# Luchtvervuiling

Luchtvervuiling of luchtverontreiniging treedt op wanneer schadelijke of overmatige hoeveelheden stoffen, waaronder gassen, deeltjes en biomoleculen, in de troposfeer van de aarde worden geïntroduceerd. Deze stoffen kunnen afkomstig zijn van natuurlijke bronnen of van menselijke bronnen.
Luchtvervuiling kan levende organismen zoals dieren en de plantengroei schaden, maar het kan ook gebouwen beschadigen. Zo was in Nederland luchtvervuiling door zwaveldioxide halverwege de twintigste eeuw de oorzaak van de epifytenwoestijnen. De vervuilende stoffen kunnen ook neerslaan in daarvoor gevoelige gebieden, zoals de stikstofdepositie in natuurgebieden.
Bij de mens kan luchtvervuiling ziekten, allergieën en zelfs de dood veroorzaken. In Europa is luchtvervuiling verantwoordelijk voor meer dan 500.000 vroegtijdige sterfgevallen per jaar, waarvan 9.380 in België en 10.970 in Nederland. Wereldwijd is luchtvervuiling verantwoordelijk voor 1 op de 8 doden.
Luchtvervuiling binnenshuis is evenzeer schadelijk voor de gezondheid. Recent onderzoek van U.S. Environmental Protection Agency wijst uit dat de concentratie van bepaalde vervuilende stoffen in de lucht binnenshuis 2 tot 5 keer hoger zijn dan in de buitenlucht.

## Vervuilende stoffen

Stoffen die in de atmosfeer terechtkomen als luchtvervuiling zijn bijvoorbeeld koolmonoxide, chloorfluorkoolstofverbinding, stikstofoxiden, ammoniak, zwaveldioxide en fijnstof.
* Koolmonoxide (ook wel kolendamp genoemd) kan vrijkomen bij onvolledige verbranding, bijvoorbeeld in verbrandingsmotoren. Koolmonoxide is giftig, het heeft een verstikkend effect op mensen en dieren.
* Chloorfluorkoolstofverbindingen (de zogenaamde cfk's). De aardatmosfeer beschermt het leven op aarde door een gedeelte van de schadelijke straling die afkomstig is van de zon tegen te houden. Zo wordt het schadelijkste deel van de ultraviolette straling tegengehouden door de ozonlaag die zich op ongeveer 10-15 kilometer hoogte bevindt. De chloorfluorkoolstofverbindingen kunnen de ozonlaag aantasten. Deze verbindingen werden tot voor kort gebruikt als drijfgassen voor spuitbussen en als koelmiddel in oudere types koelkasten. Productie en gebruik van deze verbindingen zijn sinds enige jaren verboden. Zij zijn nu vervangen door verbindingen die minder schadelijk zijn voor de ozonlaag.
* Stikstofoxiden worden bij verbranding geproduceerd, vooral als deze bij hoge temperaturen verloopt. NO$_x$ wordt vaak gemeten, ook in het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit. Behalve dat het schadelijk is, wordt het ook gezien als een signaalstof, de hoeveelheid NO$_x$ die ergens wordt gemeten, is een indicatie voor allerlei andere vaak voorkomende luchtvervuiling.
* Vluchtige organische stoffen, waaronder koolwaterstoffen. Deze zijn afkomstig uit bijvoorbeeld benzine (verdampen bij tankstations, en komen uit slecht afgestelde automotoren), maar ook gebruikt als oplosmiddel voor bijvoorbeeld verf. Koolwaterstoffen en stikstofoxiden vormen onder invloed van zonlicht fotochemische smog, waarvan ozon een belangrijke component is. In de oceanen bevinden zich ook grote hoeveelheden methaanhydraat: de methaan kan incidenteel aan de oppervlakte ontsnappen.
* Zwaveldioxide ontstaat in grote hoeveelheden bij verbranding van kolen of bruinkool, maar ook in kleinere hoeveelheden bij verbranding van olieproducten. Bij fabrieken die grote hoeveelheden zwaveldioxide produceren wordt deze tegenwoordig grotendeels afgevangen en niet meer door de schoorsteen de atmosfeer ingeblazen (vroeger zag men nog weleens de karakteristieke gele rook uit sommige industriële schoorstenen).
* Ammoniak ontstaat door afbraak van eiwitten de overmaat aan stikstof uit het lichaam via de nieren afgevoerd in de vorm van ureum. In de lever wordt als tussenproduct het toxische ammoniak gevormd. De grootste bron van ammoniak wordt in Nederland gevormd door vee.
* Fijnstof (vooral roet) van bijvoorbeeld bosbranden, vulkanen, maar ook uit bijvoorbeeld verbrandingsmotoren is een vervuilende factor. Ook dit wordt er in moderne motoren soms uitgefilterd, bijvoorbeeld met een speciaal roetfilter. Verder geven rem- en bandenslijtage ook fijnstof af. De verwachting is dat als de roetfilters effectiever worden, deze andere bijdrage belangrijker zal worden. In stedelijke gebieden is verkeer de grootste bron van fijnstof. Naast roet is er enorm veel stof uit woestijnen, maar bijvoorbeeld ook al het gesteente dat door erosie zeer fijn gemaakt wordt, kan door winden zeer ver en hoog de atmosfeer reizen.

