E31 Bijlage RIVM rapport.pdf

Onderzoek naar de herkomst van neergedaald stof en stoffen in de lucht in de IJmond regio RIVM-rapport 2021-0216 J. Elberse et al.

Onderzoek naar de herkomst van neergedaald stof en stoffen in de lucht in de IJmondregio

RIVM-rapport 2021-0216

RIVM-rapport 2021-0216

Colofon

© RIVM 2021 Delen uit deze publicatie mogen worden overgenomen op voorwaarde van bronvermelding: Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM), de titel van de publicatie en het jaar van uitgave. Het RIVM hecht veel waarde aan toegankelijkheid van haar producten. Op dit moment is het echter nog niet mogelijk om dit document volledig toegankelijk aan te bieden. Als een onderdeel niet toegankelijk is, wordt dit vermeld. Zie ook www.rivm.nl/toegankelijkheid DOI 10.21945/RIVM-2021-0216 J.E. Elberse (auteur), RIVM D. Mooibroek (auteur), RIVM S. Teeuwisse (auteur), RIVM M.G. Mennen (auteur), RIVM R. Hoogerbrugge (auteur), RIVM Contact: J.E. Elberse Centrum Veiligheid Janneke.Elberse@rivm.nl Dit onderzoek werd verricht in opdracht van de Provincie Noord-Holland, de gemeenten Velsen, Beverwijk en Heemskerk in het kader van het gezondheidsonderzoek in de IJmond

Dit is een uitgave van: Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu Postbus 1 | 3720 BA Bilthoven Nederland www.rivm.nl Pagina 2 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Publiekssamenvatting

Onderzoek naar de herkomst van neergedaald stof en stoffen in de lucht in de IJmondregio Inwoners van de IJmond zijn bezorgd over de stoffen die ze inademen en over stofdeeltjes die ze in hun omgeving zien liggen. Ze willen graag weten waar deze stoffen vandaan komen, vooral op dagen dat zij de luchtkwaliteit als ongezond ervaren. De provincie Noord-Holland heeft, samen met de IJmondgemeenten, het RIVM gevraagd onderzoek te doen naar de bronnen. Voor de stoffen in de lucht is informatie gebruikt uit het luchtmeetnet in de IJmond en over de uitstoot van stoffen in de milieujaarverslagen en de Emissieregistratie. Voor de stoffen op de grond is eerder onderzoek van het RIVM hierover in de leefomgeving rond het terrein van Tata Steel (metalen en PAK) gebruikt. Al deze informatie geeft een indruk welke bronnen bijdragen aan de stoffen in de lucht en op de grond. Het lijkt erop dat bronnen op het terrein van Tata Steel een belangrijke bijdrage leveren aan onder meer fijnstof, metalen en PAK in de IJmondregio. Uit analyse blijkt dat PAK en metalen in het neergedaalde stof voor een aanzienlijk deel afkomstig zijn van verschillende processen voor de staalproductie. Ook komen ze van op- en overslag van materialen op het terrein van Tata Steel, die worden gebruikt bij de staalproductie.

Deze analyses geven niet genoeg informatie over de precieze bijdragen van deze en andere bronnen aan de PAK en metalen in de stofdeeltjes. Ook blijkt uit berekeningen met een verspreidingsmodel dat de gemeten en berekende bijdrage door Tata Steel aan de hoeveelheid fijnstof in de leefomgeving goed met elkaar overeenkomen. Maar de gemeten hoeveelheden metalen en PAK zijn (veel) hoger dan was verwacht op basis van berekeningen met data van de milieujaarverslagen, respectievelijk de Emissieregistratie. Deze gegevens over de uitstoot lijken niet volledig te zijn aangeleverd. Om hier goed inzicht in te krijgen beveelt het RIVM aan om de informatie over de uitstoot van bronnen op het terrein van Tata Steel te verbeteren en deze op een transparante manier te ontsluiten. Ten slotte blijkt van de PAK en metalen in het fijnstof, gemeten in de IJmond, dat een aanzienlijk deel afkomstig is van activiteiten op het terrein van Tata Steel. Dit volgt uit een analyse van de samenstelling van het fijnstof. Fijnstof is een mengsel van meerdere stoffen. Bronnen stoten deze stoffen in verschillende verhoudingen uit. Aan de hand van de verschillende verhoudingen kon het RIVM twee categorieën van bronnen relateren aan het terrein van Tata Steel. Kernwoorden: IJmond, bronnen, Tata Steel, fijnstof, depositie, PAK, metalen, luchtmeetnet, Emissieregistratie

Pagina 3 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Pagina 4 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Synopsis

Investigation into sources of deposited substances and particulate matter in air in the IJmond region IJmond residents are concerned about the substances they are inhaling and about particulate matter visibly deposited in their environment. They would like to know where these substances are coming from, particularly on days when they feel that the air quality is unhealthy. The Province of North Holland has asked the National Institute for Public Health and the Environment (RIVM) to investigate the sources of these substances. To acquire a better understanding of the sources, information was used from the air quality monitoring network (luchtmeetnet) for IJmond, the Pollutant Release and Transfer Register, and previous research carried out by RIVM on the substances (metals and PAH) deposited on the ground in the environment around Tata Steel. The data on the composition and distribution of the deposited substances were subjected to further analysis. The analysis showed that PAH and metals in these particles stem from, among other things, various processes as well as storage and trans-shipment of raw materials on Tata Steel’s site that form part of the steel production activities. However, the analyses did not yield sufficient information to determine the extent of the role played by each of these and other sources.

Nevertheless, the results corroborate the previous conclusion that a significant proportion of the metals and PAH in coarse particulates originate from Tata Steel’s site, particularly in Wijk aan Zee. Calculations using the Pollutant Release and Transfer Register data reveal close correspondence between the measured and calculated quantities of particulate matter in the living environment. However, the measured quantities of metals and PAH (highly) exceed the levels expected by calculations. Therefore, the data on emissions of metals and PAH seem to be incomplete. Acquiring a solid understanding of the emissions and their impact on the local area will be important. Therefore the RIVM recommends acquiring a more complete overview of metal-emitting and PAH-emitting sources on Tata Steel’s site. This information should be made accessible in a transparent way. Finally, the investigation looked at whether the sources of particulate matter can be identified based on their chemical composition. Particulate matter is a mixture of multiple substances emitted in different ratios by different sources. The local air quality monitoring network measures the chemical composition. This information has enabled RIVM to identify source profiles and contributions to particulate matter by factor analysis. Two of these profiles relate to sources on Tata Steel’s site.

Keywords: IJmond, sources, Tata Steel, particulate matter, deposition, PAH, metals, air quality monitoring network, Pollutant Release and Transfer Register Pagina 5 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Pagina 6 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Inhoudsopgave

Samenvatting — 9 1 1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.3

Inleiding — 17 Aanleiding — 17 Fijnstof en grof stof — 18 Blootstelling en gezondheidsrisico’s — 18 Verspreiding en depositie — 19 Samenstelling en bronnen — 20 Bepaling van de herkomst van stoffen — 20 Opzet van het onderzoek naar herkomst van stoffen — 24

2 2.1 2.2 2.2.1 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4

Herkomst neergedaald stof in de IJmondregio — 27 Inleiding — 27 Aanpak analyse herkomst PAK en metalen in neergedaald stof — 28 Windrozen — 30 Analyse herkomst PAK-depositie — 32 Gegevens literatuur en Emissieregistratie — 32 Verspreidingspatroon gemeten PAK-depositie — 33 Analyse PAK-profielen — 37 Samenvatting analyse herkomst PAK — 39 Analyse herkomst depositie metalen — 40 Gegevens literatuur en Emissieregistratie — 40 Verspreidingspatroon metalendepositie — 41 Ander onderzoek samenstelling neergedaald stof in de IJmond — 47 Samenvatting analyse herkomst metalen — 49

3

Verspreidingsberekeningen van concentraties in de IJmond op basis van emissies uit de Emissieregistratie — 51 Inleiding — 51 Opzet en uitvoering — 51 Emissieregistratie data e-MJV als basis — 52 Selectie van stoffen, ligging emissiepunten en rekenjaren — 53 Model verspreidingsberekeningen — 60 Selectie meetstations luchtkwaliteit — 60 Berekening bijdrage — 61 Resultaten: berekende en gemeten concentraties — 62 Fijnstof — 62 Metalen — 64 PAK — 68 Conclusie en discussie — 70 Conclusie — 70 Discussie — 71

