1
Lucht voor fietsers 1
Elias den Breejen en Frank Borgman Tijdschrift Lucht (augustus 2007) Jaargang 3 nummer 4.
Hoe is het gesteld met de luchtkwaliteit voor fietsers? Verhoging van het gebruik van het fietsgebruik dient volgens de fietsersbond te worden gezien als een serieuze maatregel om de stedelijke luchtkwaliteit te verbeteren. Maar fietsers moeten wel door schone lucht kunnen fietsen. Om deze punten op de agenda te krijgen heeft de Fietsersbond besloten de stedelijke luchtkwaliteit te gaan meten in het kader van het project Fietsbalans ®. Op de fiets én in de auto. ®
Het meten van fijn stof in de Fietsbalans ®2 Het meten van de luchtkwaliteit op de fiets tijdens de praktijkmeting van Fietsbalans is nog niet zo eenvoudig. Blootstellingsonderzoek is uiterst zeldzaam en er was geen uitgewerkte onderzoek- en analysemethode beschikbaar die kon worden gekopieerd. Begeleid door het Institute for Risk Assessment Sciences (IRAS) heeft een student Milieuwetenschappen van de Universiteit van Utrecht samen met het Fietsbalansteam van de Fietsersbond een betrouwbare onderzoeksmethode en een 3 zinvolle interpretatie en analyse van de gegevens ontwikkeld . Gekozen is om fijn stof te gaan meten en wel de fractie PM2,5 en ultrafijn stof (UFP). Beide fracties 4 worden voor een belangrijk deel door het wegverkeer veroorzaakt. Bij onderzoek in Londen zijn voor deze fracties bij verschillen in samenstelling, intensiteit en afstand tot het gemotoriseerd verkeer verschillen in blootstelling gemeten. Bovendien gaat het waarschijnlijk om de meest schadelijk fracties 5 van fijn stof . De meetapparatuur moet voldoen aan een aantal randvoorwaarden. Zo moet deze draagbaar zijn voor metingen op de fiets. Bovendien moeten de apparaten, vanwege gebruik op de fiets, tegen een schokje kunnen. Tot slot moeten de apparaten redelijk betrouwbaar iedere seconde meetwaarden opslaan. Aangezien we op de fiets een kruissnelheid van 18 km/h aanhouden betekent dat minimaal iedere 5 meter een meetwaarde. Omdat ook allerlei andere gegevens per seconde worden geregistreerd en de situaties die de fietser tegenkomt met een camera worden vastgelegd, kunnen de meetwaarden met deze gegevens worden gecombineerd, bijvoorbeeld rijden op een smalle fietsstrook langs druk autoverkeer of 2 minuten stilstaan voor een verkeerslicht. De metingen worden verricht op de fiets en in de auto. De metingen in de auto hebben vooral als doel dat niet de indruk ontstaat dat je fietst in de viezigheid en dus maar beter met de auto kan gaan omdat je dan minder last zou hebben van luchtverontreiniging. Voor de metingen worden twee apparaten gebruikt. Een TSI 3007, een draagbare deeltjesteller (CPC), meet UFP. Een TSI DustTrak, een massameter op basis van lichtreflectie, meet PM2,5. De apparaten voor de fietser bevinden zich in een rugzak en door middel van geleidende inlaatslangen en een windkokertje wordt de lucht bij de linker schouder bemonsterd. In de auto wordt dezelfde opstelling gebruikt zodat op vergelijkbare wijze wordt gemeten (figuur 1).
1
Elias den Breejen heeft de methodiek voor het meten van luchtkwaliteit in de Fietsbalans onderzocht als afstudeeropdracht van zijn opleiding milieu-natuurwetenschappen aan de Universiteit Utrecht. Inmiddels is hij werkzaam bij Royal Haskoning. Frank Borgman is werkzaam bij de Fietsersbond en is projectleider van de Fietsbalans ®. 2 Voor een korte uitleg van het project het artikel van Frank Borgman elders in dit blad of op www.fietsbalans.nl 3 Elias den Breejen, Fietsers en verkeersuitstoot, verkenning van blootstelling van fietsers aan fijn en ultrafijn stof , Wetenschapswinkel Biologie, Universiteit Utrecht, 2006. 4 S. Kaur, M. Nieuwenhuijsen en R. Colvile, Personal exposure of street canyon intersection users to PM2,5, ultrafine particle counts and carbon monoxide in Central London, UK, Atmospheric Environment 39, pp. 3629-3641, 2005. 5 World Health Organisation, WHO Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfer dioxide, Global update 2005, Geneva, 2006.
augustus 2007
2
Figuur 1: De opstelling van meetapparatuur in de rugzak voor op de fiets en achter de bestuurder in de auto.
