Coniferen als stofvangers van het wegverkeer

Meetopstelling ECN langs de A50 ter hoogte van Vaassen, om het effect van vegetatie voor het afvangen van NOx en fijnstof te bepalen.

Veel mensen kennen geen twijfel: bomen en planten zijn onmisbaar voor een gezonde lucht. En als in laboratoria blijkt dat ‘groen’ in staat is luchtverontreiniging op te nemen, is het logisch dat bomen en struiken langs (snel)wegen zorgen voor schone(re) lucht. Alex Vermeulen van de unit Biomassa, Kolen & Milieuonderzoek deed praktijkproeven langs de A50: “Naaldbomen hebben een grotere invloed dan loofbomen.”

Effect groenstroken langs snelweg op luchtkwaliteit onderzocht

De Europese Commissie hanteert normen voor de luchtkwaliteit in Europa. Daar waar de normen dreigen te worden overschreden, wil Nederland maatregelen nemen. Per juni 2011 streeft de regering naar het halen van de fijnstof-norm. En per januari 2015 is de stikstofoxide-norm aan de beurt. Ter ondersteuning van dit streven werd in 2005 het Innovatieprogramma Luchtkwaliteit (IPL) gestart. Dat moest innovatieve oplossingen genereren om de luchtkwaliteit langs de rijkswegen te verbeteren. Eén van die innovaties was het gericht plaatsen van groen langs de weg, want uit onderzoek bleek dat planten fijnstof en stikstofoxiden uit de lucht opvangen en opnemen. Daarnaast is het bladerenfront ook een soort filter waaraan de vervuiling blijft plakken waardoor de uitstromende lucht schoner is. Klinkt goed, maar werkt dit ook?
Rijkswaterstaat wilde een aantal van de innovaties in de praktijk toetsen. Via een prijsvraag konden deelnemende partijen (bedrijven, instituten, universiteiten) proberen hun innovatie getest te krijgen. De ECN-groep Luchtverontreiniging & Klimaatverandering van Alex Vermeulen schreef in met een onderzoek naar de Invloed van vegetatie op de luchtkwaliteit langs snelwegen … en won. Onlangs kwam hun onderzoeksrapport uit.
Het is een Toepassingsadvies geworden, benadrukt Alex Vermeulen. “De adviezen bieden hulp bij de aanpak van de hoge NO2 en PM10 concentraties langs snelwegen. Gedurende de maanden juni en juli van 2006 hebben we 6 weken kunnen meten, waarvan gelukkig een flinke periode met de vereiste westelijke wind. Meet je later dan is er minder verkeer vanwege de zomervakantie. Meet je eerder dan is er minder bladgroen dan je zou willen. Je wilt de variatie van de praktijk, maar niet ten koste van de bruikbaarheid van je gegevens.”

Tijdelijke overschrijdingen
Het gaat om een strook groen van 10 tot 15 m breed direct langs de snelweg. Dat is het gebied waar Rijkswaterstaat iets over heeft te vertellen. Probleem is dat grenswaarden tijdelijk (spitsverkeer) worden overschreden. Vermeulen: “De hoop is dat het nemen van maatregelen, zoals aanplant van bepaalde vegetatie, ervoor zorgt dat dat niet meer gebeurt.” De innovatieve maatregelen hoeven dus alleen die extra vervuiling weg te nemen zodat de norm niet wordt overschreden. Het gaat niet om een vervanging van bronmaatregelen als roetfilters en dergelijke.
De aanwezige vegetatie beïnvloedt de luchtkwaliteit op twee manieren.

  • TRANSPORT. Vervuilde lucht wordt gedwongen over de vegetatie te stromen. Dat leidt tot menging met (schonere) lucht op grotere hoogte en extra turbulentie (positief effect), maar ook tot een verlaging van de windsnelheid vanwege obstakelwerking (negatief effect).
  • DEPOSITIE. Een deel van de vervuilde lucht stroomt door de vegetatie. Dan treden twee effecten op: stofdeeltjes blijven hangen aan de ‘ruwe’ bladeren, waarna het stof door regen uitspoelt naar de bodem (sterk naaldbomeneffect). Andere effect is dat de bladeren stikstofoxiden opnemen met hun huidmondjes (sterk loofbomeneffect).