## Bronnen van luchtvervuiling
### Menselijke bronnen

Bronnen van menselijke oorsprong zijn:
* Stof en chemicaliën van de landbouw, zoals in Nederland vooral ammoniak vanuit mest en kunstmest
* Allerlei industrie, fabrieken, waaronder ook elektriciteitscentrales
* Natuurbranden en verbranding van landbouwgebieden
* Het verkeer door de verbrandingsmotoren, remmen- en bandenslijtage, zie voertuigemissie
* Verbrandingsovens
* Oplosmiddelen uit bijvoorbeeld verf
* Drijfgassen uit bv. spuitbussen (cfk's)
* Vuurwerk
* Houtkachels, pelletkachels en open haarden

### Natuurlijke bronnen

Natuurlijke bronnen zijn:
* Huisstofmijt en haar allergenen (eicellen, uitwerpselen, bijproducten die vrijkomen bij de afbraak van huidschilfers)
* Vulkanen
* Stof, bijvoorbeeld bij stofstormen in droge gebieden
* Gassen, zoals methaan van natuurlijke oorsprong, bijvoorbeeld uit het darmstelsel van vee
* Rook van bosbranden

## Gevolgen
### Gevolgen in de natuur

Ten gevolge van luchtvervuiling zijn in dichtbevolkte gebieden de epifytenwoestijnen ontstaan: gebieden waar de epifytische indicatorsoort zoals mossen en vooral korstmossen vrijwel verdwenen zijn of sterk achteruitgegaan. Naar het verdwijnen van epifyten rond steden en industriegebieden als gevolg van de daar voorkomende hoge concentraties zwaveldioxide en stikstofverbindingen in de atmosfeer is al sinds 1930 onderzoek gedaan. Zwaveldioxide en stikstofverbindingen waren afkomstig van de verbranding van fossiele brandstoffen als steenkool en olieproducten. In 1958 heeft J.J. Barkman epifytenwoestijnen in Nederland gekarteerd. Om veranderingen in de situatie te kunnen waarnemen werd de inventarisatie in de zeventiger jaren herhaald door de Werkgroep Herkartering Epifyten in Nederland (WHEN).

### Gevolgen voor de gezondheid

De luchtvervuiling heeft een negatieve invloed op de luchtkwaliteit en daardoor op de gezondheid van mensen en verlaagt de verwachte levensduur. De milieubalans van het RIVM (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu) geeft er cijfers over. De chronische blootstelling aan fijnstof blijkt de grootste bron van gezondheidsschade. Luchtvervuiling veroorzaakt vooral hart- en vaatziekten. Eind 2005 is in een wetenschappelijk onderzoek het directe verband aangetoond tussen relatief lage blootstelling aan fijnstof en aderverkalking, bij muizen. Daarnaast is luchtvervuiling vooral ook geassocieerd met ziekten van de longen en longkanker. De longfunctie ontwikkelt trager bij kinderen die zijn blootgesteld aan luchtvervuiling van verkeer. Ook de longfunctie van gezonde volwassenen kan aangetast worden, zelfs in landelijke streken bij ons, bij concentraties beneden de Europese norm. Daarnaast zijn er talrijke andere verbanden beschreven tussen blootstelling aan luchtvervuiling en effecten op de gezondheid. Recentelijk (2013) is er ook een negatieve invloed aangetoond bij baby's van de mens. De Europese luchtkwaliteitsrichtlijnen beschermen niet volledig tegen alle mogelijke gezondheidseffecten. Wereldwijd sterven er jaarlijks zeven miljoen mensen vroegtijdig door luchtvervuiling, aldus cijfers van de WHO uit 2021.

## Verspreiding

Luchtvervuiling is meestal geconcentreerd in dichtbevolkte stedelijke gebieden, vooral in ontwikkelingslanden waar milieuregels relatief laks of onbestaand zijn. Maar ook in dichtbevolkte gebieden in ontwikkelde landen worden erg ongezonde niveaus van vervuiling bereikt.
* Luchtvervuiling boven het oosten van China
* Smog boven New York, 1988
* Smog boven Mexico-Stad, 1985