3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.4.1 3.4.2 4 4.1 4.1.1 4.2 4.2.1 4.2.2

Analyse luchtmeetnetgegevens met Positive Matrix Factorization — 75 Inleiding — 75 Profielen — 75 Aanpak — 76 Dataset — 76 Bijdrage aan PM10 — 77 Pagina 7 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.4 4.4.1 4.5 4.5.1 4.5.2

Blanco’s — 80 Behandeling van ontbrekende data — 82 PMF-data-analyse — 83 Ruimtelijke analyses — 85 Onzekerheden — 86 Resultaten — 86 Profiel: zeezout — 91 Profiel: industrie — 93 Profiel: remstof/verkeer — 94 Nitraatrijk en sulfaatrijk profiel — 95 PAK-profiel — 96 Profiel: bodemstof — 97 Onzekerheden — 98 Discussie — 100 Vergelijking met JOAQUIN — 100 Conclusies en aanbevelingen — 101 Conclusies — 101 Aanbevelingen — 102

5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.2

Conclusie, discussie en aanbevelingen — 103 Conclusies — 103 Depositie — 103 Vergelijken gemeten en gemodelleerde concentraties — 104 Positive Matrix Factorization — 105 Samenvattend — 105 Aanbevelingen — 105 Dankwoord — 107 Referenties — 109 Bijlage 1 Nadere analyse van de profielen en onzekerheden — 119

Pagina 8 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Samenvatting

Inleiding De IJmond heeft te maken met milieubelastende activiteiten, zoals verkeer, scheepvaart en zware industrie. Vooral de emissies en verspreiding van stoffen en stofdeeltjes afkomstig van het Tata Steel terrein veroorzaken overlast bij omwonenden en roepen vragen op over de invloed op de gezondheid. Inwoners van de IJmond zijn bezorgd over de stoffen die ze inademen en over stofdeeltjes die ze aantreffen in hun leefomgeving. De onderzoeksvraag die centraal staat in dit rapport is ‘Waar komen deze stoffen in de lucht en in de depositie vandaan?’ Deze vraag is met name relevant voor dagen waarop de luchtkwaliteit als ongezond wordt ervaren. Hoewel dit een logische vraag is om te stellen, is het geen eenvoudige vraag om te beantwoorden. Op de stofdeeltjes zit immers geen label van de afzender, wat het vaststellen van de precieze bron complex maakt. In de lucht bevindt zich een mengsel van verschillende gassen en stofdeeltjes. De stofdeeltjes bestaan op hun beurt uit verschillende stoffen. Deze stoffen zijn afkomstig van verschillende bronnen die op verschillende afstanden liggen. Daarnaast verandert het mengsel continu onder invloed van wisselende weersomstandigheden en emissies.

Fijnstof, metalen en polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK) kunnen mogelijk gezondheidseffecten veroorzaken en we weten uit eerder onderzoek dat deze in verhoogde mate voorkomen in de IJmond. In dit onderzoek ligt de focus daarom op de aanwezigheid van fijnstof, metalen en PAK in de lucht, en metalen en PAK in neergedaald stof (depositie). In dit rapport beschrijven we een drietal wetenschappelijke analyses en de resultaten hiervan. Een deel van de gebruikte technieken voor deze analyses heeft een experimenteel karakter, waardoor niet op voorhand kan worden voorspeld in hoeverre de bijdrage van verschillende bronnen aan de concentraties van stoffen in de lucht en aan het neergedaalde stof in de omgeving exact kan worden vastgesteld. De analyses stellen ons wel in staat een betere indicatie te krijgen over de bijdragen van verschillende emissiebronnen in en rond de IJmond, in het bijzonder die van Tata Steel. De volgende analyses zijn uitgevoerd: 1. Depositie. Analyses van de gemeten hoeveelheden PAK en metalen in neergedaald stof op 19 locaties in de IJmond op basis van patroonherkenning, data uit de Emissieregistratie en wetenschappelijke literatuur. 2.

Vergelijken van gemeten concentraties in de lucht op het luchtmeetnet met waarden berekend met het Operationele Prioritaire Stoffen (OPS) verspreidingsmodel op basis van emissies uit de milieujaarverslagen zoals opgenomen in de Emissieregistratie. 3. Bron- en patroonherkenning op basis van gemeten concentraties stoffen in de lucht in de IJmond met behulp van Positive Matrix Factorization. Hiervoor wordt gebruikgemaakt van gegevens uit het luchtmeetnet in de IJmond van de jaren 2017, 2018 en 2019. Pagina 9 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Depositie Om inzicht te krijgen in de herkomst van de PAK en metalen in neergedaald stof in de IJmond zijn de meetgegevens van het depositieonderzoek uit het najaar van 2020 nader bestudeerd. Daartoe zijn patronen in de meetgegevens geanalyseerd in combinatie met weersomstandigheden en data uit de Emissieregistratie. Ook is gebruikgemaakt van resultaten van recent onderzoek naar de samenstelling en mineralogische structuur van neergedaald stof in de IJmond, en van wetenschappelijke literatuur naar PAK en metalen in de leefomgeving en bodem in de omgeving van ijzer- en staalfabrieken. Op basis van deze analyses onderschrijven we de conclusie uit het eerder gepubliceerde depositieonderzoek, dat een aanmerkelijk deel van de PAK en een aantal metalen in het neergedaalde stof afkomstig zijn van Tata Steel. Vooral op de meetlocaties dicht bij het terrein van Tata Steel is daardoor de depositie van PAK, ijzer, mangaan, vanadium, chroom, aluminium, magnesium en calcium sterk verhoogd vergeleken met het achtergrondniveau. Ook de depositie van lood, cadmium, nikkel, zink, barium en koper in de IJmond is structureel verhoogd. We hebben een indicatie dat de PAK-depositie vooral is toe te schrijven aan de productie van cokes en verwaaiing van (grof) stofdeeltjes uit open overslagen van steenkool en eerder neergedaald stof van het Tata Steel terrein.

De verhoogde hoeveelheden van een groot aantal metalen in het neergedaalde stof zijn ten dele afkomstig van de productie van pellets, sintererts en cokes. Ook verwaaiing van (grof) stofdeeltjes uit op- en overslagen van ijzererts, steenkool, kalksteen en andere grondstoffen en opwaaien van eerder neergedaald stof van het bedrijfsterrein dragen hieraan bij. Dit wordt nog eens bevestigd door recent onderzoek naar de samenstelling en mineralogische structuur van neergedaald stof in circa 30 omgevingsmonsters in de IJmond. We kunnen niet uitsluiten dat ook emissies van de bedrijven Harsco Metals en Pelt & Hooykaas, die op het terrein van Tata Steel liggen, hebben bijgedragen. Het verspreidingspatroon van lood vertoont een variabel beeld, zowel tussen de meetlocaties als tussen de drie meetperioden. Hoewel duidelijk is dat Tata Steel relatief veel lood uitstoot, is de precieze bijdrage van deze en andere bronnen aan de looddepositie in de IJmond daardoor niet goed te bepalen. Het is bekend dat PAK en diverse metalen ook kunnen vrijkomen uit andere bronnen dan de staalindustrie. Te denken valt aan andere industriële bronnen, scheepvaart, trein- en wegverkeer, houtstook, elektriciteitsopwekking en natuurlijke bronnen, zoals opwaaiend bodemstof en zand.

Stofdeeltjes afkomstig van bouwmaterialen, vuurwerkresten en ‘historische’ bodemverontreiniging kunnen eveneens bijdragen aan de depositie. Op grond van onze analyses naar de herkomst van de depositie kan geen onderscheid worden gemaakt in de afzonderlijke bijdragen van deze verschillende bronnen.

