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

TNO PUBLIEK

Energy & Materials Transition Westerduinweg 3 1755 LE Petten Postbus 15 1755 ZG Petten

TNO-rapport R12396

www.tno.nl T +31 88 866 50 65

Regionaal Meetnet ILM2 in Zuidoost-Brabant: Jaarrapportage 2021

Datum

30 november 2022

Auteur(s)

Ruben Goudriaan, Jun Zhang, Janot Tokaya, Arjan Hensen, Daniëlle van Dinther, Sjaak Kaandorp, Marcus Blom, Arjan Plomp

Oplage Aantal pagina's Aantal bijlagen Opdrachtgever Projectnaam Projectnummer

1.0 88 (incl. bijlagen) 4 AiREAS – Consortium Regionaal Meetnet Zuidoost-Brabant AiREAS - ILM2 060.34603

Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan. © 2022 TNO

TNO PUBLIEK

TNO-rapport | R12396

2 / 88

Terminologie CAIREBox

Daggang Fijnstof (PM)

Grenslaag(hoogte)

ILM1

ILM2

Jaarprofiel van het daggemiddelde LML Meetlocatie

Normering

NO2 UFP Weekgang

Windroosanalyses

De CAIREBox is het meetplatform waarmee het Regionaal Meetnet is opgebouwd. De CAIREBox bevat sensoren voor metingen aan fijnstof en stikstofdioxide welke elke 10 minuten een meting uitvoeren. De daggang vertoont de gemiddelde gang van luchtvervuilende stoffen per uur over de dag. Fijnstof is een vorm van luchtvervuiling die bestaat uit deeltjes die blijven zweven. De afkortingen PM1, PM2.5 en PM10 staan voor de fijnstoffracties met deeltjesgroottes tot aan respectievelijk 1, 2.5 en 10 µm. De deeltjesgrootte is mede illustratief voor de bijdragende bron. Ook wel menglaag genoemd. In deze onderste laag van de atmosfeer is de invloed van het aardoppervlak direct merkbaar en zorgen turbulente wervels voor transport en menging van luchtverontreinigende stoffen. De grenslaag(hoogte) is de bovenkant van de grenslaag. Het ILM1 sensornetwerk is de voorloper van het huidige Regionaal Meetnet waarbij op 35 locaties in Eindhoven van 2013 tot en met 2018 de luchtkwaliteit gemeten werd. Dit is het huidige Regionaal Meetnet in Zuidoost-Brabant. Hierbij wordt op meer dan 40 meetlocaties de luchtkwaliteit gemeten en is aandacht voor zowel het stedelijk gebied, de invloed van de luchthaven als het buitengebied. In het jaarprofiel staan de daggemiddeld gemeten concentraties per stof getoond verdeeld over het jaar.

Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit, het referentie meetnet voor luchtkwaliteit van het RIVM. De meetlocatie geeft de plek aan waar de luchtkwaliteit bemeten wordt. Deze locaties hebben een uniek ID gevormd door de letters ILM plus een volgnummer. Normen geven aan tot welke concentraties luchtvervuilende stoffen, zoals fijnstof en stikstofdioxide, beperkt moeten worden om ernstige gezondheidsschade te voorkomen. De WHO advieswaarden uit 2021 (PM2.5: 5 µg/m3, PM10: 15 µg/m3, NO2: 10 µg/m3) zijn strenger dan de geldende wettelijke EU-Grenswaardes (PM2.5: 20 µg/m3, PM10: 40 µg/m3, NO2: 40 µg/m3). Stikstofdioxide. Deze stof komt vooral in de lucht terecht door uitlaatgassen van verkeer en industrie. Ultrafijnstof, met deeltjesgroottes tot aan 0,1 micrometer. De weekgang vertoond de gemiddelde gang van luchtvervuilende stoffen per uur over de week. Hierdoor wordt bijvoorbeeld het verschil in luchtkwaliteit tussen week- en weekenddagen inzichtelijk. Windroosanalyses onderzoeken hoe de concentraties per stof variëren over het jaar in relatie tot variaties in windrichting en windsnelheid. Daardoor wordt het mogelijk eventuele bronnen in de regio te identificeren.

TNO-rapport | R12396

3 / 88

Achtergrond Het consortium ILM2 bestaat uit AiREAS, gemeente Eindhoven, Provincie NoordBrabant, GGD Brabant-Zuidoost, RIVM, TNO, het IRAS instituut van de Universiteit Utrecht (UU-IRAS) en Omgevingsdienst Zuidoost-Brabant. ILM2 wordt uitgevoerd met financiële steun van de Provincie Noord-Brabant, gemeente Eindhoven, Omgevingsdienst Zuidoost-Brabant en deelnemende regiogemeenten: Asten, Bergeijk, Best, Boxtel, Cranendonck, Deurne, Eersel, Eindhoven (partner en deelnemer), Geldrop-Mierlo, Gemert-Bakel, Heeze-Leende, Helmond, Laarbeek, Meierijstad, Nuenen, Oirschot, Reusel-De Mierden, Son en Breugel, Valkenswaard, Veldhoven en Waalre. Daarnaast heeft een aantal gemeenten deelname in beraad of wacht op officiële besluitvorming. Met de aanleg van het Innovatief Luchtmeetnet 2.0 (ILM2) wordt de luchtkwaliteit in de regio Zuidoost-Brabant bemeten op meer dan 40 meetlocaties. De aandachtsgebieden zijn het stedelijk gebied, het gebied rond de luchthaven en het buitengebied met veel veehouderij. Alle data zijn daarbij openbaar beschikbaar, zoals via Dustmonitor en Samen Meten. ILM2 legt hiermee een unieke basis voor onderzoek naar en innovatie in de leefomgeving van Zuidoost-Brabant: door bewustwording van de heersende luchtkwaliteit, het bieden van handelingsperspectieven en/of verschillende samenwerkingsvormen wordt in cocreatie gewerkt aan een gezondere regio.

Het ILM2 is door het consortium geïnitieerd ter ondersteuning van beleid voor een gezondere samenleving. Met dat doel in het achterhoofd is het logisch dat ook veel van de deelnemende overheden bij de initiatiefnemers van het Schone Lucht Akkoord horen. Het doel van dit akkoord is om de luchtkwaliteit in Nederland permanent te verbeteren. Concreet streven de deelnemende partijen naar een gezondheidswinst van minimaal 50 procent in 2030 ten opzichte van 2016. Om dit te bereiken zijn er themagroepen ingericht en heeft het RIVM gezondheidsindicatoren ontwikkeld waarmee het rijk, provincies en gemeenten hun ambitie kunnen monitoren. Een belangrijk onderdeel in de rekenketen is het vaststellen van concentraties en blootstelling. Dat is mede waar het ILM2 aan moet gaan bijdragen. Dit rapport betreft de eerste jaarrapportage van het ILM2 voor het jaar 2021. In deze eerste rapportage wordt een uitgebreide toelichting gegeven op de meetlocaties zelf en de gebruikte meetapparatuur. Daarnaast worden de eerste analyses van de regionale luchtkwaliteit beschreven aan de hand van de metingen.

Rol RIVM en UU-IRAS in het onderzoek Dit rapport geeft de visie van TNO weer, zoals door de auteurs beschreven. Het RIVM en UU-IRAS waren als kennispartner bij het onderzoek betrokken en hebben vooraf geadviseerd over de opzet en uitvoering van het ILM2-meetnet. Als tegenlezers hebben het RIVM en UU-IRAS feedback gegeven op de conceptversie van het eindrapport. De eindverantwoordelijkheid voor de inhoud van de rapportage ligt bij TNO.

TNO-rapport | R12396

4 / 88

Samenvatting Het Regionaal Meetnet Zuidoost-Brabant Overzicht 2021 Het Innovatief Luchtmeetnet 2.0 (ILM2) onderzoekt de luchtkwaliteit in ZuidoostBrabant. Het doel hiervan is om de regionale luchtkwaliteit te bemeten en te analyseren en waar mogelijk handelingsperspectief te bieden om deze luchtkwaliteit te verbeteren. De meetlocaties van het ILM2 zijn bepaald door TNO, RIVM en UUIRAS. Via deze meetlocaties wordt de stedelijke luchtkwaliteit, luchtkwaliteit rond de luchthaven en de luchtkwaliteit in het buitengebied, waaronder de invloed van veehouderij hierin, onderzocht. Het ILM2 meetnet is gedurende 2021 verder uitgerold. Op 1 januari 2021 bestond het ILM2 meetnet uit 12 meetlocaties. Op 31 december 2021 waren dit er 44. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het meetplatform CAIREBox van TNO: op elke meetlocatie worden de concentraties van fijnstof in verschillende groottes, namelijk PM1, PM2.5, PM10, en stikstofdioxide, NO2, gemeten met sensoren. Ook wordt in het luchthavengebied UFP gemeten. Deze stoffen zijn voor een belangrijk deel verantwoordelijk voor de gezondheidslast gerelateerd aan luchtvervuiling en daarmee (regionale) luchtkwaliteit.

