OliNo

Duurzame Energie

Fietsers en Verkeersuitstoot

Geplaatst door Marcel van der Steen in Transport
Tags:
Geef een reactie

Fietsen is natuurlijk gezond, en ikzelf fiets redelijk veel; de woon-werk afstand bijna altijd en dan nog vaak voor privé doeleinden. Daarbij merk ik dat ik last heb van uitlaatgassen van auto’s en brommers, en vroeg me af hoe slecht dit nu eigenlijk is, en hoe blootstelling te voorkomen is. In mijn zoektocht kwam ik op een interessant afstudeerverslag dat de blootstelling van de fietsers aan fijn en ultrafijn stof verkent. Ik deel met jullie graag de vraagstelling en de conclusies, en leg iets uit van de meest opvallende zaken uit het rapport.

Plaatje van voorpagina vogelvrijefietser mei en juni 2007


Achtergrond van het onderzoek

Het onderzoek is gedaan in opdracht van Fietsersbond, die een nieuwe ronde van de fietsbalans wil aanvangen. De fietsbalans is een project waarin het fietsklimaat wordt onderzocht en beoordeeld. In de nieuwe ronde van dit project wil men ook de luchtkwaliteit onderzoeken.

Fijn stof blijkt hiervoor een goede parameter omdat deze goed te correleren is met de verkeersuitstoot; en daar ongeveer 55 % van het fijn stof is afkomstig van het verkeer [RIVM 2002] is dit iets wat het fietsklimaat erg bepaald. Met fijn stof worden hier PM2,5 (stofdeeltjes met een diameter van max 2,5 μm) en Ultra Fine Particles (UFP, oftewel ultrafijn stof, in dit rapport met diameters tussen 0,01 en 1 μm) bedoeld. De volgende vier redenen geven goed aan waarom juist deze stoffen worden onderzocht:

  1. Het gemotoriseerde verkeer is één van de belangrijkste bronnen van UFP en PM2,5.
  2. Het is aangetoond dat een verhoogde blootstelling aan PM2,5 schadelijk is voor de gezondheid [Dockery et al., 1993; Hoek et al., 2002]. Voor UFP is dit nog niet aangetoond, hoewel van deze emissies een grotere schade per massa-eenheid vermoed wordt.
  3. Het is mogelijk om UFP en PM2,5 mobiel en per seconde te meten. Dit is een randvoorwaarde voor toepassing in de fietsbalans.
  4. UFP is sterk gecorreleerd aan NOx [Seaton and Dennekamp, 2003; Westerdahl et al., 2005], en laatstgenoemde heeft acute en langetermijn gezondheidsschade als gevolg. Metingen aan UFP zeggen dus iets over de concentratie van NOx in de atmosfeer.

Het onderzoek is te downloaden (na aanvraag) op de website van de Wetenschapswinkel Biologie en vormt dus de bron van dit artikel. In dit document staan ook veel bronverwijzingen naar allerlei artikelen.

Luchtkwaliteit en gezondheidseffecten

Zoals eerder gesteld is de meting van fijn stof goed te correleren met de verkeersuitstoot, en daar richten we ons nu op. Er bestaat een norm voor fijn stof, alleen die is gebaseerd op PM10: 50 μg/m3 als daggemiddelde, en deze mag 35 x per jaar overschreden worden. De schadelijkheid van PM10 deeltjes is stofafhankelijk, en vanwege de grens op 10 μm vallen hier vele natuurlijke en nagenoeg schadeloze bronnen ook onder. Beter is te kijken naar PM2,5 (en ook UFP).

Bij nadere analyse blijkt dat het aantal ultrafijne deeltjes veel groter is dan het aantal zwaardere deeltjes, zie de figuur.

