen. Zo wordt getoetst of het NSL nog steeds op koers ligt en de doelen worden gehaald. Het bepalen van de luchtkwaliteit is een complexe materie, zo ook langs autosnelwegen. In deze brochure wordt stapsgewijs uitgelegd hoe berekeningen door Rijkswaterstaat wordt gedaan en naar welke factoren hierbij wordt gekeken. Deze berekeningen zijn nodig om te kunnen vaststellen of aan de Europese normen voor luchtkwaliteit wordt voldaan. Zo zijn er normen vastgesteld voor stikstofdioxide (NO2) en fijn stof (PM10). Aan de norm voor fijn stof moet vanaf 11 juni 2011 worden voldaan. Voor stikstofdioxide moet per 1 januari 2015 aan de norm worden voldaan. Via verschillende wegen bereiken ons regelmatig vragen over de vaststelling van de luchtkwaliteit. Met het schrijven van deze brochure is beoogd de informatie met betrekking tot luchtberekeningen langs snelwegen zo toegankelijk mogelijk te maken voor ook niet-deskundigen.

Rekenen aan luchtkwaliteit langs autosnelwegen | 3

Het Nationaal Samenwerkingsprogramma Luchtkwaliteit (NSL) In het NSL werken rijksoverheid, provincies en gemeenten samen om overal in Nederland op tijd aan de Europese normen voor de luchtkwaliteit te voldoen. Twee normen staan centraal binnen het NSL: - Vanaf 11 juni 2011 mag de daggemiddelde fijnstofconcentratie (PM10) niet meer dan 35 dagen boven de 50 μg/m3 liggen. - En in 2015 mag de jaargemiddelde stikstofdioxideconcentratie (NO2) niet hoger zijn dan 40 μg/m3. Het NSL geeft een totaalbeeld van de luchtkwaliteit langs de rijkswegen ná realisatie van alle projecten en vastgestelde maatregelen om tijdig te voldoen aan de normen. Bij maatregelen kan het gaan om bijvoorbeeld de Europese normstelling voor de maximale uitstoot van nieuwe personenauto’s of het plaatsen van schermen langs de weg. Bij projecten kan het gaan om aanleg en verbreding van wegen maar ook om nieuwe woonwijken of bedrijventerreinen.

Hoe gebruikt Rijkswaterstaat het NSL? Rijkswaterstaat is als beheerder van de rijkswegen een belangrijke NSL-partner en heeft ál haar wegenprojecten opgenomen in het NSL. De projecten van Rijkswaterstaat hebben een significante invloed op de luchtkwaliteit doordat er in veel gevallen extra verkeer gaat rijden. Rijkswaterstaat gebruikt het NSL voor het onderdeel luchtkwaliteit bij toetsing van projecten aan de wet. Het Ministerie van Infrastructuur en Milieu draagt er zorg voor dat eventuele overschrijdingen van de Europese normen langs alle rijkswegen worden voorkomen door middel van bronmaatregelen en lokatie-specifieke schermen.

Hoe worden de effecten van maatregelen en projecten in kaart gebracht? Speciaal voor het NSL is een rekenmodel ontwikkeld, genaamd de Monitoringstool. In de Monitoringstool zijn alle Nederlandse wegen opgenomen waarlangs de concentraties boven de Europese norm zouden kunnen liggen. Dit zijn met name de drukkere wegen zoals autosnelwegen, provinciale wegen en toevoerwegen van steden, maar soms ook minder drukke wegen waar de bebouwing dicht langs de weg staat. Het resultaat wordt ontsloten via de speciale website: www.nsl-monitoring.nl

4 | Rijkswaterstaat

Hoe werkt de monitoring? Een centraal onderdeel en extra waarborg binnen het NSL is de Monitoring. Jaarlijks worden nieuwe inzichten meegenomen, verbeteringen doorgevoerd en getoetst of het NSL op koers blijft om tijdig de grenswaarden te halen. Voor het monitoren van het NSL en het voeren van effectief luchtbeleid moet worden vastgesteld hoe het met de luchtkwaliteit gesteld is op zoveel mogelijk relevante plaatsen in een toetsjaar in de toekomst. Een toetsjaar is het jaar waarin een norm voor het eerst van toepassing is, dus 2011 voor fijnstof (PM10) en 2015 voor stikstofdioxide (NO2). Het meten van de luchtkwaliteit vraagt, om betrouwbaar te zijn, een lange meerjarige meetperiode en is daarmee kostbaar. Daarom wordt de luchtkwaliteit vrijwel altijd berekend. Bovendien kan alleen in het heden worden gemeten en is het praktisch onmogelijk om overal te meten. Logischerwijs willen betrokkenen dan wel inzicht in de wijze waarop de berekeningen tot stand komen. Deze brochure maakt voor niet-deskundigen de rekenwijze en invoer toegankelijk .


6 | Rijkswaterstaat

Hoe wordt de luchtkwaliteit langs autosnelwegen berekend? De concentraties van luchtverontreinigende stoffen, ofwel de luchtkwaliteit, langs autosnelwegen verschilt van locatie tot locatie. Dat komt bijvoorbeeld doordat de hoeveelheid snelwegverkeer van locatie tot locatie verschilt. Maar ook de zogenoemde achtergrondconcentratie verschilt van plek tot plek. De achtergrondconcentratie wordt veroorzaakt door de uitstoot van verder weg gelegen emissiebronnen, zoals de industrie, raffinaderijen en elektriciteitscentrales. Ook landbouw en natuurlijke bronnen, waaronder zeezout, vormen een aanzienlijk deel van de achtergrond. Tot slot vormen bronnen uit het buitenland een belangrijk deel van de achtergrond. Op 10 meter afstand van de autosnelweg wordt 60% van de totale NO2-concentratie bepaald door de achtergrondconcentratie en komt dus 40% voor rekening van het snelwegverkeer zelf. Op 50 meter afstand van de snelweg is de achtergrondconcentratie ongeveer 80% van de totale NO2-concentratie en op 100 meter zelfs ongeveer 90% (zie kader “Rekenvoorbeeld: effect van andere verkeersprognoses”, pagina 12).

Daarnaast is de precieze bijdrage van het autosnelwegverkeer aan de concentraties langs autosnelwegen afhankelijk van veel factoren. Belangrijke factoren zijn uiteraard de hoeveelheid en samenstelling van het verkeer, maar ook de bebouwing in de omgeving van de weg speelt een belangrijke rol. De wind heeft een significante invloed op de verspreiding van vervuilde lucht, de ligging van de weg speelt daarom eveneens een belangrijke rol en niet te vergeten de afstand tot de weg. Figuur 1 geeft ter illustratie voor een vijftal verschillende locaties de concentraties op de wettelijke toetspunten uit de NSL Monitoringstool. In geel is weergegeven hoe hoog de achtergrondconcentratie voor NO2 is. Donkergele gebieden hebben een slechtere luchtkwaliteit (= achtergrondconcentratie) dan de lichtgele gebieden.

De uitsnedes tonen de wettelijke toetspunten langs rijkswegen. De kleurcodering van deze bolletjes geeft weer in hoeverre de berekende NO2concentraties voor 2015 de grenswaarde naderen. (Licht)groen voldoet ruim, oranje bolletjes zijn toetspunten die de grenswaarde naderen (maar nog wel voldoen). Overschrijdingslocaties (in rood) en bijna-knelpunten (in oranje) komen in deze figuur met rekenvoorbeelden niet voor. Overschrijdingen worden gecompenseerd door aanvullende maatregelen in het NSL op te nemen. NO2-concentratie op toetspunten in kleurcodering: Lichtgroen: < 36 microgram Groen: 36,0 - 38,5 microgram Oranje: 38,5 - 40,5 microgram Rood: > 40,5 microgram

Figuur 1: Voorbeelden van de NO2-concentraties op wettelijke toetspunten langs verschillende autosnelwegen in 2015 (bron: NSL Monitoringstool) Rekenen aan luchtkwaliteit langs autosnelwegen | 7

De volgende informatie is vereist om de luchtkwaliteit langs een autosnelweg te kunnen berekenen: De achtergrondconcentratie (GCN): hoe is de achtergrondconcentratie opgebouwd? De verkeersintensiteit: hoeveel personenauto’s en vrachtauto’s passeren er op een gemiddelde werkdag? De doorstroming: is er filevorming of stroomt het verkeer normaal door? De emissiefactoren: hoeveel vervuilende stoffen emitteren de personenauto’s en vrachtauto’s gemiddeld per gereden kilometer? De verspreiding: hoe verspreiden de uitgestoten stoffen zich in de omgeving van de weg? De locatie: waar wordt de luchtkwaliteit getoetst aan de Wet Milieubeheer? Op al deze afzonderlijke vragen gaan we in de volgende paragrafen in.

