De atmosfeer en zijn lagen
De atmosfeer is de gasmassa die onze planeet omringt. Het bestaat uit lagen met verschillende dichtheden. De dunste en laagste laag (dicht bij de aarde) is de troposfeer. Hierin bevinden zich planten, dieren en spelen onze weerspatronen zich af. De hoogte ervan is 7 km bij de polen en 17 km bij de evenaar.
Net als de rest van de atmosfeer is de troposfeer dynamisch. Afhankelijk van de hoogte heeft de lucht een andere dichtheid en chemische samenstelling. De lucht beweegt constant over de hele wereld, over oceanen en grote landmassa’s. Wind kan kleine organismen zoals bacteriën, virussen en invasieve soorten naar nieuwe leefgebieden transporteren.
Okuma: Hvor meget ilt er der i atmosfæren
Wat we lucht noemen, bestaat uit…
Droge lucht bestaat voor ongeveer 78% uit stikstof, 21 % uit zuurstof en 1 % uit argon. Lucht bevat ook waterdamp, die tussen de 0,1 % en 4 % van de troposfeer vormt. Warmere lucht bevat meestal meer waterdamp dan koudere lucht.
De lucht bevat ook zeer kleine hoeveelheden andere gassen, zogenaamde sporengassen, zoals kooldioxide en methaan. De concentraties van deze afzonderlijke sporengassen worden meestal uitgedrukt in delen per miljoen (ppm). Voor kooldioxide, een van de belangrijkste sporengassen, was de concentratie in 2011 ongeveer 391 ppm of 0,0391%.
Bovendien worden duizenden andere gassen en deeltjes (inclusief roet en metalen) uit natuurlijke en door de mens gemaakte bronnen in de atmosfeer vrijgegeven.
De samenstelling van de lucht in de troposfeer verandert voortdurend. Sommige stoffen in de lucht zijn zeer reactief – dat wil zeggen dat ze de neiging hebben om te reageren met andere stoffen en nieuwe stoffen te vormen. Wanneer sommige van deze stoffen met elkaar reageren, kunnen ze “secundaire” verontreinigende stoffen vormen die schadelijk zijn voor de gezondheid en het milieu. Warmte – inclusief warmte van de zon – zorgt meestal voor het starten of versnellen van chemische processen.
Wat we luchtvervuiling noemen
Niet alle stoffen in de lucht worden als verontreinigende stoffen beschouwd. Luchtvervuiling verwijst meestal naar stoffen die in de atmosfeer aanwezig zijn in hoeveelheden die schadelijk zijn voor de gezondheid van mensen, het milieu en ons cultureel erfgoed (gebouwen, monumenten en materialen). De wetgeving heeft alleen betrekking op verontreiniging uit kunstmatige bronnen, maar in andere contexten is verontreiniging een breder begrip.
Niet alle luchtvervuiling komt van kunstmatige bronnen. Veel natuurlijke fenomenen zoals vulkaanuitbarstingen, bosbranden en zandstormen leiden tot de uitstoot van verontreinigende stoffen in de atmosfeer. Stofdeeltjes kunnen over grote afstanden worden getransporteerd, afhankelijk van wind en wolken. Zowel kunstmatige als natuurlijke stoffen kunnen deelnemen aan chemische reacties en bijdragen aan luchtvervuiling. Een heldere lucht en goede zichtbaarheid betekenen niet noodzakelijkerwijs dat de lucht schoon is.
Hoewel er de afgelopen decennia aanzienlijke verbeteringen zijn geboekt, veroorzaakt luchtvervuiling in Europa nog steeds schade aan de gezondheid en het milieu. Met name deeltjes en ozonvervuiling vormen ernstige gezondheidsrisico’s voor Europese burgers met als gevolg een verslechtering van de levenskwaliteit en een kortere levensduur. Maar de verschillende verontreinigende stoffen komen uit verschillende bronnen en hebben verschillende effecten. Het is de moeite waard om de belangrijkste verontreinigende stoffen nader te bekijken.
Wanneer er zeer kleine deeltjes in de lucht aanwezig zijn
Deeltjes zijn de meest schadelijke vorm van luchtvervuiling in Europa. Je moet je voorstellen dat de deeltjes zo licht zijn dat ze in de atmosfeer zweven. Sommige zijn zo klein (een derde tot een vijfde van de diameter van een mensenhaar) dat ze niet alleen diep in de longen doordringen, maar ook in de bloedbaan als zuurstof terechtkomen.