Pagina 10 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Vergelijking gemeten en berekende concentratiebijdragen met gegevens van het luchtmeetnet en emissies uit de Emissieregistratie Voor dit deelonderzoek zijn gegevens gebruikt van het luchtmeetnet in de IJmond en twee achtergrondstations over stoffen in de lucht. Tevens is gebruikgemaakt van brongegevens op het Tata Steelterrein zoals opgenomen in hun jaarlijkse milieujaarverslag. Op basis van data uit de milieujaarverslagen is door middel van het Operationele Prioritaire Stoffen-model (OPS) de verwachte concentratiebijdragen van fijnstof, metalen en PAK berekend voor de jaren 2012-2020 in de IJmond. Deze concentratiebijdragen zijn vergeleken met de gemeten concentraties op het luchtmeetnet waarbij de concentratiebijdrage door Tata Steel is bepaald door de concentraties gemeten op achtergrondstations af te trekken van de concentraties gemeten op de stations in het IJmondgebied. Figuur S.1 toont de berekende concentratiebijdragen uitgezet tegen de gemeten concentratiebijdragen voor fijnstof (PM10), lood en benzo[a]pyreen. Uit de figuur blijkt dat de berekende fijnstofconcentratie redelijk tot goed overeen komt met de gemeten concentratiebijdrage. De berekende concentratiebijdragen metalen zijn voor de meeste metalen lager dan de gemeten metaalconcentratiebijdragen. De onderschatting kan, voor de stof koper, oplopen tot een factor 50.

Voor PAK zijn de verschillen tussen de berekende en gemeten concentratiebijdragen nog groter. De onderschatting van de berekende PAK-concentratiebijdragen kan oplopen tot een factor 1000.

Pagina 11 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Figuur S.1 Berekende versus gemeten PM10-concentratiebijdrage (µg/m3) (boven), loodconcentratiebijdrage (ng/m3) (midden) en benzo[a]pyreen (BaP) concentratiebijdrage (ng/m3) (onder, let op: x- en y-as zijn beide logaritmisch opgemaakt voor BaP) door Tata Steel (2012-2020)

De onderschatting van de berekende bijdragen van Tata Steel aan de concentraties metalen en PAK heeft geen consequenties voor de eerdere gezondheidskundige analyses in de IJmond. Deze laatste zijn immers gebaseerd op luchtkwaliteitsmetingen. De onderschatting van de op de Emissieregistratie gebaseerde berekeningen geeft aan dat de door het bedrijf aangeleverde informatie over de bronnen zoals opgenomen in de Emissieregistratie geen compleet beeld geeft van de bronnen op het Tata Steelterrein. Betere Pagina 12 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

broninformatie geeft meer inzicht in de emissies, concentraties in de lucht (ook buiten de meetpunten) en mogelijk ook de effectiviteit van potentiële maatregelen. Het RIVM beveelt dan ook aan om de broninformatie te verbeteren en daarbij speciale aandacht te besteden aan de bijdrage van diffuse en/of lage bronnen aan de uitstoot van metalen en PAK. Bronherleiding op basis van het vaststellen van profielen door PMF Om inzicht te krijgen in de herkomst van de PAK en metalen in fijnstof in de IJmond zijn bestaande samenstellingsmetingen van de luchtmeetnetstations geanalyseerd. Voor deze analyse is een patroonherkenningstechniek gebruikt. De aanname bij deze techniek is dat elke type bron een eigen profiel heeft, samengesteld uit verschillende bijdrages van stoffen. Als in een bijzondere periode het monster maar door één type bron wordt beïnvloed, dan zal het berekende profiel op die dag identiek zijn aan het profiel van de bron en is daardoor makkelijk te herkennen. In de praktijk zijn er bijdragen van meerdere bronnen en dus bronprofielen en is een multivariate statistische techniek nodig om de profielen te ontrafelen. Voor dit vraagstuk is een internationaal erkende techniek, Positive Matrix Factorization (PMF), gebruikt. De meetdata van drie luchtmeetstations in het IJmondgebied (Wijk aan Zee, IJmuiden en Beverwijk) zijn gebruikt om deze techniek toe te passen.

Hiervoor zijn de jaren 2017, 2018 en 2019 meegenomen in de analyse. Bij de analyse van de meetdata leverde de meetstrategie van het luchtmeetnet een aantal uitdagingen op. De meetstrategie voor de samenstellingsmetingen is primair gericht op de berekening van jaargemiddelde concentraties van stoffen (elementen) die voor de gezondheid relevant zijn. Hierbij worden filters van verschillende dagen samengevoegd bij de analyse. Dit maakt de meetdata suboptimaal voor bronherkenning. Daarnaast is het gebruikte filtermateriaal minder geschikt voor het meten van een aantal elementen zoals natrium en silicium. Tot slot konden de data van de diverse stations niet gezamenlijk worden geanalyseerd met PMF, waardoor drie afzonderlijke analyses zijn uitgevoerd met enigszins verschillende profielen. Deze afzonderlijke analyses waren noodzakelijk vanwege de verschillen in tijdsresoluties tussen de verschillende metingen. Desondanks is op elke locatie een vijftal profielen geïdentificeerd op basis van zowel de chemische samenstelling als van het verloop in de tijd. Een profiel is een combinatie van chemische stoffen die kunnen worden vergeleken met bekende bronprofielen om de identiteit vast te stellen. Het verloop in de tijd, in combinatie met de heersende windrichting, geeft de mogelijkheid om de identiteit te verifiëren en de locatie van de bron vast te stellen.

Pagina 13 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Figuur S.2 Berekende bijdrage in µg/m3, van de gevonden profielen, aan de gemiddelde fijnstofconcentraties voor 2017-2019. In Wijk aan Zee is geen bodemstoffactor gevonden. Die bijdrage is verdeeld over de andere factoren. Voor de presentatie zijn twee industrie gerelateerde profielen op Wijk aan Zee gecombineerd

Figuur S.2 toont de bijdrage van de diverse profielen voor de diverse meetjaren en de drie meetlocaties. Doordat de profielen van de drie locaties niet zijn gekoppeld, is de samenstelling niet exact hetzelfde. Dit komt waarschijnlijk doordat er meer brontypen zijn dan dat er profielen kunnen worden ontsloten. Vooral de bronnen die, vanuit het meetpunt, in dezelfde richting liggen, kunnen in dat meetpunt in één profiel belanden. De gemeten fijnstofconcentraties van 20 tot 25 µg/m3 worden verdeeld over de gevonden profielen. Er zijn drie lokale profielen gevonden. Deze lokale profielen bevatten het grootste deel van de gemeten metalen en de PAK. Er is een verkeer/remstof-profiel gevonden, met veel koper, met een geschatte bijdrage van ongeveer 3 en 7 µg/m3 aan het fijnstof. Het verloop in de tijd wijst op een dominante bijdrage vanaf het Tata Steelterrein. Er is een industrie-profiel gevonden, met veel ijzer en mangaan, met een geschatte bijdrage van ongeveer 1 tot 3 µg/m3 aan het fijnstof. De industriebijdrage in IJmuiden is lager dan op de andere twee locaties. In Wijk aan Zee en Beverwijk lijkt de bijdrage vanaf het Tata Steelterrein dominant; toch is het niet uitgesloten dat in Wijk aan Zee een deel van deze bijdragen niet rechtstreeks van dat terrein komt. In Wijk aan Zee is een tweede industrieprofiel gevonden dat naast andere componenten vrijwel alle PAK bevat.

Op de overige locaties zijn de bijdragen van PAK verdeeld over verschillende profielen. In IJmuiden en Beverwijk is een bodemstof-profiel gevonden, met aluminium en silicium, dat voor het hele profiel gemiddeld ongeveer 2 µg/m3 bijdraagt aan het fijnstof. Naast deze lokale profielen zijn ook twee profielen gevonden zonder of met een kleine bijdrage van lokale (menselijke) bronnen. Dit zijn het nitraat-sulfaat-profiel, dat wordt geassocieerd met bronnen op grote afstanden (buitenland), en een zeezout-profiel. Deze twee laatste Pagina 14 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

profielen zijn samen goed voor ongeveer de helft van de fijnstofconcentraties in Wijk aan Zee, IJmuiden en Beverwijk. Conclusie en aanbevelingen Tata Steel rapporteert in het e-MJV voor emissies van metaal en PAK naar de lucht alleen emissies uit emissiepunten. Andere bronnen van metaal en PAK, bijvoorbeeld diffuse emissies, zijn niet als zodanig benoemd in het milieujaarverslag. Met de emissies uit de jaarverslagen die worden opgenomen in de Emissieregistratie worden in modelberekeningen de bijdragen van Tata Steel aan metaal- en PAKconcentraties in fijnstof in het algemeen onderschat ten opzichte van metingen. De op metingen gebaseerde bronherkenning (PMF) wijst op een aanzienlijke bijdrage van lage/diffuse bronnen en mogelijk verwaaiing. Ook de depositiemetingen in het IJmondgebied wijzen op een grote bijdrage van diffuus en verwaaiend fijnstof én grof stof. Uit de verschillende analyses blijkt dat de grootste bron(nen) van metalen niet per se de grootste bron(nen) van de PAK is (zijn), zowel qua depositie als concentraties in de lucht. Het RIVM beveelt aan om te zorgen voor een completer overzicht van metaal en PAK emitterende bronnen op Tata Steel terrein en deze informatie op een transparante manier te ontsluiten. Aanbevolen wordt dan ook om aandacht te besteden aan lage en diffuse bronnen, zoals de bijdrage van fijnstof en grof stof aan de uitstoot van metalen en PAK.