Ter controle werd pal naast de strook met vegetatie dezelfde meting gedaan, maar dan bij een strook zonder vegetatie. Alle omstandigheden zijn dan nagenoeg gelijk, enige verschil is de vegetatie. En om te zien onder welke omstandigheden de instrumenten voldoende bruikbare data opleveren, werd een jaar eerder in de winter eerst een pilot gedaan. Vermeulen: “Toen werd duidelijk bij welke windsnelheid, windrichting en configuratie van onze meetopstelling accurate gegevens oplevert.” 

Meetresultaten
Qua stofdeeltjes zorgen loofbomen nauwelijks voor een effect op de concentratie als je direct achter de vegetatiestrook meet. De depositie die optreedt aan het bladoppervlak wordt volledig gecompenseerd door het nadeel van een lagere windsnelheid waardoor minder verdunning optreedt. Dit geldt tot 30 m vanaf de weg. Naaldbomen doen het beter, zij kunnen zorgen voor een vermindering van maximaal 10 procent van de extra PM10 door wegverkeer direct achter de vegetatie. In absolute zin is dat maar net meetbaar en voor vermindering van de overschrijdingen ook niet significant, want de bijdrage van de weg aan fijn stof is klein ten opzichte van de achtergrond, die als een deken over Nederland ligt. Pas op grotere afstand van de ‘groenstrook’ (ca. 90 m) is altijd sprake van positief effect, maar dan is het effect klein.
Qua stikstofdioxide kon Vermeulen een opmerkelijk resultaat noteren. Direct achter de vegetatie was de concentratie hoger dan op dezelfde afstand van de weg zonder vegetatiestrook. Die toename was maximaal 10 procent. Dat heeft volgens Vermeulen vermoedelijk te maken met het gebrek aan turbulentie, in de luwte van het groen en met de extra reactie met ozon van stikstofmonoxide (de vorm waarin het leeuwendeel van de stikstofoxiden direct na emissie verkeert. De norm gaat echter over stikstofdioxide.
Natuurlijk wijken werkelijke omstandigheden vaak af van de omstandigheden tijdens de praktijkproef, toen werd gemeten tijdens de drukte van ochtend- en avondspits en bij westelijke wind. Daardoor kun je geen keiharde uitspraken doen over jaargemiddelden. Wel durft de onderzoeker te stellen dat het jaargemiddelde effect geringer zal zijn dan wat de (zomerse) metingen en de computermodellen aangeven.

Adviezen
Het ECN-rapport bevat een aantal toepassingsadviezen. Het belangrijkste advies is dat de wegbeheerder geen vegetatiestroken moet gaan planten puur om de luchtkwaliteit te verbeteren, omdat dan de concentraties van fijnstof en stikstofoxiden vlak bij de weg kunnen toenemen. Zijn er andere overwegingen die leiden tot het besluit een groenstrook aan te leggen, dan verdienen bladhoudende bomen en struiken de voorkeur. Ook is het zinnig de volledige breedte van de strook te beplanten. Een ander advies is dat gezien de lage depositiesnelheid van NO2 en fijnstof pas een substantiële reductie van de concentraties te verwachten valt bij veel bredere vegetatiestroken, denk aan honderden meters tot kilometers.
Achteraf gezien hadden de plannenmakers van de A27 begin jaren 80 dus een heel geschikt tracé gekozen toen ze de weg dwars door Amelisweerd tekenden. En ook zou Nederland wat luchtkwaliteit betreft beter af zijn als we flink meer bos planten.

Contact
Alex Vermeulen
ECN Biomassa, Kolen & Milieuonderzoek / Luchtkwaliteit & Klimaatverandering
Tel.: 022 456 4194
E-mail: Alex Vermeulen 

Info
Toepassingsadvies Vegetatie 
Invloed vegetatie op de luchtkwaliteit 
Meten van en rekenen aan luchtkwaliteit (Lessons learned)  

Het verschil in concentraties van fijnstof (PM10) met en zonder vegetatie, waarbij de getallen dus een verhoging aangeven tot 10% (groen) net achter de vegetatie. Het depositie-effect is <1%. Horizontaal de afstand vanaf de weg in meters (wegas bij 40 m).

Dit ECN-Nieuwsbrief-artikel mag zonder toestemming worden gebruikt voor publicatie, mits verwezen wordt naar de bron: www.ecn.nl/nl/nieuws/newsletter-nl/