Sommige deeltjes worden rechtstreeks in de atmosfeer uitgestoten. Andere ontstaan door chemische reacties tussen voorlopers zoals zwaveldioxide, stikstofdioxide, ammoniak en vluchtige organische stoffen.
Deze deeltjes kunnen verschillende chemische componenten bevatten, en hun impact op de gezondheid en het milieu hangt af van hun samenstelling. De deeltjes bevatten ook bepaalde zware metalen zoals arseen, cadmium, kwik en nikkel.
Een recent onderzoek van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) toonde aan dat blootstelling aan fijnstof (PM2,5, deeltjes met een diameter van maximaal 2,5 micrometer) een groter gezondheidsrisico kan vormen dan eerder gedacht. Volgens het WHO-rapport over Bewijsmateriaal over Gezondheidsgebieden van Luchtreiniging kan langdurige blootstelling aan de deeltjes leiden tot aderverkalking, slechte geboorte-uitkomsten en ademhalingsziekten bij kinderen. Het rapport wijst ook op een mogelijke relatie met de ontwikkeling van het zenuwstelsel, cognitieve functie en diabetes en bevestigt het oorzakelijk verband tussen PM2,5 en sterfte door hart- en longziekten.
Afhankelijk van hun chemische samenstelling kunnen de deeltjes ook het wereldwijde klimaat beïnvloeden door de aarde op te warmen of af te koelen. Een voorbeeld hiervan is roet, een van de meest voorkomende componenten van roet. Roet komt voornamelijk voor in fijne deeltjes (kleiner dan 2,5 micrometer in diameter) en wordt geproduceerd door onvolledige verbranding van fossiele brandstoffen en biomassa. In stedelijke gebieden wordt de uitstoot van roet voornamelijk veroorzaakt door wegverkeer, vooral dieselmotoren. Roetdeeltjes hebben niet alleen effect op de gezondheid, maar dragen ook bij aan klimaatverandering door warmte van de zon op te nemen en de atmosfeer op te warmen.
Ozon: wanneer drie zuurstofatomen samenkomen
Ayrıca bakınız: Hvad zijn de kosten voor het bouwen van een huis? Mybanker [2022]
Ozon is een speciale, zeer reactieve vorm van zuurstof die bestaat uit drie zuurstofatomen. Ozon in de stratosfeer – een van de hoogste lagen van de atmosfeer – beschermt ons tegen schadelijke ultraviolette straling. Maar in de onderste laag van de atmosfeer – de troposfeer – is ozon eigenlijk een belangrijke vervuiling die de gezondheid en de natuur beïnvloedt.
Ozon op aarde ontstaat door complexe chemische reacties tussen ozonvormende stoffen zoals stikstofoxiden en andere vluchtige organische stoffen dan methaan. Methaan en koolstofmonoxide spelen ook een rol bij de vorming van ozon.
Ozon is een actieve en agressieve stof. Hoge concentraties ozon veroorzaken corrosie of verbranding van materialen, gebouwen en levend weefsel. Het vermindert het vermogen van planten om te fotosynthetiseren en remt hun opname van kooldioxide. Bovendien remt het de voortplanting en groei van planten en beïnvloedt het zo de groei van gewassen en bossen. In het menselijk lichaam veroorzaakt het ontsteking (irritatie) in de longen en bronchiën.
Wanneer het lichaam wordt blootgesteld aan ozon, probeert het te voorkomen dat het in de longen terechtkomt. Deze reflex vermindert de hoeveelheid zuurstof die we inademen. Wanneer we minder zuurstof inademen, moet het hart harder werken. Daarom kunnen perioden met hoge ozonniveaus, als je al cardiovasculaire of luchtwegaandoeningen hebt, verzwakking of zelfs de dood betekenen.
Wat zit er nog meer in de mix?
Ozon en deeltjes zijn niet de enige verontreinigende stoffen in Europa. Auto’s, vrachtwagens, energiecentrales en andere industriële installaties hebben energie nodig. Bijna alle voertuigen en apparatuur gebruiken op de een of andere manier brandstof om energie te leveren.