Het ILM2 meetnet in Zuidoost-Brabant getoond op OpenStreetMap. Alleen operationele locaties in 2021 zijn zichtbaar. De witte meetlocaties betreffen het stedelijk domein, de groene meetlocaties het buitengebied en de rode meetlocaties staan rond het vliegveld.

De plattegrond hierboven toont de meetlocaties waar gemeten is in 2021. Deze 44 meetlocaties zijn als volgt samengesteld: • Er zijn 23 meetlocaties actief in het stedelijk gebied. Dit zijn 19 locaties in Eindhoven van het reguliere meetnet. Deze locaties zijn bijvoorbeeld gericht op het meten van stadsachtergrondconcentraties, invloed van industrie of verkeer. Daarnaast staan er 4 gemeentelijk gefinancierde meetlocaties in Helmond.

TNO-rapport | R12396

• •

•

5 / 88

Er zijn 3 meetlocaties gerealiseerd in het gebied rond Eindhoven Airport. Op deze 3 meetlocaties is ook een UFP sensor aangesloten. De selectie van de meetlocaties in het buitengebied is gedaan op basis van de GCN kaart met de veehouderij bijdragen van stallen op de PM10 concentraties. Er zijn 14 meetlocaties in het buitengebied gerealiseerd: dit zijn 6 meetlocaties met een verwachte lage bijdrage PM10 vanuit veehouderij (<1 µg/m3), 6 meetlocaties met een verwachte middelhoge bijdrage PM10 (1-5 µg/m3) en 2 meetlocaties met een verwachte hoge bijdrage PM10 (>5 µg/m3). Daarnaast zijn 4 gemeentelijk gefinancierde meetlocaties geplaatst in de regio: 2 in Best (2 locaties gericht op verkeersinvloeden) en 1 in Reusel-de Mierden en 1 in Oirschot (beiden regionale achtergrond).

Aanpak analyses De analyse van de regionale luchtkwaliteit wordt uitgevoerd op verschillende schaalniveaus. Deze sluiten aan bij de opbouw zoals getoond in onderstaand figuur. De achtergrondconcentraties beschreven in dit rapport zijn bepaald door voor heel 2021 voor elk uur de laagste gemiddelde meetwaardes per stof in het gehele ILM2 meetnet te bepalen. De aanname daarbij is dat er op die momenten geen bijdrage van emissies uit de regio wordt gemeten op de meetlocatie waar deze laagste meetwaarde wordt verkregen. Hierdoor wordt inzicht verkregen in hoeverre concentraties van luchtvervuilende stoffen kunnen worden gereduceerd door interventies te doen in Zuidoost-Brabant zelf. Er wordt daarnaast een vergelijking gemaakt tussen de gemiddelde concentraties van de verschillende luchtvervuilende stoffen tussen en binnenin het stedelijk gebied, het buitengebied en het luchthavengebied. Binnen deze drie aandachtsgebieden wordt op individuele meetlocaties ingezoomd om een beeld te krijgen van meer lokale bijdrages.

Generieke opbouw van concentraties van (verkeersgerelateerde) luchtvervuilende stoffen (Bron: RIVM)

TNO-rapport | R12396

6 / 88

Werking meetnet in 2021 Een belangrijk aandachtspunt binnen het ILM2 meetnet is het meten van de luchtkwaliteit met sensoren in netwerkverband te evalueren en verder te optimaliseren. Over het algemeen is de operationele werking van de meetapparatuur zeer goed waardoor er veel meetgegevens beschikbaar zijn per meetpunt. De uptime per meetpunt ligt boven de 99% gemiddeld van begin 2021/ moment van installatie tot en met eind 2021. Dit betekent dat er voor 99 van de 100 mogelijke meetdagen meetgegevens zijn waarop een daggemiddelde zou kunnen worden berekend. De fijnstofsensoren werken naar behoren en vertonen sterke onderlinge vergelijkbaarheid. Dit is zichtbaar tijdens de kalibratieperiode en na plaatsing in het meetnet. Ook correleren de sensoren qua dagelijkse variatie goed met het LML aan de Genovevalaan, met een R van 0,80 op basis van daggemiddelde waardes voor de ILM2 meetlocatie naast het LML. Dit maakt de sensoren zeer goed bruikbaar om lokale en regionale patronen over de tijd heen te duiden. Uit verschillende analyses blijkt dat er ongeveer tot 20% sensor specifieke onzekerheid zit op de gemiddelde meetwaarden over een langere periode (een aantal maanden tot een jaar), waarbij sommige sensoren hoger en sommige lager meten dan de referentie (en daarmee tot elkaar). Op kortere tijdschalen kan er meer verschil optreden.

Bij het gebruik van de ILM2 meetgegevens voor de vaststelling en/of vergelijking van absolute concentraties PM10 op, met name, individuele meetlocaties moet met genoemde onzekerheid rekening gehouden worden. Van maart tot oktober zijn er afwijkingen zichtbaar in de NO2 metingen op veel meetlocaties in het ILM2 meetnet. Na onderzoek blijkt dat dit waarschijnlijk komt door interferentie van luchtvochtigheid met de metingen in deze periode. Daarmee was voor 2021 een beperkte dataset bruikbaar. In november heeft TNO een wijziging in het NO2 meetsysteem aangebracht, gemeten dag- en weekgangen in de aansluitende periode zijn aannemelijk. Desalniettemin is er in de toekomst verdere aandacht nodig om de NO2 data van het meetnet verder te verbeteren en het gebruik ervan te optimaliseren. De ervaringen in 2021 voor de UFP sensoren zijn goed te noemen waarbij geen uitgesproken afwijkingen zichtbaar waren. Eerste inzichten regionale luchtkwaliteit Vergelijking met normen De gebruikte sensoren zijn geen referentieapparatuur: het is desalniettemin aannemelijk dat op geen van de meetlocaties de wettelijke EU-Grenswaardes (jaargemiddelde PM2.5: 20 µg/m3, PM10: 40 µg/m3, NO2: 40 µg/m3) worden overschreden. Voor PM2.5 worden jaargemiddelde concentraties gemeten door het ILM2 tot 18,7 µg/m3, maar veelal lager. Voor PM10 is dit tot 24,5 µg/m3.

Voor NO2 is zoals hierboven beschreven een kortere tijdsperiode beschikbaar, daarin komen gemiddeld gemeten concentraties niet boven de 30 µg/m3. De WHO advieswaarden uit 2021 (jaargemiddelde PM2.5: 5 µg/m3, PM10: 15 µg/m3, NO2: 10 µg/m3) liggen veel lager dan de EU-Grenswaardes1. Daarmee zouden deze nieuwste WHO advieswaarden op veel locaties wel worden overschreden. Dit stemt overeen met het beeld voor grote delen van Nederland (Maas et al., 2022). 1

Bron: https://www.rivm.nl/ggd-richtlijn-medische-milieukunde-luchtkwaliteit-en-gezondheid/weten-regelgeving-luchtkwaliteit/europese-wetgeving-luchtverontreiniging

TNO-rapport | R12396

7 / 88

Fijnstof in de regio De metingen laten zien dat fijnstofconcentraties relatief homogeen zijn en als het ware als een deken over de regio heen liggen. De jaargemiddeld gemeten concentraties over alle meetpunten bezien waren respectievelijk 11,5 µg/m3, 13,9 µg/m3 en 19,3 µg/m3 voor PM1, PM2.5 en PM10. In de periode april tot en met juli zijn in het buitengebied de gemeten maandgemiddelde PM10 concentraties 5 tot 20% hoger dan in het luchthaven- en stedelijk gebied. De maandgemiddelde gemeten PM concentraties zijn tijdens de andere maanden van het jaar 2021 in stedelijk gebied, luchthavengebied en het buitengebied gelijkend. In Q1 en Q4 worden in alle gebieden relatief gezien meer fijne deeltjes gemeten (hogere PM2.5/PM10 ratio) wat waarschijnlijk samenhangt met een toename van emissies uit verbrandingsprocessen voor vervoer en verwarming. Gedurende 2021 zou volgens eerder beschreven aanpak minimaal 70% van de regiogemiddeld gemeten PM10 concentratie in Zuidoost-Brabant uit achtergrond bestaan en daarmee een oorzaak hebben die buiten de regio ligt. De dynamiek in deze achtergrondconcentraties over de tijd hangt sterk samen met variaties in windrichting. Bij noordoostelijke wind, komend over het continentale plat, komt er meer fijnstof de regio in en gaan de gemeten concentraties in de hele regio omhoog.