8 | Rijkswaterstaat

Achtergrondconcentratie De luchtkwaliteit langs een weg wordt deels bepaald door het verkeer dat erover heen rijdt, maar ook door de bijdrage van andere bronnen zoals industrie, huishoudens, landbouw en natuurlijke bronnen; de zogenoemde achtergrondconcentratie. In stedelijk gebied is de achtergrondconcentratie hoger dan in landelijk gebied omdat hier meer mensen dicht op elkaar wonen, meer activiteiten plaatsvinden en er meer auto’s rijden (zie onderstaande figuur 2). Het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) berekent jaarlijks de achtergrondconcentraties in heel Nederland, de zogenoemde grootschalige concentratiekaarten Nederland (kortweg GCN). Het RIVM is een onafhankelijk instituut dat hiervoor samenwerkt met onder andere het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS) en TNO. Het RIVM neemt in haar berekeningen alle nieuwe bouw- en infrastructuurprojecten mee, evenals nieuw milieubeleid. De berekening worden uitgevoerd zowel voor een net gepasseerd jaar (Monitoringsrapport 2011 rapporteert over 2010) als voor verschillende toekomstjaren 2015 en 2020,

wanneer voldaan moet zijn aan bepalende wettelijke grenswaarden. In het NSL wordt gebruik gemaakt van een scenario met een relatief hoge groei, het zogenoemde Global Economy ‘GE’-scenario. Het GE-scenario veronderstelt een hoge economische groei en daarmee een relatief hoge groei van de uitstoot als gevolg van meer activiteiten en vervoersbewegingen. Dit is in feite een worst-case benadering, om er zeker van te zijn dat we tijdig voldoen aan de wettelijke grenswaarden, ongeacht de economische ontwikkelingen. Onderstaand figuur schetst de achtergrondconcentraties in heel Nederland in verschillende jaren. Zoals duidelijk te zien is, nemen de achtergrondconcentraties af door uitstootbeperkende maatregelen in de industrie, de landbouw en het verkeer. Bij verkeer moet gedacht worden aan steeds schonere en zuinigere motoren, waardoor het wagenpark per saldo steeds minder uitstoot, ondanks de groei van het (vracht)auto’s en het toenemend gebruik.

Figuur 2: voorbeeld van de concentratieopbouw NO2 in een dwarsdoorsnede van een stad. Door de extra stedelijke achtergrond kunnen lokaal rondom wegen overschrijdingen van de jaarnorm 40 microgram optreden

2010 2015

2020 2030

Figuur 3: ontwikkeling van de NO2 achtergrondconcentratie over Nederland voor de jaren 2010, 2015, 2020 en 2030 (van links naar rechts). Duidelijk waarneembaar is dat hogere achtergronden (donkergroene vlakken) met de jaren afnemen en voornamelijk in (dicht)stedelijk gebied voorkomen


10 | Rijkswaterstaat

Verkeersintensiteit Het aantal passerende voertuigen op een wegvak wordt de verkeersintensiteit genoemd. De verkeersintensiteit wordt op de meeste autosnelwegen voortdurend gemeten met behulp van tellussen. Op ongeveer de helft van de wegvakken van de autosnelwegen wordt niet of alleen incidenteel geteld. Voor het bepalen van de verkeersintensiteiten op deze wegvakken gebruikt Rijkswaterstaat een model. In verkeerstellingen kan onderscheid worden gemaakt naar drie voertuigklassen: lichte, middelzware en zware voertuigen. Personenauto’s en kleine bestelauto’s vallen in de klasse lichte voertuigen. Grote bestelauto’s, ongelede vrachtauto’s en bussen vallen in de klasse middelzware voertuigen en gelede vrachtauto’s vallen in de klasse zware voertuigen.

naar waar moeten worden vervoerd, berekent het LMS het aantal voertuigen dat zich op een gemiddelde werkdag via het Nederlandse wegennet verplaatst en via welke routes deze voertuigen rijden. Het LMS maakt onderscheid naar een ochtendspits, avondspits en een dalperiode. De ochtendspits loopt van 7.00 tot 9.00 uur en de avondspits van 16.00 tot 18.00 uur. Voor ieder van deze drie perioden berekent het LMS hoeveel voertuigen er passeren en in welke mate sprake is van stagnatie of file.

Meten en modelleren Het LMS-model is een gecalibreerd (meten en rekenen wordt met elkaar in overeenstemming gebracht) model, wat betekent dat rekening houdend met allerlei statistische informatie en de invoergegevens de berekeningsresultaten voor een recent jaar zo goed mogelijk overeen worden gebracht met de in dat jaar getelde verkeersintensiteiten.

Toekomstige verkeersomvang Het NSL monitort of de luchtkwaliteit in 2011, 2015 en 2020 aan de Europese normen voldoet. Dit betekent dat er inschattingen moeten worden gemaakt van de toekomstige verkeersintensiteiten in 2015 en 2020. In het NSL is de wegbeheerder verantwoordelijk voor de verkeersintensiteiten op zijn wegen. Alle wegbeheerders gebruiken verkeersmodellen om deze verkeersintensiteiten voor de toekomstjaren in te schatten. Rijkswaterstaat gebruikt voor het rijkswegennet het Landelijk Model Systeem (LMS). Gemeenten hebben meestal eigen lokale verkeersmodellen, met een specifiek voor de eigen gemeente gedetailleerd wegennet. Op plaatsen in Nederland waar een bepaalde weg overgaat van de ene naar de andere wegbeheerder, kan het voorkomen dat door het gebruik van verschillende modellen een verschillende inschatting is gedaan voor de verkeersintensiteit op feitelijk dezelfde weg. Dit fenomeen noemen we discontinuïteiten. Ter illustratie: een verschil in verkeersintensiteit van 5000 motorvoertuigen leidt op 10 meter van de autosnelweg tot een verschil in de NO2concentratie van ongeveer 0,5 µg/mm3. Dit is klein gelet op toegestane concentraties tot 40 µg/m3. Op 50 meter is het verschil nog maar 0,25 µg/m3. Discontinuïteiten zijn alleen te voorkomen als één landelijk model zou worden gebruikt met daarin alle wegen in Nederland. Een dergelijk groot en zeer gedetailleerd model vergt dermate veel invoervariabelen en rekentijden dat het praktisch niet bruikbaar zou zijn. Rijkswaterstaat gebruikt zoals hiervoor gezegd het Landelijk Model Systeem (LMS) voor het bepalen van de verkeersintensiteiten. Op basis van informatie over waar mensen wonen, werken en recreëren, en welke goederen van waar

Van werkdag naar weekdag De Europese normen voor de luchtkwaliteit hebben betrekking op de gemiddelde concentratie in een jaar. De verkeersmodellen en dus ook het LMS modelleren het verkeer op een gemiddelde werkdag. Met omrekenfactoren wordt het verkeersbeeld op een gemiddelde ‘week’dag berekend. De omrekenfactoren zijn gebaseerd op de telcijfers.

bron: http://arthurkamminga.nl


Rekenvoorbeeld: effect van andere verkeersprognoses Stel dat over een bepaalde autosnelweg per gemiddelde weekdag in 2015 100.000 voertuigen rijden, waarvan 10% vrachtverkeer. De weg ligt in oost-west richting en ligt in stedelijk gebied ergens in de Randstad. Gemiddeld 20% van de voertuigen staat in de ochtenden avondspits in de file. Op 10 meter ten noorden van de weg 3 bedraagt de verkeersbijdrage aan de NO2-concentratie circa 13,3 μg/m . Op 10 meter ten zuiden van de weg is de bijdrage door de dominante zuidwesten windrichting in Nederland iets lager. Op 100 meter ten noorden van de weg is de wegbijdrage nog 3 maar 3,3 μg/m , ofwel zo’n 12% van de totale concentratie.