Het verbrandingsproces zorgt ervoor dat veel stoffen van vorm veranderen. Dit geldt ook voor stikstof, de meest voorkomende vorm van lucht in de atmosfeer. Wanneer stikstof reageert met zuurstof, worden stikstofoxiden (waaronder stikstofdioxide, NO2) in de lucht gevormd. Wanneer stikstof reageert met waterstof (waterstof) atomen, wordt ammoniak (NH3) gevormd. Ammoniak heeft ook ernstige negatieve effecten op de gezondheid van mensen en de natuur.
Het verbrandingsproces geeft in feite nog een aantal andere verontreinigende stoffen vrij, waaronder zwaveldioxide, benzeen, koolmonoxide en zware metalen. Sommige van deze stoffen hebben kortetermijneffecten op de gezondheid. Anderen hopen zich op in het milieu, zoals bepaalde zware metalen en persistente organische verontreinigende stoffen, die vervolgens in de voedselketen terechtkomen en uiteindelijk op onze borden belanden.
Andere verontreinigende stoffen, zoals benzeen, kunnen het genetische materiaal van cellen beschadigen en kanker veroorzaken bij langdurige blootstelling. Benzeen wordt gebruikt als additief in benzine. Ongeveer 80% van het in Europa in de lucht uitgestoten benzeen is afkomstig van brandstof voor voertuigen.
Een andere bekende kankerverwekkende stof is benzo[a]pyreen (BP), dat voornamelijk wordt geproduceerd wanneer hout of steenkool wordt verbrand in huishoudelijke kachels. Een andere bron van BP is de uitlaatgassen van auto’s, met name dieselauto’s. Naast het feit dat het kankerverwekkend is, kan BP irriterend zijn voor de ogen, neus, keel en bronchiën. BP is een veel voorkomend bestanddeel van fijne deeltjes.
Meten van de gezondheidseffecten
Luchtvervuiling treft iedereen, maar niet in dezelfde mate of op dezelfde manier. In stedelijke gebieden worden meer mensen blootgesteld aan luchtvervuiling vanwege de hogere bevolkingsdichtheid. Sommige groepen zijn bijzonder kwetsbaar, zoals mensen met hart- en vaatziekten en luchtwegaandoeningen, mensen met reactieve luchtwegen en luchtwegallergieën, ouderen en jonge kinderen.
“Luchtvervuiling treft iedereen in ontwikkelde en ontwikkelingslanden”, zegt Marie-Eve Héroux van het Regionale Bureau voor Europa van de Wereldgezondheidsorganisatie. “Zelfs in Europa staat een groot deel van de bevolking nog steeds bloot aan niveaus die onze aanbevelingen overschrijden.”
Het is niet eenvoudig om de volledige omvang van de gezondheids- en milieuschade veroorzaakt door luchtvervuiling te beoordelen. Er zijn echter veel onderzoeken in verschillende sectoren en bronnen van vervuiling.
Volgens het Aphekom-project, medegefinancierd door de Europese Commissie, verkort luchtvervuiling in Europa de levensverwachting met ongeveer 8,6 maanden per persoon.
De kosten van luchtvervuiling kunnen worden berekend met behulp van economische modellen. Deze modellen omvatten meestal de gezondheidskosten van luchtvervuiling, zoals verminderde productiviteit, verhoogde gezondheidskosten, enzovoort, naast de kosten van verminderde gewasopbrengsten en schade aan bepaalde materialen. De modellen omvatten echter niet alle maatschappelijke kosten van luchtvervuiling.
Ayrıca bakınız: Jorden heeft een kwart van zijn water verloren
Ondanks de beperkingen van dergelijke berekeningen geven ze een indicatie van de omvang van de schade. Bijna 10.000 industriële installaties in heel Europa rapporteren de hoeveelheden verontreinigende stoffen die ze uitstoten aan het Europees register van verontreinigende stoffen en overdracht (E-PRTR).
Op basis van deze openbare gegevens schatte het EEA dat luchtvervuiling van de 10.000 grootste vervuilende installaties in Europa de Europeanen in 2009 tussen de 102 en 169 miljard euro heeft gekost. Het is opmerkelijk dat slechts 191 installaties verantwoordelijk waren voor de helft van de totale kosten van de schade.