/wp-content/uploads/2008/articles/fietsers_en_verkeersuitstoot_bijdrage_per_deeltesgrootte_small.jpg

Figuur 1: Bijdrage per deeltjesgrootte aan het totale aantal en aan de totale massa (PM2,5)

PM2,5

Diverse studies geven een verhoogd risico voor korte blootstelling aan fijn stof ([RIVM 2002], [Hoek et al., 1997], [Pope III, 2000]). Het resulteert in hogere sterfte, in het bijzonder respiratoire oorzaken (25 % per 50 μg/m3 PM2,5) en cardiovasculaire sterfte (11 % per 50 μg/m3 PM2,5). Tevens stijgt het aantal ziekenhuisopnames en resulteert blootstelling aan een verminderd longfunctioneren.

Langdurige blootstelling aan PM2,5 wordt in verband gebracht met diverse aandoeningen, en grotere schade [RIVM 2002], zie hiervoor dezelfde al genoemde effecten, maar daarnaast tevens: pneumonia (ontstoken longblaasjes), COPD en algemene hart- en vaatziekten. De impact van een aantal van deze effecten in gekwantificeerd in cohortstudies. De schade van langdurige blootstelling wordt geschat op een relatief verhoogd risico van enkele procenten. [Künzli 2000] heeft geprobeerd de effecten te kwantificeren voor Oostenrijk, Frankrijk en Zwitserland.

Kwantitatieve resultaten van epidemiologisch onderzoek worden doorgaans uitgedrukt als Relatief Risico (RR). Een RR is gekoppeld aan een bepaalde blootstelling en een daaraan verbonden gezondheidseffect. In het onderzoek naar effecten van luchtverontreiniging worden RR’s voor elke combinatie van component en effect uitgedrukt voor een bepaalde toename in de
luchtconcentraties. Bijvoorbeeld: de RR voor het effect van PM10 op de dagelijkse sterfte is in een bepaalde studie 1,007 per 10 μg/m3 toename in PM10 concentratie. Dit betekent dat op een dag met een PM10 concentratie van 30 μg/m3 1,007 keer meer mensen overlijden (+0,7%) dan bij 20 μg/m3. Het RR wordt standaard gerapporteerd met een 95% betrouwbaarheidsinterval.

Aandoening RR10μg
Totale natuurlijke sterfte onder volwassenen ouder dan 30 jaar 1,043
Respiratoire ziekenhuisopname (alle leeftijden) 1,013
Cardiovasculaire ziekenhuisopname (alle leeftijden) 1,013
Chronische bronchitis incidenten (volwassenen) 1,098
Astma aanvallen bij volwassenen vanaf 15 jaar 1,039
Bronchitis episodes bij kinderen tot 15 jaar 1,306
Astma aanvallen bij kinderen tot 15 jaar 1,044
Ter vergelijk RR
Roken 2,11

Ultrafijn stof (UFP)

UFP is een deel van PM2,5. Hoewel de schadelijkheid van UFP niet met een cohortstudie is aangetoond en ook niet is gekwantificeerd, zijn er wel vermoedens dat deze emissie ernstig schadelijk is omdat het om grote aantallen deeltjes gaat en een relatief groot opppervlak (er zijn wel literatuurstudies en laboratoriumexperimenten beschikbaar). Het afweersysteem van de mens is niet in staat al deze deeltjes uit het lichaam te verwijderen. Bovendien is het grote oppervlak van de deeltjes een substraat voor allerlei chemische reacties. Hieruit kunnen radicalen ontstaan, die schadelijke gevolgen voor de longcellen kunnen hebben. Maar ook andere reacties kunnen de cellen beschadigen [Donaldson et al., 1998].

De gezondheidseffecten betreffen verder onstekingen in de longen, meer hartziektes en een verminderd longfunctioneren.
Het aan ultrafijn stof gerelateerde NOx [Seaton en Dennekamp, 2003, Sioutas et al., 2005] wordt tevens in verband gebracht met een verminderd longfunctioneren [WHO, 2000]. Bovendien kan NOx worden omgezet in ozon, wat al in lagere concentraties schade aan de longen kan veroorzaken.

Alhoewel dus niet geheel aangetoond, is het duidelijk dat men beter kan uitgaan van een voorzichtigheidsprincipe, dat dus de uitstoot van UFP niet gezond is en inademen (en daarmee uitstoot) beter vermeden kan worden.

