Verkenning afstandsgrens
project-specifieke depositieberekeningen

RIVM-briefrapport 2021-0115
G. Roest et al.

Verkenning afstandsgrens
project-specifieke depositieberekeningen

RIVM-briefrapport 2021-0115
G. Roest et al

RIVM-briefrapport 2021-0115

Colofon

© RIVM 2021
Delen uit deze publicatie mogen worden overgenomen op voorwaarde
van bronvermelding: Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu
(RIVM), de titel van de publicatie en het jaar van uitgave.
DOI 10.21945/RIVM-2021-0115
G. Roest (auteur), RIVM
W. van der Maas (auteur), RIVM
A. van Pul (auteur), RIVM
P. Romeijn (auteur), RIVM
A. Bleeker (auteur), RIVM
S. Hazelhorst (auteur), RIVM
R. Wichink Kruit (auteur), RIVM
M. Wilmot (auteur), RIVM
Contact:
Gerben Roest
Centrum Milieukwaliteit
Gerben.Roest@rivm.nl
Dit onderzoek werd verricht in opdracht van Ministerie van Landbouw,
Natuur en Voedselkwaliteit in het kader van RIVM-programma 36,
opdracht 36.08 A: AERIUS Actualisatie en Ontwikkeling
Het RIVM hecht veel waarde aan toegankelijkheid van haar producten.
Op dit moment is het echter nog niet mogelijk om dit document volledig
toegankelijk aan te bieden. Als een onderdeel niet toegankelijk is, wordt
dit vermeld. Zie ook www.rivm.nl/toegankelijkheid.

Dit is een uitgave van:
Rijksinstituut voor Volksgezondheid
en Milieu
Postbus 1 | 3720 BA Bilthoven
Nederland
www.rivm.nl
Pagina 2 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Publiekssamenvatting

Verkenning afstandsgrens depositieberekeningen voor projecten
Bij projecten, zoals de aanleg en het gebruik van een nieuwe weg, stal
of fabriek, komt stikstof vrij. De stikstof verspreidt zich in de omgeving:
een deel valt dichtbij de bron op de bodem maar het grootste deel pas
na tientallen kilometers. Naarmate de afstand toeneemt, wordt de
depositie steeds lager maar verspreidt hij zich wel over een steeds
groter grondoppervlak. Om stikstofgevoelige natuur in de omgeving niet
te belasten moet een vergunning voor het project worden aangevraagd.
Hierbij wordt gekeken tot welke afstand een project nog bijdraagt aan
de neerslag van stikstof in de natuur.
Het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit (LNV) heeft
het RIVM gevraagd of er een maximale afstand kan worden bepaald tot
waar de depositie van een project kan worden berekend (een
afstandsgrens). Er blijken geen wetenschappelijke argumenten te zijn
die tot één maximale afstandsgrens leiden. Beleidsmatige keuzes zijn
nodig om te bepalen na welke afstand de overheid wil stoppen met
rekenen.
Het RIVM reikt beleidsmakers wel een aantal aanknopingspunten aan
om deze afstand te kiezen. Een voorbeeld is de locatie tot waar stikstof
van een project daadwerkelijk te meten is. Een ander aanknopingspunt
is de maximale afstand tot waarop een model is gevalideerd.
De stikstofdepositie in Nederland en de Natura 2000-gebieden wordt
berekend met modellen van het RIVM. Het is namelijk heel moeilijk om
de depositie op grotere afstanden van de bron te meten. De modellen
zijn gebaseerd op natuurkundige wetten, zoals weersomstandigheden,
of op de manier waarop stoffen zich in de lucht verspreiden.
Beleidsmakers uit veel landen in de wereld gebruiken deze modellen.
Aanleiding voor de vraag van LNV is een advies van het Adviescollege
Hordijk Meten en Berekenen (de ‘commissie-Hordijk’). Dit Adviescollege
constateerde in 2020 dat de berekening van de stikstofdepositie voor de
vergunningverlening van projecten niet in balans is. Voor wegverkeer
wordt een afstandsgrens gebruikt van 5 kilometer om een vergunning te
verkrijgen. Voor de overige bronnen, zoals landbouw en industrie, geldt
er nu geen afstandsgrens.
Kernwoorden: afstandsgrens, stikstofdepositie, Natura-2000,
Adviescollege-Hordijk, AERIUS, ammoniak, stikstofoxiden

Pagina 3 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Pagina 4 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Synopsis