Op basis van deze broninformatie kan dan – met behulp van rekenmodellen – beter worden vastgesteld waar stoffen vandaan komen en ontstaat er een beter beeld van de emissies, concentraties in de lucht – ook buiten de meetpunten – en mogelijk van de effectiviteit van potentiële maatregelen. Indien een nauwkeurigere bronherkenning is gewenst, wordt aanbevolen om identiek te meten voor alle componenten en locaties, en om metingen te registreren per dag, en de monsters niet bij elkaar te voegen. Met een dergelijke meetaanpak is het ook mogelijk om een relatie te leggen met bijvoorbeeld incidenten met bijzondere emissies. Naast fijnstof spelen er in het IJmondgebied andere issues die hinder veroorzaken, zoals geur en wellicht grof stof. Als die simultaan worden gemeten, kunnen ze mogelijk ook in de bronherkenning worden meegenomen. Om het effect van emissiebeperkende maatregelen in relatie tot depositie te monitoren, is het aan te bevelen om na invoering van maatregelen gedurende enkele jaren de hoeveelheid depositie van PAK en metalen in de IJmond te meten. Dit geeft inzicht in de trends van de hoeveelheden stofdepositie.

Pagina 15 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Pagina 16 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

1

Inleiding

1.1

Aanleiding De IJmond heeft te maken met milieubelastende activiteiten, zoals verkeer, scheepvaart en zware industrie. Vooral de emissies en verspreiding van stoffen en stofdeeltjes afkomstig van het Tata Steelterrein veroorzaken overlast bij omwonenden en roepen vragen op over de invloed op de gezondheid. Inwoners van de IJmond zijn bezorgd over de stoffen die ze inademen en over stofdeeltjes die ze aantreffen in hun leefomgeving. Ook stankoverlast en geluidsoverlast en mogelijke effecten hiervan op de gezondheid zijn reden tot bezorgdheid. 1 Niet alle bewoners in de IJmond hebben zorgen over de emissies van het Tata Steelterrein. Een deel vindt dat er al veel is verbeterd. Tegelijkertijd hecht de samenleving er steeds meer waarde aan dat de leefomgeving schoon en prettig is, en verwacht men in toenemende mate dat overheden en bedrijven verantwoordelijkheid nemen voor een gezonde leefomgeving. In 2019 heeft het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM), in opdracht van provincie Noord-Holland, een beperkt depositieonderzoek gedaan naar de grafietregens in Wijk aan Zee (Geraets en Schulpen, 2019). Tijdens dit Grafietregenonderzoek is gebleken dat er bij omwonenden van Tata Steel verschillende vragen en zorgen leefden, onder meer op gebied van neergedaald stof, luchtkwaliteit en gezondheid.

Naar aanleiding daarvan heeft het RIVM met inbreng van de klankbordgroep, bestaande uit omwonenden en onafhankelijke experts, een inventarisatie opgesteld van openstaande vragen en op basis daarvan acht onderzoeksopties geformuleerd. Het RIVM heeft geadviseerd om als eerste onderzoek uit te voeren naar drie van deze opties: • depositie (uitgebreider onderzoek naar neerslag van stof in de leefomgeving); • luchtkwaliteit en inhaleerbare fractie op ervaren (on)gezonde dagen; • acute gezondheidsklachten. De provincie Noord-Holland en de IJmondgemeenten Heemskerk, Beverwijk en Velsen hebben het RIVM opdracht gegeven om deze onderzoeken uit te voeren. In het in april 2021 gepubliceerde briefrapport ‘Tussentijdse resultaten Gezondheidsonderzoek in de IJmond’ (Elberse et al., 2021) is een uitgebreidere toelichting gegeven op dit proces en zijn de resultaten van de deelonderzoeken ‘Luchtkwaliteit en inhaleerbare fractie’ en ‘Acute gezondheidsklachten’ beschreven. Het onderzoek naar Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen (PAK) en metalen in neergedaald stof, en de gezondheidsrisico’s door langdurige continue blootstelling aan dit stof, staan beschreven in het rapport ‘Depositieonderzoek IJmond 2020’ (Mennen et al., 2021). De vraag die centraal staat in dit onderzoek is: ‘Waar komen stoffen in de lucht en in de depositie vandaan?’.

Qua stoffen in de lucht is deze vraag met name relevant met betrekking tot dagen waarop de luchtkwaliteit als 1

https://www.ggdkennemerland.nl/professionals/onderzoek/gezondheidsmonitor-volwassenen-en-ouderen Pagina 17 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

ongezond wordt ervaren. Hoewel dit een logische vraag is om te stellen, is het geen eenvoudige vraag om te beantwoorden. Een dag die als ongezond wordt ervaren kan verschillende oorzaken hebben. Het kan voor mensen benauwd aanvoelen, wat kan worden veroorzaakt door hogere niveaus fijnstof of door specifieke stoffen in de lucht. Ook meteorologische omstandigheden, bijvoorbeeld op dagen dat de lucht zich minder goed kan verspreiden, kunnen ertoe leiden dat een dag als ongezond wordt ervaren. Het kan stinken, waardoor mensen misselijk of onpasselijk worden. Er kan veel rook te zien zijn in de omgeving, wat met een slechte luchtkwaliteit kan worden geassocieerd. In de lucht bevindt zich een mengsel van verschillende gassen, zoals stikstofoxiden, zwaveldioxide en koolmonoxide, en stofdeeltjes. De stofdeeltjes bestaan op hun beurt uit verschillende stoffen en ze verschillen in grootte. Deze stoffen zijn afkomstig van verschillende bronnen die op verschillende afstanden liggen. Daarnaast verandert het mengsel continu onder invloed van wisselende weersomstandigheden en emissies. In dit rapport ligt de focus op de aanwezigheid van fijnstof, metalen en PAK in de lucht, en op metalen en PAK dat is neergedaald (depositie). 1.2

Fijnstof en grof stof Dit onderzoek is vooral gericht op PAK en metalen in stofdeeltjes in de lucht, en op stofdeeltjes die neerkomen (depositie). Stofdeeltjes in de lucht verschillen in grootte, type en samenstelling. Als deeltjes groter zijn dan 10 micrometer noemen we dit grof stof. Fijnstof zijn stofdeeltjes kleiner dan 10 micrometer (PM10). Ook voor fijnstof is er onderscheid te maken tussen de deeltjes op basis van de grootte. Naast PM10 zijn deeltjes met een grootte kleiner dan 2,5 micrometer van belang (PM2,5) en ook die deeltjes worden fijnstof genoemd. Als stofdeeltjes kleiner zijn dan 0,1 micrometer wordt dit ultrafijnstof genoemd. Bij onderzoek naar stofdeeltjes is het onderscheid tussen fijnstof en grof stof van belang, omdat ze onderling verschillen in eigenschappen. Die verschillen hebben gevolgen voor zowel de verspreiding en depositie van de stofdeeltjes als op de wijze waarop mensen eraan worden blootgesteld en gezondheidseffecten kunnen ondervinden.

