Persoonlijke hulpmiddelen

volgende
vorige
items

Ga naar inhoud. | Ga naar navigatie

Sound and independent information
on the environment

U bent hier: Home / Publicaties / Het milieu in Europa: de tweede balans / 5. Troposferische ozon

5. Troposferische ozon

5. Troposferische ozon

Voornaamste

bevindingen


De ozonconcentraties in de troposfeer (tot 10-15 km boven het aardoppervlak) boven Europa zijn doorgaans drie tot vier keer hoger dan in het pre-industriële tijdperk, voornamelijk als gevolg van de zeer grote toename van de NOX-emissies door de industrie en het vervoer sinds de jaren vijftig. De natuurlijke variatie in het weer maakt het opsporen van trends in het vóórkomen van episoden van hoge ozonconcentraties onmogelijk.

 

De drempelconcentraties die zijn vastgesteld ter bescherming van de gezondheid van de mens, de vegetatie en van ecosystemen, worden in de meeste Europese landen veelvuldig overschreden. Ongeveer 700 ziekenhuisopnamen die in de periode maart-oktober 1995 in de EU plaatsvonden (waarvan 75% in Frankrijk, Italië en Duitsland) zijn mogelijk toe te schrijven aan ozonconcentraties boven de voor de gezondheid van de mens vastgestelde drempelwaarde. De mogelijkheid bestaat dat ongeveer 330 miljoen mensen in de EU ten minste één keer per jaar aan concentraties boven de drempelwaarde worden blootgesteld.

 

De drempel die voor de bescherming van de vegetatie is vastgesteld, werd in 1995 in de meeste EU-landen overschreden. Verscheidene landen rapporteerden dat op sommige plaatsen de drempelwaarde op meer dan 150 dagen was overschreden. Datzelfde jaar werden overschrijdingen geregistreerd op bijna het totale oppervlak aan bos- en landbouwgrond in de EU.

 

De emissies van de belangrijkste stoffen die ozon kunnen veroorzaken, te weten stikstofoxiden en vluchtige organische stoffen exclusief methaan (NMVOS), namen tot eind jaren tachtig toe om vervolgens tussen 1990 en 1994 met 14% te dalen. Het grootste deel van de NOX-emissies komt voor rekening van de vervoersector. Deze sector levert tevens de grootste bijdrage aan de uitstoot van NMVOS in West-Europa. In de LMOE en de NOS is het grootste deel van de NMVOS-emissies van de industrie afkomstig.

 

Het realiseren van de emissiedoelstellingen voor stikstofoxiden die zijn vastgelegd in het Verdrag betreffende grensoverschrijdende luchtverontreiniging over lange afstand en het Vijfde Milieuactieprogramma zou resulteren in een reductie van de piekconcentraties van ozon van slechts 5-10%. Voor het bereiken van de lange-termijndoelstelling gericht op het niet overschrijden van de drempelniveaus, is het van cruciaal belang dat de algehele concentraties van troposferische ozon worden verminderd. Daarvoor zijn reductiemaatregelen nodig voor de stoffen die ozon kunnen veroorzaken (NOX en NMVOS) die het hele noordelijk halfrond bestrijken. Een eerste stap is het vaststellen van strengere nationale emissieplafonds in het kader van het nieuwe protocol.


5.1. Inleiding

Fotochemische smog, gewoonlijk aangeduid als "zomersmog", veroorzaakt al decennia lang ademhalingsproblemen onder de Europese bevolking. Ook kan het ernstige schade toebrengen aan planten. Perioden van zomersmog komen elk jaar in een groot deel van Europa voor.

Zomersmog ontstaat langs fotochemische weg uit een aantal gassen in de troposfeer, de onderste laag van de atmosfeer, die een dikte van 7-15 km heeft. De belangrijkste precursoren (veroorzakende stoffen) van zomersmog zijn stikstofoxiden (NOx, d.w.z. NO en NO2), vluchtige organische stoffen (VOS), methaan (CH4) een koolmonoxide (CO). Dergelijke verontreinigende stoffen vinden hun oorsprong in tal van menselijke activiteiten, waaronder de verbranding van fossiele brandstoffen, vooral voor vervoersdoeleinden, en het gebruik van producten die organische oplosmiddelen bevatten.