Initial study for a cut off distance in the calculations of
deposition from projects
Projects such as the construction and use of a new road, stable, or
factory result in nitrogen emissions. The nitrogen disperses in the
surrounding area: part is deposited on the soil in the vicinity of the
source, but the largest part is deposited after a distance of tens of
kilometres. As the distance from the source increases, the amount
deposited decreases but the soil area affected increases. In order to
avoid negative effects on surrounding natural areas that are vulnerable
to nitrogen, a permit has to be requested for the project. Within that
framework, an assessment is made of the maximum distance at which a
project still contributes to the deposition of nitrogen in nature.
The Ministry of Agriculture, Nature, and Food Quality has asked RIVM if
it is possible to determine a maximum distance up to which the
deposition from a project can be calculated (cut off distance). As it turns
out, there are no scientific grounds on the basis of which a maximal cut
off distance can be determined. Policy choices have to be made to
determine at which maximum distance the government wishes to stop
calculating.
However, RIVM can provide policymakers with a number of suggestions
for choosing such a cut off distance. One possibility is to choose the
distance up to which nitrogen emissions from a project can actually be
measured. Another possibility is the maximum distance up to which a
model has been validated.
The nitrogen deposition in the Netherlands and the Natura 2000 areas is
calculated using RIVM models. This approach is used because it is
actually very difficult to measure deposition at larger distances from the
source. The models are based on the laws of physics, such as weather
conditions or the manner in which substances disperse in the
atmosphere. Policymakers from many countries all over the world use
these models.
The request from the Ministry of Agriculture, Nature and Food Quality
was triggered by a recommendation from the Hordijk Advisory
Committee on Measurements and Calculations (the Hordijk Committee).
In 2020, the Advisory Committee noticed that the calculation of the
nitrogen deposition for granting a permit for projects is not consistent.
For road traffic, a maximum distance of 5 km is used for granting a
permit. For the other sources, such as agriculture and industry, no
maximum distance is presently applicable.
Keywords: cut off distance, nitrogen deposition, Natura 2000, Hordijk
Advisory Committee, AERIUS, ammonia, nitrogen oxides

Pagina 5 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Pagina 6 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Inhoudsopgave

Samenvatting — 9
1
1.1
1.2

Inleiding — 11
Depositie ammoniak en stikstofoxides — 11
Begrenzingen in berekening stikstofdepositie met AERIUS
Calculator — 14

2
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
2.3
2.3.1
2.3.2

Wetenschappelijke argumenten m.b.t. rekengrenswaarde — 17
Werking OPS-model — 17
Op basis van metingen, modeleigenschappen en onzekerheden — 17
Meten — 17
Modelvalidatie — 18
Toepassingsbereik OPS en Gaussisch pluimmodel — 18
Onzekerheden — 19
SRM-2 — 20
Op basis van data-analyse — 20
Verloop berekende concentratie — 21
Overige data-analyses — 21

3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5

Aanpak in het buitenland — 23
Duitsland (Alexander Moravek – Umweltbundesamt) — 23
Verenigd Koninkrijk (William Bealy, CEH) — 24
België (Wouter Lefebvre – VITO) — 24
Verenigde Staten (John T. Walker – US-EPA) — 24
Denemarken (Per Løfstrøm – Aarhus Universiteit) — 25

4
4.1
4.2

Externe consultatie — 27
TNO-CEE — 27
Erbrink Stacks — 27
Conclusies — 29
Referenties — 31
Bijlage 1: hoever komen ammoniak en stikstofoxiden van een
bron — 33
Bijlage 2: Review Jan Duyzer - TNO-CEE — 36
Bijlage 3: Review Hans Erbrink - Erbrink Stacks — 40

Pagina 7 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Pagina 8 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Samenvatting

Het ministerie van LNV heeft RIVM gevraagd om een wetenschappelijktechnische duiding van de berekende depositiebijdragen van een
individuele bron op verschillende afstanden van een bron.
Deze inzichten worden betrokken bij de beleidsmatige en juridische
afweging over een mogelijke afstandsgrens.
Een emissiebron blijft ook over een grote afstand nog een bijdrage
leveren aan de totale stikstofdepositie: het merendeel van de depositie
van een project vindt na tientallen kilometers plaats, ongeacht de
omvang van de emissie. Na deze afstand is de depositie per hectare laag
maar het aantal hectares hoog waarover de depositie plaatsvindt.
In de (jaarlijks gerapporteerde) monitoring van het RIVM wordt de
depositie van alle emissiebronnen in geheel Nederland in beeld
gebracht, zonder afstandsbegrenzing, dus ongeacht de afstand tot de
bron.
Of er wetenschappelijk-technisch argumenten zijn om een projectbijdrage na een bepaalde afstand vanaf de bron niet meer aan het
project toe te rekenen heeft RIVM via verschillende benaderingen
onderzocht; zowel aan de hand van modeleigenschappen als aan de
hand van een analyse van de data van een groot aantal projectberekeningen.
Vanuit de modeleigenschappen is er geen eenduidige modelmatige
overgang. Het gebruikte model, OPS, rekent vanuit de bron landelijk
door en ook op grotere afstand wordt een bijdrage aan de depositie
berekend.
De onzekerheid van deze depositie is op lokale schaal een factor 2 (50% +100%). De procentuele onzekerheid op grotere afstand van een
bron (>ca. 25 km) is alleen via modelonderzoek na te gaan. De
verwachting is wel dat onzekerheden verder weg van de bron groter zijn
dan een factor 2.
Het meten van de bijdrage van één bron aan de depositie en
concentratie van stikstof is in de praktijk lastig door de hoge
achtergrondconcentratie en -depositie. Alleen op zeer korte afstand
(ordegrootte van 1 km) is deze bijdrage daadwerkelijk te meten. Daarbij
gaat het dan om deposities in de orde van grootte van 100 mol N/ha/j.
In een aantal andere landen wordt voor berekeningen van stikstofdepositie gebruik gemaakt van een Gaussisch pluimmodel. Het
toepassingsbereik hiervan is – afhankelijk van het land - 20 tot 50 km.
In Nederland is dit volgens experts 25 km. OPS kent deze beperking
echter niet want dit model schakelt voor grotere afstanden geleidelijk
over op het trajectoriemodel, waardoor doorrekenen tot op grotere
afstanden mogelijk is. Voor de berekening van stikstofdepositie van
wegverkeer wordt SRM-2 gebruikt. Bij projectberekeningen (bij
toestemmingsverlening) wordt niet verder gerekend dan 5 km vanaf de
weg. Dit hangt samen met beleidskeuzes. Wetenschappelijk-technisch
gezien is er geen belemmering om verder door te rekenen. Bij de
Pagina 9 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