De uitvoeringsvorm van het onderzoek

De uitvoering van het onderzoek gaat door registratie van concentraties van PM2,5 en UFP op zowel de fiets als in de auto, wanneer de fietser en de automobilist gedefinieerde trajecten afleggen. Er is een viertal trajecten gedefinieerd in Utrecht, waarbij de verwachte blootstelling per traject verschillend is (met veel of weinig verkeer).
De fietser neemt de meetapparatuur mee in een rugzak tijdens het fietsen, en er zit een pijpsysteem aan de ingangen van de meetapparatuur met de pijpmond die uitkomt juist boven de schouder van de fietser.

Plaatje van de rugzak met meetapparatuur

Figuur 2: De rugzak met de meetapparatuur

De automobilist heeft dezelfde meetapparatuur achter de bestuurdersstoel gemonteerd, en met een zelfde buizensysteem wordt de lucht ingenomen nabij de schouder van de automobilist.

Plaatje van de autostoel met meetapparatuur

Figuur 3: De autostoel met de meetapparatuur

Het onderzoek bepaalt de invloed van o.a. de volgende parameters op de meetwaardes:

  1. van snelheid van fietsen
  2. van de stand van de pijpmond
  3. van het weer (regen en wind)
  4. van de apparatuur zelf
  5. van de verkeersdrukte

De tijdstippen zijn gedefinieerd als zijnde buiten de ochtendspits, omdat men geen te groot wisselende verkeerstoestand cq -drukte wil hebben.

Er wordt gebruik gemaakt van camera’s, zodanig dat de verkeersdrukte ingeschat kan worden. Tevens kan zo een correlatie gelegd worden tussen gemeten pieken en vepaalde verkeerssituaties.

Een voorbeeld van een meetresultaat tijdens een rit wordt hierbij weergegeven.

/wp-content/uploads/2008/articles/Fietsers_en_verkeersuitstoot_vb_meetresultaat_rit_small.jpg

Figuur 4: Voorbeeld meetresultaat tijdens een rit

Piek 1 is de hoogste, en is afkomstig van een scooter, die door de fietser een seconde wordt gevolgd. De tweede piek is afkomstig van een aantal tegemoetkomende auto’s, het is dus een set van pieken achter elkaar. De derde piek wordt veroorzaakt door een dieselbusje, en piek 4 komt van een bijzonder voertuig. Vaak zijn deze laatste wat ouder en hun uitstoot is daarom hoger.

Interessante resultaten uit het onderzoek

Het onderzoek moest antwoorden genereren op een aantal hoofdvragen. Ik formuleer de antwoorden op voor dit artikel interessante en relevante vragen. In het rapport staan natuurlijk veel meer interessante conclusies, waarvan ik er ook enkele vermeld.

Wat zijn factoren op het meetresultaat?

  • Het meetapparaat zelf; de deeltjestellers die gebruikt zijn verschilden slechts 2 % (volgens spec kon dit 20 % zijn), en de massameters verschilden 22 %. Voor deze laatste is gecorrigeerd. Er is niet gekozen voor calibratie, omdat alleen relatieve vergelijkigen tussen fietser en automobilist belangrijk waren. Een tabel die aangeeft welke deeltjes gemeten worden door de CPC (condensatie kern teller) deeltjesteller en de specifieke massameter DustTrak is gaat hierbij:
Stofdeeltjes grootte (μm) Gemeten door CPC Gemeten door DustTrak
Moleculen <0,004 Nee, te klein Nee, te klein
Condensatiekernen <0,005 - 0,07 Ja Ja
Verbrandingsproducten <0,08 - 0,12 Ja Ja
Zeezout <0,7 - 20 Ja Ja
Opwaaiend stof <0,8 - 12 Ja Ja
Pollen <8 - 80 Nee, te groot Nee, te groot
Waterdruppels >20 Nee, te groot Nee, te groot
  • Het gebruikte inlaatsysteem zorgt voor een kleine extra vertraging van het aantal gemeten deeltjes en zorgt voor het afvlakken van pieken. De metingen van UFP worden bovendien verlaagd, omdat er coagulatie (samenklontering) plaatsvindt van deeltjes in het inlaatsysteem (10 % lager).
  • De snelheid waarmee gefietst wordt heeft geen invloed op de meetresultaten.
  • Hoe meer ventilatie in de auto, hoe hoger het UFP en lager het PM2,5 gehalte.
  • Het weer zorgt voor verschillen in UFP (50 %) en PM2,5 (factor 9!).