De door de mens veroorzaakte emissies in Europa van de belangrijkste precursoren van zomersmog, te weten, NOx en VOS, zijn sinds het Dobris-rapport afgenomen. Deze afname was echter onvoldoende voor het bereiken van de reductiedoelstellingen die internationaal zijn overeengekomen. De inwerking van zonlicht op genoemde precursoren leidt tot de vorming van een reeks van chemische verbindingen die bekend staan als fotochemische oxidanten.

De belangrijkste fotochemische oxidant is ozon (O3), vanwege de hoge concentraties waarin het in de lucht voorkomt en de giftigheid van deze stof. De drempelconcentraties die voor ozon zijn vastgesteld ter bescherming van de gezondheid van mens, vegetatie en ecosystemen,

worden in de meeste Europese landen veelvuldig overschreden. Met uitzondering van ozon lijken fotochemische oxidanten in de concentraties die op dit moment in het milieu worden gemeten, voor de gezondheid van de mens of voor de vegetatie weinig gevaar op te leveren. Van peroxyacetylnitraat (PAN) is echter bekend dat het in hogere concentraties soortgelijke effecten als ozon kan veroorzaken, te weten irritaties aan het ademhalingssysteem en bladschade (WHO, 1996a, 1996b).

Episodische concentraties van ozon worden toegevoegd aan de achtergrondconcentraties, die sinds de jaren vijftig min of meer zijn verdubbeld (Staehelin e.a., 1994). Deze toename is voornamelijk het gevolg van de wereldwijde stijging van NOx-concentraties. De ozonconcentraties boven Europa worden dan ook mede beïnvloed door emissies van andere continenten. Troposferische ozon is ook relevant voor het probleem van klimaatverandering. Volgens huidige schattingen vergroot

troposferische ozon het totale opwarmingseffect als gevolg van de belangrijkste broeikasgassen die tot dusver door menselijke activiteiten in de lucht zijn geëmitteerd, met 16% (zie paragraaf 2.3).

De processen die ten grondslag liggen aan de vorming van fotochemische oxidanten alsmede de effecten van deze verbindingen, zijn complex en houden ook verband met andere milieuproblemen (zie kaders 5.1 en 5.2). De effecten die ozon op de gezondheid heeft, worden nog verergerd door de effecten van de cocktail van verontreinigende stoffen die zich in de lucht bevindt. Aangezien fotochemische oxidanten over grote afstand en over nationale grenzen worden getransporteerd, moeten internationale inspanningen worden verricht voor de ontwikkeling van samenhangende bestrijdingsstrategieën (Grennfelt e.a., 1994). Het nieuwe protocol dat meerdere verontreinigende stoffen bestrijkt en gericht is op de bestrijding van meerdere effecten en is opgesteld in het kader van het ECE-Verdrag betreffende grensoverschrijdende luchtverontreiniging over lange afstand, is een voorbeeld van een dergelijke brede aanpak.

Kader 5.1: Ozonvorming

 

Ozon wordt gevormd in de troposfeer en de verontreinigde grenslaag, die vanaf de grond tot een hoogte tussen de 100 en 3.000 meter reikt. Deze verontreinigende stof ontstaat door de oxidatie van VOS en CO in aanwezigheid van NOx en zonlicht. In de verontreinigde grenslaag fungeren de zeer reactieve VOS als de belangrijkste “brandstof” voor dit proces, dat hoger in de troposfeer voornamelijk door de oxidatie van CH4 en CO op gang wordt gebracht. De beschikbaarheid van de katalysator NO vormt gewoonlijk de beperkende factor voor de vorming van ozon.