monitoringsberekeningen wordt wegverkeer volledig landelijk
doorgerekend, met een combinatie van SRM-2 en OPS.
In het algemeen rekent het buitenland bij het beoordelen van projecten
– als men een rekengrens op depositie gebruikt – met waarden die
aanzienlijk hoger zijn dan de in Nederland gehanteerde 0,005 mol/ha/j.
Het OPS-model is in verschillende studies op basis van experimenten
gevalideerd. Deze validaties hebben vrijwel allemaal plaatsgevonden tot
ca. 1 km van de bron. In één studie is een hoge bron tot op grotere
afstand (15-20 km) gevalideerd. De bijdrage van één enkele bron
berekend met OPS op grotere afstanden dan 20 km, is dus niet
gevalideerd met metingen. Wel wordt OPS jaarlijks zeer intensief
gevalideerd en vergeleken met metingen van LML en MAN, onder andere
in het GCN/GDN-proces. Dit zijn validaties op concentratie en depositie
ten gevolge van bronbijdrages vanuit alle bronnen in binnen- en
buitenland.
Aanvullend op bovenstaande analyse van modeleigenschappen heeft het
RIVM meerdere data-analyses uitgevoerd op o.a. de database met
10.000 projecten uit de PAS-periode. Daarbij is gekeken naar de relatie
tussen de ontwikkeling van een individuele projectbijdrage ten opzichte
van die van de andere bronnen, zowel gedurende de verspreiding door
de lucht als bij de depositie naar de bodem. Deze analyses geven geen
duidelijke aanknopingspunten voor een technisch-wetenschappelijke
onderbouwing van een eenduidige rekengrens.
Zowel de uitgebreide modelanalyse als de data-analyses geven geen
reden om een projectbijdrage na een bepaalde afstand vanaf de bron
niet meer aan het project toe te rekenen. Een wetenschappelijke
beoordeling blijkt niet te leiden tot een afstandsbepaling. Daar moeten
ook andere, beleidsmatige overwegingen in betrokken worden. Het
onderzoek en deze rapportage bieden wel argumenten die in een
beleidsmatige en juridische context gebruikt kunnen worden om tot een
begrenzing te komen waarbuiten een berekende waarde niet meer
toegerekend wordt aan een project.

Pagina 10 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

1

Inleiding

Naar aanleiding van het onderzoeksrapport van het adviescollege Meten
en Berekenen Stikstof heeft het kabinet gereageerd:
“Het kabinet acht een gelijkwaardige behandeling van verschillende
typen emissiebronnen gewenst en onderzoekt daarom in
samenwerking met het RIVM of aan de hand van eenduidige criteria
een wetenschappelijk onderbouwde afstandsgrens dan wel
depositiewaarde voor verschillende emissiebronnen vast te stellen is
en welke implicaties dit met zich meebrengt.”
In september 2020 heeft het ministerie van LNV aan het RIVM verzocht:
“de mogelijkheden voor een wetenschappelijk onderbouwde
afstandsgrens en/of rekenkundige ondergrens (afkapgrens) die
gehanteerd kan worden bij project specifieke berekeningen met AERIUS
Calculator, te onderzoeken. Hieronder is daartoe een aantal opties
geformuleerd inclusief de huidige afkapgrens van 5 km, die op dit
moment voor wegverkeer geldt. De opties zijn echter niet limiterend.
Van belang is dat in het onderzoek de haalbaarheid, robuustheid en
consequenties voor de onzekerheid van de berekeningen worden
meegenomen.”
In december heeft het RIVM een eerste terugkoppeling gegeven over
wat gezegd kon worden over de herleidbaarheid en onzekerheid rondom
de modellen. Ook is door het RIVM onderzocht op welke manier grenzen
per bron gedefinieerd konden worden. Tenslotte is aangegeven, op basis
van de huidige AERIUS-database met bijna tienduizend projecten voor
verschillende grenswaarden, welk deel van de depositie onderdeel zou
zijn van de passende beoordeling voor een vergunningaanvraag en
welke niet.
In januari 2021 heeft het ministerie van LNV het RIVM gevraagd om het
onderzoek te richten op de wetenschappelijke argumenten die een
maximale rekenafstand voor projecten bij vergunningverlening kunnen
onderbouwen. Dit briefrapport gaat in op deze laatste vraag. Hiervoor
zijn verschillende benaderingen onderzocht: zowel wat betreft de
modeleigenschappen als een analyse van projectberekeningen.
1.1