Er zijn ook onderzoeken naar de voordelen van het verbeteren van de luchtkwaliteit. Het Aphekom-onderzoek toont aan dat het verminderen van de jaarlijkse gemiddelde waarde van PM2,5 tot een niveau dat overeenkomt met de richtlijnen van de Wereldgezondheidsorganisatie concrete verbeteringen in de levensverwachting zou opleveren. Alleen al het bereiken van dit doel zou een gemiddelde toename van 22 maanden per persoon in Boekarest, 19 maanden in Boedapest, 2 maanden in Málaga en minder dan een halve maand in Dublin mogelijk maken.
De effecten van stikstof op de natuur
Niet alleen de gezondheid van mensen wordt beïnvloed door luchtvervuiling. Verschillende verontreinigende stoffen in de lucht hebben verschillende effecten op verschillende ecosystemen. Echter, overtollige stikstof vormt speciale risico’s.
Stikstof is een van de belangrijkste voedingsstoffen in het milieu en is nodig voor normale plantengroei en overleving. Het kan oplossen in water en vervolgens door planten worden opgenomen via het wortelstelsel. Planten gebruiken grote hoeveelheden stikstof en gebruiken de hoeveelheid die beschikbaar is in de bodem. Daarom bemesten boeren en tuinders de grond om voedingsstoffen toe te voegen, waaronder stikstof, en de productie te verhogen.
Stikstof uit de lucht heeft een vergelijkbaar effect. Extra neergeslagen stikstof in water of bodem kan bepaalde soorten in ecosystemen met beperkte toegang tot voedingsstoffen ten goede komen, zoals “gevoelige ecosystemen” met unieke flora en fauna. Het inbrengen van overtollige voedingsstoffen in dergelijke ecosystemen kan de balans van soorten volledig veranderen en leiden tot verlies van biodiversiteit in het betreffende gebied. Algenbloei kan ook optreden in zoetwater- en kustecosystemen.
De reactie van ecosystemen op overtollige stikstof staat bekend als eutrofiëring. In de afgelopen twintig jaar is het aantal kwetsbare ecosystemen dat wordt beïnvloed door eutrofiëring in de EU slechts in geringe mate afgenomen, en vandaag wordt geschat dat bijna de helft van het totale aangewezen kwetsbare gebied wordt bedreigd door ecosystemen met eutrofiëring.
Stikstofverbindingen dragen ook bij aan verzuring van zoetwater en bosgrond, wat de soorten die afhankelijk zijn van deze ecosystemen beïnvloedt. Net als bij eutrofiëring kunnen deze nieuwe levensomstandigheden sommige soorten ten goede komen en andere schaden.
Het is grotendeels gelukt om het aantal kwetsbare ecosystemen dat wordt beïnvloed door verzuring in de EU te verminderen, grotendeels dankzij sterk verminderde uitstoot van zwaveldioxide. Slechts enkele hotspot-gebieden in de EU, met name Nederland en Duitsland, hebben te maken met verzuringsproblemen.
Verontreiniging kent geen grenzen
Luchtvervuiling is een mondiaal probleem, hoewel de effecten op de gezondheid en het milieu meer merkbaar zijn in sommige gebieden en landen dan in andere.
Globale winden zorgen ervoor dat luchtvervuiling zich over de hele wereld verplaatst. Een deel van de luchtverontreinigende stoffen en hun voorlopers die in Europa voorkomen, wordt uitgestoten in Azië en Noord-Amerika. Daarom worden sommige van de vervuilende stoffen die in de lucht in Europa worden uitgestoten, naar andere regio’s en delen van de wereld getransporteerd.
Dit geldt ook op kleinere schaal. De luchtkwaliteit in stedelijke gebieden wordt meestal beïnvloed door de luchtkwaliteit op het omringende platteland en vice versa.
“We ademen en worden voortdurend blootgesteld aan luchtvervuiling – binnen en buiten,” zegt Erik Lebret van het Nederlandse Nationaal Instituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM). “Waar we ook zijn, we ademen lucht in die vervuild is met een breed scala aan stoffen in concentraties waar gezondheidseffecten soms te verwachten zijn. Helaas is er geen plaats waar we volledig schone lucht kunnen inademen.”
Meer informatie
EUA Technisch rapport nr. 15/2011 – Publicatie van de kosten van luchtvervuiling door industriële installaties in Europa.
Wereldgezondheidsorganisatie – Luchtvervuiling en de gezondheidseffecten ervan en het Aphekom-onderzoek.
Ayrıca bakınız: Zoveel kost een Gamer PC aan stroom! (5 Bespaartips)