Daarnaast bewegen de regionale PM (achtergrond-)concentraties mee met de grenslaaghoogte, zowel door het jaar heen als op dagbasis. De lagere grenslaaghoogte in Q1 en Q4 valt samen met gemiddeld hogere PM concentraties in deze periodes. Per meetlocatie kan het aandeel achtergrond variëren: op meetlocaties nabij een lokale bron is het aandeel achtergrond in de gemiddeld gemeten concentraties kleiner dan op meetlocaties in afgelegen gebied. Stikstofdioxide in de regio De gemiddeld gemeten concentratie NO2 binnen het ILM2 meetnet in de maanden januari-februari en november-december is 21 µg/m3. Hierbij geldt dus de eerdere aantekening dat de NO2 meetwaarden met voorzichtigheid beschouwd moeten worden en vooral een indicatief beeld verstrekken. Op basis van de beschikbare meetresultaten voor NO2 tijdens deze vier maanden komt ongeveer 36% van de gemeten NO2 concentraties in Zuidoost-Brabant van buiten de regio (als regionale achtergrond) en 64% uit lokale emissies. Bij oostelijke wind zijn de hoogste regionale achtergrondconcentraties voor NO2 zichtbaar. Het is duidelijk dat lokale bronnen (verkeer) een prominentere rol spelen bij de gemeten NO2 concentraties dan voor PM. De gemiddeld gemeten NO2 concentraties zijn in het stedelijk gebied het hoogst (21,5 µg/m3) gevolgd door het terrein rond de luchthaven (19,1 µg/m3).

Op basis van metingen in Q4 is zichtbaar dat de NO2 concentraties in het buitengebied over het algemeen lager zijn, namelijk 14,6 µg/m3 gemiddeld over alle meetlocaties ten opzichte van 18,7 µg/m3 in het stedelijk gebied in dat kwartaal. Binnen stedelijk gebied en luchthavengebied zijn twee NO2 concentratiepieken zichtbaar op een gemiddelde (werk-)dag, welke te koppelen zijn aan de ochtend- en avondspits. De gemeten piek in de middag (rond 17.00 uur) ligt over het algemeen hoger dan de piek in de ochtend. De opeenstapeling van verkeersemissies over de dag heen, samen met de afnemende grenslaaghoogte in de namiddag/avond, zou dit verschil kunnen verklaren. In het buitengebied zijn deze twee pieken ook zichtbaar maar gemiddeld over alle meetlocaties minder uitgesproken.

TNO-rapport | R12396

8 / 88

Luchthavengebied De gemiddeld gemeten UFP-deeltjesaantallen op de 3 meetlocaties bij de luchthaven waren in 2021 vergelijkbaar en lagen rond de 14.000 deeltjes per cm 3 lucht. De meetlocaties aan de Scherpenering en de Luchthavenweg (respectievelijk 250m en 500m van de landingsbaan) meten regelmatig korte pieken van boven de 50.000 deeltjes per cm3. Op de Landardseweg (800-900m van de landingsbaan) worden dit soort pieken minder frequent waargenomen; mogelijk staat de meetbox net niet op de juiste locatie om dit te kunnen meten omdat zich een bosrijk gebied tussen de meetlocatie en startbaan bevindt. Het hoogst gemeten uurgemiddelde in het ILM2 is 90.000 deeltjes per cm3 aan de Scherpenering. In vergelijking met Schiphol zijn de gemeten aantallen deeltjes rond Eindhoven Airport lager: op 400m van de Polderbaan zijn daar halfjaarlijkse gemiddelden van meer dan 35.000 deeltjes per cm3 gemeten. Ook de piekwaarden zijn daar hoger: in Badhoevedorp (>1km van Schiphol) ligt het hoogst gemeten uurgemiddelde op 200.000 deeltjes per cm3 (van Dinther et al., 2019). Hierbij moet worden aangetekend dat in de Schiphol studies gebruik wordt gemaakt van een andere meettechniek waarbij ook deeltjes kleiner dan 10nm kunnen worden gemeten. De sensoren gebruikt in het ILM2 hebben een meetbereik vanaf 10nm.

Daarmee liggen de allerkleinste deeltjes uitgestoten door vliegtuigen niet binnen het meetbereik van de sensor (van Dinther et al., 2019). De analyses van de ILM2 meetgegevens maken wel aannemelijk dat de gebruikte UFP sensor inderdaad UFP afkomstig van vliegtuigen waarneemt rond Eindhoven Airport. De windrozen tonen aan dat de hoogste concentraties UFP vooral voorkomen bij wind uit de richting van de landingsbaan dan wel de pieren. De gemeten deeltjesaantallen liggen doordeweeks hoger dan in het weekend. Dit zou kunnen komen door een combinatie van meer vliegbewegingen en een grotere hoeveelheid wegverkeer doordeweeks. Stedelijk gebied Binnen het stedelijk gebied worden de laagste concentraties PM en NO 2 gemeten in stadsparken of andersoortige stedelijke achtergrondlocaties in Eindhoven. Waarschijnlijk wordt dit vooral veroorzaakt doordat zich weinig tot geen emissiebronnen bevinden in deze gebieden. In (verkeers-)belaste gebieden in Eindhoven zijn de jaargemiddeld gemeten PM10 concentraties 14% hoger dan op de stadsachtergrondlocaties. Dit valt binnen de genoemde 20% onzekerheid die voor individuele boxen geldt, maar omdat deze vergelijking veel locaties beslaat (15 (verkeers-)belaste locaties tegenover 4 stedelijke achtgrondlocaties) is het aannemelijk dat er een daadwerkelijke verhoging is.

Daarbij lijkt het zo dat er relatief meer kleine deeltjes worden gemeten op (verkeers-)belaste locaties. In de winter neemt de PM2.5/PM10 ratio toe: van 69% in de zomer naar 74% in de winter over alle meetlocaties in Eindhoven bezien. Bij de 4 meetlocaties in Helmond is deze toename ook zichtbaar: van 71% in de zomer naar 77% in de winter. Dit hangt waarschijnlijk samen met een toename van deeltjes uit verbrandingsprocessen, zoals van verkeer of verwarming, tijdens de winterperiode. Binnen het stedelijk gebied worden de hoogste concentraties NO2 gemeten op de meetlocaties aan De Ring in Eindhoven. Dit betreffen met name de meetlocaties aan de Beukenlaan en Kennedylaan. In de binnenstad, welke De Ring omsluit, zijn de gemeten NO2 concentraties veelal lager. Dit zou samen kunnen hangen met de milieuzone in de binnenstad van Eindhoven: daarmee zou naast verkeersintensiteit

TNO-rapport | R12396

9 / 88

compositie van wegverkeer, waarbij meer vervuilende auto’s en vrachtwagens uit de binnenstad worden geweerd, een rol kunnen spelen. Aan het einde van het jaar zijn gemeten NO2 concentraties op alle stedelijke meetlocaties relatief laag. Mogelijk houdt dit verband met de maatregelen ingevoerd rond COVID-19 in november en december 2021. Buitengebied In het buitengebied wordt onderzocht of de bijdrage van veehouderij aan heersende PM concentraties in beeld kan worden gebracht. Kijkend naar de fijnere fracties PM1 en PM2.5 is deze invloed niet direct zichtbaar. De locaties benedenwinds van veehouderijen laten geen substantieel andere temporele patronen zien dan de andere locaties in het buitengebied. Voor PM10 is dit op sommige meetlocaties wel het geval. Op een aantal meetlocaties in de nabijheid van veehouderijen zijn op regelmatige basis kortstondige concentratiepieken van PM10 zichtbaar welke niet worden gemeten op meetlocaties die niet bij veehouderij in de buurt staan. De windrozen laten zien dat deze verhogingen worden gemeten en mogelijk samenhangen met wind uit de richting van de stallen. Tegelijkertijd vertonen niet alle meetlocaties gericht op veehouderij deze concentratiepieken van PM10. Wellicht hangt dit samen met het type veehouderij of de afstand tot de meest nabije stal; dit moet verder onderzocht.