Rekenvoorbeeld: effect van andere verkeersprognoses 3

concentraties (μg/m ) in 2015 100

afstand tot de weg (m)

50 N

30 N

10 N

10 Z

30 Z

50 Z

100 Z

N

Stel dat over een bepaalde autosnelweg per Op 100 meter ten noorden van de 12,7 weg is de 5,2 3,3 NO verkeersbijdrage 3,3 5,2 7,1 13,3 7,1 NO achtergrondconc. 23,9 23,9 23,9 23,9 3 23,9 gemiddelde weekdag in 2015 100.000 voertuigen wegbijdrage nog maar 3,3 μg/m , ofwel23,9zo’n23,912%23,9 totale NO -concentratie 27,2 29,1 31,0 37,2 36,6 31,0 29,1 27,2 rijden, waarvan 10% vrachtverkeer. De weg ligt in van totale concentratie. aandeelde verkeer 12% 18% 23% 36% 35% 23% 18% 12% oost-west richting en ligt in stedelijk gebied ergens 40 in de Randstad, waarbij de achtergrondconcentratie 35 30 23,9 µg/m3 bedraagt. Gemiddeld 20% van de 25 voertuigen staat in de ochtenden avondspits in de 20 NO2 v erkeer file. Op 10 meter ten noorden van de weg bedraagt 15 NO2a chtergrond de verkeersbijdrage aan de NO2-concentratie circa 10 NO2 concentratie 5 13,3 μg/m3. Op 10 meter ten zuiden van de weg is 0 de bijdrage door de dominante zuidwesten -100 -50 0 50 100 windrichting in Nederland iets lager. afstand tot wegas (m) 2-

2-

NO2 -concentratie (µg/m 3)

2

Stel dat de verkeersintensiteit niet 100.000 maar 110.000 zou bedragen, hoeveel nemen de concentraties dan toe? Of als het aandeel vrachtverkeer niet 10% maar 15% zou bedragen? Onderstaande tabel geeft de toename in de NO2-concentraties.

concentraties (μg/m3) in 2015 afstand tot de weg (m) NO2-verkeersbijdrage

100 N 3,3

50 N 5,2

3

30effect N op de NO 10-verkeersbijdrage N 100 1050ZinN 201530(μg/m 3010) ZN N afstand tot de weg (m) 2

7,1

verkeer +10%

N

13,3

5030ZZ

100 100 ZZ

50 Z

+0,3

+0,5 12,7

+0,6

+1,1 7,1

+1,1

+0,6 5,2

+0,5

3,3+0,3

+0,5

+0,7

+0,9

+1,4

+1,5

+1,1

+0,9

+0,6

aandeel vrachtverkeer van 10 naar 15%

10 Z

NO2-achtergrondconc.

23,9

23,9

23,9

23,9

totale NO2-concentratie

27,2

29,1

31,0

37,2

36,6

31,0

29,1

27,2

aandeel verkeer

12%

18%

23%

36%

35%

23%

18%

12%

23,9

23,9

23,9

7

op 10 meter van de wegrand een verhoging van de berekende NO2-concentratie van 1,4 microgram. Onderstaande tabel geeft de toename in de NO2-concentraties op verschillende afstanden tot de wegrand. De figuur toont aan dat de invloed van extra (zwaar) verkeer beperkt is.

41

basis

39

NO2 -concentratie (µg/m3)

Stel dat er op dezelfde weg en ligging in de Randstad, niet 100.000 voertuigen rijden maar 110.000 voertuigen. Hoeveel nemen de concentraties dan toe? Extra voertuigen leiden tot extra emissies die verder van de weg af meer verspreiden en verdunnen. 10.000 voertuigen oftewel 10% meer verkeer leidt tot 10% hogere uitstoot en verkeersbijdrage aan de concentratie. De totale verkeersbijdrage was op 10 meter van de weg 13,3 µg/m3, wat dus resulteert in ca. 10% hogere wegbijdrage, in dit geval 1,1 microgram. Vrachtverkeer is zwaar verkeer dat meer uitstoot dan licht verkeer. Een hoger aandeel vrachtverkeer betekent daarmee ook een hogere wegbijdrage aan de concentratie. Een toename van het aandeel vrachtverkeer van 15% in plaats van 10%, betekent

23,9

10% meer verkeer

37

15% vrachtverkeer

35 33 31 29 27 25 -100

-50

0

50

100

afstand tot wegas (m)

effect op de NO2-verkeersbijdrage in 2015 (μg/m3) afstand tot de weg (m)

100 N

50 N

30 N

10 N

10 Z

30 Z

50 Z

100Z

verkeer +10%

+0,3

+0,5

+0,6

+1,1

+1,1

+0,6

+0,5

+0,3

aandeel vrachtverkeer van 10 naar 15%

+0,5

+0,7

+0,9

+1,4

+1,5

+1,1

+0,9

+0,6


Verkeersintensiteit Hoeveel personenauto’s en vrachtauto’s passeren er op een gemiddelde werkdag?

In de Monitoringstool wordt bij het berekenen van de totale uitstoot van het verkeer (zie volgende paragraaf ) onderscheid gemaakt naar twee ‘verkeersbeelden’: - vrije doorstroming - rijden in file. De mate van doorstroming van het verkeer wordt uitgedrukt in de stagnatiefactor. De stagnatiefactor is het percentage voertuigen dat op een bepaalde weg structureel in file rijdt ten opzichte van het totaal aantal passerende voertuigen. Hoe wordt dat percentage nu precies bepaald? Het LMS berekent voor iedere weg en voor de drie genoemde tijdperioden (ochtenden avondspits en dalperiode) de verhouding tussen de verkeersintensiteit (hoeveel verkeer rijdt er) en de capaciteit (hoeveel kan er maximaal rijden zonder dat er file ontstaat). De capaciteit is afhankelijk van het type weg, het aantal rijstroken en of er bijvoorbeeld wel of geen toe- en afritten in de buurt zijn. De verhouding tussen intensiteit (I) en capaciteit (C) noemen we de I/C-verhouding. De capaciteit van autosnelwegen bedraagt ongeveer 2.200 personenauto-eenheden per rijstrook per uur. De personenauto-eenheid is een rekenwaarde waarin vrachtverkeer zwaarder meetelt dan personenauto’s. bron: Radio Nederland Wereldomroep


Hoe wordt de doorstroming van het verkeer geraamd? File versus vrije doorstroming De vraag is bij welke I/C-verhouding vrije doorstroming eindigt en waar file begint. Uit metingen is gebleken dat wanneer de gemiddelde I/C-verhouding tijdens de spits onder 0,8 blijft, er tijdens het drukste deel van de spits net geen stagnatie ontstaat. Bij een snelweg met 3 rijstroken met de capaciteit van ca 6.600 voertuigen per uur kunnen daarmee ca 5.300 voertuigen per uur goed doorrijden zonder dat er verstoringen optreden (zie figuur 1). Wanneer de gemiddelde I/C-verhouding lager is dan 0,8, is het percentage van de voertuigen dat in file rijdt in dat geval 0%. Hier is dus geen sprake van structurele files. Het effect van extra uitstoot door files als gevolg van incidenten is niet te voorspellen en is op generieke wijze meegenomen in de emissiefactor bij vrije doorstroming. Boven de 0,8 betekent dat tijdens een steeds groter deel van de spits het verkeer stagnatie ondervindt. Figuur 2 laat dit schematisch zien. Deze vertaling van I/C-verhouding naar stagnatiefactor gebeurt voor de ochtenden de avondspits afzonderlijk. Op ongeveer 20% van de autosnelwegen is tijdens de spits de stagnatiefactor groter dan 0%. Dit houdt in dat op die Hoe wordt de doorstroming van het verkeer wegen tijdens de spits sprake is van geraamd? een structurele file tijdens een deel van de spits, waarbij de hoeveelheid file en bron: Radio Nederland de hoogte van deWereldomroep stagnatiefactor afhangt van de berekende I/C verhouding tussen 0,8 en 1,0 (zie rekenvoorbeeld). De in In de Monitoringstool wordt bij het berekenen van de totale uitstoot van het verkeer het berekende I/C-verhouding ligt twee in de dalperiode vrije (zie LMS volgende paragraaf) onderscheid gemaakt naar ‘verkeersbeelden’: doorstroming en rijden in file. De mate van doorstroming van het verkeer wordt uitgealtijd onder de 0,8 en is de stagnatiefactor dus 0%. drukt in de stagnatiefactor. De stagnatiefactor is het percentage voertuigen dat op een bepaalde weg in file rijdt ten opzichte van het totaal aantal passerende voertuigen. Hoe wordtzien dat percentage nu precies bepaald? Het LMS voor iedere Figuur 4 laat dat de stagnatiefactor tijdens de berekent spits geleidelijk weg en voor de drie genoemde tijdperioden de verhouding tussen de verkeersintenafneemt van 100% naar 0% bij een afnemende I/C-verhouding siteit (hoeveel verkeer rijdt er) en de capaciteit (hoeveel kan er maximaal rijden zontussen 1,0ontstaat). en 0,8.De Onder de 0,8 is de stagnatiefactor 0%.rijder dat de er file capaciteit is afhankelijk van het type weg,altijd het aantal stroken en of er bijvoorbeeld of geen toe- en afritten inleidt de buurt Een grote afname van dewel hoeveelheid verkeer nietzijn. perDe verhouding tussen intensiteit (I) en capaciteit (C) noemen we de I/C-verhouding. De capacidefinitie tot een grote wijziging van2.200 de I/C verhouding. Immers, teit van autosnelwegen bedraagt ongeveer personenauto-eenheden per rijstrook per uur. De een rekenwaarde vrachtverkeer als er 110.000 inpersonenauto-eenheid plaats van 120.000is voertuigen perwaarin dag op een zwaarder meetelt dan personenauto’s.