Depositie ammoniak en stikstofoxides
De depositie van verschillende brontypen heeft een piek vlak bij de
bron. De hoeveelheid depositie vlakt daarna langzaam af. Zoals in
Figuur 1 wordt weergegeven is depositie op korte afstand van de bron in
absolute zin het hoogst (voor emissiebronnen met een lage
uitstoothoogte, zoals landbouw en verkeer). Zie ook Tabel 1 voor
bijbehorende data en bijlage 1 voor een verdere onderbouwing.

Pagina 11 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Figuur 1 Grafieken voor depositie van lage bronnen (verkeer, landbouw).
Verticale balkjes geven de variatie in depositie weer in de verschillende
windrichtingen.

Wanneer voor dezelfde bron de depositie als fractie van het totaal aan
de door deze bron veroorzaakte depositie wordt weergegeven, wordt
echter duidelijk dat op die korte afstand van de bron slechts een klein
deel van het totaal is gedeponeerd (Figuur 2).

Figuur 2 Deel van de stikstof dat voor dezelfde lage bronnen als uit figuur 1
binnen een bepaalde afstand deponeert

De depositiebijdrage van een bron blijft ook over een grote afstand nog
een bijdrage leveren aan de totale depositie. In dit voorbeeld is voor
ammoniak na 100 km 50% van de uitgestoten stikstof gedeponeerd.
Voor stikstofoxiden wordt dit punt pas op meer dan 250 km bereikt, zie
figuur 3. Een groot deel van de depositie komt daardoor in het
buitenland terecht. Verhoudingsgewijs draagt een individuele bron op
korte afstand dus het meeste bij aan de lokale totale depositie en wordt
die bijdrage op grotere afstand in absolute zin snel kleiner, maar nooit
nul. Voor NOX geldt bijvoorbeeld dat een bijdrage (mol/ha/j) op 50
meter een factor 30-35 hoger ligt dan op 500 meter, en een factor
Pagina 12 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

1700-1800 hoger ligt dan op 5 km (zie Tabel 1). Echter, door de grote
toename van het oppervlak waarover bij toenemende afstand tot de
bron wordt gedeponeerd is de bijdrage op enige afstand van de bron per
hectare gering maar tellen al deze hectares samen op tot een grote
hoeveelheid.

Figuur 3 Deel van de stikstof dat voor dezelfde lage bronnen als uit figuur 1 over
grotere afstand deponeert.
Tabel 1 Stikstofdepositie als gevolg van twee brontypen. Ammoniak deponeert
relatief sneller dan stikstofdioxide. Hoewel bij toenemende afstand nog steeds
een groot deel in transport is, neemt de depositie met toenemende afstand van
de bron sterk af. Depositie is weergegeven met 95% betrouwbaarheidsinterval.

NH3 (ca. 300 kg /jaar) 1
Depositie
Fractie
(mol/ha/jaar)
gedeponeerd
89 (43-129)
0,4%

NOX (ca. 850 kg/jaar)
Depositie
Fractie
(mol/ha/jaar)
gedeponeerd
53 (30-71)
0,2%

100

49 (22-66)

1,2%

26 (13-33)

0,7%

200

18 (8-23)

2,6%

8 (4-11)

1,4%

Afstand
(m)

50

500

3,9 (2,0-5,0)

5,2%

1,6 (0,8-2,0)

2,5%

1.000

1,1 (0,6-1,4)

7,7%

0,4 (0,2-0,5)

3,5%

2.000

0,3 (0,2-0,4)

11%

0,12 (0,07-0,15)

4,6%

5.000

0,07 (0,04-0,09)

16%

0,03 (0,02-0,03)

6%

10.000

0,02 (0,01-0,03)

21%

0,01 (0,01-0,01)

9%

20.000

0,01 (0,00-0,01)

27%

0,00 (0,00-0,00)

11%

Voor andere bronsterktes schaalt de depositie per afstand evenredig:
een tweemaal zo hoge emissie levert een tweemaal zo hoge depositie.
De gedeponeerde fractie is echter wel onafhankelijk van de bronsterkte.
AERIUS rekent (met uitzondering van projectberekeningen voor
wegverkeer) met OPS, het Operationele Prioritaire Stoffen model.