Gevoeligheid Van tevoren is onderzocht hoe verschillende keuzes de metingen beïnvloeden. Voor de metingen op de fiets is onderzocht wat de invloed van de snelheid is. Deze is niet relevant gebleken voor de gemeten waarden. Voor de metingen in de auto is het effect van de ventilatiestand onderzocht. Figuur 2 geeft een overzicht van deze effecten. Hoe meer lucht door de auto wordt geblazen, des te hoger de concentraties UFP, maar des te lager de concentraties PM2,5. Ook treedt een vertragend effect op, waardoor de pieken van een vervuilend voertuig enkele seconden later optreden. Deze pieken zijn bovendien afgevlakt. Ook zijn er effecten geconstateerd van bijvoorbeeld de inlaatslangen en de aanwezigheid van het pollenfilter in de ventilatie van de auto. Wanneer de meetomstandigheden echter gelijk worden gehouden voor alle metingen, hebben al deze zaken geen invloed voor het vergelijken van meetresultaten. 30000
30
25000
25
20000
20
15000
15
10000
10
5000
5
UFP
0
concentratie PM2,5 (µg/m3)
concentratie UFP (#/cm3)
PM2,5 .
0 stand 4
stand 2
raam open
ventilatiestand
Figuur 2: Invloed van ventilatiestanden op de UFP en PM2,5 metingen in de auto.
Weersinvloeden Ook is onderzocht welke invloed het weer heeft op de meetwaarden. De variatie in weersomstandigheden wordt al enigszins ingeperkt door de omstandigheden waarin wordt gemeten. Het meetseizoen is op werkdagen van april tot en met oktober met uitzondering van de schoolvakanties, vrijdagen en marktdagen. Tijdens deze perioden is het verkeersbeeld min of meer constant. De warmste en koudste dagen van het jaar vallen buiten deze periode. Bij een aantal proefmetingen is bij motregen toch een aantal keren gemeten. Bij de CPC traden toen echter storingen op. Daarom wordt bij neerslag of stevige wind niet gemeten.
augustus 2007
3
Ondanks deze inperkingen zijn tijdens testmetingen in Utrecht op gelijke trajecten variaties per meetdag gevonden als gevolg van het weer. Voor PM2,5 liepen deze verschillen op tot een factor 9 per meetdag. Vooral de windrichting is van grote invloed. Meetwaarden bij oostenwind zijn hierbij een stuk hoger dan die bij westenwind. De verklaring moet dan ook waarschijnlijk worden gezocht in de invloed van de (inter)nationale achtergrondconcentratie. Daarom wordt voor PM2,5 gefocust op de verhouding in blootstelling tussen automobilist en fietser. Voor UFP zijn kleine verschillen per dag gemeten van maximaal 30%. Ook hier lijkt de windrichting de meeste invloed te hebben op de variatie, waarbij de hogere concentraties zijn gemeten bij westenwind. De meest logische verklaring hiervoor zijn windopwaarts gelegen bronnen. In het geval van de testmetingen in Utrecht was dit vooral de A2. In elke stad zal de oriëntatie van dergelijke bronnen ten opzichte van de stad echter anders zijn. Resultaten: blootstelling aan vervuiling door individuele voertuigen Figuur 3 geeft een voorbeeld van de gevonden meetwaarden tijdens een ritje van 10 minuten (600 seconden) op de fiets. Terwijl de blootstelling aan PM2,5 nauwelijks varieert vertoont de grafiek voor UFP een aantal hoge pieken. Deze pieken worden veroorzaakt door individuele voertuigen. Met behulp van de videobeelden die vanaf de fiets worden gemaakt zijn deze vervuilende voertuigen te achterhalen. De vier genummerde pieken werden veroorzaakt door achtereenvolgens een scooter (1); een aantal kort achter elkaar passerende auto's in de tegenrichting (2); een oud dieselbusje (3) en een reinigingsvoertuig (4).
