25c. Regionaal Meetnet Zuidoost-Brabant - TNO Jaarrapport 2021

Figuur 9 Overzicht van de meetdagen in 2021 per meetlocatie. Groen staat voor succesvolle meetdagen, rood staat voor een uitgevallen meetdag.

Een overzicht van de incidenten per meetlocatie met als gevolg verlies van meetgegevens in 2021 is zichtbaar in Tabel 1. Daarnaast heeft er bij de meetlocaties ILM036 en ILM004 een tijdelijke storing plaatsgevonden op de GPS en GSM. Hierbij zijn echter geen meetgegevens verloren gegaan door het interne

25 / 88

TNO-rapport | R12396

26 / 88

geheugen in de CAIREBox. De CAIREBox bij meetlocatie ILM030 is preventief vervangen op 20 oktober 2021 vanwege een afnemende luchtflow door het meetsysteem. Dit heeft evenmin geleid tot verlies aan meetgegevens. Zodra een CAIREBox niet goed meer functioneert, zoals ILM030, en wordt verwijderd uit het meetnet wordt deze hersteld en opnieuw gekalibreerd, waarna deze weer beschikbaar komt aan het meetnet (in dit geval als reserve-box). Tabel 1 Overzicht van de meetlocaties waar in 2021 verlies van meetgegevens heeft plaatsgevonden. ILM nr.

3.2

Meetlocatie

Van

Tot

Reden

Downtime

ILM039

EH Willemstraat

31-122020

7-12021

Uitval OV voedingsvoorziening

8 dagen

ILM014

EH Landardseweg

24-32021

30-32021

Uitval OV voedingsvoorziening

7 dagen

ILM014

EH Landardseweg

9-72021

20-72021

Installatie UFP-sensor

12 dagen

ILM025

EH Luchthavenweg

14-72021

20-72021

Installatie UFP-sensor

7 dagen

ILM029

EH Wal

3-92021

20-92021

Acculader kapot

18 dagen

ILM010

Reusel - Mierdseweg

13-112021

19-112021

Uitval OV voedingsvoorziening

7 dagen

ILM023

EH Anthony Fokkerweg

17-112021

1-122021

Acculader kapot

15 dagen

ILM013

Nuenen Soeterbeekseweg

12-112021

13-122021

PM-sensor verstoord door spinrag

32 dagen

Data kwaliteit De CAIREBoxen worden voor plaatsing in het ILM2 meetnet gekalibreerd. De resultaten in de kalibratieperiode staan beschreven in Bijlage I. Over het algemeen geldt dat zowel voor fijnstof als NO2 de sensoren hoge correlaties vertonen met de referentieapparatuur gebruikt tijdens de kalibratieperiode. In deze sectie wordt de kwaliteit van de metingen na plaatsing in het ILM2 meetnet beschreven. Dit wordt gedaan door te kijken naar het gedrag en absolute waardes gemeten door de sensoren onderling en in vergelijking met de referentieapparatuur aan het LML Genovevalaan.

3.2.1

Consistentie meetresultaten in 2021 Fijnstof: De fijnstofsensoren vertonen na plaatsing in het ILM2 meetnet over het algemeen consistente meetresultaten gedurende 2021. Een voorbeeldgrafiek van PM2.5 van juni 2021 van meetlocaties in de Eindhovense binnenstad is zichtbaar in Figuur 10. Alle meetlocaties in deze grafiek tonen grofweg hetzelfde verloop over de maand heen. Daarbij zijn per meetlocatie incidentele concentratiepieken zichtbaar, welke waarschijnlijk toe te schrijven zijn aan specifieke lokale emissies die op dat moment plaatsvinden in de buurt van de meetlocatie. In de fijnstof meetreeksen, ook in Figuur 10 in de piek rond eind juni bijvoorbeeld, is zichtbaar dat bij hogere PM waardes de metingen qua absolute waardes verder uit elkaar gaan lopen. Dit kan het gevolg zijn van variatie tussen verschillende meetlocaties, welke bijvoorbeeld kunnen ontstaan wanneer opeenhoping van fijnstof plaatsvindt bij lagere windcondities. Daarnaast spelen mogelijke meetartefacten mee waar bij hogere concentraties de spreiding in meetwaardes groter wordt ten opzichte van de referentie.

TNO-rapport | R12396

Figuur 10 Vergelijking tussen de PM2.5 meetresultaten van verschillende meetlocaties in de Eindhovense binnenstad voor de maand juni 2021.

In zijn algemeenheid kan geconcludeerd worden dat de fijnstofsensoren onderling gelijkend meten en stabiel gedrag over de tijd heen vertonen. De meetresultaten tonen gelijkende patronen in de tijd over de gehele regio Zuidoost-Brabant met een gemiddelde correlatiecoëfficiënt R over alle meetlocaties bezien in 2021 van 0,92 voor PM1, 0,91 voor PM2.5 en 0,86 voor PM10. Dit komt overeen met de verwachtingen rondom het gedrag van fijnstof in de buitenlucht. NO2: Van maart tot oktober 2021 is een sterk dagelijkse gang in de NO2 meetresultaten zichtbaar op meerdere meetlocaties van het ILM2 welke waarschijnlijk wordt veroorzaakt door fluctuaties in luchtvochtigheid over de dag heen. Een duidelijk voorbeeld is zichtbaar aan de gemeten concentraties op de meer verkeersintensieve meetlocaties in Eindhoven getoond in Figuur 11 voor de maand mei 2021. Er ontstaat zichtbaar cyclisch gedrag in de NO2 meetresultaten gecombineerd met te hoge gemeten piekwaarden: zie ook Figuur 17, in de volgende sectie, voor een vergelijking met het LML-station aan de Genovevalaan. De meetresultaten in die periode worden daardoor als afwijkend beschouwd.

Figuur 11 Vergelijking tussen de NO2 meetresultaten van verschillende verkeersintensieve meetlocaties in het ILM2 netwerk voor de maand mei 2021.

TNO heeft op verschillende manieren onderzocht waar deze problemen precies vandaan komen en hoe deze op te lossen zijn. Hierbij zijn de NO2-meetseries in deze periode uitgebreid geanalyseerd en vergeleken met, onder andere, schommelingen in temperatuur van de buitenlucht, luchtvochtigheid en ozonconcentraties. Dit is onder meer gedaan voor de meetlocatie aan de Genovevalaan. Daaruit is met name samenhang zichtbaar met het dag-nacht ritme van luchtvochtigheid in de zomerperiode. Ook wordt invloed van ozon niet uitgesloten. Om deze reden zijn de NO2 meetgegevens van 1 maart 2021 tot en

27 / 88

TNO-rapport | R12396

met 1 november 2021 niet meegenomen in de analyses in dit rapport. De meetresultaten zijn overigens wel offline beschikbaar. Tijdens 2021 zijn meerdere veldtesten uitgevoerd om mogelijke interventies te testen, onder andere aan de Genovevalaan. Na analyse is besloten om de cartridges binnen het NO2-meetsysteem die de relatieve luchtvochtigheid in het sensor compartiment moeten stabiliseren te vervangen door nieuwe. Dit is in de eerste week van november uitgevoerd waarbij de metingen direct verbeterden. Er is vervolgens per box geëvalueerd of er aanpassingen nodig waren op de eerder vastgestelde kalibratieparameters. Daarbij is per box een vergelijk gemaakt tussen de NO2-meetwaardes van de 3 LML stations in de regio, op momenten dat deze gelijke meetwaarden vertonen, en de meetwaarde van de box. Op basis van dit vergelijk zijn voor 27 van de 44 meetlocaties de kalibratieparameters aangepast met ingang van 1 november. Het is niet uitgesloten dat hier enige trendbreuk kan optreden ten opzichte van de originele kalibratie. UFP: De UFP-sensoren van de 3 meetlocaties rond het vliegveld lijken goed te hebben gefunctioneerd. Figuur 12 toont de meetresultaten in november 2021 waarbij afwisselend pieken zichtbaar zijn over de drie meetlocaties, terwijl het basisniveau voor de 3 sensoren gelijkend blijft. Er is daarbij door de tijd heen geen drift zichtbaar.

Figuur 12 UFP-meetresultaten in counts/cm3 in de maand november 2021 voor de 3 meetlocaties rond het vliegveld.

3.2.2

ILM2 vergelijking met het LML In deze sectie omschrijven we de vergelijking tussen de LML-meetwaarden en de metingen van het ILM voor PM10 en NO2. Er zijn aan de Genovevalaan geen metingen voor PM1, PM2.5 en UFP beschikbaar en deze stoffen kunnen hier dan ook niet worden vergeleken. Naast een vergelijking tussen het LML en de ILM2 meetlocatie 037 worden ook 4 andere CAIREBoxen in deze vergelijking meegenomen. Deze boxen hebben tijdens 2021 minimaal 3 maanden gelijktijdig aan ILM037 aan het rek bij het LML aan de Genovevalaan gehangen. Fijnstof: Het LML-meetinstrument (PM10; FH-62) is equivalent aan het referentieinstrument (Leckel of Derenda) voor dagwaarden. In Figuur 16 staat het maandelijks verloop van de richtingscoëfficiënt Rc, correlatiecoëfficiënt R en de RMSD tussen LML en ILM2, meetlocatie 037, over 2021 getoond op basis van daggemiddelde PM10 meetresultaten. Een overzichtstabel van een vergelijking tussen alle CAIREBoxen en het LML, alsmede in vergelijking tot de ILM2 meetlocatie 037, staat in Tabel 2.