1

Een stal stoot gemiddeld 1000-4000 kg stikstof uit per jaar
Pagina 13 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Dit is een combinatie van een Gaussisch pluimmodel en een
trajectoriemodel 2. Een Gaussisch pluimmodel wordt in de
luchtkwaliteitswereld vaak toegepast voor het berekenen van
verspreiding van stoffen in de atmosfeer voor korte (100 meter) tot
middellange (kilometers) afstand van individuele emissiebronnen. In
Figuur 4 is de concentratieverdeling schematisch weergegeven.
Op een grotere afstand van de bron wordt de concentratieverdeling
homogener. Dit geldt zowel voor de verdeling in horizontale richting
(groene lijn) als in de verticale (rode lijn). Mede als gevolg van de
ruwheid van de ondergrond verandert de verticale verdeling van de
concentraties op grotere afstanden. Ter illustratie toont deze figuur één
windrichting. In de praktijk worden voor een berekening alle
windrichtingen doorgerekend en de resultaten gemiddeld.

Figuur 4 Schematische weergave, verspreiding van emissie volgens Gaussisch
pluimmodel.

Op grotere afstanden vlakt de verdeling van concentratiebijdragen af en
worden de bijdragen kleiner. Daarmee wordt de bronbijdrage van een
individuele bron minder onderscheidend ten opzichte van bijdragen van
alle andere emissiebronnen in Nederland, de zogenaamde achtergronddepositie. Deze achtergronddepositie ligt als een soort ‘deken’ van
stikstofdepositie over Nederland, met regionale verschillen in de hoogte
van de totale depositie (‘dikte’ van de deken) ten gevolge van o.a. de
ruwheid van de bodem en de positie ten opzichte van bronnen en de
heersende windrichting.
1.2

Begrenzingen in berekening stikstofdepositie met AERIUS
Calculator
De depositie per hectare neemt in het algemeen 3 af met de afstand tot
de bron. Het moment om te stoppen met het toerekenen van depositie
aan een project kan worden bepaald op afstand van de bron of op de
2
3

Zie voor een uitgebreide beschrijving van dit model de OPS-website
Met uitzondering van een hoge bron (schoorsteen), waarbij de pluim de grond nog moet raken, zie Figuur 4

Pagina 14 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

hoogte van de depositie. Een mogelijke afstandsgrens kan daarbij altijd
worden vertaald naar een (gemiddelde) depositiegrens. En andersom.
Ook kan voor een combinatie van afstand en depositie worden gekozen.
Bij een depositiegrens varieert de afstand per project. Een
depositiegrens houdt rekening met de emissieomvang, de verschillen in
emissiekarakteristieken zoals de schoorsteenhoogte en de verschillen in
verspreiding tussen ammoniak en stikstofoxiden (zie Figuur 1). Tenslotte
is het belangrijk om op te merken dat veel bronnen en sectoren zowel
ammoniak als stikstofoxiden uitstoten.
Bij een afstandsgrens is de afstand tot de bron voor elk project gelijk,
maar wordt er geen rekening gehouden met bovenstaande verschillen.
Onder het toetsingskader van het PAS (Programma Aanpak Stikstof)
werd met OPS een projectbijdrage 4 berekend tot een drempelwaarde
van 0,05 mol/ha/j. Voor wegverkeer buiten de bebouwde kom kon met
SRM-2 (Standaard RekenMethode 2, zie paragraaf 2.2.5) tot een
afstandsgrenswaarde van 3 km worden gerekend, waarbij voor de
depositiebijdrage na 3 km specifiek ontwikkelingsruimte was
gereserveerd en apart gezet. Voor alle berekende projectbijdragen
onder de 0,05 mol/ha/j gold dat ook voor OPS.
Na de uitspraak van de Raad van State over het PAS is in 2019 de
ondergrens voor OPS op verzoek van de PAS-partners (LNV, IenW en
Provincies) verlaagd en daarbij in overleg met RIVM aangepast naar
0,005 mol/ha/j. Een nog verdere verlaging zou in verband met de
rekentijd problemen leveren. Bij het vallen van de PAS verviel ook voor
wegverkeer de afstandsgrenswaarde van 3 km waardoor de
rekenafstand 5 km werd. Beide afstanden zijn overigens beleidsmatige
keuzes en volgen niet uit validatie van SRM-2.
Het OPS-model wordt door het RIVM ook ingezet voor de landelijke
monitoring van stikstofdepositie (Hoogerbrugge et al., 2020; Marra et
al., 2019). Daarvoor wordt er geen ondergrens gehanteerd bij de
berekeningen. De modelresultaten worden jaarlijks aan de beschikbare
metingen geijkt om systematische afwijkingen te corrigeren.