Hoe beïnvloeden verkeerssituaties de meetresultaten?

  • Hoge piekwaarden in UFP worden veroorzaakt door (1) brommers en scooters, optrekkend verkeer, fileverkeer, vrachtauto’s, dieselbusjes en bijzondere voertuigen (brandweerauto, graafmachines, tractoren).
  • Het weer en ook het verkeer heeft grote invloed op het gehalte UFP. In de auto hebben individuele voertuigen grote invloed, omdat de auto hiermee gelijk opgaat in het verkeer (kan er vlak achter rijden, terwijl de fietsers vaan een eigen rijpad hebben iets verder weg). Zie hierbij ook twee metingen.

/wp-content/uploads/2008/articles/fietsers_en_verkeersuitstoot_metingen_drukke_en_rustige_weg_small.jpg

Figuur 5: Metingen op de drukke Vleutenseweg (links) en het rustige Oog in Al (rechts).

Gedurende de meting links, heeft de fietser tweemaal moeten stoppen voor een stoplicht, terwijl het gemotoriseerde verkeer voorbijraasde. Hierdoor zijn veel pieken ontstaan. Rechts staat de grafiek van een meting door de woonwijk Oog in Al, met een constante lage blootstelling. De afstand was 250 m, en de fietser deed er langer over op de Vleutenseweg.

  • PM2,5 toont t.o.v. UFP weinig variatie per plaats of situatie. Dus ook niet zozeer geschikt als meting om verkeersinvloeden aan te geven. Het weer heeft wel een merkbare invloed op de blootstelling aan PM2,5.
  • Het vergelijken van meetresultaten voor UFP met ander onderzoek is moeilijk. Ieder type CPC heeft nl. een eigen bereik en vooral de kleine deeltjes die kunnen worden geteld zijn belangrijk. Bovendien is ook ondetzocht dat gelijke apparaten moeilijk te vergelijken zijn. Vanwege de inlaatconstructie worden ongeveer 13 % lagere waarden gemeten dan zonder constructie. Tot slot vinden veel metingen niet mobiel in de stad plaats, maar stationair op drukke plaatsen.
  • Een andemhalingscorrectie zou moeten worden toegepast op het effect van fijn stof op fietsers; bij het fietsen wordt namelijk dieper en veelvuldiger ingeademd en dus heeft fijn stof meer negatieve invloed. Er is natuurlijk ook een positieve invloed van de lichamelijke inspanning, wat wordt uitgewerkt door [Heim en Schuit, 2006]. E.e.a. resulteert dat een eventuele ademhalingscorrectie door zoveel aspecten wordt beïnvloedt, dat een gedetailleerde analyse is af te raden.

Enkele opvallende meetresultaten
/wp-content/uploads/2008/articles/fietsers_en_verkeersuitstoot_meting_agv_schakelfout_small.jpg

Figuur 6: Opvallende meting in de auto vanwege een schakelfout.
Opvallend was de momentane verhoging van PM2,5 als gevolg van het schuren van de koppelingsplaten tijdens een schakefoutje. Het figuur laat goed zien dat de grotere deeltjes vooral in de lucht verdeeld worden (en dus meetbaar aanwezig zijn.

/wp-content/uploads/2008/articles/fietsers_en_verkeersuitstoot_meting_auto_in_file_small.jpg

Figuur 7: Meting wanneer de auto in de file komt.

Een andere interessante meting is wanneer de auto in de file komt (wat nogal eens gebeurd), of vaak voor een stoplicht wacht en daarbij dicht ander een andere auto staat. De waarden UFP en in mindere mate PM2,5 schieten omhoog!

Wat te doen?