28 / 88

TNO-rapport | R12396

29 / 88

Tabel 2 Gemiddelde correlatie R (-), richtingscoëfficiënt Rc (-) en RMSD (in µg/m3) in dagelijkse PM10 meetgegevens van 4 CAIREBoxen met ILM2 meetlocatie 037 en het LML.

Boxnummer

Van

Tot

R

Rc

RMSD

ILM

LML

ILM

LML

ILM

LML

006: ABA108686

5-3-21

17-9-21

0,99

0,83

0,85

0,95

3,3

4,3

021: ABA107582

17-5-21

31-12-21

0,98

0,77

0,92

1,14

2,9

5,6

027: ABA132816

1-1-21

11-5-21

0,98

0,87

0,86

0,99

4,2

5,3

035: ABA109547

8-7-21

31-12-21

0,99

0,81

0,92

1,20

3,1

5,8

037: ABA110157

1-1-21

31-12-21

-

0,80

-

1,20

-

7,1

Daar zijn een aantal observaties uit te halen welke relevant zijn voor het gebruik van de ILM2 data: • Gemiddeld meet ILM037 hoger dan het LML. Het LML heeft een gemeten gemiddelde jaarconcentratie PM10 van 17,2 µg/m3, ILM037 meet gemiddeld 20,9 µg/m3 over 2021. In Figuur 16-A is zichtbaar dat de Rc tussen ILM037 en LML zich tussen de 1,49 (december) en 0,96 (juni) op maandbasis bevindt. De gemiddelde Rc op jaarbasis is 1,20. Met name in november en december meet ILM037 hoger dan het LML Genovevalaan. De andere boxen getoond in Tabel 2 meten allemaal iets lager dan ILM037 en komen daarmee qua absolute concentraties, zichtbaar bijvoorbeeld in de Rc-waarde, dichter in de buurt bij het LML. • Figuur 16 toont de gemiddelde correlatie per maand tussen meetlocatie 037 en het LML welke varieert tussen de 0.56 (mei) en 0.92 (april). Figuur 13 toont de correlaties voor het gehele jaar. De correlatiecoëfficiënt van de daggemiddelde waarde van het LML-station en ILM037 is 0.80. Voor de uurgemiddelde waardes is de jaarlijks gemiddelde correlatie 0.63. De correlatie R tussen de boxen onderling voor daggemiddelde concentraties zijn zeer hoog (Tabel 2).

Figuur 13 Correlatiediagram tussen PM10 meetresultaten van het LML Genovevalaan en ILM2 meetlocatie 37 over 2021. Links staan de daggemiddelde resultaten, rechts het correlatiediagram van uurgemiddelde PM10 meetresultaten.

TNO-rapport | R12396

•

De RMSD tussen LML en ILM2 ligt tussen de 4 en 7 µg/m3 gebaseerd op de boxen aan de Genovevalaan. De RMSD bezien vanuit ILM037 ten opzichte van het LML is in de winter hoger dan in de zomer. De RMSD tussen ILM037 en de andere boxen ligt tussen de 3 en 4 µg/m3. Aangezien ILM037 de box is die het hoogste meet zal deze RMSD voor de andere boxen onderling lager zijn.

Kijkend naar hoe het gehele meetnet zich verhoudt tot het gemiddelde van 4 LML meetstations in de regio is zichtbaar dat de trends over de tijd zeer gelijkend zijn (zie Figuur 14). Dit geldt ook voor de absolute concentraties van april tot en met oktober. Gelijkend aan de genoemde observaties aan de Genovevalaan, zijn absolute verschillen vooral zichtbaar in de winterperiode: dit betreft november en december en, in mindere mate, januari tot en met maart. Waarom deze verschillen met name in deze periode ontstaan is reden voor onderzoek.

Figuur 14 Maandelijks gemiddeld gemeten PM10 concentratie waarbij een vergelijking is gemaakt tussen de verschillende onderzoeksgebieden in het ILM2 meetnet en de gemiddeld gemeten concentratie op de LML stations Genovevalaan, Noord-Brabantlaan, Veldhoven en Vredepeel.

De gemeten patronen door het ILM2 in concentraties door de tijd zijn over het algemeen gelijkend aan het LML. Met name rond winterperiode nemen de verschillen in absolute meetwaardes tussen de ILM2 meetgegevens en het LML toe. De variatie tussen sensoren is relatief klein, tot 20% over langere periodes en veelal kleiner. De sensoren gedragen zich gelijkend over het jaar waarbij geen uitgesproken drift zichtbaar is. De genoemde observaties voor PM sluiten in algemeenheid aan bij Bijlage II, waarin het RIVM een kwaliteitsanalyse heeft uitgevoerd op basis van een CEN-protocol in wording voor het evalueren van sensoren. Het ILM2 meetnet is door de sterke samenhang in gedrag tussen de sensoren zeer geschikt om patronen in PM concentraties in tijd en ruimte te identificeren en te duiden op het lokale en regionale niveau. Bij het gebruik van de ILM2 sensordata voor de vaststelling en vergelijking van absolute concentraties tussen, met name, individuele meetlocaties, voor toetsing met normen bijvoorbeeld, moet er rekening gehouden worden met genoemde onzekerheden op deze PM metingen. NO2: Zoals beschreven in sectie 3.2.1 tonen de ILM2 metingen van NO2 afwijkend gedrag buiten de wintermaanden. Dit is ook zichtbaar in de vergelijking tussen de ILM2 en LML meetgegevens van NO2 in Figuur 17.

Hier staat het maandelijks verloop van de Rc, R en de RMSD tussen LML en ILM2 over 2021 getoond op basis van daggemiddelde NO2 meetresultaten. In de periode van begin maart tot

30 / 88

TNO-rapport | R12396

oktober is duidelijk zichtbaar dat de ILM2 meetwaardes aan de Genovevalaan veel hoger liggen dan de waardes van het LML. De cyclische patronen in de meetdata, reeds beschreven in sectie 3.2.2, die deze afwijkende Rc, daling in R en daarmee ook een sterke toename in RMSD veroorzaken zijn in die periode ook terug te zien op veel andere meetlocaties van het ILM2. Hoewel aan het LML in oktober al enig herstel zichtbaar is, onderbouwt dit de conclusie van sectie 3.2.1 om de meetresultaten van NO2 voor maart tot en met oktober niet mee te nemen binnen de analyses uitgevoerd voor dit rapport. De maanden januari en februari worden wel meegenomen in de analyses. Ondanks dat op de Genovevalaan wel periodes van afwijkende metingen ten opzichte van het LML zichtbaar zijn, wat de relatief lage R waarde verklaart, worden de uurlijkse variaties voor een belangrijk deel gevolgd. Dit geldt tijdens deze periode ook voor de andere locaties in het ILM2 meetnet, terwijl in maart de afwijkingen een structureel karakter hebben over een groot deel van de locaties. In de eerste week van november heeft TNO op de meetlocaties waar deze problemen zich voordeden een aanpassing gemaakt in het NO2-systeem. Na deze aanpassing komen de metingen van de ILM2 meetlocatie 037 meer overeen met het LML.

De gemiddelde correlatiecoëfficiënt R in november en december op uurbasis is 0,53, op dagbasis is deze 0,67 (Figuur 15). Daarbij valt voor deze periode wel op dat hogere meetwaardes op het LML, zichtbaar in Figuur 17-F, niet altijd worden gemeten door het ILM2: dit Figuur 15 Correlatiediagram van uurgemiddelde en daggemiddelde NO2 meetresultaten van het veroorzaakt ook de relatief LML Genovevalaan en ILM037 van 1 hoge Rc waarde in deze november tot en met 31 december 2021. periode zichtbaar in Figuur 17-A. Dit lijkt verband te houden met verhoogde aanwezigheid van NO (op basis van de LML data) in deze periodes welke een invers effect lijkt te hebben op de NO 2-sensormeting van de CAIREBox. De meetwaardes worden hierdoor heel laag of zelfs negatief. Negatieve waardes worden automatisch afgevlagd in de database. Er is verder onderzoek nodig om deze invloeden van andere stoffen op de sensormeting te begrijpen en mee te nemen in de verwerking van de data. Dit betekent ook dat het gebruik van de NO2 meetdata, ook voor de periodes januari-februari en november-december, met voorzichtigheid moet worden beschouwd.

31 / 88

TNO-rapport | R12396

32 / 88

Figuur 16 Verloop van de maandelijks gemiddelde A) richtingscoëfficiënt Rc, B) correlatiecoëfficiënt R en C) RMSD tussen de ILM037 meetlocatie en het LML-meetstation aan de Genovevalaan in 2021 voor PM10 berekend op basis van daggemiddelde data. D) toont het jaarlijkse verloop op dagbasis van zowel ILM2 als LML, E) de maand april 2021 op dagbasis en F) de maand november 2021 op dagbasis.

TNO-rapport | R12396

33 / 88

Figuur 17 Verloop van de maandelijks gemiddelde A) richtingscoëfficiënt Rc, B) correlatiecoëfficiënt R en C) RMSD tussen de ILM037 meetlocatie en het LML-meetstation aan de Genovevalaan in 2021 voor NO2 berekend op basis van daggemiddelde data. D) toont het jaarlijkse verloop op dagbasis, E) de maand juni 2021 op uurbasis en F) de maand november 2021 op uurbasis.