Figuur 3: Voorbeeld van meetresultaten tijdens een rit.
Tijdens de testmetingen in Utrecht is een aantal categorieën voertuigen gevonden die leiden tot extreme blootstellingspieken bij fietsers: • Brommers en scooters; zij rijden relatief dicht op de fietsers, tweetaktverbranding geeft veel roet en hun uitstoot wordt niet gezuiverd of verdund. In sommige gevallen heeft de rijstijl ook een negatieve invloed. • Vrachtauto’s en bedrijfsbusjes; Grote voertuigen met meer uitstoot. Opvallend afwezig in deze categorie zijn de bussen. In Utrecht rijden echter veel bussen op LPG waardoor ze weinig fijn stof uitstoten. • Bijzondere voertuigen; Dit zijn vaak verouderde voertuigen die niet van de laatste technieken gebruik maken. Tijdens metingen zijn bijvoorbeeld hoge pieken gemeten vanwege een klassieke brandweerauto, een grasmaaier, een jeep, graafmachines op bouwwerkplaatsen en een vuilnisvoertuig. Ook is een aantal specifieke verkeerssituaties gevonden die leiden tot hoge blootstellingspieken: • Bij fileverkeer staan de auto's lange tijd dicht op elkaar. Langsrijdende fietsers rijden dwars door
augustus 2007
4
de zich ophopende uitlaatgassen. Bij optrekkend verkeer, bijvoorbeeld bij stoplichten, wordt meer brandstof verbruikt. Bovendien staan fietsers op dergelijke momenten vaak voor rood licht te wachten nabij de rijbaan. 6 Onderzoek in Engeland bevestigt dat de gemiddelde blootstelling van individuen sterk beïnvloed wordt door zowel de hoogte als de frequentie van deze blootstellingspieken. •
Vergelijking van steden In de Fietsbalans wordt het fietsklimaat van steden met elkaar vergelijken. Ook op het gebied van luchtkwaliteit is dat het idee. Per stad zou de blootstelling van fietsers kunnen verschillen. Steden verschillen qua intensiteiten van het gemotoriseerde verkeer door bijvoorbeeld grove of fijnmazige autonetwerken, autoluwe binnensteden of vormen van toeritdosering. Bovendien verschilt de mate waarin je daar als fietser last van hebt: in sommige steden ligt het fietsroutenetwerk parallel aan het autonetwerk, terwijl in andere steden het fietsroutenetwerk geheel eigen routes heeft en ook de mate van doorstroming bij kruispunten verschilt. Om te onderzoeken of deze verschillen meetbaar zijn, zijn vier routes in Utrecht op verschillende dagen in totaal 13 keer gereden. Deze routes variëren wat betreft parallellie voor fiets en auto en wat betreft de intensiteiten van het gemotoriseerde verkeer (figuur 4). Traject
1 2 3
Intensiteit gemotoriseerd verkeer Traject fietser
Traject automobilist
laag hoog hoog / laag
zeer hoog hoog hoog
Route
Aparte route fiets en auto Fiets en auto zelfde route; brede laan met gescheiden fietspaden Aparte route fiets en auto; fiets deels door drukke binnenstad, deels door rustige woongebieden en park 4 laag laag Fiets en auto zelfde route, autoluwe weg aan stadsrand, ongelijkvloerse kruising snelweg Figuur 4: Overzicht van de trajecten waar de blootstelling van fietser en automobilist aan UFP en PM2,5 is onderzocht.