Ook het aandeel van deze bijdrage op gemiddelde concentraties in de regio als geheel behoeft onderzoek. Dit vergt in de komende jaren nadere analyses in combinatie met specifieke informatie over de ligging en type van de omliggende veehouderijen met een jaarronde dataset voor alle meetlocaties in het buitengebied. Aanbevelingen Het ILM2 meetnet is geïnitieerd ter ondersteuning van het werken aan een gezondere samenleving. Door bewustwording van de heersende luchtkwaliteit in combinatie met verschillende samenwerkingsvormen wordt in co-creatie gewerkt aan een gezonder Zuidoost-Brabant. Dit sluit aan bij de doelen van het Schone Lucht Akkoord waarbij wordt gesproken over het samen streven naar een gezondheidswinst van minimaal 50 procent in 2030 ten opzichte van 2016. Met het operationeel meten op meer dan 40 meetlocaties in 2021 is een eerste stap gezet om meer inzicht te verkrijgen in de heersende luchtkwaliteit in de regio. Op dit moment is er geen aanleiding om het meetnet in haar huidige opzet wezenlijk te gaan veranderen danwel meetlocaties te verplaatsen. Een waardevolle aanvulling op de verzamelde meetgegevens over luchtkwaliteit is om meer contextuele informatie beschikbaar te krijgen per aandachtsgebied: dit gaat bijvoorbeeld over verkeersintensiteit, verkeerssamenstelling, aantallen vluchten, staltypes en aantallen dieren.

Daarmee kunnen verbanden in tijd en ruimte tussen luchtkwaliteit en mogelijke bronnen onderzocht worden. Het inzichtelijk maken van de relatie tussen luchtkwaliteit en activiteiten in de leefomgeving kan daarbij helpen om het grote publiek bewust te maken van mogelijke impact van eigen keuzes. Dit kan bijvoorbeeld ook via fysieke installaties in de leefomgeving waar luchtkwaliteit zichtbaar wordt gemaakt op basis van ILM2 data danwel het vormgeven van pilot projecten, bijvoorbeeld met scholen. Het positioneert het ILM2 als middel om de verbinding met de samenleving te vergroten als het gaat over het zetten van stappen richting schonere lucht. Het verbinden met

TNO-rapport | R12396

10 / 88

burgermeetdata is een andere optie, waarbij modellering kan zorgen voor een integrale verwerking van meetgegevens van verschillende partijen tot gezamenlijke inzichten in kaartvorm. Het behalen van de meeste gezondheidswinst gerelateerd aan de luchtkwaliteit hoeft niet alleen te gaan over het verminderen van concentraties (ultra)fijnstof en NO2 in de atmosfeer: niet overal heeft luchtvervuiling dezelfde impact. Dit hangt bijvoorbeeld ook samen met waar en wanneer mensen daadwerkelijk worden blootgesteld aan slechte lucht. Zie bijvoorbeeld de rapportage van de GGD over blootstelling in Brabant hoe dit op jaargemiddelde basis in kaart kan worden gebracht (Denissen, 2022). En de schadelijkheid van fijnstof is mede afhankelijk van de deeltjesgrootte en chemische samenstelling wat weer verband houdt met het type bron. Een gezondheidsgerichte aanpak rond luchtkwaliteit richt zich daarmee naast het verlagen van heersende concentraties van luchtvervuilende stoffen op het verminderen van blootstelling en het identificeren van bronnen met de meeste gezondheidsimpact. Het ILM2 biedt een basis om dit soort ontwikkelingen in gang te zetten door de fijnmazigheid en frequentie van meten. In verbinding met de regio wordt aangeraden de mogelijkheden hiervoor te onderzoeken.

Uit deze eerste jaarlijkse analyse komen een aantal aandachtspunten als het gaat om de luchtkwaliteit voor de onderzoeksgebieden stedelijk gebied, luchthavengebied en buitengebied: •

•

•

Binnen het stedelijk gebied is verkeer, volgens verwachting, een belangrijke bron voor de lokaal heersende luchtkwaliteit. De Ring in Eindhoven lijkt daarbij op basis van de 2021 metingen een eerste aandachtspunt aangezien daar de hoogste concentraties gemeten worden, met name aan het kruispunt aan de Kennedylaan. In de aankomende jaren zal bekeken worden of hier structureel hogere concentraties gemeten worden. In het luchthavengebied is de invloed van vliegverkeer op verhogingen in UFP zichtbaar. Wat nog niet kan worden vastgesteld is hoe ver deze invloed reikt in de regio. Voor een eerste indicatie van deze verspreiding is het gebruik van verspreidingsmodellen een optie, met name om te zien of er substantiële verhogingen in UFP te verwachten zijn in woon- en werkgebieden rond de luchthaven. Daarnaast is het aan te bevelen de scheiding tussen bijdrage vanuit luchtvaart en wegverkeer verder specifiek te maken als vervolgstap daarop. Met een volledige dataset in 2022 zal er voor het buitengebied verdere uitwerking plaatsvinden. Daarbij zal er aandacht moeten zijn voor het type veehouderij en de afstand van stal tot de meetlocatie om meer inzicht te verkrijgen over wanneer er wel of juist geen verhoogde concentraties van, met name, PM10 zichtbaar zijn. Dit kan handvaten bieden om best practices te identificeren danwel knelpunten te duiden.

TNO-rapport | R12396

11 / 88

Inhoudsopgave Terminologie ............................................................................................................ 2 Achtergrond ............................................................................................................. 3 Samenvatting ........................................................................................................... 4 1

Inleiding .................................................................................................................. 12

2 2.1 2.2 2.3

Methode en Meetlocaties ...................................................................................... 14 Meten met sensoren ................................................................................................ 14 Meetlocaties ILM2 .................................................................................................... 16 Aanpak analyse regionale luchtkwaliteit .................................................................. 22

3 3.1 3.2

Performance meetnet ............................................................................................ 25 Data beschikbaarheid .............................................................................................. 25 Data kwaliteit ........................................................................................................... 26

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

Regionale luchtkwaliteit 2021 ............................................................................... 34 Algemeen beeld Zuidoost-Brabant .......................................................................... 34 Vergelijking onderzoeksgebieden in Zuidoost-Brabant ........................................... 43 Het luchthavengebied – ruimtelijke en temporele variatie ....................................... 48 Het stedelijk gebied – ruimtelijke en temporele variatie .......................................... 53 Het buitengebied – ruimtelijke en temporele variatie .............................................. 58

5 5.1 5.2

Conclusies en aanbevelingen .............................................................................. 64 Conclusies ............................................................................................................... 64 Aanbevelingen ......................................................................................................... 67

6

Referenties ............................................................................................................. 69

7

Ondertekening ....................................................................................................... 73

Bijlage I: Kalibratie sensoren voor plaatsing in ILM2 ........................................................ 74 Bijlage II: Evaluatie PM10 aan LML Genovevalaan ............................................................. 78 Bijlage III: Data dekking per meetlocatie per kwartaal ....................................................... 84 Bijlage IV: Factsheets ILM2 meetlocaties 2021 ................................................................... 88

TNO-rapport | R12396

1

12 / 88

Inleiding Het Innovatief Luchtmeetnet 2.0 (ILM2) is geïnitieerd ter ondersteuning van beleid voor een gezondere samenleving. Het is een voortzetting van het Innovatief Luchtmeetnet 1.0 (ILM1) in Eindhoven. Waar ILM1 bestond uit 35 meetlocaties binnen de stad Eindhoven onderzoekt ILM2 de regionale luchtkwaliteit met meetlocaties in meer dan 15 gemeentes in Zuidoost-Brabant. Deze meetlocaties zijn ingericht met sensoren die fijnstof (PM) en stikstofdioxide (NO2) meten. Deze stoffen zijn voor een belangrijk deel verantwoordelijk voor de gezondheidslast gerelateerd aan luchtvervuiling in Nederland (Fischer et al., 2015). Ook is er op 3 locaties in het luchthavengebied ultrafijnstof (UFP, deeltjes kleiner dan 100 nm) gemeten, omdat vliegtuigen UFP uitstoten (van Dinther et al., 2019; Voogt et al., 2019). Het uiteindelijke doel is om de regionale luchtkwaliteit in Zuidoost-Brabant te bemeten en te analyseren, eventuele knelpunten te identificeren en waar mogelijk handelingsperspectief te bieden om deze knelpunten op te heffen. Er is daarbinnen specifieke aandacht voor de invloed van de stedelijke gebieden, de luchthaven en de intensieve veehouderij in het buitengebied op de luchtkwaliteit in deze regio. De stijging in het gebruik van sensoren in meetneten wordt met name gedreven door een toenemende bewustwording van de invloed van de heersende luchtkwaliteit op de gezondheid.