1.2.1

Blootstelling en gezondheidsrisico’s Grof stof adem je over het algemeen niet in. Fijnstof wel. Fijnstof komt terecht in de neus, de bovenste en onderste luchtwegen en in de longen. Hoe kleiner de diameter van het stof, hoe dieper dit de longen binnendringt. PM10 kan bij inademen binnendringen tot in de bovenste luchtwegen, PM2,5 tot in de diepere luchtwegen, en ultrafijnstof kan tot in de longblaasjes binnendringen en hier in het bloed worden opgenomen (zie Figuur 1.1). 2 Zowel langdurige als kortdurende blootstelling aan fijnstof kan gezondheidseffecten teweegbrengen. Vanuit een gezondheidsperspectief wordt ervoor gepleit de fijnstofniveaus omlaag te brengen (Gezondheidsraad 2018, WHO, 2021). In het Schone Lucht

2 https://www.rivm.nl/ggd-richtlijn-medische-milieukunde-luchtkwaliteit-en-gezondheid/gezondheidseffectenluchtverontreiniging/luchtkwaliteit-fijn-stof

Pagina 18 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Akkoord 3, 4 heeft de Rijksoverheid met een aantal gemeenten en provincies afgesproken extra maatregelen te nemen om de gezondheidsschade door luchtvervuiling verder te verminderen. Afspraak is de luchtkwaliteit permanent te verbeteren en te streven naar de WHOadvieswaarden uit 2005. Verbeteren van de gezondheid is daarbij leidend. Recent zijn de WHO-advieswaarden aangescherpt. Er is geen grens waaronder luchtverontreiniging veilig is en elke verbetering leidt tot gezondheidswinst. Binnen het Nederlandse luchtkwaliteitsbeleid wordt het advies van de Gezondheidsraad om hoog-risicogroepen extra te beschermen verder uitgewerkt (Gezondheidsraad, 2018). Hoewel grof stof over het algemeen niet wordt ingeademd, kun je er wel aan worden blootgesteld en kan het hinder (‘een gevoel van vervuiling’) en stress veroorzaken. Blootstelling aan neergedaald grof stof op de grond (depositie) kan via contact met de huid en inslikken na handmondgedrag leiden tot blootstelling. Deze beide routes zijn meegenomen in de risicobeoordeling in het depositieonderzoek IJmond (Mennen et al., 2021).

Figuur 1.1 Verschillende groottes fijnstof (Afbeelding Gezondheidsraad, 2018)

1.2.2

Verspreiding en depositie Stofdeeltjes variëren sterk in grootte en samenstelling. Ook kunnen ze in de lucht nog chemische en fysische veranderingen ondergaan. Sommige fijnstofdeeltjes ontstaan in de lucht door chemische reacties van gassen, bijvoorbeeld ammoniumsulfaat dat wordt gevormd uit ammoniak en zwaveldioxide; dit wordt ook wel secundair aerosol genoemd. De grootte van een stofdeeltje bepaalt in sterke mate de verspreiding via de lucht. Fijnstof en ultrafijnstof worden over (zeer) grote afstanden met de lucht meegevoerd, voordat ze door zogenoemde droge depositie of door neerslag (natte depositie) op de bodem of andere oppervlakken 3 4

https://www.schoneluchtakkoord.nl https://www.rivm.nl/lucht/sla Pagina 19 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

neerkomen. In Nederland is een aanzienlijk deel van het fijnstof afkomstig uit het buitenland (lange afstand) (Hoogerbrugge et al., 2021). Grof stof daarentegen daalt sneller en kan op relatief korte afstanden van de bron in de omgeving terechtkomen. Ter illustratie: bij een windsnelheid van 5 m/s en een bronhoogte van 10 meter legt een fijnstofdeeltje van 2,5 μm gemiddeld genomen een afstand van ruim 50 kilometer af voordat het op de bodem komt, terwijl een grof stofdeeltje van 50 μm op ruim 100 meter van de bron neerdaalt. Bij de verspreiding spelen weersomstandigheden een belangrijke rol, vooral de windrichting, windsnelheid en de hoeveelheid neerslag. Daarnaast kunnen lokale terreinkarakteristieken van invloed zijn. In heuvelig terrein, zoals het duingebied in de IJmond, kunnen bijvoorbeeld lokaal extra wervels ontstaan, waardoor minder goed voorspelbaar is waar het stof precies neerkomt. Ook gebouwen en obstakels kunnen voor lokale effecten op de verspreiding en depositie zorgen. Daarnaast kan ook de overgang tussen zee en land effect hebben op de verspreiding. 1.2.3

Samenstelling en bronnen Fijnstof in de lucht bestaat uit vele verschillende bestanddelen. Bijvoorbeeld ammoniumsulfaat en ammoniumnitraat, zeezout, bodemstof, metalen, koolstof en koolstof-houdende stoffen zoals PAK. Deze bestanddelen (stoffen) komen uit verschillende soorten bronnen. Typische bronnen van fijnstof zijn industriële processen, weg- en treinverkeer, scheepvaart, hout- en afvalverbranding, energieopwekking uit fossiele brandstoffen, bouwwerkzaamheden, slijtageprocessen en natuurlijke bronnen zoals bodemstof, zand en zeezout. Het fijnstof dat op een bepaalde locatie in de lucht wordt gemeten is over het algemeen een mengsel van stoffen uit zowel lokale als ver weg gelegen bronnen. Neergedaald stof bestaat uit deeltjes van verschillende omvang, maar vooral uit grof stof (10 tot 100 μm of nog groter). Dat komt omdat grof stofdeeltjes groter en zwaarder zijn dan fijnstofdeeltjes. Ook grof stof bestaat uit verschillende bestanddelen, afkomstig van verschillende bronnen (veelal dezelfde soorten als de bronnen van fijnstof) die op verschillende afstanden liggen. Over het algemeen zijn dit echter bronnen die relatief dicht bij de plek liggen waar het stof neerkomt.

Ten opzichte van fijnstof bevat grof stof een groter aandeel opwaaiend stof uit natuurlijke bronnen zoals bodemstof en zand, of opslagen van materialen bijvoorbeeld ertsen, steenkool, kalksteen en andere soorten grondstoffen.

1.2.4

Bepaling van de herkomst van stoffen In verschillende studies is eerder onderzoek gedaan naar bronnen van fijnstof, metalen en PAK in het IJmondgebied. Zo heeft DCMR in 2010 de bijdrage van lokale bronnen op fijnstofconcentraties in de IJmond berekend (Molenaar, 2010). In de periode april 2013 - mei 2014 zijn op vijf West-Europese locaties PM10-filters bemonsterd en geanalyseerd in het Joint Air Quality Initiative (JOAQUIN) project, met als doel verschillende profielen te herkennen in het fijnstof. Hierbij was Wijk aan Zee een van de meetlocaties (Staelens et al., 2015, Nijhuis et al., 2015, Mooibroek 2016a). In dit onderzoek zijn verschillende lokale profielen gevonden en is met behulp van Pagina 20 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

pollutierozen de invloed van bronnen in het industriegebied op concentraties metalen in de lucht vastgesteld. De academische werkplaats MMK heeft op basis van gegevens van GCN (Grootschalige concentratiekaarten Nederland 5) beschikbare concentratie informatie verder ontsloten. 6 Per gemeente kan worden bekeken hoe groot de bijdrage is van verschillende sectoren op de concentratie fijnstof. Voor de gemeenten Velsen, Beverwijk en Heemskerk is op basis van de gegevens uit 2018 de verdeling van fijnstof weergegeven in Figuren 1.2.a tot en met 1.2.c. In 2020 zijn in opdracht van Tata Steel verspreidingsberekeningen uitgevoerd voor Zeer Zorgwekkende Stoffen (ZZS) (Erbrink Stacks Consult, 2020). Dit onderzoek geeft een beeld van blootstelling via de lucht voor verschillende stoffen.

https://www.rivm.nl/gcn-gdn-kaarten https://www.academischewerkplaatsmmk.nl/projecten/afgeronde_projecten/2020/routinematig_beschikbaar_ maken_van_gcn_gegevens_voor_lokaal_gebruik 5 6

Pagina 21 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Figuur 1.2.a Verdeling herkomst van fijnstof PM10 (in µg/m3) in de gemeente Velsen over verschillende sectoren op basis van de GCN-gegevens van 2018

Figuur 1.2.b Verdeling herkomst van fijnstof PM10 (in µg/m3) in de gemeente Beverwijk over verschillende sectoren op basis van de GCN-gegevens van 2018

Pagina 22 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Figuur 1.2.c Verdeling herkomst van fijnstof PM10 (in µg/m3) in de gemeente Heemskerk over verschillende sectoren op basis van de GCN-gegevens van 2018

Pagina 23 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

1.2.4.1

Invloed van factoren op de herkomst van stoffen Er zijn vele factoren die van invloed zijn op de verspreiding en het gedrag van stofdeeltjes. Dit maakt het complex om de precieze bronnen van fijnstof in de lucht en neergedaald stof aan te wijzen. De factoren zijn hieronder nogmaals samengevat: • Fijnstof en grof stof bestaan uit een mengsel van verschillende bestandsdelen afkomstig van verschillende bronnen. • Verschillende bronnen stoten deels dezelfde bestandsdelen uit en er is geen specifieke stof waarmee slechts één bron kan worden aangetoond. • Emissies van stoffen uit bronnen kunnen variëren in de tijd. Sommige emissies zijn min of meer continu, andere treden incidenteel op. • Stofdeeltjes kunnen in de lucht chemische en fysische veranderingen ondergaan, waardoor de vorm en samenstelling veranderen. • De verspreiding van stofdeeltjes wordt bepaald door weersomstandigheden en door de invloed van gebouwen, obstakels en terreinkarakteristieken. Ook de bronhoogte en snelheid waarmee de uitstoot plaatsvindt zijn van invloed op de verspreiding van stofdeeltjes. • Sommige fijnstofdeeltjes worden naast dat ze direct worden uitgestoten door verschillende bronnen in de lucht gevormd door reacties van gassen. • Fijnstofdeeltjes kunnen zich over (zeer) grote afstanden verplaatsen.