 

De processen die aan deze verschillende patronen van ozonvorming ten grondslag liggen, zijn buitengewoon complex. Maatregelen om de frequentie en ernst van ozonvorming te verminderen, kunnen een averechts effect hebben als ze niet op een degelijk inzicht in de betrokken fotochemische processen zijn gebaseerd. Pas geëmitteerde NO kan in een verontreinigd stedelijk milieu bijvoorbeeld onmiddellijk met ozon reageren en de concentratie ervan verminderen. Om die reden en vanwege andere chemische reacties, kan een afname van NOx-emissies leiden tot een stijging van de ozonconcentraties in steden (zie kader 5.2). Onder dergelijke condities worden ozonconcentraties bepaald door VOS. Vandaar dat in sterk verontreinigde gebieden de sleutel tot een verlaging van de ozonconcentratie bij een vermindering van de uitstoot van VOS ligt. In minder verontreinigde gebieden, daarentegen, zijn het niet zozeer de VOS- als wel de NOx-emissies die moeten worden teruggedrongen. De zaak wordt nog gecompliceerder daar het mogelijk is dat door bepaalde atmosferische processen, wanneer luchtmassa’s wegtrekken van boven de stedelijke agglomeraties, niet langer VOS de beperkende factor voor de fotochemische “cocktail” zijn, maar NOx.

 

Het is duidelijk dat het terugdringen van óf VOS- óf NOx-emissies op regionaal en internationaal niveau onvoldoende kan blijken. Om het probleem onder alle omstandigheden te verminderen, is een reductie van beide nodig. Extra argumenten voor een reductie van NOx-emissies zijn de aanzienlijke effecten die NO2 en PAN (WHO, 1996a) op de gezondheid hebben, alsmede de bijdrage van NOx aan verzuring (hoofdstuk 4) en eutrofiëring (hoofdstukken 9 en 10).

 

Door de inwerking van zonlicht op VOS en NOx worden behalve ozon nog een aantal andere fotochemische oxidanten gevormd. Daartoe behoren onder meer peroxyacetylnitraat (PAN), salpeterzuur, secundaire aldehyden, mierenzuur en diverse radicalen. Over de concentraties en effecten van deze stoffen is betrekkelijk weinig informatie beschikbaar. Omdat bij de huidige concentraties geen noemenswaardige effecten optreden, zijn voor deze fotochemische oxidanten geen internationale richtlijnen vastgesteld (WHO, 1996a).

Kader 5.2: Het weekend-effect

 

De averechtse werking van een reductie van NOx-emissies op de ozonconcentratie in steden, kan worden geïllustreerd aan de hand van het "weekend-effect". Dumont (1996) maakte melding van het feit dat de ozonniveaus in Belgische agglomeraties in de weekends beduidend hoger waren dan door de week. Tijdens perioden van “zomersmog” was de gemiddelde piekconcentratie in de namiddag op zaterdagen en zondagen ongeveer 20% hoger dan op werkdagen. Dit zogeheten “weekend-effect” is het resultaat van de lagere NOx-emissies tijdens het weekend in Belgische steden (ongeveer 30% lager dan op werkdagen). Een analyse van Zwitserse gegevens laat een gedifferentieerder beeld zien: in de weekends werden zowel lagere als hogere concentraties gemeten, afhankelijk van de weersomstandigheden (Brönniman and Neu, 1997).

 

De hogere concentraties die in de weekends optreden, zijn uitsluitend het gevolg van eerste en betrekkelijk kleine reducties in NOx-emissies gecombineerd met een onvoldoende reductie van VOS-emissies. Voor het bereiken van aanvaardbare ozonniveaus en het tenietdoen van de averechtse effecten die in eerste instantie optreden, moet zowel de uitstoot van NOx als die van VOS aanzienlijk worden verminderd.

 

5. Troposferische ozon (.pdf)

Geographical coverage

[+] Show Map

Opmerkingen

Europees Milieuagentschap (EMA)
Kongens Nytorv 6
1050 Kopenhagen K
Denemarken
Telefoon: +45 3336 7100