snelweg rijden, dan daalt de I/C verhouding bij een capaciteit van File versus vrije doorstroming 158.000 voertuigen van 0,76 naar 0,70. De vraag is bij welke I/C-verhouding vrije doorstroming eindigt en waar file begint. Uit Oftewel in beide gevallen onder de 0,8 en dus geen structurele metingen is gebleken dat wanneer de gemiddelde I/C-verhouding tijdens de spits files en0,8deblijft, stagnatiefactor blijft ongewijzigd 0%. onder er tijdens het drukste deel van de spits net geenOmgekeerd, stagnatie ontstaat. Wanneer gemiddelde I/C-verhouding lager is dan 0,8, is het leidt eendetoename van 130.000 voertuigen per dagpercentage naar van de voertuigen dat in file rijdt dus 0%. Boven de 0,8 betekent dat tijdens eens steeds 140.000 perverkeer dag, stagnatie tot een ondervindt. gewijzigde I/C2verhouding groter deelvoertuigen van de spits het Figuur laat dit schematisch0,82 zien. naar Deze vertaling vanhoudt I/C-verhouding voor de van 0,89. Dit in dat naar het stagnatiefactor percentage gebeurt structurele ochtenden de avondspits afzonderlijk. Op ongeveer 20% van de autosnelwegen is file tijdens de spitsen sterk stijgt van 10% naar 45%. tijdens de spits de stagnatiefactor groter dan 0%. De in het LMS berekende I/C-

De nauwkeurigheid van aantal voertuigen in de spits wordt daarmee in de luchtberekeningen met name relevant wanneer de intensiteit de totale capaciteit van een weg nadert.

Incidentele files Het is belangrijk op te merken dat het LMS uitgaat van een gemiddelde werkdag. Uiteraard is er op drukke dagen, na een verkeersongeval, tijdens slecht weer of bij wegwerkzaamheden soms tijdelijk sprake van meer file. Daar staat tegenover dat op andere momenten, zoals tijdens de zomermaanden, er vaak weer minder file is dan wat in het LMS wordt berekend.

Van werkdag naar weekdag De stagnatiefactor voor een gemiddelde werkdag die met het LMS is berekend, wordt vervolgens omgerekend naar een gemiddelde weekdag. Daarbij wordt ervan uitgegaan dat op zaterdag en zondag geen structurele stagnatie optreedt. De gemiddelde hoeveelheid verkeer in de werkdagspitsen is ongeveer 40% van het totaal aantal voertuigen op een gemiddelde weekdag. Dit betekent dus dat maximaal 40% van de voertuigen op een wegvak op een gemiddelde weekdag in een structurele file staat. Doordat de luchtkwaliteit als jaargemiddelde wordt berekend, valt de gehanteerde stagnatiefactor lager uit dan het verkeersbeeld tijdens de spits wellicht doet vermoeden. Dit betekent dat 60% van het verkeer op een gemiddelde weekdag geen stagnatie kent. Het gevolg hiervan is dat een berekende stagnatiefactor van 100% in de spitsen resulteert in een stagnatiefactor van 40% gemiddeld op een weekdag. De omrekening is nergens hetzelfde en vindt per wegvak plaats op basis van de LMS gegevens.

Een stagnatiefactor van 0% Een stagnatiefactor van 0% wil nog niet zeggen dat er geen rekening gehouden wordt met belemmerde doorstroming. In de emissiefactoren is ‘vrije doorstroming’ een samenstelling van verschillende verkeersbeelden. Hierin is opgenomen dat ongeveer 91% van de tijd het verkeer werkelijk de toegestane maximum snelheid kan rijden. In 9% van de tijd is er zoveel verkeer op de weg dat de voertuigen vaak moeten afremmen en optrekken (zie Figuur 5).

verhouding ligt in de dalperiode altijd onder de 0,8 en is de stagnatiefactor dus 0%.

140

9%

91% 120

100%

100

0%

snelheid (km/h)

stagnatiefactor in Monitoringstool

80 60 40

0,8

1,0

I/C-verhouding 6600 mvt/uur in LMS-model 5300 mvt/uur 4000 mvt

Figuur 4: Schematische weergave hoe I/C-verhouding uit het LMS-model wordt omgerekend naar stagnatiefactor voor de Monitoringstool

20 0 tijd

Figuur 5: Schematische weergave van het snelheidsprofiel dat ten grondFiguur 3: Schematische weergave van het snelheidsprofiel dat ten slag ligt aan de emissiefactoren voor het verkeersbeeld ‘vrije doorstroming’ grondslag ligt aan de emissiefactoren voor het verkeersbeeld ‘vrije doorstroming’


Rekenvoorbeeld: effect van andere doorstroming In dit rekenvoorbeeld gaan we uit van dezelfde weg als in het eerste rekenvoorbeeld, gelegen in de Randstad met 100.000 voertuigen per etmaal en een maximum snelheid van 120km/h. De gemiddelde I/C-verhouding in de ochtenden de avondspits bedraagt 0,84. Hetgeen inhoudt dat in 20% van de spitsen sprake is van structurele file. Bij een I/C-verhouding hoger dan 0,8 is er sprake van een structurele file tijdens de spitsen, in toenemende mate tot een I/C-verhouding van 1,0. Een I/Cverhouding van 0.84 staat bij een lineaire verhouding tussen 0.80 (= 0%) en 1.00 (= 100%) gelijk aan Rekenvoorbeeld: effect doorstroming 20% congestie in de spits. Dan van staat andere er continue file tijdens de spitsen. Tijdens de spitsen rijdt 40% van In totale dit rekenvoorbeeld we uit van dezelfde weg eerste rekenvoorbeeld. de etmaalintensiteit.gaan De I/C-factor van 0,84 vertaalt zichals dusin in het een gemiddelde stagnatiefactor van tijdens de I/C-verhouding spits en 8% op eeningemiddelde weekdag. er geen 0,84. sprakeDit is van De20% gemiddelde de ochtenden deVerondersteld avondspits dat bedraagt structurele files buiten de spits (60% van totale intensiteit op een gemiddelde weekdag rijdt buiten vertaalt zich in een gemiddelde stagnatiefactor van 20% tijdens de spitsen en 8% opde spits), dan is er bij 20% structurele file in de spits, sprake van 8% (nl. 20% file van 40% van totale een gemiddelde weekdag. intensiteit) file op een gemiddelde weekdag .

Steldat dat berekende I/C-verhouding tijdens de ochtendspits Stel dede metmet het het LMSLMS berekende I/C-verhouding tijdens de ochtendspits niet 0,84 maar niet 0,80 0,84 zou bedragen. Dezou stagnatiefactor dan 0%. Wat is daarvan effect de NO het effect maar 0,80 bedragen.wordt De stagnatiefactor wordthet dan 0%.op Wat is daarvan 2-verkeersbijdrage? 3 De blijkt met niet meer dan 0,1 μg/m3 af te nemen. Of stel de berekende opverkeersbijdrage de NO2-verkeersbijdrage? De verkeersbijdrage blijkt met nietdat meer dan 0,1 I/Cμg/m verhouding 1,0 zou zijn geweest en de stagnatiefactor daarmee 100%, hetgeen 40% is op een gemidaf te nemen. Of stel dat de berekende I/C-verhouding 1,0 zou zijn geweest en de delde weekddag? Wanneer dus alle verkeer tijdens de spitsen te maken heeft met structurele files, dan stagnatiefactor daarmee 100%, hetgeen 40% is op een gemiddelde weekddag? De zal de NO2-concentratie in dat geval met maximaal 0,5 µg/m3 toenemen. Dit is een beperkte toename 3 3 geval met maximaal 0,5 μg/m toe. NO -concentraties nemen in dat 2 gelet op de grenswaarde van 40 µg/m . 3

effect opde deNO NO in 2015 ) 2-verkeersbijdrage effect op in 2015 (μg/m3(μg/m ) 2-verkeersbijdrage afstand tot de weg (m) 100 N afstand tot de weg (m) stagnatiefactor in de stagnatiefactor 0% spitsen = 0% in de spitsen =0,0

50 N 30 N 100 N 50 N

10 N 30 N

10 Z 30 Z 50 Z 100 Z 10 N 10 Z 30 Z 50 Z 100 Z

0,0 -0,1

-0,1 -0,1

-0,1 -0,1 -0,1-0,1 -0,1 -0,1-0,1

-0,1 -0,1

0,0 0,0

stagnatiefactor in de de spitsen = 100% stagnatiefactor in +0,1 spitsen = 100% +0,1 +0,2

+0,2 +0,3

+0,3 +0,5 +0,4 +0,3 +0,2 +0,5 +0,4 +0,3 +0,2

+0,1 +0,1

NO2-concentratie (µg/m 3 )

39 basis spits 20% stagnatie

37

variant 1: spits 0% stagnatie

35

variant 2: spits 100% stagnatie

33 31 29 27 25 -100

-50

0

50

100



Doorstroming Is er filevorming of stroomt het verkeer normaal door?