TNO-rapport | R12396

34 / 88

4

Regionale luchtkwaliteit 2021

4.1

Algemeen beeld Zuidoost-Brabant

4.1.1

Regionaal overzicht 2021 De gemiddelde PM en NO2 concentraties per jaar en per kwartaal gemeten door het ILM2 staan getoond in Tabel 3. In Bijlage III staat getoond welke meetlocaties zijn opgenomen bij de berekening van welke waarde (Tabel S1). Ook staan daar de jaargemiddelde waardes gepresenteerd op basis van de 22 meetstations met een volledig jaar aan meetdata (Tabel S2). Deze waardes zijn qua trends over het jaar en ordegrootte in lijn met de getoonde gemiddelden in Tabel 3. De ruimtelijke dekking van het meetnet is in het jaar 2021 geleidelijk vergroot. Zo waren er in het Q1 slechts 22 meetlocaties beschikbaar met minimaal 75% datadekking in dat specifieke kwartaal. In Q4 was dit aantal verdubbeld naar 44 meetlocaties. Volgend op de beschreven selectieprocedure (sectie 2.3) zijn uiteindelijk 29 meetlocaties, met minimaal 9 maanden aan meetdata, gebruikt om het jaargemiddelde te berekenen voor PM1, PM2.5 en PM10. Dit betreffen 19 meetlocaties in de stad Eindhoven, de 3 meetlocaties rondom Eindhoven Airport en 7 meetlocaties in het buitengebied. Er zijn 22 meetlocaties gebruikt voor de berekening van de gemiddelde NO2; dit zijn 19 meetlocaties in de stad Eindhoven en de 3 meetlocaties rondom Eindhoven Airport. Voor de NO2 gemiddelden is enkel gekeken naar de maanden januari-februari en november-december 2021.

Tabel 3 Jaarlijkse en kwartaal gemiddelde concentraties van fijnstof en NO2 gemeten door het ILM2 in 2021 in µg/m3. De getoonde standaard deviatie betreft de spreiding van deze variabelen tussen de meetlocaties. De n-waarde reflecteert het aantal meetlocaties waarop de gemiddelde waardes zijn berekend. Meetlocaties zijn enkel meegenomen als zij meer dan >75% data beschikbaar hebben van de relevante periode. Meetnet ILM2 (Gemiddelde ± SD: µg/m3)

Deeltjesverdeling (%)

Periode PM1

PM2.5

PM10

NO2

PM1/PM10

PM2.5/PM10

Jaar 2021

11.5±1.8 (n=29)

13.9±1.9 (n=29)

19.3±2.0 (n=29)

21.2±3.1 (n=22)

59.6±4.1 (n=29)

71.9±4.2 (n=29)

Q1 2021 (Jan-Mar)

13.0±1.8 (n=22)

16.3±2.2 (n=22)

22.3±1.9 (n=22)

24.4±5.2 (n=21)

58.2±4.5 (n=22)

72.8±4.7 (n=22)

Q2 2021 (Apr-Jun)

9.4±1.8 (n=31)

11.4±1.8 (n=31)

16.8±2.1 (n=31)

-

55.8±4.6 (n=31)

67.7±4.3 (n=31)

Q3 2021 (Jul-Sep)

10.5±1.8 (n=41)

12.3±1.9 (n=41)

17.4±2.2 (n=41)

-

60.9±4.1 (n=41)

70.7±4.3 (n=41)

Q4 2021 (Okt-Dec)

12.4±1.8 (n=44)

14.9±2.0 (n=44)

19.8±2.4 (n=44)

17.0±4.5 (n=43)

63.1±4.1 (n=44)

75.5±4.1 (n=44)

De gemiddeld gemeten concentraties PM1, PM2.5 en PM10 in het hele ILM2 meetnet waren respectievelijk 11,5 µg/m3, 13,9 µg/m3 en 19,3 µg/m3 in 2021. Gemiddeld bestaat 1 µg/m3 PM10 volgens het ILM2 daarmee voor 60% uit PM1 en voor 72% uit PM2.5. Deze 72% is in lijn met de verhouding PM2.5/PM10 gemeten aan LML Vredepeel en LML Veldhoven over 2021, respectievelijk 67% en 73%. De kleinere deeltjes hebben daarmee dus een belangrijk aandeel aan het totaal. De PM concentraties gemeten door het ILM2 tonen seizoenale patronen met relatief lage waardes rond de zomer en relatief hoge waardes rond de winter. In Q1 en Q4

TNO-rapport | R12396

35 / 88

zijn de gemeten concentraties PM1, PM2.5 en PM10 hoger dan in Q2 en Q3. Dit hangt mogelijk samen met: •

•

Rond de winter is de grenslaag van de atmosfeer minder dik dan in de zomer. Een hogere grenslaag hangt meestal samen met sterkere turbulentie waardoor luchtvervuilende stoffen naar hogere delen van de atmosfeer worden getransporteerd, waardoor de luchtvervuiling aan het aardoppervlak afneemt (Pan et al., 2019; van Dinther & Plomp, 2019). Verbrandingsemissies gerelateerd aan de verwarming van huizen en wegverkeer zijn hoger tijdens de winter (Bloemen, 2008). De grotere fractie aan kleine deeltjes in de wintermaanden, representatief voor dit type emissies, lijkt dit ook aan te duiden.

De gemiddeld gemeten concentratie voor NO2 was 21 µg/m3: zoals eerder aangegeven is deze waarde gebaseerd op een relatief korte tijdsperiode van een aantal maanden. In Tabel 3 is zichtbaar dat de gemiddeld gemeten concentraties NO2 in Q1 hoger zijn dan in Q4. In Tabel S2, Bijlage III, is deze afname ook zichtbaar, maar wel iets minder groot. De 22 meetlocaties in Tabel S2 zijn enkel in stedelijk gebied. In Q4 waren relatief strenge maatregelen rond COVID-19 ingevoerd wat mogelijk een deel van dit verschil verklaart. Daarnaast zijn in Q4 veel meetlocaties in het buitengebied inmiddels geïnstalleerd welke veelal een lagere gemiddelde NO2 concentratie bemeten dan de meetlocaties in de stad. 4.1.2

Meetgemiddelde per meetlocatie In Tabel 5 worden de gemiddeld gemeten concentraties PM1, PM2.5, PM10 en NO2 in µg/m3 per meetlocatie in 2021 gepresenteerd. Bij een installatiedatum later dan 1 januari 2021 is de periode vanaf installatie tot en met 31 december 2021 beschouwd. De gemiddelde NO2 waarde betreft het gemiddelde van de eerste twee maanden en de laatste twee maanden van het jaar. In Figuur 18 en Figuur 19 worden boxplots getoond van PM1, PM2.5, PM10 en NO2 van alle ILM2 meetlocaties. Bij interesse in een specifieke meetlocatie staan in Bijlage IV per meetlocatie een overzicht gepresenteerd van de gemeten concentraties gedurende het jaar 2021, uitgesplitst in verschillende soorten visualisaties. Zoals al eerder aangegeven zijn de metingen van de sensoren niet geschikt om op geaccrediteerde wijze onder– of overschrijdingen van normen aan te geven. Daarvoor moet gebruik worden gemaakt van geaccrediteerde meetapparatuur per doelstof. Desalniettemin is het toch interessant te zien waar sensoren wel of niet aannemelijk maken dat de atmosferische gehaltes boven of onder een afgesproken norm liggen. Een vergelijking tussen Tabel 4 en Tabel 5 laat zien dat het niet voor de hand ligt dat er op een van de ILM2 meetlocaties de EU-grenswaarden worden overschreden. De gemeten concentraties door het ILM2 liggen getalsmatig over het algemeen wel boven de WHO advieswaarden van 2021.

Dit geldt overigens ook voor vele andere delen van Nederland (Maas et. al, 2022). Tabel 4 EU-grenswaardes en WHO advieswaardes, opgesteld in 2021, voor jaargemiddelde PM2.5, PM10 en NO2 concentraties (bron: https://www.rivm.nl/ggd-richtlijn-medischemilieukunde-luchtkwaliteit-en-gezondheid/wet-en-regelgeving-luchtkwaliteit/europesewetgeving-luchtverontreiniging.) Jaargemiddelde concentraties

PM2.5

PM10

NO2

EU-Grenswaarde

20,0

40,0

40,0

WHO advieswaarde

5,0

15,0

10,0

TNO-rapport | R12396

36 / 88

Tabel 5 Gemiddeld gemeten concentraties per meetlocatie in 2021. Bij een installatiedatum later dan 1 januari 2021 is de periode van installatie t/m 31 december 2021 beschouwd. De NO2 waarde betreft het gemiddelde van de eerste en laatste twee maanden van 2021.

2

ILM nr.

Meetlocatie

Type

PM1

PM2.5

PM10

NO2

ILM002

EH Scherpenering

Luchthaven

12,8

15,7

21,0

19,2

ILM014

EH Landardseweg

Luchthaven

10,1

12,2

17,4

17,6

ILM025

EH Luchthavenweg

Luchthaven

11,6

14,1

18,8

21,8

ILM004

EH Finistérelaan

Stadsachter.

8,8

11,2

17,7

22,3

ILM007

EH Oirschotsedijk

Stadsachter.

8,8

10,7

16,4

21,8

ILM017

EH Genneperweg

Stadsachter.

10,3

12,6

17,0

16,9

ILM032

EH Maaseikstraat

Stadsachter.