Stedelijke luchtkwaliteit krijgt daarbij over de hele wereld veel aandacht, waarbij verkeer en industrie worden gezien als de belangrijkste bronnen van luchtvervuilende stoffen. Soortgelijke netwerken als het ILM2 zijn de laatste jaren gerealiseerd in veel steden rond de wereld (Morawska et al., 2018). In vergelijking met de stedelijke luchtkwaliteit is er tot op heden relatief weinig aandacht voor het buitengebied (Strosnider et al., 2019). In zijn algemeenheid wordt aangenomen dat de luchtkwaliteit in het buitengebied beter is dan in de stad (Beattie et al., 2001). Toch blijkt uit verschillende studies dat ook de rurale luchtkwaliteit aandacht behoeft. Zo observeren verschillende onderzoekers dat emissies uit intensieve veehouderij negatieve gevolgen kunnen hebben voor de lokale luchtkwaliteit en de gezondheid van omwonenden (Lelieveld et al., 2015; Air Quality Expert Group, 2018; Maassen et al. 2016; Hagenaars et al., 2017; Wouters et al., 2019). Ook droogte kan leiden tot hogere waardes van fijnstof in het buitengebied (Cain, 2020). De inzet van sensoren om de luchtkwaliteit te monitoren heeft zich snel ontwikkeld in het afgelopen decennium.

Hoewel deze technologie nog niet geschikt is om op geaccrediteerde wijze de heersende luchtkwaliteit vast te stellen, kan deze technologie wel gebruikt worden om indicaties te krijgen en invloed van uiteenlopende activiteiten op de luchtkwaliteit in beeld te brengen. De kalibratie en werking van sensoren zijn onder andere onderzocht en gepubliceerd in (internationale) vergelijkingsstudies (Borrego et al., 2016; Hamm et al., 2016; Giordano et al., 2021). Daarbij zijn er nog wel belangrijke uitdagingen zichtbaar: de betrouwbaarheid van de PM meetresultaten varieert in deze studies per type sensor en heersende veldcondities. Het meten van NO2 met sensoren kent over het algemeen nog uitdagingen met de lange-termijn stabiliteit, (her-)kalibratie en onderhoud van de sensoren (Fattoruso et al., 2020; Nowack et al., 2021). Het resultaat is dat binnen meetstudies vaak slechts enkele maanden aan NO2 meetgegevens bruikbaar zijn (van Zoest et al., 2019; van Ratingen et al., 2021). Een belangrijk aandachtspunt binnen het ILM2 meetnet is dan ook de kwaliteit van

TNO-rapport | R12396

13 / 88

het meten van de luchtkwaliteit met sensoren in netwerkverband te evalueren en verder te optimaliseren. Binnen het ILM2 meetnet wordt gebruik gemaakt van het meetplatform CAIREBox. Dit meetplatform is ontwikkeld door TNO en haar rechtsvoorganger ECN om de betrouwbaarheid en operationele inzetbaarheid van sensoren voor het meten in de buitenlucht te vergroten. De fijnstofsensor in de CAIREBox onderscheidt de concentraties fijnstof in de fracties PM1 (fijnstof met een diameter tot 1 µm), PM2.5 (fijnstof met een diameter tot 2,5 µm) en PM10 (fijnstof met een diameter tot 10 µm). De NO2-sensor maakt gebruik van een door TNO gepatenteerde techniek om de NO2-concentratie te kunnen meten. Tijdens het ILM1, lopend van 2013 tot en met 2018, zijn de CAIREBoxen ook ingezet in Eindhoven (zie ook www.aireas.com; Otjes, 2014; Otjes, 2015; Van Dinther et al., 2017). Ook in andere publicaties is de toepassing van CAIREBoxen in meetnetten uitgebreid beschreven (Van Dinther en Plomp, 2019; Van Zoest et al., 2019; Van Zoest, 2020). De selectie van meetlocaties van het ILM2 is opgezet door TNO, RIVM en UU-IRAS met input van GGD, de Gemeente Eindhoven, de Provincie Noord-Brabant en de ODZOB. Het ILM2 meetnet is sinds september 2020 opgebouwd en deze uitrol is verder voortgezet in 2021. Dit betekent dat de lengte van de meetreeks per meetlocatie in 2021 varieert afhankelijk van de installatiedatum.

De meetgegevens per meetlocatie zijn via verschillende webapplicaties real-time verkrijgbaar. Dit betreft onder andere het portaal https://ilm2.site.dustmonitoring.nl/ van TNO en het portaal https://samenmeten.rivm.nl/ van RIVM. TNO beschrijft de voortgang en bevindingen van het ILM2 meetnet in jaarlijkse rapportages. Hierin is aandacht voor de operationele performance van het meetnet en kwaliteitsduiding van de meetgegevens. Er worden trendanalyses van de meetgegevens op locatie, tijd en windrichting uitgevoerd om de heersende luchtkwaliteit in Zuidoost-Brabant te omschrijven en te analyseren. Ook wordt er onderzocht welke bronnen van belang zijn. Dit eerste jaarrapport presenteert de totstandkoming van het meetnet en de metingen en analyses van de luchtkwaliteit in de regio Zuidoost-Brabant voor het jaar 2021.

TNO-rapport | R12396

2

Methode en Meetlocaties

2.1

Meten met sensoren

2.1.1

Het CAIREBox meetplatform Op de meetlocaties van het ILM2 wordt de luchtkwaliteit bemeten via het meetplatform CAIREBox. Dit meetplatform is ontwikkeld door en eigendom van TNO en haar rechtsvoorganger ECN. TNO werkt samen met Admatec Europe BV voor de verzorging van deze apparatuur voor ILM2.

14 / 88

Het meetplatform kan verschillende types sensoren bevatten: de CAIREBoxen gebruikt in het ILM2 zijn uitgerust met sensoren voor het meten van fijnstof en NO2. Daarnaast wordt op 3 locaties UFP gemeten via een additionele sensor. Elke box bevat ook sensoren om de luchtvochtigheid en temperatuur in de box te meten. De CAIREBox is uitgerust met een accu Figuur 1 Een CAIREBox van het waarmee deze indien volgeladen minimaal 18 Regionaal Meetnet uur kan werken zonder stroomvoorziening. Zuidoost-Brabant. Daardoor kan de CAIREBox op uiteenlopende locaties worden opgehangen; binnen het ILM2 is dit meestal aan een lichtmast. Op iedere meetlocatie wordt per 10 minuten voor iedere component de meetwaarde vastgesteld. Via het gsm-netwerk worden de meetgegevens vervolgens verzonden naar een server van TNO en ontsloten via verschillende online kanalen. 2.1.2

Sensoren en kalibratie Voor plaatsing binnen het ILM2 netwerk worden de sensoren van iedere CAIREBox gekalibreerd. Deze kalibratie vindt plaats aan een kalibratierek in Alkmaar. Hier worden de meetwaardes van elke sensor voor een periode van tenminste 2 weken, uitgaande van afdoende variatie in concentraties, vergeleken (genormeerd) met referentieapparatuur van TNO in de buitenlucht. De boxen zijn voor plaatsing in het meetnet in series van ongeveer 10 stuks per keer gekalibreerd. Deze kalibratie is gefaseerd uitgevoerd. Dit is uitgevoerd voor zowel de verschillende fijnstoffracties als voor NO2. De UFP-sensoren zijn apart gekalibreerd door Oxility BV. Deze sectie beschrijft per doelstof de gebruikte sensor, eventuele additionele informatie over de meetmethode en de manier van kalibreren. Fijnstof (PM): • De fijnstof sensor die wordt gebruikt in de CAIREBox is de Shinyei PPD42 sensor. Deze optische sensor (uitgerust met IR LED en photo-transistor detector) meet de aantallen deeltjes in een aantal kanalen (naar deeltjesgrootte). Deze kanalen zijn ingedeeld naar PM1, PM2.5 en PM10 en de gemeten deeltjes-aantallen worden omgerekend naar de gebruikelijke eenheid in massaconcentratie in de buitenlucht (µg/m3). • De commercieel verkrijgbare fijnstof sensor is gemodificeerd met zelfontwikkelde hardware.

