Verontreiniging op Leefniveau MAQ10306: Inleiding Atmosfeer Maarten Krol Hoofdstuk 15

Vorige keer: Arctic Ozone Hole “This depletion is not necessarily a big surprise,” said Paul Newman, an atmospheric scientist and ozone expert at NASA’s Goddard Space Flight Center. “The ozone layer remains vulnerable to large depletions because total stratospheric chlorine levels are still high, in spite of the regulation of ozone-depleting substances by the Montreal Protocol. Chlorine levels are declining slowly because ozone-depleting substances have extremely long lifetimes.”

Inhoud vandaag Fotochemie Het OH-radikaal: schoonmaakmiddel van de atmosfeer Fotochemische smog (O3) Regulatie Het Nederlandse fijn stof dossier “In de media”

Klassieke ‘Winter’ Smog: Smoke + Fog

In de zomer: photochemische smog (b.v. Athene, LA, Mexico City) EEA report

Antwoord: > 5000, Meer dan 5.000 Wanneer je inademt, gaat lucht via de luchtpijp naar je longen die uit longblaasjes bestaan. Daarin wordt zuurstof (O2) uit de ingeademde lucht opgenomen in het bloed. Koolstofdioxide (CO2) gaat juist uit het bloed en wordt mee uitgeademd. Een mens heeft in totaal ongeveer 480 miljoen longblaasjes. De totale oppervlakte van alle longblaasjes samen van een volwassene is gemiddeld 85 m2. Voor een kind van elf jaar is dat 35 m2 en dat is gelijk aan 350.000 cm2. Een pinpas is 8,5 cm lang en 5,4 cm breed; de oppervlakte van een pinpas is dus 46 cm2. Dat betekent dat je 350.000 / 46 = 7608 pinpassen kunt bedekken met de oppervlakte van je longblaasjes. Die enorme oppervlakte is nodig voor de uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide tussen je bloed en de lucht. Wanneer je rookt, kunnen je longblaasjes kapot gaan waardoor de totale oppervlakte van al je longblaasjes kleiner wordt. Dan is er minder uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide mogelijk.  Vraag 3: Stel dat je al je longblaasjes uitvouwt tot een plat oppervlak. Hoeveel pinpassen zou je daarmee dan kunnen bedekken?

Goed en Slecht ozon

Troposferische foto-chemie

Fotolyse Reactie onder invloed van zonlicht, b.v. NO2 + hu (l < 410 nm) →NO + O· d[NO]/dt = d[O·]/dt = -d[NO2]/dt = Jno2 [NO2] Jno2 = fotolyse-frequentie (s-1)

Tweede-orde reacties: b.v. O3 + NO  NO2 + O2 d[O3]/dt = d[NO]/dt = -d[[NO2]/dt = -k [O3][NO] [O3] = concentratie (moleculen cm-3) k = reactiesnelheid (cm3 moleculen-1 s-1)

Intermezzo Hoe oxideert de troposfeer verontreinigingen? O2? O3?

OH-radical concentration.. When and Where? Filled circles : OH concentrations laser-induced fluorescence (LIF), detection limit indicated by the horizontal broken line. White line : The rate of ozone photolysis. Grey line : O3 concentrations (ppb).

Modelleren van Troposferische chemie Emissies Transport Foto-chemie Verwijdering (uitregenen, droge depositie)

OH in de troposfeer

Fotochemische Smog

Sun-light Emissions Non-Methane Hydrocarbons NO-emissions O3 production

O3 concentration (ug/m3) Emissions Non-Methane Hydrocarbons O3 concentration (ug/m3) NO-emissions

Effect van Meteorologie

Tussen-Conclusies Ozon is schadelijk voor mens & planten NOx en VOCs* zijn de belangrijkste ozon precursors. Zonlicht is belangrijk! Ozonvorming kan zijn gelimiteerd door NOx of VOCs Stabiliteit atmosfeer is een belangrijke factor Metingen laten vaak een titratie-effect van ozon door NO zien. *VOC = volatile organic compounds

Regelgeving in Europa

Ozon

AOT40

EEA: 2011

Fijn Stof

Kaiser, Science 2005

Verloren levensmaanden door PM2.5 Bron:IIASA

Het Nederlandse PM dossier

Limieten van PM10 worden overschreden PM10 (fijn stof) heeft gezondheidseffecten Strikte implementatie van Europese normen Burgers kunnen naar de rechter stappen ‘Nederland zit op slot!’ PM ~ voortijdige sterfte + hart-long ziektes acuut: 2.300 - 3.500  /year (Milieubalans 2005) chronisch: 18.000  /year (WHO) …

regionaal: een locatie buiten bebouwd gebied, zonder invloed lokale bronnen;

Stadsachtergrond: in stedelijke omgeving met < 2750 voertuigen/dag in een straal van 35 m.

straat: in stedelijke omgeving EU formulering “sterk verkeersbelast” (> 10.000 voertuigen/dag in een straal van 35 m)

~ 5 µg/m3 ~10 µg/m3 ~18 µg/m3

Veenkampen (black smoke)

Conclusies Fijn-stof: probleem wordt minder maar blijft belangrijk issue …Met name bij stagnerende weersomstandigheden Samenstelling fijn stof (welke fractie is schadelijk?) is belangrijk We leren steeds meer: nieuwe issues Ultra-fijn stof Houtrook