10,3

12,3

16,4

18,3

ILM009

EH Stationsweg

Centrum

11,2

13,4

17,9

18,2

ILM011

EH prof dr. Dorgelolaan

Centrum

11,2

13,6

18,0

19,4

ILM012

EH Mathildelaan

Centrum

10,6

13,0

17,7

16,6

ILM024

EH Fellenoord

Centrum

11,4

13,9

18,7

20,2

ILM029

EH Wal

Centrum

9,8

12,2

17,6

19,6

ILM036

EH Vestdijk

Centrum

13,6

16,4

21,5

24,0

ILM039

EH Willemstraat

Centrum

12,0

14,6

19,5

25,6

ILM008

EH Beukenlaan

Verkeersint.

11,1

13,4

17,9

26,4

ILM030

EH Botenlaan

Verkeersint.

10,1

12,1

17,8

22,4

ILM037

EH Genovevalaan

Verkeersint.

13,2

15,9

20,9

21,6

ILM040

EH Kennedylaan

Verkeersint.

14,3

16,8

21,7

29,9

ILM022

EH Meerhovendreef

Aanrijroute

9,6

11,9

18,1

22,9

ILM023

EH Anthony Fokkerweg

Aanrijroute

12,8

15,6

21,0

23,0

ILM019

EH Kanaaldijk

Industrie

9,4

11,6

17,9

22,6

ILM028

EH Klokgebouw

Industrie

12,9

15,4

20,3

22,6

ILM005

Eersel Zandoerleseweg2

Regio laag

16,3

18,7

24,5

16,1

ILM013

Nuenen Soeterbeekseweg

Regio laag

8,3

10,1

15,2

8,4

ILM016

Bergeijk Dorpsstraat

Regio laag

12,9

14,9

20,7

10,7

ILM018

Boxtel Mijlstraat

Regio laag

10,8

12,4

18,0

12,9

ILM041

Geldrop Mierlo Voortje

Regio laag

12,6

14,9

21,2

20,8

ILM055

Valkenswaard Bergeijksedijk

Regio laag

11,0

13,3

17,9

6,0

ILM003

Best Kapelweg

Regio mid.

9,9

12,0

17,9

14,2

ILM010

Reusel Mierdseweg

Regio mid.

11,8

13,8

19,2

14,3

ILM033

Son & Breugel Sonniuswijk

Regio mid.

11,6

13,6

19,4

20,7

ILM042

Gemert-Bakel Keizersven

Regio mid.

13,0

15,3

23,4

11,2

ILM043

Oirschot Krukkerd

Regio mid.

11,5

13,8

21,2

22,8

ILM045

Meierijstad Zonveldstraat

Regio mid.

10,2

12,6

17,2

13,2

ILM044

Heeze-Leende Ronde Bleek

Regio hoog

9,9

11,6

18,2

17,1

ILM054

Deurne Paardekopweg

Regio hoog

10,6

12,2

15,6

10,6

ILM048

Helmond Vossenbeemd

Extra (Stad)

11,8

14,2

19,8

29,5

ILM049

Helmond Kanaaldijk

Extra (Stad)

10,7

13,1

17,5

18,6

ILM051

Helmond Mierloseweg

Extra (Stad)

10,7

12,7

16,9

23,2

ILM052

Helmond Kasteel-traverse

Extra (Stad)

10,4

12,8

17,2

15,6

ILM046

Best Ringweg

Extra (Regio)

10,9

13,5

17,6

13,8

ILM047

Oirschot Neereindsweg

Extra (Regio)

9,8

12,0

16,2

13,7

ILM056

Reusel Beekakkersweg

Extra (Regio)

11,3

13,3

17,6

13,0

ILM058

Best Looierstraat

Extra (Regio)

11,9

14,0

18,2

18,8

Analyse laat zien dat de gemeten PM concentraties op de meetlocatie ILM005 in Eersel veelal hetzelfde patroon volgen als op de andere meetlocaties maar consequent hoger liggen. Dat duidt op een stelselmatige afwijking naar boven van de sensor. Tijdens de kalibratieperiode was een dergelijke afwijking niet zichtbaar. Of hier inderdaad sprake is van een stelselmatige afwijking van de sensor of dat concentraties inderdaad hoger liggen zal in 2022 geverifieerd moeten worden.

TNO-rapport | R12396

37 / 88

Figuur 18 Boxplots van PM1 en PM2.5 per meetlocatie. De grafiek toont de mediane gemeten concentratie samen met de laagste en hoogst gemeten waardes in μg/m³. De rechthoek representeert de 25% en 75% percentiel; hogere individuele waarnemingen, in zwart, zijn veelal outliers. De bovenste rode streep markeert de EUgrenswaardes, de rode stippellijn de WHO advieswaardes uit 2021.

TNO-rapport | R12396

38 / 88

Figuur 19 Boxplots van PM1, PM2.5 en PM10 per meetlocatie. De grafiek toont de mediane gemeten concentratie samen met de laagste en hoogst gemeten waardes in μg/m³. De rechthoek representeert de 25% en 75% percentiel; hogere individuele waarnemingen, in zwart, zijn veelal outliers. De bovenste rode streep markeert de EUgrenswaardes, de rode stippellijn de WHO advieswaardes uit 2021.

TNO-rapport | R12396

4.1.3

39 / 88

Achtergrondconcentraties fijnstof en NO2 Een groot deel van de gemeten concentraties bestaat uit een (supra-)regionale achtergrond. Deze achtergrondconcentraties, berekend volgens de methodiek beschreven in sectie 2.3, en de ratio hiervan met de gemiddeld gemeten concentraties (zoals getoond in Tabel 3) geven een indicatie van de gemiddelde invloed van lokale / regionale bronnen op de regionale luchtkwaliteit ten opzichte van externe factoren. In Tabel 6 worden deze achtergrondconcentraties per doelstof gepresenteerd. Tabel 6 Regionale achtergrondconcentraties per jaar en per kwartaal. Daarnaast staat de verhouding tussen deze berekende achtergrond en het regionaal gemiddelde zoals getoond in tabel 3 per component getoond. Voor NO2 wordt enkel de periode januarifebruari 2021 en november-december 2021 beschouwd.

Periode

Achtergrondconcentraties bepaald vanuit ILM2 meetgegevens PM1

PM2.5

PM10

Percentage achtergrond van regionaal gemiddelde concentraties (%)

NO2

PM1

PM2.5

PM10

NO2

Jaar 2021

7.4

9.2

13.6

7.7

64

66

71

36

Q1 2021 (Jan-Mar)

9.7

12.3

17.7

11.2

75

76

79

46

Q2 2021 (Apr-Jun)

5.7

7.3

11.9

-

61

64

71

-

Q3 2021 (Jul-Sep)

6.5

7.8

12.0

-

62

64

69

-

Q4 2021 (Okt-Dec)

7.6

9.3

12.9

4.1

61

62

65

24

Op basis van de metingen van het ILM2 zou iets meer dan 70% van de gemeten PM10 concentraties kunnen worden gezien als achtergrond. Dit wordt gezien als een minimum. De berekening van de laagste waarde per tijdstap is enigszins kwetsbaar omdat sensoren stelselmatig naar beneden kunnen afwijken. Analyse laat wel zien dat de laagst gemeten concentraties per tijdstap gemeten worden op verschillende meetlocaties door de tijd heen. Meetlocaties gericht op het bemeten van de stadsachtergrond en regionale achtergrond komen daarbij regelmatig terug. De CAIREBoxen op deze meetlocaties komen uit verschillende kalibratierondes. Daarmee lijkt een grote afwijking op de berekende achtergrondconcentratie door één of enkele sterk afwijkende sensors niet waarschijnlijk. In de literatuur worden percentages achtergrond PM van eenzelfde ordegrootte genoemd: berekeningen met atmosferisch-chemische verspreidingsmodellen wijzen uit dat gemiddeld twee derde van het fijnstof in Nederland kan worden toegeschreven aan buitenlandse bronnen (zowel antropogeen als natuurlijk). Door de lange verblijftijd van het stof in de atmosfeer kan stof grote afstanden afleggen waardoor een grootschalig verspreidingspatroon ontstaat (RIVM, 2013). In Maas et al.

(2022) wordt genoemd dat voor 2016 25% van de fijnstofconcentraties in Nederland gerelateerd wordt aan binnenlandse emissiebronnen, bijna 40% aan bronnen uit het buitenland en 35% door natuurlijke emissies of onbekende bron. Dit onderschrijft dat de ordegrootte van het via het ILM2 berekende aandeel achtergrond in de concentratie PM van 70% voor Zuidoost-Brabant reëel is. Maximaal 30% van de gemiddeld gemeten PM concentraties in de regio zou hiermee te herleiden moeten zijn tot meer lokale bronnen. Bij meetlocaties in de nabijheid van een bron zal het aandeel lokale bijdrage overigens aanzienlijk hoger liggen dan dit gemiddelde. Een eerste indicatie hiervan kan uitgerekend worden door de achtergrondconcentratie uit Tabel 6 te vergelijken met de gemiddeld gemeten waardes per meetlocatie getoond in Tabel 5.