  • Fiets op rustige routes, met weinig tot geen gemotoriseerd verkeer
  • Fiets op afstand (minimaal 10 meter) van gemotoriseerd. Dit is nog belangrijker bij weinig wind en veel bewolking (waardoor de fijne stof blijft hangen).
  • Mondkapje heeft geen nut, houdt geen (ultra) fijn stof tegen
  • Ga meer fietsen ipv de auto te gebruiken
  • Schaf een auto aan die met elektriciteit wordt aangedreven (natuurlijk moet dan die elektriciteit ook duurzaam opgewekt worden)

[Dockery et al., 1993]

Dockery, D.W., C.A. Pope III and X. Xu (1993)
An association between air pollution and mortality in six US cities. N Engl J Med 329: 1753-1759.

[Heim en Schuit, 2006]

Heim, N. and A.J. Schuit (2006)
Fietsen en gezondheid (in ontwikkeling)

[Hoek et al., 1997]

Hoek, G., J.D. Schwartz, B. Groot en P. Eilers (1997)
Effects of Ambient Particulate Matter and Ozone on Daily Mortality in Rotterdam, the Netherlands. Acrhives of National Health 52(6): 455-463.

[Hoek et al., 2002]

Hoek, G., B. Brunekeef, S. Goldbohm, P. Fischer, and P.A. van den Brandt (2002)
Association between mortality and indicators of traffic-related air pollution in te Netherlands: a co-hort study. The Lancet 360: 1203-1209.

[Künzli 2000]

Künzli, N., R. Kaiser and S. Medina (2000)
Public-health impact of outdoor and traffic-related air pollution: a European assessment. The Lancet (356): 795-801.

[Pope III, 2000]

Pope, C.A. III (2000)
Epidemiology of fine particulate air pollution and human health: biologic mechanisms and who’s at risk? Environmental Health Perspect 108 (suppl 4): 713-723

[RIVM 2002]

On health risks of ambient PM in the Netherlands. RIVM report 650010033, Bilthoven.

[Seaton and Dennekamp, 2003]

Seaton, A., and M. Dennekamp (2003)
Hypothesis: III health associated with low concentrations of nitrogen dioxide – an effect of ultrafine particles? Thorax 58: 1012-1015

[Westerdahl et al., 2005]

Westerdahl, D., S. Fruin, T. Sax, P.M. Fine
Mobile platform measurements of ultrafine particles and associated pollutant concentrations on freeways and residential streets in Los Angeles. Atmospheric Environment 39: 3597-3610.

8 Reacties to “Fietsers en Verkeersuitstoot”

  1. JeroenH Says:

    Ik fiets nogal veel, zowel ‘functioneel’ (woon-werk, boodschappen, etc.) als voor de lol. Vooral de eerste categorie vindt meestal plaats in de stad.

    Ik vind het eigenlijk wel schokkend om te lezen hoe slecht de lucht is die je inademt terwijl je iets ‘goeds’ probeert te doen (met de fiets ipv de auto gaan).

    Het advies om meer met de fiets te gaan krijgt daarmee bijna een cynisch karakter…

    Maar zo lang ik nog collega’s heb die met de auto komen terwijl ze < 2km van hun werk wonen omdat het haar anders door de war gaat (ja het is een vrouw) vrees ik dat er nog een lange weg te gaan is. Maar ik kan het niet laten om elke keer als er gezeurd wordt over de files en de hoge benzineprijzen even fijntjes te melden dat ik daar totaal geen last van heb, en dat ik ook geen onderdeel van het probleem ben. Een echt tegenargument komt er dan meestal niet.

  2. mvdsteen Says:

    Als je collega’s kinderen hebben, is het wellicht eens interessant om hen te wijzen op het volgende rapport: Luchtwegaandoeningen bij kinderen in verband met luchtverontreiniging. Het rapport is aan te vragen bij de Wetenschapswinkel Biologie.
    In dit rapport wordt onderzocht wat de mogelijke effecten zijn van verkeersgerelateerde verontreiniging op de gezondheid van kinderen; blijkt het volgende:

    Uit de analyse van die drie studies tezamen is er een effect te zien van de blootstelling aan zwaar verkeer en het voorkomen van piepen op de borst, bronchitis, neus- en oogklachten en jeukende huiduitslag. Kinderen die worden blootgesteld aan een hoge intensiteit van zwaar verkeer vertonen meer klachten in de vorm van bovengenoemde symptomen.

    en ook het volgende:

    Samen met de gevonden resultaten van de stikstofmonoxide-meting in de uitademingslucht van de kinderen (als indicatie voor het voorkomen van luchtwegaandoeningen) en de metingen aan de buitenlucht lijkt met name de intensiteit van het zware verkeer de gezondheid van basisschoolkinderen te kunnen schaden.