Om de concentratie langs een weg te kunnen berekenen, moet de verkeersuitstoot per kilometer weg worden berekend. De uitstoot per kilometer weg is gelijk aan de verkeersintensiteit vermenigvuldigd met een zogenoemde emissiefactor uitgedrukt in de uitstoot van een voertuig per gereden kilometer. TNO berekent jaarlijks in opdracht van de Emissieregistratie de emissiefactoren van het wegverkeer. De Emissieregistratie is een samenwerkingsverband tussen het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL), het CBS en verscheidende andere kennisinstituten in Nederland en is verantwoordelijk voor het vaststellen van de ligging en hoogte van de uitstoot van verschillende uitstootbronnen. De Emissie-registratie is onafhankelijk. Aan de TNO-emissiefactoren ligt een groot aantal uitstootmetingen ten grondslag. TNO heeft namelijk de afgelopen decennia in opdracht van de rijksoverheid jaarlijks steekproeven uitgevoerd waarbij van willekeurige voertuigen de feitelijke uitstoot in kaart werd gebracht. De in de Monitoringstool gebruikte emissiefactoren representeren daarom dan ook goed de feitelijke gemiddelde uitstoot door het wegverkeer.

bron: Radio Nederland Wereldomroep


Emissienorm (index: Euro = 100)

120 100 80 60 40

fijn stof

20

NOx

0 Euro1

Euro2

1992

1996

Euro3

Euro4

Euro5

Euro6

2000

2005

2009

2014

Hoe wordt de uitstoot door het verkeer berekend?

jaar van invoering

Figuur 4

Figuur 6 geeft een voorbeeld van de aanscherping van de uitstootnormen voor dieselauto’s. Uit Figuur 4 blijkt dat de huidige Euro5-normen voor nieuwe personenauto’s voor NOx (stikstofoxiden) 80% lager is dan de Euro1 norm. Voor fijn stof (PM10) is de Euro5-norm zelfs 95% lager dan de Euro1-norm.

Emissienorm (index: Euro = 100)

120 100

Rijden in file leidt tot hogere uitstoot

Figuur toontsteeds ook dat personenauto’s bij het rijden in file Verkeer7wordt schoner ongeveer 45% meer NOx uitstoten bij vrijehet doorstroming Om de gemiddelde emissiefactoren voordan bijvoorbeeld personenautoverkeer op deeen snelweg te berekenen, weegtvan TNO100 de emissiefactoren van verschillende brandbij maximum snelheid km/h.

stofsoorten en Euroklassen. Dat doet zij op basis van de gemeten samenstelling van het personenautoverkeer. Omdat nieuwere auto’s een steeds groter aandeel krijgen Het verschil tussen rijdendoor in file vrije doorstroming met emissiein het wagenpark en oudere sloopen wegvallen, nemen de gemiddelde factoren toekomst af. Figuur 5 laaten datmaar zien. zo’n 10%. Doordat 120 km/hin isdeaanmerkelijk kleiner

niet alle voertuigen per etmaal in file staat en met name Rijden in file leidt tot hogere uitstoot de achtergrondconcentratie en de toetsafstand tot de weg Figuur 5 toont ook dat personenauto’s bij het rijden in file ongeveer 45% meer NOx bepalender isdoorstroming het feitelijkmet effect op deSneller concentratie uitstoten dan zijn, bij vrije 100 km/h. rijden leidt tot meer NOx. Het verschil rijden in file en vrije doorstroming met 120 km/h is aanmerkelijk beperkt (zietussen rekenvoorbeelden). kleiner en maar zo’n 10%. 0.50

vrije doorstroming 100 km/h

0.45 NOx-emissiefactor (g/km)

Er moet onderscheid gemaakt naar lichte, middelzware en zware voertuigen en tevens naar rijden bij vrije doorstroming en rijden in file. Uiteraard stoten voertuigen niet allemaal precies evenveel uit. Er zijn grote verschillen tussen benzine- en dieselvoertuigen en nieuwere voertuigen zijn schoner dan oudere. Dat laatste komt doordat wegvoertuigen voordat ze in de Europese Unie mogen worden verkocht, aan steeds strengere uitstootnormen moeten voldoen.

Ontwikkeling Europese uitstootnormen (Euronormen) in gram per kilometer voor dieselpersonenauto’s (index: Euro1 = 100)


0.40

in file

0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05

80

0.00

60

2011

2015

2020

jaar

40

fijn stof

20

NOx

Figuur 5

NOx-emissiefactoren voor personenauto’s op een autosnel-

Figuur 7: NOx-emissiefactoren voor personenauto’s op een autosnelweg weg

0 Euro1

Euro2

Euro3

Euro4

Euro5

Euro6

Stagnatiefactor

Voor de berekening van de totale uitstoot op het wegvak jaar van invoering worden de emissiefactoren uit Figuur 5 vermenigvuldigd met de voertuigkilometers. De voertuigkilometers in file berekend aan de hand van de stagnatiefactor. Figuur EuropeseEuropese uitstootnormen (Euronormen) in gram Figuur6: 4 Ontwikkeling Ontwikkeling uitstootnormen (Euronormen) inworden gram kilometer voor dieselpersonenauto’s 100) die 25% bedraagt wordt 25% van de voertuigkilometers per kilometer voor per dieselpersonenauto’s (index: Euro1 = 100) (index: Euro1 =Als vermenigvuldigd met de emissiefactoren voor rijden in file, Verkeer wordt steeds schoner en 75% van de voertuigkilometers met de emissiefactoren Verkeer wordt steeds schoner Om de gemiddelde emissiefactoren voor bijvoorbeeld het personenautoverkeer op voor vrije doorstroming. Om de gemiddelde emissiefactoren voor bijvoorbeeld het de snelweg te berekenen, weegt TNO de emissiefactoren van verschillende brandstofsoorten en Euroklassen. zij op basis van de gemeten samenstelling van personenautoverkeer opDatdedoet snelweg te berekenen, weegt het personenautoverkeer. Omdat nieuwere auto’s een steeds groter aandeel krijgen TNO de emissiefactoren van verschillende brandstofsoorten in het wagenpark en oudere door sloop wegvallen, nemen de gemiddelde emissieen Euroklassen. Dataf. doet zij 5op basis van de gemeten factoren in de toekomst Figuur laat dat zien. samenstelling van het personenautoverkeer. 1992

1996

2000

2005

2009

2014

Rijden in file leidt tot hogere uitstoot Figuur 5 toont ook dat personenauto’s bij het rijden in file ongeveer 45% meer NOx Omdat nieuwere auto’s een steeds groter aandeel krijgen in uitstoten dan bij vrije doorstroming met 100 km/h. Sneller rijden leidt tot meer NOx. het wagenpark oudere wegvallen, nemen Het verschil tussenen rijden in file door en vrijesloop doorstroming met 120 km/h isde aanmerkelijk kleiner en maaremissiefactoren zo’n 10%. gemiddelde in de toekomst af. Figuur 5 laat

dat zien. 0.50


NOx-emissiefactor (g/km)

0.45


0.40

in file

0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 2011

2015

2020

jaar

Figuur 5 weg

NOx-emissiefactoren voor personenauto’s op een autosnel-


14

Rekenvoorbeeld: effect van minder schone of juist schonere voertuigen In dit rekenvoorbeeld gaan we uit van dezelfde weg als in het eerste rekenvoorbeeld, gelegen in de Randstad met 100.000 voertuigen per etmaal en een maximum snelheid van 120 km/h. Stel dat het verkeer minder snel schoon wordt dan op dit moment wordt verwacht. In dit rekenvoorbeeld veronderstellen we dat het verkeer helemaal niet schoner wordt tussen nu en 2015. De NO2concentraties dicht langs de weg komen in dat geval ruim 4 microgram hoger uit dan de berekende concentratie met de huidige verwachte emissiefactoren voor 2015. Op 100 meter van de weg is dit nog ruim 1 μg/m3. Stel dat het autoverkeer sneller schoner wordt dan we nu verwachten, en de emissiefactoren in 2015 al gelijk zijn aan het verwachte niveau in 2020. De NO2-concentraties dicht langs de weg zijn dan 5 microgram lager dan de berkende concentratie met de huidige verwachte emissiefactoren voor 2015, en op 100 meter van de weg 1,5 µg/m3 lager. effect op de NO2-verkeersbijdrage in 2015 (μg/m3) afstand tot de weg (m)

100 N

50 N

30 N

10 N

10 Z

30 Z

50 Z

100 Z

emissiefactoren 2015 = emissiefactoren 2011

+1,3

+2,0

+2,6

+4,5

+4,3

+2,7

+2,1

+1,4

emissiefactoren 2015 = emissiefactoren 2020

-1,4

-2,2

-3,0

-5,4

-5,2

-3,1

-2,3

-1,5

NO2-concentratie (μg/m3)

2015 met emissiefactoren 2015 2015 met emissiefactoren 2011 2015 met emissiefactoren 2020



Emissiefactoren Hoeveel vervuilende stoffen emitteren de personenauto’s en vrachtauto’s gemiddeld per gereden kilometer?