TNO-rapport | R12396

Opvallend is dat de gemiddelde achtergrondconcentratie PM in Q1 zowel relatief als absoluut een stuk hoger ligt dan in de rest van het jaar. In Q1 waren enkel stedelijke meetlocaties in Eindhoven en de meetlocaties rond de luchthaven actief. Hierdoor wordt feitelijk een stadsachtergrondconcentratie getoond, welke naar verwachting iets hoger ligt dan de regionale achtergrond (zoals gevisualiseerd in Figuur 5). De stedelijke achtergrond in Q4, berekend enkel op basis van de meetresultaten van de 22 meetlocaties ook actief in Q1, is voor PM10 14,7 µg/m3. Daarmee ligt in dit kwartaal de gemeten stedelijke achtergrond voor PM10 zo’n 12% hoger dan de berekende regionale achtergrond zichtbaar in Tabel 6. Dit is qua ordegrootte in lijn met Keuken et al. (2012) waar gesproken wordt over een toename van 10-15% van de stedelijke achtergrond van PM in Rotterdam ten opzichte van de regionale achtergrond. In 2022 zal binnen het ILM2 bekeken worden hoe deze PM achtergrondconcentraties in stad en buitengebied zich tot elkaar verhouden over het gehele jaar, inclusief de zomermaanden. Figuur 20 toont hoe de gemiddelde PM achtergrondconcentraties per maand meebewegen met de grenslaaghoogte. In de winter ontstaat aan de grond een relatief koude luchtlaag welke minder makkelijk mengt met de warmere lucht hogerop in de atmosfeer (van Dinther & Plomp, 2019).

Waar de dikte van de grenslaag in de winter kan dalen tot zo’n 100m is deze in de zomer geregeld meer dan 1000m dik. De maand maart wijkt enigszins af van de trend: in maart is de grenslaaghoogte, verkregen uit de ERA5 reanalysis dataset van ECMWF3, met 600m hoger dan tijdens de winter. De relatief hoge PM achtergrondconcentraties in deze maand lijken vooral samen te hangen met kalme, warme, droge weersomstandigheden eind maart. In grafiek C zijn sterk verhoogde PM concentraties rond de jaarwisseling zichtbaar wat het effect van vuurwerk op de gehele regio illustreert. De invloed van de grenslaaghoogte is ook zichtbaar in de gemiddelde daggang van PM achtergrondconcentraties (Figuur 21). De hoogste PM achtergrondconcentraties zijn zichtbaar rond 08.00~09.00. Daarna neemt de grenslaaghoogte toe terwijl de concentraties PM dalen tot ongeveer 17.00~18.00. Zodra de grenslaaghoogte daalt nemen de PM concentraties geleidelijk aan weer toe. Voor NO2 is de achtergrondconcentratie berekend vanuit het ILM2 goed voor 36% van het totaal (Tabel 6). Dit percentage is in lijn met Maas et al. (2022): hier wordt gesteld dat binnenlandse bronnen in 2016 in Nederland voor gemiddeld 65% bijdroegen aan NO2 concentraties (met hogere aandelen in de steden) terwijl buitenlandse bronnen verantwoordelijk zijn voor 35%.

Lokale bronnen, zoals verkeer, hebben daarmee veel invloed op de heersende concentraties NO2. Er zit een aanzienlijk verschil in de berekende waarde voor Q1 en Q4; dit komt waarschijnlijk door een combinatie van meer meetlocaties in het buitengebied in Q4 (waar lagere NO2 concentraties worden gemeten) en genoemde onzekerheden op de sensormeetgegevens. Voor NO2 is de samenhang met de grenslaaghoogte minder duidelijk (Figuur 21): achtergrondconcentraties NO2 zijn het laagst aan het einde van de nacht, ondanks dat de grenslaaghoogte dan laag is. Dit komt waarschijnlijk door de lage nachtelijke verkeersintensiteit in de gehele regio. Daarbij is in grafiek B de invloed van verkeer zichtbaar in een toename in NO2 achtergrondconcentraties rondom de ochtend- en avondspits. Daarmee maakt ook deze daggang zichtbaar dat lokale emissies van groter belang zijn voor de gemiddelde NO2 concentraties in de regio dan voor PM het geval is.

3

https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets/reanalysis-datasets/era5

40 / 88

TNO-rapport | R12396

Figuur 20 De maandelijkse veranderingen in de grenslaaghoogte, verkregen vanuit de ERA5 reanalysis dataset van ECMWF, met de 25-75% percentiel (A); de maandelijkse gemiddelde achtergrondconcentraties (B) en de wekelijks gemiddelde achtergrondconcentratie (C) en hun 25-75% percentiel van PM en NO2 in µg/m3.

Figuur 21 De gemiddelde daggang van de grenslaaghoogte met de 25-75% percentiel (A) en de gemiddelde daggang van uurlijkse gemiddelde achtergrondconcentraties in µg/m3 (B).

41 / 88

TNO-rapport | R12396

Uit Figuur 22 blijkt dat de hoogste achtergrondconcentraties van PM1, PM2.5 en, in iets mindere mate, PM10 (respectievelijk 15-20 , 20– 25 , 25– 30 µg/ m3) zich voordoen bij wind uit een NO richting. Dit komt waarschijnlijk doordat de aangevoerde lucht uit die richting een langere weg over het continent heeft afgelegd. Daardoor neemt deze uit verschillende gebieden luchtvervuilende stoffen met zich mee. Er zijn een aantal segmenten in zowel NW-N en ZO-O richting waarbij ook hogere achtergrondconcentraties gemeten worden. Bij een volledig zuidelijke tot zuidwestelijke windrichting zijn PM concentraties juist relatief laag. Zeker voor de hogere windsnelheden is dit het geval. Hogere achtergrondconcentraties NO2 (20-25 µg/m3) zijn zichtbaar bij wind vanuit de richtingen NW en vooral O. In tegenstelling tot PM lijken de gemeten NO2 concentraties bij wind uit het NO relatief gezien minder hoog. Gelijkend aan de windroosplots van PM zijn de achtergrondconcentraties NO 2 bij wind vanuit het Z tot ZW relatief laag, wat lijkt aan te geven dat er geen significante bronnen zijn te vinden in die richting met een significante NO2 bijdrage reikend tot aan ZuidoostBrabant.

Figuur 22 De regionale achtergrondconcentraties uitgezet in een windroos voor PM1, PM2.5, PM10 en NO2 in µg/m3.

Er moet aangetekend worden dat de exacte bronlocaties welke van invloed zijn op verhogingen van de regionale achtergrond niet via een windroosanalyse te bepalen zijn. Een air mass trajectory analyse zou dit mogelijk inzichtelijk kunnen maken (Perez, 2015). Dit valt echter buiten de huidige scope van het project.

42 / 88

TNO-rapport | R12396

4.2

43 / 88

Vergelijking onderzoeksgebieden in Zuidoost-Brabant In hoofdstuk 2.2 wordt onderscheid gemaakt tussen meetlocaties in het stedelijk gebied (19 meetlocaties in Eindhoven + 4 in Helmond), in het luchthavengebied (3 locaties) en in het buitengebied (14 meetlocaties van het vaste meetnet + 2 extra meetlocaties in Best + 1 extra meetlocatie Reusel + 1 extra meetlocatie Oirschot). De gemiddeld gemeten concentraties in 2021 per type gebied staan gepresenteerd in Tabel 7. De gemiddelde PM concentraties tussen de 3 subgroepen verschillen niet veel. De gemeten NO2 concentraties zijn in het stedelijk gebied het hoogst gevolgd door de meetlocaties bij de luchthaven. De gemeten NO 2 concentraties, op basis van Q4, zijn gemiddeld het laagst in het buitengebied. Tabel 7 Gemiddeld gemeten concentraties binnen het stedelijk gebied, luchthavengebied en buitengebied in 2021 in µg/m3. De getoonde standaard deviatie betreft de spreiding van deze variabelen tussen de meetlocaties. De n-waarde reflecteert het aantal meetlocaties waarop het gemiddelde is gebaseerd. Meetlocaties zijn enkel beschouwd als zij meer dan >75% data beschikbaar hebben van de relevante periode. Periode

Componenten PM1 PM2.5

Jaar 2021 PM10 NO2* PM1 PM2.5 Q1 PM10 NO2* PM1 PM2.5 Q2 PM10 NO2* PM1 PM2.5 Q3 PM10 NO2* PM1 PM2.5 Q4 PM10 NO2*

Sub-regionale concentraties (Gemiddelde± SD) Stedelijk gebied Buitengebied Luchthavengebied 11.2±1.6 12.5±2.0 11.5±1.4 (n=19) (n=7) (n=3) 13.5±1.9 14.8±2.1 14.0±1.7 (n=19) (n=7) (n=3) 18.7±1.7 20.9±2.1 19.1±1.9 (n=19) (n=7) (n=3) 21.5±3.2 19.1±2.1 (n=19) (n=3) 12.9±1.9 13.3±1.8 (n=19) (n=3) 16.2±2.2 16.8±2.2 (n=19) (n=3) 22.0±1.9 22.6±2.4 (n=19) (n=3) 24.9±5.3 21.7±4.2 (n=18) (n=3) 8.8±1.4 10.7±2.2 9.1±1.2 (n=19) (n=9) (n=3) 10.8±1.5 12.6±2.2 11.3±1.4 (n=19) (n=9) (n=3) 16.0±1.5 18.5±2.5 16.5±1.4 (n=19) (n=9) (n=3) -

-

-

10.3±1.6 (n=22) 12.1±1.8 (n=22) 16.9±1.7 (n=22)

10.7±2.2 (n=16) 12.5±2.3 (n=16) 18.0±2.8 (n=16)