Met behulp van deze hardware wordt de sensor uitgelezen en wordt een automatische, periodieke controle uitgevoerd op de werking van de sensor. De flow door de sensor en droging van de fijnstofdeeltjes wordt gecreëerd met behulp van een heater. Daarbij is de

TNO-rapport | R12396

•

15 / 88

temperatuur in de box enkele graden hoger dan de buitenlucht. Hierdoor heeft (over)verzadiging van de luchtvochtigheid geen invloed op de fijnstofmetingen, zoals bijvoorbeeld bij mist. Voor plaatsing in het ILM2 wordt de berekende massaconcentratie fijnstof vergeleken met en gekalibreerd op een Fidas® 200 S (Figuur 2). Daarbij wordt voor de individuele deeltjeskanalen de correcte kalibratiefactoren bepaald voorafgaand aan inzet in het meetnet om de correcte concentratie vast te kunnen stellen. Het ruwe signaal van sensoren in het ILM2 wordt in de basis als volgt omgerekend naar de hoeveelheid fijnstof: de berekende waarde = ∑ ( sensorwaarde (per kanaal) x omrekening (naar gewicht) x kalibratiefactor (per kanaal) + (eventueel) intercept (per kanaal) )

Figuur 2 De kalibratieopstelling van de CAIREBoxen in Alkmaar. De Fidas® 200 S is zichtbaar op de voorgrond.

Stikstofdioxide (NO2): • De NO2 sensor die wordt gebruikt binnen het ILM2 is de City Tech NO2 3E50. Deze elektrochemische sensor meet een elektrische stroom en dit signaal draagt lineair bij aan de omrekening naar massaconcentratie in de buitenlucht (µg/m3). De NO2 sensoren zijn gecombineerd met een gepatenteerde module, waardoor de invloed van kruisgevoeligheid wordt beperkt en het nul-signaal regelmatig wordt vastgesteld. De luchtflow over de sensor wordt met behulp van een ventilator gecreëerd en alternerend over een strip-cartridge (die de NO2 eruit scrubt) gehaald. Daardoor ontstaat een luchtflow met en zonder NO2 welke alternerend door de sensor wordt bemeten. Het verschilsignaal wordt gebruikt voor de bepaling van de NO2 concentratie in de buitenlucht. • Tijdens de kalibratieperiode wordt de berekende massaconcentratie NO2 vergeleken met en gekalibreerd in vergelijking met de NO2 meetgegevens van een EcoPhysics CLD 700 AL. Daarbij worden de kalibratiefactoren bepaald om het ruwe meetsignaal van de sensor om te rekenen naar gewichtsconcentraties gelijkend aan die gemeten door de EcoPhysics CLD 700 AL. Eventuele outliers in de meetreeks, zoals extreem hoge meetwaardes of negatieve waardes, worden hierbij niet meegenomen.

Het ruwe sensorsignaal wordt in de basis als volgt omgerekend naar de hoeveelheid NO2: de berekende waarde = sensorwaarde x kalibratiefactor + (eventueel) intercept

TNO-rapport | R12396

16 / 88

Ultrafijnstof (UFP): • De UFP-sensoren (type NanoMonitor van Philips/Oxility) zijn ondergebracht in aparte boxen welke parallel worden aangesloten aan een CAIREBox. De sensor meet continu UFP op basis van geïnduceerde lading op deeltjes in lucht en ladingoverdracht op elektrodes. De elektrodes hebben een voltage dat geschikt is voor het meten van UFP. Het meetbereik is 10 tot 300nm. Deeltjes kleiner dan 10nm, welke ook kunnen voorkomen in de buurt van vliegvelden (Van Dinther er al., 2019; Tromp et al., 2021), kunnen daarmee met deze sensor niet gemeten worden. • De kalibratie van de UFP-sensoren voor ILM2 is uitgevoerd door Oxility B.V. De sensoren zijn gekalibreerd met behulp van een FMPS spectrometer voor absolute deeltjesaantallen per kubieke centimeter (#/cm3). De metingen van de UFP sensoren zijn na levering door Oxility B.V. met elkaar vergeleken in een korte vergelijkingsstudie in de buitenlucht voor plaatsing in het ILM2 meetnet. De resultaten van de kalibraties voor PM, NO2 en de vergelijkingsstudie voor UFP staan gepresenteerd in Bijlage I. Na afronding van de kalibratieperiode in Alkmaar zijn de CAIREBoxen in serie geïnstalleerd op de meetlocaties van het ILM2. De plaatsingsdatum per locatie is zichtbaar in sectie 2.2. Een achttal boxen heeft gedurende het jaar 2021 voor enige periode aan het referentierek bij het LMLstation aan de Genovevalaan gehangen.

Hier wordt onderzocht hoe de meetgegevens van de CAIREBoxen zich verhouden tot de meetgegevens van dit LML-station. Daarnaast fungeren deze boxen als direct inzetbare reservevoorraad binnen het ILM2 meetnet. 2.2

Meetlocaties ILM2 Binnen het ILM2 zijn 41 vaste meetlocaties beoogd. Het doel van deze locaties is de staat van de regionale luchtkwaliteit te onderzoeken met aandacht voor stad, vliegveld en buitengebied. Indien mogelijk wordt daarbij gekeken of eventuele emissiebronnen geïdentificeerd kunnen worden. Daarnaast zijn er 8 extra meetlocaties gerealiseerd in directe opdracht van gemeenten. Van deze 49 beoogde meetlocaties is er op 44 locaties in 2021 daadwerkelijk gemeten (zie Figuur 4). Het moment van plaatsing varieert per meetlocatie. Dit komt doordat niet alle CAIREBoxen gelijktijdig klaargemaakt en gekalibreerd konden worden, door het niet gelijktijdig besluiten tot deelname van de deelnemende gemeentes en eventuele praktische uitdagingen die gaandeweg opgelost moesten worden.

2.2.1

Stad en luchthaven Eindhoven De meetlocaties voor ILM2 in de stad en rond het vliegveld zijn gebaseerd op de beoogde ontwikkelingen binnen de gemeente Eindhoven en de ervaringen met de metingen uit het ILM1. In 2021 waren 22 meetlocaties actief (zie Figuur 3), in totaal zijn er 25 permanente meetlocaties voorzien. Deze meetlocaties zijn, in afstemming met de gemeente Eindhoven, geïdentificeerd door TNO, RIVM en UU-IRAS. In onderstaande alinea’s zijn de geselecteerde meetlocaties binnen het stedelijk gebied Eindhoven en de motivatie voor deze meetlocaties gegeven. Binnenstad: Op basis van voorziene grootschalige ruimtelijke verdichtingen (tot 2040 naar verwachting 35.000 woningen extra binnen De Ring) en rondom het station (zowel aan de zuidzijde als aan de noordzijde 10.000-12.000 woningen erbij in woontorens in 2025) zijn diverse meetlocaties binnen de ring ingericht. Dit zijn

TNO-rapport | R12396

17 / 88

relatief drukke locaties waarbij naar verwachting soms een overschrijding van NO2 te zien zal zijn. Meetlocatie Locatie Plaatsing ILM009 EH Stationsweg 11-12-2020 ILM011 EH prof dr. Dorgelolaan 21-12-2020 ILM012 EH Mathildelaan 11-12-2020 ILM024 EH Fellenoord 21-12-2020 ILM029 EH Wal 16-12-2020 ILM036 EH Vestdijk 14-10-2020 ILM039 EH Willemstraat 12-10-2020 Verkeersintensief: Als resultaat van de verwachte ontwikkeling van een autoluw en emissievrij stadscentrum zal het autoverkeer (deels) uit het stadscentrum naar buiten worden gedrukt. Het kan dus op de Ring drukker gaan worden waardoor de emissies naar lucht en het geluid mogelijk zullen toenemen. De Genovevalaan is een relatief drukke weg noordelijk van de ring. Hier heeft TNO een meetrek tot haar beschikking welke naast een referentie station van het LML staat. Aan dit meetrek kunnen meerdere CAIREBoxen parallel worden geplaatst, zowel ter referentie als reserve. Meetlocatie ILM008 ILM030 ILM037 ILM040

Locatie EH Beukenlaan EH Botenlaan EH Genovevalaan EH Kennedylaan

Plaatsing 25-1-2021 7-1-2021 8-10-2020 12-10-2020

Luchthaven: Langs de luchthaven zijn 3 meetlocaties ingericht. Aan deze meetlocaties is in juli 2021 een NanoTracer UFP-sensor toegevoegd. Ultrafijnstof metingen zijn een belangrijk onderdeel in het vaststellen van luchtkwaliteit rond vliegvelden. Dit wordt bevestigd in recente onderzoeken rond Schiphol (Tromp et al., 2021; Voogt et al., 2019; van Dinther et al., 2019). Op dit moment wordt verondersteld dat de NO2 emissies vanuit vliegtuigen relatief laag zijn in vergelijking met de emissies vanuit stadsverkeer; dit kan mede onderzocht worden via deze metingen. Meetlocatie ILM002 ILM025 ILM014