Hoe wordt de verspreiding berekend? De totaal uitgestoten vervuilende stoffen verspreiden zich in de lucht. Door deze verspreiding mengen de stoffen zich met schone lucht (dit heet ‘verdunning’) en vinden chemische Hoe wordt de reacties verspreiding plaats.berekend? Hierdoor nemen de concentraties af. De mate van menging en reacties en daarmee de afname van de concentraties zijn van veel factoren afhankelijk. bron: Rijkswaterstaat (http://www.rijkswaterstaat.nl/wegen/natuur_en_milieu/) De belangrijkste factoren zijn de mate van turbulentie in de lucht als gevolg van het verkeer, de bebouwing langs de De totaal uitgestoten vervuilende stoffen verspreiden zich in de lucht. Door deze weg, dedewindrichting en schone windsnelheid de afstanden totvinden verspreiding mengen stoffen zich met de luchten (verdunning) de weg. OokHierdoor luchtschermen de weg beïnvloeden de menchemische reacties plaats. nemen delangs concentraties af. De mate van luchtkwaliteit (zie Figuurvan 8).de concentraties zijn van veel factoren ging en reacties en daarmee de afname afhankelijk. DeDeze belangrijkste zijn de mateinvan turbulentie in de lucht als factorenfactoren zijn opgenomen zogenoemde verspreigevolg van hetdingsmodellen verkeer, de bebouwing langs de weg, de windrichting windsnelheid waarmee de concentraties langs deen weg en de afstand tot de weg. Ook geluidschermen langs de weg beïnvloeden de luchtberekend worden.

concentratie

kwaliteit (zie Figuur 6)

zonder scherm

Overschrijding: waar? met scherm

Hoewel de grenswaarden overal in de buitenlucht gelden, met uitzondering van de arbeidsplaats, schrijft de EU afstand tot de weg richtlijn luchtkwaliteit voor dat niet overal wordt nagegaan of aan de grenswaarden wordt voldaan (het beoordelen van Figuur 8: Schematische weergave van het effect van luchtschermen op de concentraties Figuur 6 Schematische weergave van het effect van geluidschermen op de luchtkwaliteit). Berekeningen die worden verricht om na de concentraties te gaan in hoeverre in Nederland wordt voldaan aan de Invloed van de omgeving Deze factoren De zijnmate opgenomen verspreidingsmodellen waarmee de Europese grenswaarden, worden verricht op toetspunten. waarinindezogenoemde concentraties afnemen bij toenemende concentraties langs de tot wegde berekend worden. precieze plaats waar Toetspunten kunnen omschreven worden als locaties waar afstand weg wordt met De name bepaald door de de concentratie getoetst moeten worden, is vastgelegd in Europese wetgeving, namelijk op 10 de luchtkwaliteit wordt beoordeeld (d.w.z. de hoogte van de zogenoemde ruwheid van de omgeving. Hoe meer meter uit de rand van de weg tenzij bebouwing dichterbij staat. Daar waar het publiek concentraties wordt op die locatie berekend en vervolgens bebouwing er langs de weg staat, hoe ruwer de omgeving. geen toegang heeft hoeft de luchtkwaliteit niet getoetst te worden. Dit is bijvoorbeeld afgezet tegen de grenswaarde). Hoe meer bebouwing in de wijde omgeving van de weg, in de middenberm van de weg, maar ook de veelal brede bermen van de autosnelhoe turbulenter de lucht. Door verhoogde turbulentie wegen. In die gevallen moet de luchtkwaliteit getoetst worden op de grens waar het Op de volgende locaties vindt geen beoordeling van de verdunnen ende verspreiden de verkeersemissies zich en publiek wel toegang heeft. In Wet Milieubeheer is dit geregeld in hetbeter toepasbaarluchtkwaliteit plaats: de 7wegbijdrage aan devan concentratie lager uit. Daarmee heidsbeginsel. valt Figuur toont voorbeelden waar de NSL-toetspunten liggen. a. Locaties die zich bevinden in gebieden waartoe leden van zijn concentraties langs een weg door stedelijk gebied bij het publiek geen toegang hebben en waar geen vaste een gelijke achtergrondconcentratie lager dan de concenbewoning is; traties langs een weg door landelijk gebied. Het rekenvoorFiguur 7 Locatie van wettelijke NSL-toetspunten langs twee autosnelb. Bedrijfsterreinen of terreinen van industriële inrichtingen, beeld in het kader laat zien wat het effect van bebouwing in wegen de omgeving van de weg op de concentraties is. waarop alle relevante bepalingen inzake gezondheid en veiligheid op het werk gelden; c. Op de rijbaan van wegen en op de middenberm van Invloed van deInvloed omgevingvan luchtschermen wegen, tenzij voetgangers normaliter toegang tot de Luchtschermen verlagen de concentratie achter het scherm. middenberm hebben. Bovendien vergroten luchtschermen de turbulentie in de omgeving van de weg, waardoor de verdunning met schone 18 Deze uitzonderingen op locaties waar de luchtkwaliteit lucht wordt vergroot, en de concentraties daardoor beoordeeld moet worden, worden aangeduid met ‘toepasverlaagd. Het positieve effect van een luchtscherm treedt baarheid’. Grofweg kunnen ze omschreven worden als zowel (vlak) achter het scherm op als op grotere afstand van locaties waar mensen niet mogen of kunnen komen. het scherm. Het rekenvoorbeeld in het kader toont de Buiten de uitgezonderde locaties moet de luchtkwaliteit effecten op de concentraties van luchtschermen. 19 | Rijkswaterstaat

" "

" "

NO2 concentratie op en langs hoofdwegen, 2015 5 1 #

177 Zuid-Holland Rijksweg A12 37.2 " "

Max Receptorpunt

±

5 1 #

Knelpunt

#

#

Nee Ja "

" Reductie Bijdrage HWN 0,0% - 5,0% 5,1% - 7,5% 7,6% - 12,5% 12,6% - 18,0% " " 18,1% - 24,0%

#

24,1% - 38,0%

"

38,1% - 49,0%

" "

49,1% - 56,0%

"

56,1% - 67,0%

" " " "

" "

370

" "

"

#

38.8 1.9%

371 372

"

"

Gebieden waar toetspunten zich bevinden Toepasbaarheid (2010)

373

"

"

374

"

"

# #

"

#

#

"

369

"

#

" "

#

Grens zoekgebied toetspunten

376

Concentratie NO2 " reductie Benodigde bijdrage HWN

"

"

41.4 13.7%

371

"

40.9 11.7%

372

"

40.8 11.6%

1 3 #

worden beoordeeld en wel zo dat gegevens verkregen worden over: a. gebieden waar de hoogste concentraties voorkomen waaraan de bevolking rechtstreeks of indirect kan worden blootgesteld gedurende een periode die in vergelijking met de middelingstijd van de grenswaarde significant is; b. gebieden waar de concentraties representatief zijn voor de blootstelling van de bevolking als geheel.

375

370

#

373

"

40.8 11.5%

5 3 #

#

374

"

40.7 11%

40.6 10.6%

376

"

40.2 8.8%

1 4 #

Maximale blootstelling 1. Woningen 2. Sportaccommodatie 3. Intensieve recreatie 4. Extensieve recreatie # 5. Weiland"

""

375

"

40.1 8.2%

""

#

0

50

5 3 #

"

5 3 #

5 3 #

#

#

# 040 Gelderland Rijksweg A50 149.9

#

"

© DHV BV

"

© DHV Ruimte en Mobiliteit BV. Deze tekening mag nie t worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt d.m.v. druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van DHV Ruimte en Mobiliteit BV noch mag deze zonder een dergelijke toestemming worden gebruikt voor enig ander werk dan waar voor zij is vervaardigd.