10.8±1.6 (n=3) 12.6±1.9 (n=3) 17.5±1.9 (n=3)

-

-

-

12.4±1.9 (n=23) 15.0±2.1 (n=23) 19.6±2.0 (n=23) 18.7±4.2 (n=23)

12.3±2.0 (n=18) 14.8±2.2 (n=18) 20.0±3.0 (n=18) 14.6±4.4 (n=17)

12.8±1.1 (n=3) 15.4±1.5 (n=3) 19.8±1.8 (n=3) 16.5±1.2 (n=3)

TNO-rapport | R12396

In Figuur 24 worden de maandelijks gemiddeld gemeten PM concentraties per subgroep over het jaar 2021 getoond. In zijn algemeenheid lijken de maandelijkse variaties in PM concentraties op de variatie in achtergrondconcentraties zichtbaar in Figuur 20. Dit is niet verassend gezien het grote aandeel van de regionale achtergrond in de gemeten PM concentraties, eerder ingeschat op minimaal 70% van de gemeten PM concentraties in 2021. De gemeten PM concentraties rondom de luchthaven zijn over algemeen gelijkend aan de stad. De PM concentraties gemeten in het buitengebied zijn tijdens de periode april tot en met juli zichtbaar hoger dan in het stedelijk gebied en luchthavengebied (ordegrootte 5 tot 20% hoger voor PM10 per maand). De maandelijkse gemiddelde PM10 waardes, getoond in Figuur 23, van vier LMLstations in en rondom de regio Zuidoost-Brabant tonen hetzelfde beeld. De metingen aan het landelijk gelegen LML-station Vredepeel tonen van april tot en met juli hogere gemiddelde PM10 concentraties dan het LML Genovevalaan en LML Europalaan. In deze periode van april tot en met juli vinden in heel Europa verschillende landbouwactiviteiten plaats welke fijnstof kunnen genereren.

Dit betreft onder andere het bemesten van grasland (een deel van het fijnstof wordt indirect uit ammoniak in de lucht gevormd: dit gebeurt met name op regionale tot internationale schaal), oogsten voor hooi en het voorbereiden en bewerken van akkerland voor en tijdens het groeiseizoen (Weijers et al, 2010; Mensink & Deutsch, 2008). In de rest van het jaar zijn de PM concentraties meer gelijk. Enkel het LMLstation aan de Noord-Brabantlaan meet het hele jaar door hogere concentraties.

Figuur 23 Maandelijks gemiddelde meetwaarde PM10 in µg/m3 van vier LML-stations in en rondom de regio Zuidoost-Brabant.

De NO2 concentraties in stedelijk en luchthavengebied zijn zichtbaar hoger dan in het buitengebied in Q4. Dit wordt waarschijnlijk voornamelijk veroorzaakt door verkeersemissies. Daarbij zijn de gemeten NO2 concentraties in het stedelijk gebied hoger dan in het luchthavengebied wat waarschijnlijk gerelateerd kan worden aan een hogere verkeersintensiteit.

44 / 88

TNO-rapport | R12396

45 / 88

Figuur 24 De maandelijks gemiddelde gemeten concentraties en standaarddeviatie, alsmede de regionale achtergrondconcentraties, in µg/m3 van PM1 (a), PM2.5 (b), PM10 (c), NO2 (d) in Zuidoost-Brabant, verdeeld over het stedelijk gebied, het luchthavengebied en het buitengebied..

TNO-rapport | R12396

De LML-stations, getoond in Figuur 25, bevestigen het beeld dat in het stedelijk gebied de NO2 concentraties hoger zijn dan in de meer rurale omgeving. In Q1 van 2021 was de gemeten NO2 concentratie door het ILM2 in zowel het stedelijk gebied en in het luchthavengebied hoger dan in Q4 van 2021. Dit is een tegengesteld patroon aan de jaargang getoond in Figuur 25 op de LML-stations. De gemeten NO2 concentraties door het LML zijn over alle stations bezien juist in met name november hoger. In combinatie met Figuur 17-A bevestigt dat het beeld dat de sensoren in januari en, met name, februari de NO2 concentraties met enige regelmaat overschatten terwijl in november en december de NO 2 concentraties soms worden onderschat. In zowel ILM2 als LML is de afname in NO2 concentraties van november naar december zichtbaar, wat mogelijk samenhangt met een afname van verkeer veroorzaakt door de algehele lockdown afgekondigd op 19 december in verband met COVID-19.

Figuur 25 Maandelijks gemiddelde meetwaarde NO2 in µg/m3 van vier LML-stations in en rondom de regio Zuidoost-Brabant.

Figuur 26 toont de gemiddelde weekgang van de gemeten concentraties in 2021 per onderzoeksgebied. Het verloop van de PM concentraties over de dag vertonen sterke overeenkomsten met de daggang van de PM achtergrondconcentraties, eerder getoond in Figuur 21. Daarbij zijn er geen uitgesproken verschillen zichtbaar tussen de drie deelgebieden. De variatie in gemiddelde NO2 concentraties gemeten over de dag en over de week is veel meer uitgesproken dan de variatie in PM. Zowel het stedelijk als het luchthavengebied tonen twee pieken in de gemeten NO2 concentraties binnen een dag, waarbij de avondpieken gemiddeld gemeten door het ILM2 hoger zijn dan de ochtendpieken. De hoogste NO 2 concentraties worden in het stedelijk gebied waargenomen op werkdagen en op deze dagen is de piek in de ochtend ook het beste zichtbaar. Op zaterdag en zondag is de ochtendpiek minder hoog. In het luchthavengebied is het verschil tussen werk- en weekenddagen minder zichtbaar, met ook op zondag een piek in de ochtend. In het buitengebied worden gedurende de hele week gemiddeld lagere NO2 concentraties gemeten waarbij op de werkdagen nog wel enig verloop van de NO2 concentraties over de dag zichtbaar is.

46 / 88

TNO-rapport | R12396

Figuur 26 Gemiddelde weekgang van de gemeten PM2.5, PM10 en NO2 concentraties in µg/m3 door het ILM2 in Zuidoost-Brabant, gemiddeld over de meetlocaties van het luchthavengebied, het stedelijk gebied en het buitengebied.

47 / 88

TNO-rapport | R12396

4.3

48 / 88

Het luchthavengebied – ruimtelijke en temporele variatie Op 3 meetlocaties rondom Eindhoven Airport worden PM1, PM2.5, PM10 en NO2 bemeten. Vanaf juli 2021 wordt er ook UFP gemeten. UFP bestaat uit aerosolen met een diameter van 0,1 µm (100 nm) of minder. Recent Nederlands onderzoek laat zien dat deze zeer kleine deeltjes impact hebben op de menselijke gezondheid op korte termijn (Janssen et al., 2019). Hierbij is geen indicatie gevonden dat de gezondheidseffecten door UFP vanuit vliegverkeer anders is dan van UFP uit andere bronnen, zoals het wegverkeer. Langdurige blootstelling aan verhoogde concentraties leidt ook tot mogelijke gezondheidseffecten (Janssen et al., 2022). In Tabel 8 staan de gemiddeld gemeten concentraties in 2021 per stof op de 3 meetlocaties. De gemiddeld gemeten UFP-concentratie op elke meetlocatie is ongeveer gelijk, zo rond de 14.000 deeltjes per cm3. In vergelijking met meetstudies rond Schiphol liggen de gemeten deeltjesaantallen rondom Eindhoven Airport aanzienlijk lager: dichtbij de Polderbaan zijn daar halfjaarlijkse gemiddelden van meer dan 35.000 deeltjes per cm3 gemeten. Op grotere afstand (> 1km) worden op Schiphol halfjaarlijks gemiddelde deeltjesaantallen gemeten van 15.000 per cm3 (Oude Meer; bovenwinds) en 23.000 per cm3 (Badhoevedorp; benedenwinds) (Voogt et al., 2019).

Tabel 8 Gemiddelde meetwaardes in 2021 per meetlocatie in het luchthavengebied. PM1, PM2.5, PM10 en NO2 worden weergegevens in µg/m3, UFP in duizenden deeltjes per cm3. ILM nr. ILM002 ILM014 ILM025

Meetlocatie EH Scherpenering EH Landardseweg EH Luchthavenweg

UFP 13,7 13,8 14,4

PM1 12,8 10,1 11,6

PM2.5 15,7 12,2 14,1

PM10 21,0 17,4 18,8

NO2* 19,2 17,6 21,8

Voor UFP wordt in Tabel 9 het aantal metingen van een bepaalde hoogte en het maximum gemeten uurgemiddelde in 2021 getoond. Ook de piekwaarden zijn rondom Schiphol hoger: in Badhoevedorp ligt het hoogst gemeten uurgemiddelde in een half jaar tijd rond de 200.000 deeltjes per cm3 (van Dinther et al., 2019). Tabel 9 Het aantal 10-minuten pieken in UFP deeltjesaantallen van een bepaalde hoogte en het maximum gemeten uurgemiddelde. De UFP-data beslaat de periode vanaf juli 2021. UFP pieken

>50k

>100k

> 150k

> 200k

> 250k

ILM002 ILM014 ILM025

221 131 180

33 7 30

14 2 12

7 1 7

1 0 0

Maximum Uurgemiddelde (1000 counts/cm3) 90 72 87

Hierbij moet worden aangetekend dat in de Schiphol studies gebruik wordt gemaakt van een andere meettechniek, namelijk een Environmental Particle Counter (EPC), waarbij ook deeltjes kleiner dan 10nm worden gemeten (van Dinther et al., 2019). De sensoren gebruikt in het ILM2 hebben een meetbereik vanaf 10nm. Daarmee liggen de allerkleinste deeltjes uitgestoten door vliegtuigen niet binnen het meetbereik van deze sensor. De gebruikte ILM2 sensoren lijken op basis van deze eerste meetperiode echter zeer geschikt om de trends in UFP rondom Eindhoven Airport in beeld te brengen.