Locatie EH Scherpenering EH Luchthavenweg EH Landardseweg

Plaatsing 8-10-2020 9-10-2020 20-1-2021

Aanrijroute luchthaven: De gemeente Eindhoven houdt er rekening mee dat in de toekomst de luchtvaart opnieuw zou kunnen gaan groeien. Lucht- en landzijdige bereikbaarheid zijn onlosmakelijk aan elkaar verbonden. Meer/minder vliegverkeer betekent meer/minder autoverkeer. De invloed van het wegverkeer van en naar de luchthaven wordt op twee locaties gemonitord. Meetlocatie Locatie Plaatsing ILM023 EH Anthony Fokkerweg 25-1-2021 ILM022 EH Meerhovendreef 11-1-2021 Industrie: Daarnaast zijn een aantal meetlocaties ingericht om bepaalde puntbronnen te bemeten. Aan de Kanaaldijk is een meetlocatie geplaatst benedenwinds van de DAF-fabriek. Op het Klokgebouw (dit is de enige meetlocatie in het meetnet op hoogte) is een meetlocatie ingericht tegenover de biomassacentrale op Strijp-T. Meetlocatie ILM019 ILM028

Locatie EH Kanaaldijk EH Klokgebouw

Plaatsing 6-1-2021 4-2-2021

TNO-rapport | R12396

18 / 88

Figuur 3 Overzicht van de meetlocaties in het stedelijke gebied van Eindhoven en Helmond gepresenteerd op OpenstreetMap. De rode locaties zijn ingericht rond Eindhoven Airport.

TNO-rapport | R12396

19 / 88

Stadsachtergrond: Op de achtergrondlocaties in de stad wordt weinig invloed van lokale bronnen, zoals verkeer, verwacht. Daardoor kan het verschil met meer drukke locaties, zoals in het centrum of bij de ring, worden onderzocht. Er zijn twee stadsachtergrond locaties in parken geselecteerd. Daarnaast zijn er twee meetlocaties met te verwachten lage concentraties uit het ILM1 netwerk opnieuw ingericht. Aan de meetlocatie aan de Maaseikstraat werden tijdens het ILM1 de laagste PM2.5 en PM10 concentraties gemeten. De meetlocatie aan de Finistérelaan kende de laagst gemeten NO2 concentraties (van Dinther et al., 2017). Meetlocatie Locatie Plaatsing ILM004 EH Finistérelaan 7-1-2021 ILM007 EH Oirschotsedijk 11-1-2021 ILM017 EH Genneperweg 11-1-2021 ILM032 EH Maaseikstraat 16-12-2020 Snelweg (niet actief in 2021): Een onderzoeksdoel is om de impact en de reikwijdte van de invloed van de snelwegen rond Eindhoven te onderzoeken: daarbij wordt gemeten op 3 meetlocaties loodrecht op de rijbaan (beneden- en bovenwinds). Deze meetlocaties zijn voorzien nabij de High Tech Campus. Door een langdurig traject rond het verkrijgen van de juiste vergunning bij Rijkswaterstaat zijn er nog geen CAIREBoxen geïnstalleerd op deze locaties in 2021. Meetlocatie NTB NTB NTB 2.2.2

Locatie High Tech Campus 1 High Tech Campus 2 Waalre

Plaatsing -

Meetlocaties in de regio In 2021 zijn 14 meetlocaties geïnstalleerd in de regio. Voor het selecteren van deze meetlocaties is gebruik gemaakt van de GCN-kaart voor fijnstof afkomstig van veehouderijstallen van het jaar 2019 (beschikbaar gesteld door RIVM). De te verwachten bijdrage aan PM10 concentraties vanuit veehouderijen was leidend in de locatiekeuze. Er is daarnaast gekeken naar de ruimtelijke verdeling over het gebied en over de deelnemende gemeentes. Ook zijn er meetlocaties geselecteerd die binnen bovenstaande randvoorwaarden invloed van verkeersstromen in beeld kunnen brengen. In onderstaand overzicht worden de meetlocaties nader toegelicht. Hoge bijdrage (> 5 µg/m3): Deze meetlocaties zijn geselecteerd op plekken waar een hoge bijdrage aan concentraties PM10 vanuit emissies gerelateerd aan veehouderij worden verwacht op basis van de GCN kaart. De locaties in Asten en Someren konden in 2021 nog niet worden geplaatst. Meetlocatie ILM044 ILM054 NTB NTB

Locatie Heeze-Leende – Ronde Bleek Deurne - Paardekopweg Asten – Meijelseweg Someren - Gezandebaan

Plaatsing 7-6-2021 20-10-2021 -

Middelhoge bijdrage (1-5 µg/m3): Daarnaast zijn er meerdere meetlocaties geselecteerd met een naar verwachting middelhoge bijdrage van veehouderij in de nabije omgeving. Bij de meetlocatie in Son en Breugel kan mogelijk ook de invloed van de nabijgelegen snelweg in beeld worden gebracht.

TNO-rapport | R12396

Meetlocatie ILM003 ILM010 ILM033 ILM042 ILM043 ILM045

20 / 88

Locatie Best – Kapelweg Reusel – Mierdseweg Son - Sonniuswijk Gemert-Bakel – Keizersven Oirschot – Krukkerd Meijerijstad – Zonveldstraat

Plaatsing 10-3-2021 17-3-2021 15-3-2021 7-6-2021 20-10-2021 28-5-2021

Lage bijdrage (< 1 µg/m3): Als contrast zijn meetlocaties ingericht op locaties waar een lage bijdrage aan PM10 vanuit stallen wordt verwacht (<1 µg/m3). Deze locaties fungeren als regionale achtergrondlocaties en geven inzicht in de heersende luchtkwaliteit zonder, momenteel bekende, uitgesproken lokale bronnen. De meetlocatie in Valkenswaard kent mogelijk invloed van verkeer over de N69. Meetlocatie ILM005 ILM013 ILM016 ILM018 ILM041 ILM055 2.2.3

Locatie Eersel – Zandoerleseweg Nuenen – Soeterbeekseweg Bergeijk – Dorpsstraat Boxtel – Mijlstaat Geldrop Mierlo – Voortje Valkenwaard – Bergeijkse Dijk

Plaatsing 17-3-2021 7-6-2021 19-3-2021 28-5-2021 16-3-2021 25-11-2021

Extra meetlocaties Binnen het ILM2 zijn er 8 extra meetlocaties aangevraagd door deelnemende gemeentes. Deze meetlocaties worden door de betreffende gemeentes zelf gefinancierd. De meetlocaties zijn geselecteerd op mogelijke lokale vraagstukken danwel verder ondersteunend aan dit onderzoek naar de regionale luchtkwaliteit. Deze 8 meetlocaties staan beneden opgesomd. De locaties in Helmond en Best staan opgesteld langs (doorgaande) wegen. De extra locaties in Oirschot en Reusel betreffen locaties waar waarschijnlijk vooral de regionale achtergrond gemeten wordt. Meetlocatie ILM046 ILM047 ILM048 ILM049 ILM051 ILM052 ILM056 ILM058

Locatie Best – Ringweg Oirschot - Neereindsweg Helmond – Vossenbeemd Helmond – Kanaaldijk Helmond – Mierloseweg Helmond – Kasteeltraverse Reusel – Beekakkersweg Best - Looierstraat

Plaatsing 6-8-2021 6-8-2021 8-6-2021 8-6-2021 8-6-2021 8-6-2021 5-8-2021 6-8-2021

TNO-rapport | R12396

21 / 88

Figuur 4 Het ILM2 meetnet in Zuidoost-Brabant in 2021 getoond op OpenStreetMap. Alleen operationele locaties in 2021 staan getoond. De witte meetlocaties betreffen het stedelijk domein, de groene meetlocaties zijn gericht op het buitengebied en de rode meetlocaties staan rond het vliegveld.

TNO-rapport | R12396

2.3

Aanpak analyse regionale luchtkwaliteit Deze rapportage behandelt de metingen van het ILM2 voor het jaar 2021. Het doel is daarbij de regionale luchtkwaliteit in Zuidoost-Brabant te onderzoeken, met daarbij aandacht voor het stedelijke gebied, vliegveld en het buitengebied met veehouderij. Daarbij worden ook mogelijke bronnen van luchtvervuilende stoffen onderzocht. De analyse van de regionale luchtkwaliteit wordt uitgevoerd op verschillende schaalniveaus. Deze sluiten aan bij de opbouw getoond in Figuur 5.