44.9 25.1% 1 6 45.4 # 26.7%

5 5 #

42.9 18.8%

±

1498

"

"

5 5 # 43 19%

"

"

"

"

"

"

"

"

"

"

5 5 #

"

44.4 23.6%

5 5 #

1498

"

1497

1 5 #

1495 "

"41.8

"

1 5 # 15% 1 5 #

0

50

44.8 24.8% "

100 Meter

43.3 20% # "

"

#

#

"

weer waar niet getoetst wordt aan de luchtkwaliteitsnorm # voor NO2 op basis van toepasbaarheid en significante # blootstelling. Er is feitelijk sprake van een overschrijding wanneer een toetspunt (gelegen op de rand van het blauwe vlak) binnen het overschrijdingsoppervlak (= rode vlak) gelegen is. De bovenste afbeelding laat zien dat nergens de grenswaarden# voor luchtkwaliteit worden overschreden. Nergens, ook niet ter hoogte van de gevoelige bestemming waar mensen significant worden blootgesteld (in dit geval # de woning aan de zuidzijde van de snelweg), is sprake van # een overschrijding van de norm. In alle gevallen liggen toetspunten (op rand blauwe vlak) buiten het overschrijdingsoppervlak (= rode vlak). Bij de onderste afbeelding is aan weerszijden wel sprake van een overschrijding. Doordat boerderijen vlakbij de snelweg liggen, overstijgt het overschrijdingsoppervlak (= rode vlak) op die lokaties het zoekgebied voor toetspunten (= tot rand blauwe vlak). "

"

"

# # "

Gebieden waar toetspunten zich bevinden Grens zoekgebied toetspunten Concentratie NO2 Benodigde reductie bijdrage HWN Maximale blootstelling 1. Woningen 2. Sportaccommodatie 3. Intensieve recreatie 4. Extensieve recreatie 5. Weiland 6. Overige 7. Toek. bestemming 8. Geen toetspunt Alt. maatregel 1. DVM 2. Snelheidsverlaging 3. DVM+Snelheidsverlaging 4. Scherm 4m 5. Scherm 6m 6. Scherm 8m aan weerszijden 7. Scherm 10m 8. Scherm 8m aan weerszijden 9. Scherm 10m aan weerszijden

© DHV BV

© DHV Ruimte en Mobiliteit BV. Deze tekening mag nie t worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt d.m.v. druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemmin g van DHV Ruimte en Mobiliteit BV noch mag deze zonder een dergelijke toestemming worden gebruikt voor enig ander werk dan waar voor zij is vervaardigd.

Figuur 9: Locatie van wettelijke NSL-toetspunten langs twee autosnelwegen #

" Hectopunten

Projectnaam: Toetsafstand blootstelling NSL Projectnummer: BA1542-103-102 Opdrachtgever: Rijkswaterstaat Datum: Juli 2011 Opgesteld door: Elger Niemendal Bestandsnaam: P:\BA1542-100-100\.....

1494

"

"

56,1% - 67,0%

5 5 #

"

Figuur 9 toont de wijze waarop Rijkswaterstaat haar toets# punten neerlegt. Beide afbeeldingen tonen aan de hand van een luchtfoto de ligging van een rijksweg en lokaties waar mensen significant kunnen worden blootgesteld. De rode vlakken geven weer waar de berekende concentraties boven de 40,5 microgram voor NO2 uitkomen. Dit is het zogenaamde overschrijdingsoppervlak (= rode vlak) waar de luchtkwaliteitsnorm overschreden wordt. De blauwe vlakken geven "

49,1% - 56,0%

1496 " 44.3 23.5%

5 5 #

"

"

38,1% - 49,0%

44.3 23.4%

1497

42.9 18.8%

"

"

24,1% - 38,0%

Toepasbaarheid (2010)

5 5 #

"

"

18,1% - 24,0%

1499 1499

42.8 18.5%

"

"

12,6% - 18,0%

" 1500 42.6 17.8% " 44.1 22.8%

5 5 #

"

""

Ja

7,6% - 12,5%

43.8 22%

1 5 #

5 5 #

"

"

Nee

5,1% - 7,5%

43.7 21.3% 1 4 1501 " 1501 # 17.2% 42.4 "

43 19.3%

"

#

#

Rijlijnen Saneringstool

Dit voorschrift, vastgelegd in de EU richtlijn en overgenomen in de Regeling beoordeling luchtkwaliteit 2007, wordt wel aangeduid als het ‘blootstellingscriterium’. Het blootstellingscriterium is één van de criteria die gelden bij de beoordeling van de luchtkwaliteit, net als bijvoorbeeld de afstand tot de wegrand van niet meer dan 10 meter.

"

Knelpunt

0,0% - 5,0%

1 5 43.8 # 22%

1 4 #

Max Receptorpunt

Reductie Bijdrage HWN

"

"

" "

1 6 45.9 # 28%

1502 " 1502

42.8 18.4%

"

#

Projectnaam: Toetsafstand blootstelling NSL Projectnummer: BA1542-103-102 Opdrachtgever: Rijkswaterstaat Datum: Juli 2011 Opgesteld door: Elger Niemendal Bestandsnaam: P:\BA1542-100-100\.....

"

5 3 #

100 Meter

NO2 concentratie op en langs hoofdwegen, 2015

De middelingstijd is de periode waarover de luchtkwaliteit uitgedrukt in concentratie gemiddeld wordt. Oftewel, bij een jaargemiddelde of etmaalgemiddelde is de periode die als significant aangemerkt wordt verschillend. Enkele uren is significant voor een etmaalgemiddelde concentratie, maar niet bij de toetsing aan een jaargemiddelde grenswaarde.

"

Alt. maatregel 1. DVM 2. Snelheidsverlaging 3.#DVM+Snelheidsverlaging 4. Scherm 4m 5. Scherm 6m 6. Scherm 8m aan weerszijden 7. Scherm 10m 8. Scherm 8m aan weerszijden 9. Scherm 10m aan weerszijden

# 5 3 #

"

"

# #

6. Overige # 7. Toek. bestemming 8. Geen toetspunt

""

#

1503 " 1503

Iedere NSL partner bepaalt zelf de geografische ligging van toetspunten binnen het gebied waarvoor de betreffende overheid verantwoordelijk is. Ook kan er aanleiding zijn toetspunten aan te geven buiten dat gebied, bijvoorbeeld als de eerste mogelijkheid dat mensen kunnen worden blootgesteld aan concentraties veroorzaakt door een bepaalde bron, buiten het gebied van een NSL partner ligt. Bij het aangeven van de ligging van toetspunten gelden de # uitgangspunten, zoals hierboven verwoord als ‘toepasbaar# heid’ en ‘blootstellingscriterium’ en vastgelegd in de wetgeving (Wet Milieubeheer en Regeling beoordeling luchtkwaliteit 2007).

Rijlijnen Saneringstool " Hectopunten

39 2.6%

369

"

#

" "

#

" "

"

""


Rekenvoorbeeld: effect van andere omgeving In dit rekenvoorbeeld gaan we uit van dezelfde weg als in het eerste rekenvoorbeeld. Onderstaande tabel geeft de concentraties aan beide zijden van de autosnelweg, die door stedelijk gebied loopt. Wanneer dezelfde autosnelweg in landelijk gebied zou liggen, zouden de concentraties veel hoger zijn. Dat komt doordat zich in de omgeving van de weg minder gebouwen bevinden, waardoor de ruwheid afneemt en daardoor is de menging en de verdunning minder groot. Dicht bij de weg zijn de NO2concentraties tot wel 5 μg/m3 hoger. Naarmate de afstand verder toeneemt neemt het verschil af. Een tweede voorbeeld stelt dat de weg in een landelijk gebied én in een ander deel van Nederland ligt, bijvoorbeeld in Groningen of Friesland, waar de achtergrondconcentraties relatief laag zijn, hoe hoog zouden dan de concentraties langs de weg zijn? De NO2-concentraties liggen op 100 meter van de weg daar ruim 8 μg/m3 lager. effect op de NO2-concentratie in 2015 (μg/m3) afstand tot de weg (m)

100 N

50 N

30 N

10 N

10 Z

30 Z

50 Z

100 Z

landelijk gebied i.p.v. stedelijk gebied

+1,3

+2,6

+3,5

+3,6

+5,4

+3,7

+2,7

+1,3

Noord-Nederland i.p.v. Randstad

-8,3

-6,3

-5,0

-3,3

-4,0

-5,5

-6,7

-8,5

NO2-concentratie (μg/ )

Basis Randstad stedelijk gebied Basis Randstad landelijk gebied


NO2-concentratie (μg/m3)

Basis Randstad Basis Noord NL



Verspreiding Hoe verspreiden de uitgestoten stoffen zich in de omgeving van de weg?

Rekenvoorbeeld: effect van luchtschermen Rekenvoorbeeld: effect van geluidschermen In dit rekenvoorbeeld gaan we uit van dezelfde weg als in het eerste rekenvoorbeeld. In dit rekenvoorbeeld gaan we uit van dezelfde weg als in het eerste rekenvoorbeeld. De weg in ons De weg in onsheeft rekenvoorbeeld heeft geen geluidschermen. rekenvoorbeeld geen luchtschermen. Wanneer langs dezelfde autosnelweg luchtschermen zouden worden geplaatst, zouden de concentraWanneer langs dezelfde autosnelweg geluidschermen zouden worden geplaatst, ties lager zijn. In dit rekenvoorbeeld wat het effect op delaten NO2-concentraties vaneffect zouden de concentraties lagerlaten zijn.we In zien dit rekenvoorbeeld we zien watishet luchtschermen van 6 meter hoogte aan één of aan beide zijden van de weg. Het scherm staat op op de NO2-concentraties is van geluidschermen van 6 meter hoogte aan één of aan 20 meter van de wegrand.

beide zijden van de weg. Het scherm staat op 20 meter van de wegrand.