## Concentratieschalen
### Europese normen

Een eerste kaderrichtlijn uit 1996, en bijbehorende uitvoeringsbesluiten, werden in mei 2008 vervangen door de EU-richtlijn 2008/50/EG. De concentratieschalen voor stikstofdioxide (NO$_2$), zwaveldioxide (SO$_2$) en fijnstof (PM10) zijn gebaseerd op deze Europese richtlijnen betreffende de beoordeling en het beheer van de luchtkwaliteit.
De concentratieschalen zijn zo opgevat dat afhankelijk van het aantal toegelaten overschrijdingen van de nieuwe Europese grenswaarden, een index 6, 7 of 8 toegewezen wordt aan die grenswaarde. Voor de bepaling van de andere schaalverdelingen werd gekeken naar de spreiding van de concentraties zoals gemeten in de meetnetten van de drie gewesten in België in 1997, 1998 en 1999.
Voor ozon (O$_3$) zijn de concentraties van 180 µg/m³ (Europese drempel voor informatie aan de bevolking) en 240 µg/m³ (waarschuwingsdrempel) bepalend voor de schaalverdeling. Voor langere termijneffecten wordt AOT40 gebruikt.
De concentratieschaal voor koolmonoxide (CO) werd zo gekozen dat de hoogste percentielen uit het verleden een kleurindex 8 à 9 opleveren, terwijl de 30e percentiel overeenstemt met kleurindex 1. Van PM2.5 zijn er nog te weinig historische meetgegevens beschikbaar om op deze manier een gepaste kleurenschaal te definiëren.
De Europese grenswaarde voor benzeen (C$_6$H$_6$) is 5 µg als jaargemiddelde. De concentraties worden hier weergegeven als glijdende 24-uurgemiddelden. De concentratieschaal is gebaseerd op de daggemiddelde benzeenmetingen (voor een gemiddeld station) in de jaren 2000, 2001 en 2002.
Indien de gepubliceerde benzeen data op de website hoger zijn dan 5 µg/m³ wil dit niet automatisch zeggen dat de Europese (jaargemiddelde) norm wordt overschreden. De laatste jaren werd in geen enkel meetstation in België de jaargemiddelde EU norm van 5 µg/m³ overschreden. Een daggemiddelde concentratie hoger dan 5 µg/m³ komt voor op 3 à 6 dagen in het jaar in stedelijke meetstations. In meetstations die gesitueerd zijn in de nabijheid van sommige (benzeenverwerkende) industriële vestigingen (o.a. in de gemeente Zelzate) worden regelmatig hoge benzeen "piek"concentraties gemeten. De jaargemiddelde benzeenconcentratie in het jaar 2003 bedroeg 1,42 µg/m³ te Gent, 1,67 te Borgerhout (Antwerpen), 1,20 te Hasselt en 2,93 te Zelzate.

### Wereldgezondheidsorganisatie

Sinds de winter van 2013 op 2014 is New Delhi de stad met de meeste luchtvervuiling. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) vindt 25 µg/m³ fijnstof het toelaatbare maximum. In New Delhi is een waarde van 455 µg/m³ gemeten. Mensen kregen daardoor ademhalingsklachten.
De WHO stelde reeds meermaals richtlijnen op, de Global Air Quality Guidelines (AQGs). Na een vorige editie uit 2005 werden de normen in 2021 aanzienlijk strenger. De richtlijnen hebben betrekking op fijnstof, ozon, stikstofdioxide, zwaveldioxide en koolmonoxide, en gaan verder dan de Europese normen.

### Tabel concentratieschalen

De tabel hieronder geeft het verband tussen de gemeten concentraties (in µg/m³), de concentratieschaal (tussen 1 en 10) en de bijhorende beoordelingsschaal voor O$_3$, NO$_2$, CO, SO$_2$ en PM10.
| Verontreiniging | Middeling | Eenheid | Schaal | Schaal | Schaal | Schaal | Schaal | Schaal | Schaal | Schaal | Schaal | Schaal |
| O$_3$ (ozon) | 1 uur | µg/m³ | 0-30 | 31-50 | 51-70 | 71-90 | 91-110 | 111-145 | 146-180 | 181-240 | 241-360 | > 360 |
| NO$_2$ (stikstofdioxide) | 1 uur | µg/m³ | 0-25 | 26-45 | 46-60 | 61-80 | 81-110 | 111-150 | 151-200 | 201-270 | 271-400 | > 400 |
| CO (koolmonoxide) | 1/2 uur | mg/m³ | 0-1,4 | 1,5-2,1 | 2,2-2,8 | 2,9-3,6 | 3,7-4,5 | 4,6-5,2 | 5,3-6,6 | 6,7-8,4 | 8,5-13,7 | > 13,7 |
| SO$_2$ (zwaveldioxide) | glijdend 24-uur | µg/m³ | 0-15 | 16-30 | 31-45 | 46-60 | 61-80 | 81-100 | 101-125 | 126-165 | 166-250 | > 250 |
| PM10 (fijnstof) | glijdend 24-uur | µg/m³ | 0-10 | 11-20 | 21-30 | 31-40 | 41-50 | 51-70 | 71-100 | 101-150 | 151-200 | > 200 |
| C$_6$H$_6$ (benzeen) | glijdend 24-uur | µg/m³ | 0-0,50 | 0,51-1,00 | 1,01-1,25 | 1,26-1,50 | 1,51-2,75 | 2,76-3,50 | 3,51-5,00 | 5,01-7,50 | 7,51-10,00 | > 10,00 |
| Beoordeling | Beoordeling | Beoordeling | Uitstekend | | | | | | | | | Zeer slecht |