Figuur 5 Generieke opbouw van concentraties van (verkeersgerelateerde) luchtvervuilende stoffen (Bron: RIVM)

•

•

Eerst wordt de gemiddelde luchtkwaliteit over het gehele meetnet beschouwd voor het jaar 2021 en voor de vier kwartalen afzonderlijk. Daarbij wordt rekening gehouden met wanneer een meetlocatie is geplaatst: voor een aantal meetlocaties in Eindhoven is een volledig meetjaar beschikbaar terwijl andere meetlocaties slechts een aantal maanden actief waren in 2021. Er is besloten om een meetlocatie alleen mee nemen als deze voor minimaal 75% van de relevante periode gemeten heeft. Dit geldt voor de gemiddelden bepaald per week, maand en jaar. Er worden daardoor bijvoorbeeld enkel jaargemiddeldes vergeleken van meetlocaties die minimaal 9 maanden actief hebben gemeten (sectie 4.1.1 en 4.1.2). De nationale en grensoverschrijdende, hier ook regionale te noemen, achtergrond is zeer bepalend voor de gemiddelde luchtkwaliteit van de regio als geheel. De achtergrondconcentraties in deze studie zijn bepaald door voor heel 2021 de laagste gemiddelde meetwaardes per stof in het gehele ILM2 meetnet elk uur te bepalen. De aanname daarbij is dat er op die momenten geen bijdrage van emissies uit de regio wordt gemeten op de meetlocatie waar deze laagste meetwaarde wordt verkregen.

Door onderscheid te maken tussen deze achtergrond en de gemiddeld gemeten concentraties kan een inschatting worden gemaakt van welk deel van de gemeten concentraties een lokale/ regionale oorzaak hebben en welk deel niet. Daarmee ontstaat ook een eerste

22 / 88

TNO-rapport | R12396

•

•

inzicht van de maximale reikwijdte van mogelijke lokaal of regionaal geïmplementeerde maatregelen om de heersende luchtkwaliteit te verbeteren (sectie 4.1.3). Binnen de regio wordt een vergelijking gemaakt tussen de gemiddelde concentraties van de verschillende luchtvervuilende stoffen in het stedelijk gebied, het buitengebied en rondom het vliegveld. Dit wordt gedaan per jaar, kwartaal, maand en week. Hierdoor worden variaties in luchtkwaliteit door het jaar heen inzichtelijk gemaakt. Ook geeft dit een eerste indicatie van dominante bronnen binnen deze drie aandachtsgebieden (sectie 4.2). Binnen deze drie aandachtsgebieden wordt een vergelijking gemaakt tussen de verschillende types meetlocaties zoals besproken in sectie 2.2. Hierdoor wordt bijvoorbeeld inzichtelijk hoe de gemiddelde concentraties op stadsachtergrondlocaties zich verhouden tot locaties met veel verkeer. Daarbij zijn een aantal individuele meetpunten uitgelicht die inzicht geven in het belang van lokale bronnen op de heersende luchtkwaliteit in het luchthavengebied, stedelijk gebied en buitengebied (sectie 4.3, 4.4 en 4.5).

Ter ondersteuning aan eerdergenoemde analyses zijn per meetlocatie verschillende overzichten gemaakt. Deze overzichten zijn samengebracht tot een factsheet per meetlocatie. Deze factsheets zijn bijgevoegd in Bijlage IV. De volgende analyses zijn uitgevoerd: •

Statistisch overzicht per meetlocatie Per meetlocatie wordt per stof de gemiddelde jaarconcentratie, standaarddeviatie en coëfficiënt van variatie berekend. Deze statistieken worden ook berekend op seizoens-, maand-, week- en dagbasis. Dit geeft inzicht in de algemeen heersende luchtkwaliteit en ook de fluctuatie en hoeveelheid pieken in de meetwaarden. Er wordt per meetlocatie een histogram per doelstof gegenereerd welke deze meetlocatie vergelijkt met het gemiddelde van het gehele netwerk. Een voorbeeld hiervan is zichtbaar in Figuur 6.

Figuur 6 Voorbeeldhistogram van de Oirschotsedijk in Eindhoven voor NO2 en PM1.

•

Verloop van de meetgegevens op locatie en tijd Op elke meetlocatie van het ILM2 wordt de jaargang, gemiddelde weekgang en gemiddelde daggang van PM en NO2 in het jaar 2021 gevisualiseerd in lijngrafieken. Daardoor worden zowel de gemiddelde luchtkwaliteit op de

23 / 88

TNO-rapport | R12396

meetlocatie als piekmomenten inzichtelijk gemaakt. Daarnaast worden hiermee bijvoorbeeld seizoensinvloeden, het contrast tussen werk- en weekenddagen en de eventuele invloed van de spits zichtbaar. Een voorbeeldgrafiek van de gemiddelde weekgang staat in Figuur 7.

Figuur 7 Voorbeeldgrafiek van de weekgang van luchtvervuilende stoffen op een meetlocatie.

•

Windroosplots Voor het maken van de windroosplots wordt gebruik gemaakt van meteorologische informatie van het KNMI-station 370 op Eindhoven Airport. Op deze locatie is de dominante windrichting ZW met een gemiddelde windsnelheid van 4,7 m/s in 2021. De aanname daarbij is dat dit station representatief is voor de hele regio vanwege het veelal vlakke terrein. Het kan zijn dat deze aanname leidt tot een onder- of overschatting van de windsnelheid op sommige meetlocaties. Dit geldt ook voor de windrichting, welke mede afhankelijk is van gebouwen, bossen of juist open gebied.

Figuur 8 De linker windroos toont het aantal metingen per radiale bin in 2021. Rechts toont een voorbeeld van een windroos met PM10 concentraties.

Een windroosanalyse verbindt de gemeten concentraties van luchtvervuilende stoffen met variatie in windrichting en windsnelheid aan de hand van windroosplots. De correlaties tussen windrichting en windsnelheid met de heersende luchtkwaliteit kunnen daarmee worden onderzocht. Dit geeft inzicht in eventuele bronnen van luchtvervuilende stoffen in de omgeving. De windroosplots zijn onderverdeeld in segmenten (bins). Deze bins tonen de gemiddelde meetwaarde in 2021 per windrichting onderverdeeld in windsnelheden van 1.5 m/s. In de linker windroosplot in Figuur 8 is zichtbaar dat het aantal beschikbare metingen in 2021 per bin varieert, doordat niet elke combinatie van windrichting en windsnelheid even vaak voorkomt in het jaar.

24 / 88

TNO-rapport | R12396

3

Performance meetnet

3.1

Data beschikbaarheid In hoofdstuk 2.2 wordt de installatiedatum van elk meetpunt gegeven. Op verschillende manieren vindt er monitoring plaats op de beschikbaarheid van meetgegevens en werking van de CAIREBoxen om de uptime en kwaliteit van het ILM2 meetnet zo hoog mogelijk te krijgen. Dit gebeurt onder andere via: •

•

• •

Automatische checks op afwijkende meetresultaten, zoals negatieve waardes, excessieve ruis danwel meetresultaten die verkregen zijn bij temperaturen of luchtvochtigheden buiten de specificaties van de sensor. Deze meetresultaten worden afgevlagd. Automatische checks op de status van de batterij, gps-locatie en oriëntatie van de box. Zo kan bijvoorbeeld gecontroleerd worden of de box (onrechtmatig) is verplaatst door derden. Enkele malen per week een handmatige check op beschikbaarheid van meetgegevens via de verschillende kanalen. Eenmaal per maand een check op alle meetboxen waarbij zowel beschikbaarheid als waarschijnlijkheid van de meetgegevens door een specialist wordt beoordeeld.

De data beschikbaarheid in 2021 per meetlocatie is over het algemeen hoog. Figuur 9 toont de beschikbare meetgegevens per meetlocatie tussen installatiedatum en 31 december 2021. Het maximale aantal meetdagen is daarmee 365 voor een meetlocatie die op of voor 1 januari 2021 is geïnstalleerd. In rood worden per meetlocatie de missende meetdagen getoond na installatie. Zoals zichtbaar is dit beperkt tot een aantal meetlocaties. De gemiddelde uptime van het meetnet ligt in 2021 hoger dan 99% gerekend vanaf de installatiedatum per meetlocatie.