    Wellicht dat dergelijke resultaten meer tot de verbeelding spreken van je collega’s?

  3. Danny Says:

    Wat vinden jullie van mijn lijstje met bezwaren tegen “klimaat neutraal” fossiel?

    http://demallemolenvanhetleven.nl/docs/tft.html

  4. Jeroen Haringman Says:

    Danny: ik ben het er volledig mee eens. Een goed doordacht en goed geschreven stuk. Ik ben gek op bomen, maar het planten van bomen is geen oplossing voor onze olie-verslaving en alle problemen die het met zich mee brengt.

  5. mvdsteen Says:

    Danny: je haalt goede punten aan. Vooral de mogelijkheid dat dergelijke greenseats en boomplanterijen eigenlijk de oliebaronnen van deze tijd ondersteunen in hun business as usual, vind ik sterk. Terwijl dat nu juist niet de bedoeling is en tegen gegaan moet worden.
    Wellicht is de boycot van vliegreizen het beste middel. Alleen de vliegmaatschappijen moeten dan wel begrijpen dat het de mensen gaat om terugdringen van uitlaatgassen, en niet bijvoorbeeld omdat ze het niet kunnen betalen.
    Om nog even terug te komen op NOx, die volgens jouw stuk niet gecompenseerd zouden worden; ik meen me toch echt te herinneren dat NOx wel degelijk wordt meegenomen, in een bepaalde omrekeningnaar CO2 toe (de website lezende waar de berekenmethode werd uitgelegd).
    Hoe dan ook, er zullen vele verhalen circuleren waarbij de ene zegt dat het wel allesomvattend is en de ander zegt van niet. Ik geloof best dat er een link zou kunnen zijn met het in stand houden van de huidige vorm van vliegtransport, en daardoor dat men een “goodfeel” verkoopt en meer niet. Toch zie ik het meedoen aan GreenSeats ook als een signaal dat het de burger toch belangrijk is om de natuur te besparen waar tevens een overheid maar ook andere bedrijven op in kunnen spelen, met wellicht betere producten als een vliegtuig dat op groene energie vliegt bijvoorbeeld.
    Ik zie het liefst dat men met nieuwe, nog betere oplossingen komt.

  6. Eliza Says:

    What a great thing! Sorry for using english, just much easier to show what I think about this…

  7. Roger Vermeiren Says:

    Kan ik meer vernemen over de “praktische uitvoeringsvorm”, namelijk over de verkrijgbaarheid en prijs van het meettoestel voor fijn stof? Bedoeling is om verkenende metingen te doen rond de luchthaven van Zaventem, want ik geloof de officiële instanties niet dat er geen meetbare effecten zouden zijn van de vliegtuigen. Onze webstek: http://www.actie-noordrand.be Hartelijk dank, Roger.

  8. ericjan evers Says:

    Hallo,

    Ok, ik geloof het allemaal, maar wie kan mij dan zeggen wat ik het beste kan doen, ik woon in Rotterdam en blijkens nes scan zit ik vol uitlaatgassen en fijnstof. Is er nu echt geen maskertje of kapje dat helpt, wie heeft hier kennis van en ervaring mee?

    Heeeeeeel graag reakties,

    ik leg me er niet zomaar bij neer dat er niks aan te doen is, en ik geloof het ook gewoon niet, kom maar op!!

    Eric-Jan

Geef een reactie

 

WP Theme & Icons by N.Design Studio
Gebruiksvoorschriften | Privacybeleid Adverteren Entries RSS Comments RSS Log in