• Stofdeeltjes kunnen oplossen in of worden meegevoerd door regendruppels, waardoor ze uit de lucht verdwijnen. Dit wordt natte depositie genoemd. • Bij verwaaiing van stof uit opgeslagen materialen spelen ook factoren als de vochtigheid van het materiaal een rol. Met andere woorden, op de stofdeeltjes zit geen label van de afzender, wat het vaststellen van de precieze bron complex maakt. Aan de andere kant zijn voor de situatie in de IJmond verschillende gegevens beschikbaar: • een groot aantal meetdata van verschillende stoffen in de lucht, waaronder PAK en metalen, op meerdere locaties in de IJmond en achtergrond meetstations; • gegevens over emissies uit verschillende bronnen, via de Emissieregistratie; • resultaten van het depositieonderzoek IJmond in het najaar van 2020 (Mennen et al., 2021). Dit biedt handvatten om met een aantal technische benaderingen analyses te verrichten om te onderzoeken of de vraag over de herkomst van de stoffen, in het bijzonder PAK en metalen, (deels) kan worden beantwoord op basis van beschikbare kennis.

1.3

Opzet van het onderzoek naar herkomst van stoffen In dit rapport beschrijven we de wetenschappelijke analyses, de verschillende stappen die we daarvoor hebben genomen en de resultaten van de analyses. Een deel van de gebruikte technieken voor deze analyses heeft een experimenteel karakter, waardoor niet op voorhand kan worden Pagina 24 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

voorspeld in hoeverre de bijdrage van verschillende bronnen aan de concentraties van stoffen in de lucht en aan het neergedaalde stof in de omgeving exact kan worden vastgesteld. De analyses stellen ons wel in staat een betere indicatie te krijgen over de bijdragen van verschillende emissiebronnen in en rond de IJmond, in het bijzonder die van Tata Steel. Zoals gezegd was de aanleiding van dit onderzoek de vraag: ‘Waar komen de stoffen waaraan inwoners in de IJmond worden blootgesteld vandaan?’. Het gaat hierbij zowel om stoffen – in het bijzonder PAK en metalen – in de lucht die mensen kunnen inademen als om stoffen in neergedaalde stofdeeltjes waarmee mensen in aanraking kunnen komen. Om meer duidelijkheid te krijgen over de herkomst van deze stoffen, zijn verschillende soorten analyses uitgevoerd: 1. Analyses van de gemeten hoeveelheden PAK en metalen in neergedaald stof op 19 locaties in de IJmond. De meetgegevens zijn afkomstig uit het depositieonderzoek dat is uitgevoerd in het najaar van 2020 (Mennen et al., 2021). Deze gegevens zijn, in combinatie met de weersomstandigheden tijdens de meetperioden, toegepast om op basis van patroonherkenning een indicatie te krijgen van de bijdragen van bronnen.

Daarbij is ook gebruikgemaakt van data uit de Emissieregistratie en wetenschappelijke literatuur, resultaten van ander recent onderzoek naar de hoeveelheden en samenstelling van neergedaald stof in de IJmond (met een andere techniek), en van gegevens uit onderzoek naar bodemverontreiniging in de omgeving van ijzer- en staalfabrieken (zie hoofdstuk 2). 2. Vergelijken van gemeten concentraties in de lucht op het luchtmeetnet met waarden berekend met het Operationele Prioritaire Stoffen (OPS) verspreidingsmodel op basis van emissies uit de emissiejaarverslagen zoals opgenomen in de Emissieregistratie (zie hoofdstuk 3). 3. Bron- en patroonherkenning op basis van gemeten concentraties stoffen in de lucht in de IJmond met behulp van Positive Matrix Factorization (PMF). PMF is een multivariate factoranalyse, een techniek die veel wordt gebruikt voor de chemometrische evaluatie en modellering – waaronder bronherkenning – van datasets met luchtkwaliteitsmetingen. In deze studie wordt gebruikgemaakt van gegevens uit het luchtmeetnet in de IJmond van de jaren 2017, 2018 en 2019 (zie hoofdstuk 4). In dit onderzoek maken we gebruik van data uit het meetnet van de Provincie Noord-Holland dat wordt beheerd door GGD Amsterdam, en van data van Omgevingsdienst Noordzeekanaalgebied (gegevens uit de Emissieregistratie).

Zowel de Omgevingsdienst als GGD Amsterdam heeft geregeld vragen van het RIVM beantwoord om meer inzicht te geven in data. Met dit rapport wordt het Gezondheidsonderzoek in de IJmond, waarvoor de provincie Noord-Holland en de IJmondgemeenten Heemskerk, Beverwijk en Velsen het RIVM in 2020 opdracht hebben gegeven, afgesloten. Pagina 25 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Pagina 26 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

2

Herkomst neergedaald stof in de IJmondregio

Auteurs: M.G. Mennen, RIVM J.E. Elberse, RIVM 2.1

Inleiding Onder bewoners van de IJmondregio leven zorgen en vragen over het neergedaalde stof dat mensen aantreffen in hun leefomgeving, zowel buiten als binnenshuis. Er zijn vragen over wat er in het stof zit, welke gezondheidsrisico’s het met zich meebrengt en waar het stof vandaan komt. Na twee eerdere (kleinere) onderzoeken naar stofdepositie (Geraets en Schulpen, 2019; RIVM, 2020) is een grootschaliger onderzoek gedaan naar de depositie en samenstelling van stof in de IJmondregio. Dit onderzoek is uitgevoerd van 5 oktober tot en met 26 november 2020. Het doel hiervan was om beter inzicht te krijgen in de hoeveelheden stof en de daarin aanwezige PAK en metalen 7 waaraan bewoners van de IJmond over langere tijd kunnen worden blootgesteld, en welke gezondheidsrisico’s dat met zich meebrengt. In dit grootschaliger onderzoek is in Wijk aan Zee, Beverwijk, Velsen-Noord, IJmuiden en Heemskerk de depositie onderzocht. Ook zijn er enkele referentielocaties meegenomen buiten de IJmond. Er zijn zowel buiten als in een aantal woningen metingen verricht van de hoeveelheden PAK en metalen in het neergedaalde stof. De resultaten van de depositiemetingen zijn gebruikt om een risicobeoordeling uit te voeren op basis van een opgesteld blootstellingsscenario voor spelende kinderen in de leeftijd van 1 tot en met 12 jaar.

De conclusie van die risicobeoordeling is dat voor jonge kinderen de geschatte langdurige blootstelling aan PAK en lood in neergedaald stof ongewenst is voor de gezondheid (Mennen et al., 2021). De resultaten van het depositieonderzoek geven ook inzicht in de verspreiding van stof en daarin aanwezige PAK en metalen in de leefomgeving rondom het terrein van Tata Steel. Geconstateerd werd dat in alle woongebieden rondom het terrein een verhoogde depositie van PAK en metalen is gemeten vergeleken met achtergrondlocaties. De hoogste waarden werden gevonden in Wijk aan Zee en bij het meetstation Reyndersweg. De gemiddelde depositie is daar meer dan tien keer zo hoog als het achtergrondniveau: voor PAK, ijzer, mangaan, vanadium en chroom zelfs 20 tot 100 keer. Deze resultaten geven een indicatie dat emissies afkomstig van het terrein van Tata Steel een aanmerkelijke bijdrage leveren aan de depositie in Wijk aan Zee en mogelijk ook in andere gemeenten in de IJmondregio (Mennen et al., 2021). In dit onderzoek zijn de bevindingen van het depositieonderzoek meer in detail geanalyseerd, om daarmee beter inzicht te krijgen in de herkomst 7 In dit onderzoek is neergedaald stof geanalyseerd op een groot aantal metalen en andere elementen, die strikt genomen niet tot de metalen worden gerekend, zoals fosfor.