Het rekenvoorbeeld laat zien dat een luchtscherm dicht bij de weg de NO2-concentratie met enkele Het rekenvoorbeeld laat zienOok dataan een bij destaat, weg vermindert de NO2- de microgrammen kan verminderen. degeluidscherm zijde waar geen dicht luchtscherm concentratie doordat de turbulentie in de buurt van weg door een luchtscherm wordt vergroot. concentratie met enkele microgrammen kandeverminderen. Ook aan de zijde waar Hierdoor neemt de verdunning toe. geen geluidscherm staat, vermindert de concentratie doordat de turbulentie in de Doordat het scherm aan een zijde dicht op de weg staat, heeft het scherm aan die zijde meer effect. buurt van de weg door een geluidscherm wordt vergroot. Hierdoor neemt de verdunOmdat de maatgevende windrichting ongewijzigd zuidwest is, zie je in de tabel en figuur dat het ning gespiegeld toe. effect is. 100

afstand (m) afstand tot tot de de weg weg (m)

50 30NN 30 10 100NN 50 N N10 N 10 Z 10 Z 3030ZZ

50 50 ZZ

100Z Z 100

-0,3

-0,2 -0,5 -0,3 -0,6

-0,5 -0,7 -1,2 -2,9 -0,7 -1,2 -2,9 -0,6 -1,0 -1,1 -1,1 -3,3-3,3 -1,0

-1,0 -1,0 -0,6 -0,6

-0,6 -0,6 -0,4 -0,4

-0,3 -0,3 -0,2 -0,2

-0,5

-0,5 -1,1

-1,1 -1,8 -4,6 -4,0 -1,8 -4,6 -4,0

-1,7 -1,7

-1,0 -1,0

-0,5 -0,5

N

scherm aan zuidzijde scherm aan zuidzijde scherm aan aan noordzijde scherm noordzijde

-0,2

scherm beidezijden scherm aan aan beide zijden

3) NO2-concentratie (µg/m3) NO2-concentratie (μg/m

39 37 35 33

basis basis

31

scherm noordzijde noordzijde

29

scherm zuidzijde zuidzijde

27

scherm beide beide zijden zijden

25 -100

-50

0

50

100

afstand tot wegas (m) afstand


Rekenmethoden In de Monitoringstool wordt voor iedere afzonderlijke weg de bijdrage aan de concentraties van het langsrijdende verkeer berekend en opgeteld bij de achtergrondconcentratie. De Monitoringstool maakt daarbij gebruikt van standaard rekenmethoden om de luchtkwaliteit langs wegen te berekenen. De standaard rekenmethoden zijn wettelijk vastgelegd, wetenschappelijk getoetst en gevalideerd en voldoen aan Europese standaarden. Vanwege significant verschillen in verspreiding van de luchtverontreini-

Figuur 8

Typische voorbeelden van een SRM2-weg (links) en een SRM1-weg (rechts)

De Monitoringstool maakt gebruik van het VLW-model van ECN, dat een door de minister goedgekeurde de SRM2-rekenmethodiek is. Figuur 8 toont schematisch hoe de concentratie langs een weg afnemen bij toenemende afstand tot de weg. Ook in de eerdere figuren is dit duidelijk te zien. Figuur 9 laat ook zien dat de windrichting effect heeft op de afname van de concentraties, uitgaande van een windrichting van links naar rechts. De concentraties zijn als gevolg van deze windrichting aan de rechterzijde hoger dan aan de linkerzijde. Daarnaast laat de figuur zien dat de concentraties zijn opgebouwd uit een achtergrondconcentratie en een verkeersbijdrage en dat deze beide de komende jaren afnemen onder invloed van beleid.

concentratie

2011 2015 2020

+ lokale verkeersbijdrage

Figuur 9

= achtergrondconcentratie

totale concentratie

Schematische weergave van het ruimtelijk verloop de Figuur 10: Schematische weergave van het ruimtelijk verloopvan van de concentratie langs eeninweg in verschillende jaren concentratie langs een weg verschillende jaren

Uiteraard waait de wind in Nederland niet altijd uit dezelfde richting. Figuur 9 toont de windroos voor deRekenmethoden Bilt voor het jaar 2010 en voor een langere periode 1971-2010. Een windroos laat vanuit welke hoek de wind voor waait iedere en met afzonderlijke welke kracht. Figuur Inzien de Monitoringstool wordt weg 9 laat zien dat dede dominante weliswaar zuidwest maar dat de wind bijdragewindrichting aan de concentraties van hetis,langsrijdende ook zeer vaak uit andere hoeken waait. In de berekeningen van de luchtkwaliteit verkeer berekend en opgeteld bij de achtergrondconcentratie. langs wegen in de Monitoringstool wordt voor toekomstjaren uitgegaan van de lang-

De Monitoringstool maakt daarbij gebruikt van standaard rekenmethoden om de luchtkwaliteit langs wegen te berekenen. De standaard rekenmethoden zijn wettelijk 22 vastgelegd, wetenschappelijk getoetst en gevalideerd en voldoen aan Europese standaarden. Vanwege significante verschillen in verspreiding van de luchtverontreiniging worden in Nederland twee standaard rekenmethoden gehanteerd. Standaard rekenmethode 1 (SRM 1) wordt gebruikt voor wegen waarlangs tot op korte afstand bebouwing staat. Dit zijn veelal de stedelijke wegen. Standaard rekenmethode 2 (SRM 2) is voor wegen die zich bevinden in relatief open gebied zoals autosnelwegen en provinciale wegen. De verspreiding van de luchtverontreiniging langs autosnelwegen kan door het veelal open karakter en de turbulentie door het snel rijdende verkeer alleen met SRM 2 worden berekend.

jarige gemiddelde windroos. Voor het basisjaar (nu 2010) van de Monitoringstool wordt gebruik gemaakt van de windroos voor 2010.

De Monitoringstool maakt gebruik van het verspreidingsmodel van ECN, dat een door de minister goedgekeurde SRM 2-rekenmethodiek is. Figuur 9 toont schematisch hoe de concentratie langs een weg afneemt bij toenemende afstand tot de weg. Ook in de eerdere figuren is dit duidelijk te zien. Figuur 10 laat ook zien dat de windrichting effect heeft op de afname van de concentraties, uitgaande van een windrichting van links naar rechts. De concentraties zijn als gevolg van deze windrichting aan de rechterzijde hoger dan aan de linkerzijde. Daarnaast laat de figuur zien dat de concentraties zijn opgebouwd uit een achtergrondconcentratie en een verkeersbijdrage en dat deze beide de komende jaren afnemen onder invloed van beleid. Uiteraard waait de wind in Nederland niet altijd uit dezelfde Met opmaak: Lettertype: Niet Vet richting. Figuur Lettertype: 10 toont Niet de windroos voor De Bilt voor het Met opmaak: Vet, Cursief jaar Niet 2010 en voor een langere periode 1971-2010. Een windroos laat zien vanuit welke hoek de wind waait en met welke kracht. Figuur 10 laat zien dat de dominante windrichting weliswaar zuidwest is, maar dat de wind ook zeer vaak uit andere hoeken waait. In de berekeningen van de luchtkwaliteit langs wegen in de Monitoringstool wordt voor toekomstjaren uitgegaan van de langjarige gemiddelde windroos. Voor het basisjaar van de Monitoringstool 2011 wordt gebruik gemaakt van de windroos voor 2010.

Tot slot We gaan er van uit dat deze brochure ook aan niet-deskundigen inzichtelijk maakt hoe de luchtkwaliteit langs autosnelwegen wordt bepaald. Wij verwachten hiermee veel vragen te hebben beantwoord. Mocht u desondanks nog meer vragen hebben over de luchtkwaliteit langs autosnelwegen, dan vindt u meer informatie op www.nsl-monitoring.nl. Ook kunt u contact opnemen met Rijkswaterstaat via [email protected]. Met opmaak: Lettertype: Niet Vet

Figuur Figuur 109:

Verdeling van van de windrichting in Nederland, in 2010 enen gemidVerdeling de windrichting in Nederland, in 2010 in de1971 periode 1971 tot 2010 (bron: KNMI) gemiddeld in dedeld periode tot 2010 (bron: KNMI)


Dit is een uitgave van

Rijkswaterstaat Kijk voor meer informatie op www.rijkswaterstaat.nl of bel 0800 - 8002 (ma t/m zo 06.00 - 22.30 uur, gratis) november 2011 | cd0209vv001

Hoe wordt de luchtkwaliteit langs autosnelwegen bepaald?

Recommend Documents