Figuur 5 toont de resultaten voor UFP. De blootstelling aan UFP verschilt significant tussen traject 4 en de overige trajecten. Bovendien zijn de variaties volgens verwachting, waarbij het drukste traject gemiddeld de hoogste concentraties UFP heeft en het rustigste traject de laagste concentraties. Er kunnen dus verschillen per traject worden gemeten. Gemiddeld heeft de fietser per seconde een iets hogere blootstelling dan de automobilist. Op trajecten 1 en 3 is het echter omgekeerd, omdat de automobilist een aantal keer achter een erg vervuilend voertuig reed. Hierdoor werd het gemiddelde behoorlijk opgeschroefd. Figuur 6 toont de verhouding in blootstelling tussen fietser en automobilist voor PM2,5. Voor deze fractie heeft de fietser op alle trajecten gemiddeld een hogere blootstelling dan de automobilist. De fietser komt er echter op de trajecten 1 en 3 relatief beter van af. Dit zijn de twee trajecten waar de fietser een alternatieve route heeft. Er is geen verband tussen de verhouding in blootstelling en de absolute blootstelling per traject. Het meten van UFP en PM2,5 in de Fietsbalans levert interessante inzichten in de blootstelling van fietsers en automobilisten. De nabijheid van sterk vervuilende voertuigen is door middel van pieken in de blootstelling te achterhalen en verschillen in intensiteiten van gemotoriseerd verkeer leiden gemiddeld tot meetbare blootstellingsverschillen. Dat betekent dat gemeentelijke fietsnetwerken aan de hand van het meten van (ultra) fijn stof kunnen worden getypeerd.
6
S. Kaur et al., Exposure visualisation of ultrafine particle counts in a transport microenvironnment, Atmospheric Environment 40, 386-398, 2006.
augustus 2007
5
Gemiddelde blootstelling per traject
fiets
PM2,5
auto
1,6 1,4 verhouding fiets/auto
blootstelling
40000 30000 20000 10000
1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 traject 1 traject 2 traject 3 traject 4
0 traject 1
traject 2
traject 3
traject 4
Figuur 5: Gemiddelde blootstelling van de fietser en de automobilist aan UFP op de onderzochte trajecten.
route
Figuur 6: Verhouding gemiddelde blootstelling fietser / automobilist aan PM2,5 op de onderzochte trajecten.
Hoe nu verder ® Door fijn stof te meten in de Fietsbalans probeert de Fietsersbond in de deelnemende gemeenten en daarbuiten luchtkwaliteit te agenderen als een gezondheidsprobleem voor mensen en tegelijkertijd een stimulerend fietsbeleid als een duurzame en efficiënte oplossing te promoten. Proefmetingen tonen aan dat de meetresultaten nieuwe inzichten kunnen leveren in blootstellingniveaus enerzijds en eigenschappen van het fiets- en autonetwerk in gemeenten anderzijds. Dit zal de bouwstenen gaan opleveren voor een fietsstimulerend beleid dat optimaal bijdraagt aan gezonde lucht in steden en ook de blootstelling van de fietsers zelf minimaliseert. De introductie van bijvoorbeeld schonere motoren zal daarbij wel helpen, maar het is onzeker of concentraties schadelijke stoffen ook snel spectaculair 7 zullen dalen . Echt kiezen voor gezondheid in de stad kan naar verwachting niet zonder maatregelen die het gebruik van de meest vervuilende voertuigen beperken (milieuzonering) maar ook niet zonder maatregelen die de intensiteiten van het autoverkeer in het algemeen beperken. Zo ontstaat er meteen ruimte voor hoogwaardige fietsvoorzieningen op de wegen waar de auto minder dominant wordt. Aangevuld met een goede doorstroming voor fietsers op kruispunten en met langdurige stimuleringscampagnes die de 'fietscultuur' bij diverse doelgroepen beïnvloeden, kan de fiets zorgen voor bereikbaarheid van de stedelijke voorzieningen én voor een schonere lucht. Inmiddels zijn de praktijkmetingen in 11 grote gemeenten uitgevoerd en wordt er gewerkt aan een analyse van de resultaten. Ook daarbij zal de Fietsersbond zich weer laten bijstaan door de Universiteit Utrecht. De resultaten zullen we onder andere via dit blad onder de aandacht proberen te brengen. Wordt vervolgd dus.
7
Saskia van der Zee en Fred Woudenberg, Stadslucht niet schoner geworden, Tijdschrift Lucht, Jaargang 2, Nummer 5, p. 1117.
augustus 2007