Met het oog op de leesbaarheid wordt in dit rapport verder gesproken over metalen, ook waar andere elementen worden bedoeld.

Pagina 27 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

(bronnen) van de PAK en metalen in het neergedaalde stof. Voor de consistentie zijn in dit rapport verschillende stukken tekst uit Mennen et al.(2021) overgenomen. 2.2

Aanpak analyse herkomst PAK en metalen in neergedaald stof De resultaten van het depositieonderzoek, dat uitvoerig is beschreven in Mennen et al. (2021), worden gebruikt als basis voor de analyse om beter inzicht te krijgen herkomst van de stoffen in de depositie. Anders gezegd: om antwoord te vinden op de vraag van inwoners van de IJmond: ‘Waar komen de PAK en metalen in het neergedaalde stof waaraan inwoners worden blootgesteld vandaan?’ Zoals beschreven in paragraaf 1.2, is de depositie – en de hoeveelheid en de samenstelling ervan – afhankelijk van een groot aantal factoren. Daar komt bij dat niet altijd bekend is hoeveel grof stof er van verschillende (ook natuurlijke) bronnen vrijkomt, wanneer dat gebeurt en wat de samenstelling daarvan is. Ook kan grof stof opwaaien en zich opnieuw verspreiden. Om deze redenen is het niet mogelijk om de depositie van grof stofdeeltjes en daarin aanwezige PAK en metalen in de IJmond te berekenen met behulp van een verspreidingsmodel en emissies uit bronnen, en ook niet om de bijdragen van verschillende bronnen te kwantificeren. Om toch beter inzicht te krijgen in de herkomst van de PAK en metalen in de depositie zijn de meetresultaten en andere beschikbare gegevens vanuit verschillende benaderingen bestudeerd.

Er is gebruikgemaakt van: 1) data uit de Emissieregistratie en wetenschappelijke literatuur over emissies van de staalindustrie; 2) patroonherkenning op basis van de typen stoffen en de gemeten hoeveelheden op verschillende locaties rondom het terrein van Tata Steel in relatie tot de weersomstandigheden; 3) twee wetenschappelijke artikelen betreffende recent onderzoek naar de samenstelling en mineralogische structuur van neergedaald stof in de IJmond (in dit onderzoek zijn alleen metalen bestudeerd en geen PAK); 4) wetenschappelijke literatuur over bodemverontreiniging als gevolg van emissies en depositie in de omgeving van ijzer- en staalfabrieken. Voor patroonherkenning en gemeten hoeveelheden maken we gebruik van de metingen die zijn gedaan met de PDT-sombakmethode 8 (zie Mennen at al., 2021, voor een beschrijving van de methoden die zijn gebruikt in het depositieonderzoek). Met deze methode is van 5 oktober tot en met 26 november 2020 in drie opeenvolgende meetperiodes de totale depositie aan PAK en metalen bepaald. De metingen die met de PDT-standaardmethode8 zijn verricht zijn minder bruikbaar, omdat hiermee alleen de depositie is gemeten die overblijft na afspoelen door neerslag, bijvoorbeeld regen. Bovendien zijn met die methode alleen metingen verricht in Wijk aan Zee en Heemskerk, dus niet in alle richtingen rondom het terrein van Tata Steel.

8

De methoden die zijn gebruikt in het depositieonderzoek zijn uitvoerig beschreven in Mennen et al., 2021.

Pagina 28 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

In het depositieonderzoek zijn ook metingen in woningen verricht. De PAK-depositie binnen is gemiddeld genomen 100 maal lager dan buiten, en het verspreidingspatroon van de PAK-depositie binnen is vergelijkbaar met de buiten gemeten waarden. Daarom zijn in het huidige onderzoek naar het herleiden van de bron alleen de buiten gemeten waarden gebruikt. In Figuur 2.1 zijn de 23 locaties weergegeven waar metingen zijn gedaan met de PDT-sombakmethode. De meetlocaties 21 tot en met 39 liggen alle in de IJmond, de meetlocaties 42 tot en met 45 zijn achtergrondlocaties, gelegen op 10 km afstand of meer van het IJmondgebied. In de figuur is onderscheid gemaakt tussen meetlocaties nabij een woning of bedrijfsgebouw enerzijds en meetlocaties naast een meetstation van het luchtmeetnet anderzijds. Voor meer details over de meetlocaties wordt verwezen naar paragraaf 2.4 van Mennen et al. (2021).

Pagina 29 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Figuur 2.1 Overzicht van de meetlocaties in de IJmond, waar is gemeten met de PDT-sombakmethode. De rode cirkels liggen op 10, 20, 30, et cetera km van het centrum van het terrein van Tata Steel

2.2.1

Windrozen In het rapport van het depositieonderzoek is een overzicht gegeven van de weersomstandigheden tijdens het onderzoek, in het bijzonder van de windrichting, de windsnelheid en de hoeveelheid neerslag tijdens elk van de drie meetperioden. Voor de analyse naar de herkomst van PAK en metalen in paragraaf 2.3 en 2.4 is met name gebruikgemaakt van de windrichtinggegevens. Daarom zijn hieronder de windrozen en de toelichting daarbij overgenomen uit paragraaf 3.1 van Mennen et al. (2021).

Pagina 30 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

In Figuur 2.2 staat het percentage vóórkomen van de windrichting uitgezet per 30 graden. Hiervoor zijn meetgegevens van de windrichting van KNMI-meetstation 209 IJmond gebruikt. In de figuur staan de gegevens van meerdere jaren (2011 tot en met 2020), van het jaar 2020 en van de hele meetperiode van het depositieonderzoek (5 oktober tot en met 26 november 2020). In deze figuur is te zien dat de heersende windrichting in de IJmond zuidwest is (210°-240°). Dat geldt overigens ook voor de rest van Nederland. Het beeld over meerdere jaren is vergelijkbaar met het beeld van heel 2020. In de hele meetperiode kwam de wind relatief vaker uit de richting 180°-210°, ofwel net iets zuidelijker dan gemiddeld. Wind uit noordelijke tot oostelijke richting kwam relatief weinig voor. 2011-2020

330

2020 25

meetperiode

0 30

20 15

300

60

10 5 270

90

0

240

120

210

150 180

Figuur 2.2 Relatief aantal uren wind (% van het totaal) uit verschillende richtingen per sector van 30° over de jaren 2011-2020, het jaar 2020 en de hele meetperiode

Figuur 2.3 bevat de windrozen voor de drie opeenvolgende meetperioden van het depositieonderzoek. In periode A (5 tot en met 22 oktober 2020) kwam de wind enkele dagen achter elkaar uit het noordoosten (60°) en op de andere dagen afwisselend uit het noordwesten, westen en zuidelijke richting. In de andere perioden, B (van 22 oktober tot en met 9 november 2020) en C (van 9 tot en met 26 november 2020) kwam wind uit noordwestelijke tot oostelijke richting vrijwel niet voor. Periode B werd gekenmerkt door veel wind uit het zuidwesten (210°) en dit was vaak een vrij krachtige tot soms stormachtige wind. In periode C was wind uit het zuiden dominant.