TNO-rapport | R12396

In Figuur 27 wordt de 10-minuten tijdserie van de gemeten UFP-deeltjes door het ILM2 tussen juli en december 2021 getoond. Daarnaast zijn op een kaart de windrozen van UFP gevisualiseerd per meetlocatie. Hiermee kan een link worden gelegd tussen de windrichting, gemeten concentraties en de positie van de landingsbaan ten opzichte van de meetlocatie. Daarmee kan een inschatting worden gemaakt of de invloed van vliegverkeer op deze meetlocaties zichtbaar is.

Figuur 27 De grafiek toont de gemeten deeltjesaantallen UFP in 2021 op 10-minutenbasis. De kaart toont de windroosplots van UFP voor de 3 meetlocaties rond het vliegveld.

De meetlocatie ILM002 (EH-Scherpenering) ligt op ongeveer 250m afstand in het verlengde van de landingsbaan aan de zuidwestelijke kant. Op deze meetlocatie worden de meeste pieken gemeten in UFP deeltjesaantallen gemeten in 2021. Dit is zichtbaar in Tabel 9. Het maximaal gemeten uurgemiddelde is 90.000 deeltjes per cm3. De windroos in Figuur 27 laat zien dat gemiddeld de hoogste UFP deeltjesaantallen gemeten worden bij wind vanuit de richting van de landingsbaan.

49 / 88

TNO-rapport | R12396

De PM concentraties zijn hier het hoogst van de drie locaties rond het vliegveld. Er is daar niet direct een duidelijke bron voor aan te wijzen. De windrozen van PM1, PM2.5 en PM10 (Figuur 28) zijn gelijkend aan de verdeling in Figuur 22, wat erop duidt dat fluctuaties sterk worden gedreven door de regionale achtergrond. Voor NO2 komen de hoogste concentraties voor bij een O-ZO windrichting, wat niet direct de richting is van de landingsbaan. Daarmee lijkt de relatie tussen de NO2 meetwaardes en eventuele bijdrage van vliegverkeer minder goed te leggen dan voor de UFP deeltjesaantallen op deze locatie.

50 / 88

Figuur 28 Windrozen van NO2, PM1, PM2.5 en PM10 in µg/m3 gebaseerd op de metingen in 2021 aan de meetlocatie ILM002 EH Scherpenering.

Op meetlocatie ILM014 (EH-Landardseweg) zijn de gemiddeld gemeten deeltjesaantallen UFP vrijwel gelijk aan meetlocatie ILM002. Deze locatie kent echter veel minder pieken en het maximum gemeten uurgemiddelde is ook lager dan bij ILM002 en ILM025. De verwachting vooraf was dat de startemissies op grondniveau met de wind naar deze meetlocatie zouden worden getransporteerd, waardoor juist hier hoge concentraties gemeten zouden worden. Er zijn verschillende redenen mogelijk waarom dit niet het geval is. Op 800-900m afstand is deze locatie het verste weg van de starten landingsbaan van de 3 meetlocaties. Daarbij hangt de CAIREBox net achter een gebied met veel bomen aan de rand van het vliegveld, waardoor mogelijk afvang van UFP plaatsvindt voordat de meetlocatie wordt bereikt. De hoogste deeltjesaantallen UFP worden hier gemeten bij wind uit het oosten, waar de A58 ligt. Dit geldt ook voor de concentraties NO2 op dit meetpunt (Figuur 29). Overigens zijn de gemeten NO2 concentraties en PM Figuur 29 Windrozen van NO2, PM1, PM2.5 en PM10 concentraties op deze in µg/m3 gebaseerd op de metingen in 2021 aan de meetlocatie het laagst van de drie meetlocatie ILM014 EH Landardseweg. meetlocaties rond het vliegveld.

TNO-rapport | R12396

Het maximum uurgemiddelde gemeten UFP-deeltjes op de meetlocatie ILM025 EH– Luchthavenweg, op ongeveer 500m van de landingsbaan, is vrijwel even hoog als op locatie ILM002. Op ILM025 worden wel iets minder vaak hogere deeltjesaantallen UFP gemeten. De hoogste UFP deeltjesaantallen worden gemeten bij wind van NW tot NO. Dit is uit de richting van pieren en de landingsbaan en daardoor is het waarschijnlijk dat de invloed van startende vliegtuigen gemeten wordt. Figuur 30 Windrozen van NO2, PM1, PM2.5 en PM10 Daarnaast is mogelijk ook op in µg/m3 gebaseerd op de metingen in 2021 aan de deze meetlocatie invloed van meetlocatie ILM025 EH Luchthavenweg. de A58 zichtbaar (deze bronnen liggen in het verlengde van elkaar). Deze locatie is, naar verwachting, qua wegverkeer de drukste meetlocatie van de 3 wat waarschijnlijk de verklaring is waarom hier de hoogste gemiddelde concentraties NO2 worden gemeten. De gemiddelde daggang en weekgang van UFP op de 3 meetlocaties is uitgezet in Figuur 31. Daarnaast is de gemiddelde daggang van de 3 meetlocaties in het luchthavengebied voor PM en NO2 zichtbaar in figuur C. Figuur D toont de gemiddelde weekgang. Op alle locaties is een scherpe toename in UFP rond 07.00 zichtbaar, wat waarschijnlijk komt door het opstarten van vluchten. Het aantal UFP aan de Luchthavenweg lijkt ‘s nachts gemiddeld fractioneel hoger dan op de andere locaties.

Mogelijk hangt dit samen met nachtelijke werkzaamheden waardoor hier nog enig verkeer rijdt. Het patroon in UFP deeltjesaantallen is van middernacht tot aan de middag behoorlijk gelijkend aan het verloop in NO 2 concentraties. Dit hangt waarschijnlijk samen met de verantwoordelijke bronnen voor deze emissies: zowel weg- als luchtverkeer emitteren beide stoffen. Een opvallend verschil is dat NO2 concentraties in de avond eerder pieken dan de UFP deeltjesaantallen. Waar NO2 een duidelijke piek kent rond de avondspits en na 20.00 begint af te nemen kent de UFP daggang op alle 3 de meetlocaties vanaf dat moment juist een stijgende lijn tot aan vlak voor middernacht. Het patroon in UFP deeltjesaantallen is op alle dagen van de week grillig. Van vrijdag tot en met zondag lijken zowel de gemiddelde concentraties als de piekmomenten wel lager te liggen dan in de rest van de week. Zeker op zondag is dit het geval. Mogelijk houdt dit verband houdt met verschillen in de hoeveelheid vluchten tijdens week-en weekenddagen. Daarnaast zal de grotere intensiteit van wegverkeer tijdens werkdagen er waarschijnlijk voor zorgen dat de deeltjesaantallen UFP afkomstig uit verkeersemissies doordeweeks aanzienlijk hoger is.

51 / 88

TNO-rapport | R12396

52 / 88

Figuur 31 Gemiddeld gemeten daggang (A) en weekgang (B) van juli tot en met december 2021, met de 25- en 75-percentiel lijn, van UFP in deeltjesaantallen per m3 op de 3 meetlocaties rond het vliegveld. Grafiek C en D tonen respectievelijk de gemiddelde daggang en weekgang van de 3 meetlocaties gezamenlijk van PM en NO2.

TNO-rapport | R12396

4.4

53 / 88

Het stedelijk gebied – ruimtelijke en temporele variatie De datadekking van het ILM2 in 2021 in het stedelijk gebied van Eindhoven is zeer hoog, waarbij op de meeste meetlocaties een vrijwel volledig jaar is gemeten. De 4 meetlocaties in Helmond zijn in juni 2021 geïnstalleerd. Om de heersende luchtkwaliteit en bijdragende bronnen in het stedelijk gebied in beeld te brengen zijn deze 23 stedelijke meetlocaties onderverdeeld in de 6 subgroepen zoals eerder toegelicht in sectie 2.2.1. Deze subgroepen zijn: • •

•

Binnenstad (n=7): meetlocaties binnen De Ring in Eindhoven; Stadsachtergrond (n=4): meetlocaties waar relatief ‘schone’ lucht wordt verwacht Industrie (n=2): meetlocaties nabij biomassaverbrandingsfabriek en DAF-fabriek;

•

•

•

Verkeersintensief (n=4): meetlocaties met intensief verkeer binnen Eindhoven; Aanrijroute luchthaven (n=2): meetlocaties op de aanrijroutes richting Eindhoven Airport; Helmond stad (n=4): locaties in het stedelijk gebied van Helmond.