4

Meer precies: werden voor een project de berekening van de uitgangssituatie en die van de beoogde situatie
doorgerekend tot 0,05 mol N/ha/j
Pagina 15 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Pagina 16 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

2

Wetenschappelijke argumenten m.b.t. rekengrenswaarde

Voor de vraag of er wetenschappelijk technische argumenten zijn die het
beleid kan gebruiken om te bepalen wanneer een berekende bijdrage
niet meer is toe te rekenen aan een project, heeft het RIVM in eerste
instantie gekeken naar de eigenschappen van de huidige modellering.
Dit wordt in paragraaf 2.2 uitgewerkt. In tweede instantie is gebruik
gemaakt van data-analyse van de resultaten van projectberekeningen
(zie hiervoor paragraaf 2.3).
2.1

Werking OPS-model
Het Operationele Prioritaire Stoffen-model (OPS) is een atmosferisch
transport- en depositiemodel dat een combinatie is van een Gaussisch
Pluimmodel en een trajectoriemodel. Bij een Gaussisch pluimmodel
wordt de windrichting in de tijd constant gehouden. Dit heeft wel tot
gevolg dat het toepassingsbereik beperkt is: in de praktijk fluctueert de
windrichting. De combinatie van een Gaussisch pluimmodel en een
trajectoriemodel in OPS houdt vanaf het begin rekening met deze
variatie van de windrichting in de tijd en kent daardoor geen
afstandsbeperking in de toepassing. OPS berekent de verspreiding vanaf
de bron tot 96 uur na de emissie vanuit de bron. In de praktijk is dit
voor Nederland altijd voorbij de landsgrens. Ook op grotere afstand van
de bron (zie Figuur 3) treedt depositie op als gevolg van de emissie uit
een bron, hoewel de bijdragen door die bron steeds kleiner worden.

2.2

Op basis van metingen, modeleigenschappen en onzekerheden

2.2.1

Meten
Een benadering is om met behulp van metingen de depositiebijdragen
van individuele projecten aan te tonen. Fysieke metingen voor
individuele projectbijdragen zijn lastig in de praktijk te brengen door de
combinatie van de relatief hoge achtergronddeposities in Nederland,
variabiliteit van het weer en de detectielimieten van beschikbare
meetapparatuur. Dit geldt voor concentratiemetingen en in sterkere
mate voor depositiemetingen. Alleen op relatief korte afstand (in de
ordegrootte van één km) zijn concentratiebijdragen nog vast te stellen
met metingen, Dit is uiteraard ook afhankelijk van de sterkte van de
emissiebron (zie voor een overzicht van validatiestudies Tabel 2 in
paragraaf 2.2.2).
Om een indicatie te geven van de ondergrens van de aantoonbaarheid
van een bronbijdrage op basis van metingen kan de gevoeligheid van de
meetmethoden voor het meten van de luchtconcentraties van NOx en
voor NH3 gebruikt worden. Die gevoeligheid ligt ongeveer rond de 0,2
microgram per kubieke meter (Berkhout et al., 2017, Teledyne, 2016).
Deze concentraties vertalen zich, op basis van een gemiddelde
depositiesnelheid in Nederland, in deposities van ordegrootte 20 mol N
per hectare per jaar. Op welke afstand van de bron een projectbijdrage
nog aantoonbaar is (in de zin van of deze nog ca. 20 mol/ha/jaar
bijdraagt aan de depositie), is sterk afhankelijk van de bronsterkte en karakteristieken (zoals uitstoothoogte en warmte-inhoud van de bron),
Pagina 17 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

van de stofeigenschappen van NOx of NH3 en meteorologische en
omgevingsfactoren (zoals terreinruwheid).
In de praktijk zijn er veel complicerende factoren waardoor het niet
eenvoudig is om de bijdrage van een bron of project op basis van
metingen aan te tonen. Dit heeft voor een groot deel te maken met de
invloed van meteorologische omstandigheden en de invloed van andere
bronnen in de omgeving. De onzekerheid in een jaargemiddelde
concentratie van NOx en NH3 ligt rond de 10% (Noordijk et al, 2020;
Mooibroek et al, 2014) bij de huidige niveaus komt dat overeen met ca.
0,5-2 µg/m3. Dit ligt een orde-grootte hoger dan de gevoeligheid van de
meetmethoden. In depositietermen betekent dat dan honderd tot enkele
honderden mol/ha/jaar. In de praktijk is dus de aantoonbaarheid van de
bijdrage van een bron op de concentratie of depositie op basis van
metingen in het algemeen beperkt.
2.2.2