Pagina 31 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

periode A 300

330 150 100

30 60

50

270

periode B

0

240 210

30 60

50

270

120

0

100

300

90

0

330 150

90

0

240

150

120 210

180

150 180

0

periode C330 150

30

100

300

60

50

270

90

0

240

120 210

150 180

Figuur 2.3 Aantal uren wind uit verschillende richtingen per sector van 30° over de drie meetperioden van het depositieonderzoek

2.3

Analyse herkomst PAK-depositie

2.3.1

Gegevens literatuur en Emissieregistratie PAK ontstaan bij verbrandingsprocessen, met name bij onvolledige verbranding. PAK komen ook voor in steenkool en andere fossiele brandstoffen (Franke, 2013). Typische bronnen van PAK zijn industrie, houtstook, afvalverbranding, elektriciteitsopwekking zoals kolencentrales, weg- en scheepvaartverkeer, aangebrand voedsel en sigarettenrook. Ook bij de productie van ijzer en staal komen PAK vrij, met name bij de productie van cokes (Ciaparra et al., 2009; Liberti et al., 2006; Khaparde et al., 2016; Stella et al., 2012) en door verwaaiing van stofdeeltjes uit steenkool en cokes . Bij een aantal processen op het terrein van Tata Steel worden PAK uitgestoten. Volgens gegevens in de Emissieregistratie 9 bedroeg de uitstoot van benzo[a]pyreen 10 door Tata Steel in 2020 11 in totaal 35 kg. Deze uitstoot is voor het grootste deel afkomstig van de kooksfabrieken en daarnaast van de sinterfabriek en diverse verbrandingsprocessen. PAK kunnen ook voorkomen in (grof) stofdeeltjes die vrijkomen bij de productie van cokes, door verwaaiing uit op- en overslagen van steenkool (Franke, 2013) en in eerder neergedaald stof op het terrein dat opnieuw kan opwaaien door de wind of rijdend materieel.

9 Zie kader Toelichting op Emissieregistratie op pagina 53 voor meer informatie hoe deze gegevens in de Emissieregistratie tot stand komen. Kort samengevat is de belangrijkste bron de elektronisch Milieujaarverslagen die door Tata Steel worden ingediend in het kader van de E-PRTR regelgeving.

In de Emissieregistratie zijn emissies gerapporteerd van enkele PAK-verbindingen, maar niet van de totale hoeveelheid PAK of de som EFSA PAK8, die is gebruikt voor de risicobeoordeling door blootstelling aan het neergedaalde stof (Mennen et al., 2021).

10

11

De emissiegegevens over 2020 zijn voorlopige cijfers, die nog formeel moeten worden vastgesteld.

Pagina 32 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

Volgens het door Tata Steel ingediende e-MJV bedroeg in 2020 de totale emissie van grof stof (stofdeeltjes groter dan 10 μm) 1.125.500 kg. Dit grof stof komt voornamelijk van open en diffuse bronnen, zoals op- en overslagen van grondstoffen, mengvelden, transportbanden en wegen (opnieuw opwaaiend stof). Een aanzienlijk deel van de stofbronnen bevindt zich in het westelijke en zuidelijke deel van het terrein van Tata Steel (zie Figuur 3.2.5). Er zijn in de Emissieregistratie geen gegevens beschikbaar over de hoeveelheid PAK in het grof stof dat door Tata Steel wordt uitgestoten en verspreid in de omgeving. Ook zijn in de Emissieregistratie geen emissiegegevens van grof stof, PAK en andere stoffen beschikbaar van de bedrijven Harsco Metals en Pelt & Hooykaas, die zich op het terrein van Tata Steel bevinden. Van alle lokale bronnen in het IJmondgebied waarvan gegevens worden vastgelegd in de Emissieregistratie, draagt Tata Steel het meest bij aan de emissies van PAK. Voor bijvoorbeeld benzo[a]pyreen bedraagt de emissie van Tata Steel 35 kg in 2020, van de scheepvaart op het Noordzeekanaal 0,2 kg/jaar en van andere lokale bronnen in het gebied minder dan 0,1 kg/jaar. 12 Het gaat hierbij voornamelijk om emissies van benzo[a]pyreen in fijnstofdeeltjes.

In het e-MJV van Tata Steel zijn emissies als gevolg van incidenten gerapporteerd; onbekend is of alle emissies uit incidenten in beeld zijn 13. Daardoor, en ook door het ontbreken van gegevens over emissies van PAK in grof stof, zal de geregistreerde emissie van benzo[a]pyreen – en ook die van andere PAK – onderschat zijn. In de omgeving van diverse ijzer- en staalfabrieken zijn in de bodem verhoogde gehalten aan PAK gemeten (Rachwal et al., 2015; Xie et al., 2021), wat wijst op langdurige depositie van PAK afkomstig uit deze fabrieken. In 2009 heeft het RIVM een uitgebreide analyse gedaan van bodemonderzoeken in de IJmond en zijn omgeving (Lijzen, 2009). Hieruit werd geconcludeerd dat er tot op 3 km van het terrein van Tata Steel, met name in noordelijke richting, verhoogde gehalten aan PAK in de bodem voorkomen. Bodemstof met daarin verhoogde hoeveelheden PAK door deze ‘historische verontreiniging’ kan opwaaien en zich zo opnieuw verspreiden. 2.3.2

Verspreidingspatroon gemeten PAK-depositie In het depositieonderzoek zijn de gemeten deposities aan PAK op de locaties in de IJmond gedeeld door de gemiddelde depositie op de achtergrondlocaties 42, 43 en 45. Op deze wijze is de mate van verhoging van de PAK-depositie in de IJmond bepaald. De PAK-depositie op locatie 44 (Castricum) was in de tweede en derde meetperiode veel hoger dan op de locaties 42, 43 en 45, en daarom is locatie 44 niet meegenomen in de berekening van de gemiddelde achtergronddepositie. De oorzaak van de verhoogde waarden op de locatie in Castricum wordt later in deze paragraaf besproken.

http://www.emissieregistratie.nl/erpubliek Emissies uit incidenten zijn onderdeel van het totaal aan gerapporteerde emissies. De rapportage van incidenten, en de autorisatie door het bevoegd gezag, zijn echter minder evident dan de standaardrapportages in het milieujaarverslag. De volledigheid van de incidentele emissies en de bijbehorende emissiekenmerken zijn daarmee minder zeker en gevoelig voor misverstanden. 12 13

Pagina 33 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

In Figuur 2.4 is voor de som EFSA PAK8 14 de mate van verhoging (factor) van de PAK-depositie op de 19 meetlocaties in de IJmond weergegeven.

Figuur 2.4 Mate van verhoging (factor) van de PAK-depositie op de meetlocaties in de IJmond ten opzichte van de gemiddelde depositie op de achtergrondlocaties. De lengte van de balkjes linksboven geeft de factor verhoging aan

Een factor 100 betekent bijvoorbeeld dat de hoeveelheid PAK op deze locatie 100 keer zo hoog is als het gemiddelde van de waarden op de 14 De ‘som EFSA PAK8’ is de relevante dosismaat die is gebruikt in de risicobeoordeling in Mennen et al. (2021). Dit is de totale hoeveelheid van acht verschillende PAK-verbindingen: benzo[a]antraceen, benzo[b]fluorantheen, benzo[k]fluorantheen, chryseen, benzo[a]pyreen, indeno[1,2,3-cd]pyreen, dibenzo[a,h]antraceen en benzo[g,h,i]peryleen.

Pagina 34 van 133

RIVM-rapport 2021-0216

achtergrondlocaties. De drie staven bij elke meetlocatie geven de mate van verhoging aan in de drie opeenvolgende meetperioden. In de figuur is duidelijk te zien dat de PAK-depositie op de meetlocatie Reyndersweg (meetlocatie 38) het hoogst is, namelijk een factor 40 (eerste meetperiode) tot 150 (derde meetperiode). Deze locatie ligt aan de westzijde van het terrein van Tata Steel, op korte afstand van de terreingrens. In het westelijk deel van het terrein bevinden zich binnen een afstand van 50 tot enkele honderden meters in oostnoordoostelijke tot zuidelijke richting meerdere open bronnen, zoals op- en overslagen en mengvelden van onder meer kolen. Ook liggen hier wegen, waar stofdeeltjes van kunnen opwaaien (zie Figuur 3.3). PAK houdende stofdeeltjes kunnen ook afkomstig zijn van de kooksfabrieken die op 300 tot 500 m ten oostzuidoostelijke richting van de meetlocatie Reyndersweg liggen. Een belangrijke aanwijzing is dat de PAK-depositie het hoogst was in de tweede en derde meetperiode. In deze perioden was de wind overheersend uit zuidwestelijke tot oostzuidoostelijke richting, waar zich een deel van de genoemde bronnen bevindt. Daarnaast bevinden zich in de nabijheid van meetlocatie Reyndersweg geen andere grote bronnen van PAK, zoals grootschalig wegverkeer, verbrandingsinstallaties en open haarden.