De gemiddelde maandelijkse concentraties per subgroep zijn uitgezet in Figuur 32. De laagste concentraties PM worden gemeten in de categorie Stadsachtergrond. De afwezigheid van lokale bronnen is waarschijnlijk de hoofdreden hiervoor. Wellicht speelt enige afvang van luchtvervuilende stoffen aan de rand van de parken ook een rol (Wesseling et al., 2011; Nowak en Heisler, 2010). De gemiddeld gemeten concentraties PM1, PM2.5 en PM10 binnen de 4 andere subgroepen in Eindhoven zijn gelijkend over het hele jaar. Op (verkeers-)belaste locaties in Eindhoven zijn de gemiddeld gemeten PM10 concentraties ongeveer 14% hoger dan op de stadsachtergrondlocaties. Omdat deze vergelijking veel locaties beslaat (15 (verkeers-)belaste locaties tegenover 4 stedelijke achtgrondlocaties) is het aannemelijk dat er een daadwerkelijke verhoging is bij drukkere wegen. De PM2.5/PM10 ratio lijkt wat hoger op deze (verkeers-)belaste locaties, 69% om 73% gemiddeld. De gemeten PM10 concentraties in Helmond liggen in lijn met de gemeten concentraties op belaste meetlocaties in Eindhoven. In de winterperiode is de PM2.5/PM10 ratio hoger dan in de zomer. De ratio PM2.5/PM10 ligt in Eindhoven over alle meetlocaties bezien in de winterperiode (Q1+Q4) gemiddeld op 74%. In Q2+Q3 is dit 69%. In Helmond is deze toename ook zichtbaar: van 71% in Q2+Q3 naar 77% in Q4.

Dit hangt waarschijnlijk samen met een toename van deeltjes afkomstig van verbrandingsprocessen tijdens de winterperiode. Opvallend is dat op de stadsachtergrondlocaties de gemiddeld gemeten NO2 concentraties aan het begin en aan het einde van het jaar gelijkend zijn aan de concentraties in de binnenstad. Mogelijk is hier enig effect zichtbaar van de maatregelen rond Covid-19 op de heersende luchtkwaliteit. In januari 2021 kende Nederland nog een avondklok4. Vanaf februari werden maatregelen beetje bij beetje versoepeld. In februari zijn de gemiddeld gemeten NO2 concentraties op stadsachtergrondlocaties duidelijk lager dan in de binnenstad. Vanaf november 2021 kende Nederland juist een steeds strenger wordend regime door de opkomst van de Omicron variant, waarbij vanaf 19 december een lockdown werd afgekondigd tot aan het einde van het jaar. Mogelijk is daardoor weinig variatie zichtbaar tussen de verschillende subgroepen in november en december. 4

https://www.rivm.nl/gedragsonderzoek/tijdlijn-maatregelen-covid

TNO-rapport | R12396

54 / 88

Figuur 32 Maandelijks gemiddelde (+ SD) PM1 (a), PM2.5 (b), PM10 (c) en NO2 (d) concentraties in µg/m3 in de zes stedelijke subgroepen. De gekleurde kolom toont de gemiddelde waarde per maand, de afgetopte balk boven elke kolom de standaarddeviatie binnen elke maand bij elke subgroep.

TNO-rapport | R12396

Ook op de naar verwachting verkeersintensieve locaties worden in november en december 2021 relatief lage NO2 concentraties gemeten. Dit geldt met name voor de meetlocaties aan de aanrijroute naar het vliegveld. Nader onderzoek leert dat beide meetlocaties in deze subgroep gelijkende meetwaardes kennen in deze periode. Waarom op beide meetlocaties relatief lage NO2 concentraties gemeten worden is onduidelijk. De gemeten NO2 concentraties in Helmond zijn in november en december fractioneel hoger dan in Eindhoven. In januari en februari is de invloed van verkeersemissies wel duidelijk zichtbaar in Eindhoven: de meetlocaties met naar verwachting meer verkeer kennen de hoogst gemeten concentraties NO 2.

Figuur 33 Gemiddeld gemeten PM10 en NO2 concentratie per meetlocatie in µg/m3 in het stedelijk gebied van Eindhoven en Helmond. Ook de ratio tussen PM2.5 en PM10 is gegeven.

De invloed van verkeer is na inzoomen op de individuele meetlocaties ook zichtbaar. In Figuur 33 staat de gemiddelde PM10 en NO2 gemeten per ILM2 meetlocatie in 2021 gepresenteerd. Ook staat de ratio PM2.5/PM10 gegeven. NO 2 betreft enkel de maanden januari-februari en november-december. Locaties met veel verkeer kennen veelal hogere concentraties PM10 en NO2 alsmede een wat groter aandeel PM2.5 binnen de PM10 fractie. Dit geldt onder andere voor de meetlocatie aan de Kennedylaan. Figuur 34 toont een vergelijking van de gemiddeld gemeten NO2 weekgangen van de verkeersintensieve meetlocatie ILM008 EH Beukenlaan en de stadsachtergrondlocatie ILM017 EH Genneperweg, alsmede het regionale achtergrondstation ILM056 aan de Beekakkersweg in Reusel-de Mierden. De daggang van NO2 is op ILM008 meer uitgesproken dan op ILM017: met name gedurende de werkdagen zijn de ochtendspits en avondspits in de NO 2 meetgegevens van ILM008 waar te nemen. In het weekend is dit minder duidelijk zichtbaar. Soortgelijk verloop van concentraties is ook zichtbaar op andere verkeersintensieve locaties in Eindhoven, zoals ILM030 EH Botenlaan en ILM040 EH Kennedylaan. Op de meetlocaties waar verkeer minder invloed heeft, zoals ILM017 EH Genneperweg, zijn deze piekmomenten minder groot. Tegelijkertijd is er wel gelijkenis wat betreft de algemene gang van NO2 concentraties door de week.

Ook op een stadsachtergrondlocatie lijkt daarmee de invloed van het stadsverkeer, in combinatie met de heersende meteorologische condities, de daggang van NO 2 te beïnvloeden. Zoals zichtbaar is op ILM056 aan de Beekakkersweg in Reusel deze dagelijkse gang met een piek door de ochtend- en avondspits nauwelijks zichtbaar.

55 / 88

TNO-rapport | R12396

56 / 88

Figuur 34 Vergelijking van de gemiddelde weekgang van NO2 in µg/m3 tussen de verkeersintensieve meetlocatie ILM008 Beukenlaan en de stadsachtergrondlocatie ILM017 Genneperweg. Daarnaast staat de weekgang van de achtergrondlocatie ILM056 Reusel Beekakkersweg getoond.

De hoogste concentraties NO2 in Eindhoven in 2021 zijn gemeten aan De Ring rondom het stadscentrum. Binnen De Ring zijn de gemeten concentraties juist wat lager, waarbij de Vestdijk en Willemsstraat in dit gebied weer de hoogste concentraties kennen. De gemeten NO2 concentraties op de meetlocaties rondom het station zijn juist lager. Dit geldt ook voor de meetlocatie aan de Wal. Wellicht hangt dit verschil samen met de ingevoerde milieuzone op 1 januari 2021 rondom Eindhoven centrum (Figuur 34). Met ingang van 1 januari 2021 mogen alleen vrachtwagens, autobussen en touringcars vanaf emissieklasse 4 de milieuzone in rijden. Het handhavingsgebied betreft in 2021 het rode gebied, actieve handhaving is gestart op 1 mei. Tabel 10 toont de gemiddeld gemeten concentraties op meetlocaties in en rondom centrum Eindhoven in 2021 in relatie tot deze milieuzone. In Figuur 35 wordt de milieuzone getoond, Figuur 36 toont een vergelijking tussen de gemiddelde maandelijkse waardes PM10 en NO2 binnen de 3 subgroepen gedefinieerd in Tabel 10. Het wordt interessant de concentraties op deze locaties de komende jaren te volgen aangezien de regels voor de milieuzone verder worden aangescherpt. Tabel 10 Gemiddeld gemeten concentraties PM en NO2 in µg/m3 op meetlocaties in en rondom centrum Eindhoven in 2021, met daarbij de aanduiding waar ze liggen ten opzichte van de milieuzone.

ILM nr. ILM008 ILM030 ILM040

Meetlocatie EH Beukenlaan EH Botenlaan EH Kennedylaan

ILM028

EH Klokgebouw

ILM011 ILM024 ILM009 ILM012 ILM039 ILM029 ILM036

EH prof dr. Dorgelolaan EH Fellenoord EH Stationsweg EH Mathildelaan EH Willemstraat EH Wal EH Vestdijk

Locatie Ringweg Ringweg Ringweg Ringweg (op hoogte) Milieuzone Milieuzone Handhavingsgebied Handhavingsgebied Handhavingsgebied Handhavingsgebied Handhavingsgebied

PM1 11,1 10,1 14,3

PM2.5 13,4 12,1 16,8

PM10 17,9 17,8 21,7

NO2 26,4 22,4 29,9

12,9

15,4

20,3

22,6

11,2 11,4 11,2 10,6 12,0 9,8 13,6

13,6 13,9 13,4 13,0 14,6 12,2 16,4

18,0 18,7 17,9 17,7 19,5 17,6 21,5

19,4 20,2 18,2 16,6 25,6 19,6 24,0

TNO-rapport | R12396

Figuur 35 Milieuzone Eindhoven centrum met de ILM2 locaties in blauw. Het handhavingsgebied in 2021 is zichtbaar in rood, de handhaving wordt in 2022 vergroot met het lichtblauwe gebied. Bron: https://www.eindhoven.nl/stad-en-wonen/verkeer/milieuzone.

Figuur 36 Maandelijkse gemiddelde (±SD) voor PM10 (A) en NO2 (B) in µg/m3 in 2021 voor meetlocaties aan en binnen De Ring van Eindhoven, onderverdeeld naar de categorieën getoond in Tabel 10.