Modelvalidatie
OPS wordt jaarlijkse onder andere in het GCN/GDN-proces intensief
vergeleken met metingen van de LML- en MAN-meetnetten. Dit zijn
validaties op concentratie en depositie ten gevolge van bronbijdrages
vanuit alle bronnen in binnen en buitenland. Daarnaast zijn de
uitkomsten van het OPS-model gevalideerd aan de hand van
vergelijkingen met andere modellen, recent bijvoorbeeld met het EMEPmodel (van der Swaluw et al, 2021).
Het OPS-model is voor individuele bronnen gevalideerd aan de hand van
bestaande studies op basis van experimenten (zie Tabel 2). Deze studies
hebben vrijwel allemaal plaatsgevonden tot ca. 1 km van de bron. In
één studie is een hoge bron tot op grotere afstand (15-20 km)
gevalideerd. De bijdrage van één enkele bron, berekend met OPS op
grotere afstanden dan 20 km, is dus niet gevalideerd met metingen.
Tabel 2 Overzicht van validatiestudies waaraan de werking van OPS voor een
individuele bron is getoetst 5

2.2.3

Experiment

Jaar

Prairie Grass [1]
Kincaid [3]
Falster [4]

1956
1981
2006

Hoogte
bron (m)
0,46
187
6,4

Emissiesterkte
10.000 g/s
14,27 g/s
0,0068 g/s

Stof
SO2
SF6
NH3

Bereik (m
of km)
50 – 800 m
20 km
300 meter

Toepassingsbereik OPS en Gaussisch pluimmodel
OPS is een combinatie van een Gaussisch pluimmodel met een
trajectoriemodel. De trajectorie wordt direct vanaf de bron al gevolgd.
OPS rekent in principe hetzelfde uit als een 'normaal' Gaussisch
pluimmodel (d.w.z. zonder trajectorie), zolang de wind niet draait. In
het geval dat de wind draait, dan is OPS in staat de richting te volgen.
Een 'normaal' Gaussisch model kan dit niet. Daarom kent een 'normaal'
Gaussisch model een maximale rekenafstand voor het
toepassingsbereik. Het toepassingsbereik van het in Nederland gebruikte
'Nieuw Nationaal Model' voor luchtkwaliteit (TNO, 2002; KEMA et al,
2016) is tot ca. 25 km. OPS heeft deze limitering in het
toepassingsbereik niet. Voor enkele voorbeelden van toepassing van
5

In het geval van historische jaren is beschikbare data uit die experimenten gemodelleerd.

Pagina 18 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

modellen voor het berekenen van individuele bronbijdrages in het
buitenland, zie Hoofdstuk 3.
2.2.4

Onzekerheden
De onzekerheid in depositieberekeningen hangt af van meerdere
factoren en is verschillend per component (concentraties en deposities
van ammoniak en stikstofoxiden). Samen resulteren deze onzekerheden
in de totale onzekerheid van een berekening. De factoren kunnen
grofweg worden onderverdeeld in drie categorieën:
a. Onzekerheid in emissies:
Hieronder vallen onzekerheden in emissiefactoren, activiteitdata
en onzekerheden in bronkenmerken, zoals de emissiehoogte, de
samenstelling van emissies, et cetera. Voor het nationale
emissietotaal van NH3 en NOx gelden onzekerheden van
respectievelijk 31 en 17 procent (95% betrouwbaarheid interval) 6
(Wever et al., 2020). Voor individuele projecten kan dit
verschillend zijn. In het geval van een nog te plannen activiteit is
de emissie afhankelijk van de inschatting van met name de
omvang van de activiteit zelf.
b. Onzekerheid in de verspreiding en transport door de lucht:
Onzekerheid in de verspreiding dichter bij de bron komt voor een
groot deel door het chaotische proces van de turbulentie van de
lucht. Een schatting van deze onzekerheid kan gehaald worden
uit de onzekerheid die geschat wordt voor berekeningen met het
Gaussisch pluimmodel. De onzekerheid in het transport - of
anders gezegd de weg die wordt afgelegd van de bron tot de
locatie waar de stikstof deponeert – ‘de trajectorie’ is het gevolg
van onzekerheden in meteorologische factoren (zoals
windrichting, windsnelheid, atmosferische stabiliteit etc.) en de
atmosferische verwijderingsprocessen van de component (zoals
chemische omzetting, droge en natte depositie). De onzekerheid
ten gevolge van het transport, zeker op grotere afstanden, zijn
moeilijk in te schatten. In het algemeen kan gesteld worden dat
de onzekerheid door verspreiding en transport toeneemt met de
afstand tot de bron.
c. Onzekerheid in depositiesnelheid:
De depositiesnelheid is in feite de “vertaling” van concentraties in
de lucht naar de droge depositie op de bodem. Deze hangt af van
onzekerheden in de kennis omtrent het depositieproces en de
onzekerheden in de oppervlakte en vegetatiekenmerken van het
oppervlak waar de depositie op plaatsvindt. De onzekerheid kan
lokaal (bijvoorbeeld per hexagoon of hectare) groot zijn: tot een
factor 2 (-50% +100%) (Velders et al, 2016, Van Jaarsveld,
2004).
De onzekerheden op grotere afstand van de bron (>ca. 25 km) zijn
alleen via modelonderzoek na te gaan. Dit is tot op heden niet gebeurd.
In een aantal gevoeligheidstests kan nagegaan worden wat de
onzekerheden ten gevolge van de variatie in een aantal belangrijke
rekenparameters is. De verwachting is dat onzekerheden verder weg
van de bron aanzienlijk groter kunnen zijn dan de factor 2.
6

95% interval betekent dat er 95% kans is dat de waarde binnen deze onzekerheidsbandbreedte valt (2 sigma
uitgaande van een normaalverdeling)
Pagina 19 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Bij het doorrekenen van depositiebijdragen tot de huidige ondergrens
van 0,005 mol/ha/jaar moet worden bedacht dat de onzekerheden van
eenzelfde ordegrootte kunnen zijn als van de berekende bijdragen. Voor
individuele projectbijdragen is verder beperkt validatie beschikbaar.
2.2.5

SRM-2
Bovenstaande paragrafen hebben betrekking op het OPS-Model. Voor
buitenstedelijk wegverkeer gebruikt AERIUS Calculator het SRM-2
model. Deze Standaard RekenMethode 2 (SRM-2) is van hetzelfde soort
van Gaussische verspreidingsmodel als het eerdere (oude) Nationale
Model (NM) en deelt de basisopzet daarmee (Wesseling 2014). In het
onder het NM liggende "blauwe boekje" (Staatsuitgeverij 1976) wordt
gesteld dat Gaussische modellen bij afstanden van "enkele tientallen
km" toepassingsmogelijkheden verliest. Voor de dispersieparameters
moet op grotere afstanden met geschatte en onzekere extrapolaties van
bekende waarden worden gerekend. In testberekeningen met het NM en
het Nieuw Nationaal Model (NNM) (NNM, 1998) is voor lagere bronnen
met het NM tot 6 km gerekend en voor wat hogere tot 14 km.
Bij toepassing van SRM2 voor berekeningen aan depositie komt
regelmatig de vraag naar voren wat de validatie van SRM2 is en of die
samenhangt met de gehanteerde rekenafstanden van 3 en 5 km. Deze
afstanden zijn op verzoek van het ministerie van LNV in AERIUS
geïmplementeerd. Er is in het verleden bij berekeningen aan
luchtkwaliteit voor gekozen om de correctie voor dubbeltelling van alle
grotere wegen tot 3 kilometervakken aan weerszijden van hoofdwegen
in GCN te beperken (Velders 2008). Dat impliceert dat de lokale
bijdragen van die specifieke wegen tot op 3-4 km met SRM-2 moeten
worden doorgerekend, afhankelijk van de ligging van de betreffende
weg(en) in het GCN-grid. Om zeker te weten dat alle wegen in het NSL
worden meegenomen wordt in NSL-berekeningen een export van
segmenten in het studiegebied + 5 km gebruikt, waarbij dan per
rekenpunt de gediscretiseerde bronnen binnen 4 km meedoen.
De combinatie van GCN, inclusief correctie voor dubbeltelling voor
hoofdwegen, en SRM-2 is uitgebreid getest, vooral voor kortere
afstanden tot de weg, zie Wesseling (2016) en de referenties daarin.
Hierbij zijn wel met SRM-2 berekende bijdragen tot 4 km ver in rekening
gebracht. De gekozen maximale rekenafstand is niet gekozen op basis
van geldigheid of validatie van SRM2 maar op basis van de praktische
combinatie met de dubbeltellingcorrectie voor grotere wegen. Na deze
keuze zijn de validaties verricht.
Er zijn geen vergelijkingen van metingen en resultaten van SRM-2
(eventueel in combinatie met andere modellen) bekend bij grotere
afstanden. Zoals hierboven gemeld zijn er met het onderliggende
Nationale Model wel vergelijkende berekeningen gedaan tot afstanden
van 6-14 km.

2.3

Op basis van data-analyse
Het RIVM is ook op zoek gegaan naar inzichten over omvang van een
projectbijdrage afhankelijk van de afstand tot de bron door analyses te
maken met behulp van concrete projectberekeningen in AERIUS.
Pagina 20 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

2.3.1

Verloop berekende concentratie
In Figuur 1 is de concentratie van een typische lage NH3 bron (beweiden
en bemesten) weergegeven als functie van de afstand tot de bron. Het
verloop voor de droge depositie van deze bron zal hierop lijken. Zowel
de concentratie als de afstand zijn op een logaritmisch schaal
weergegeven. Het voordeel van deze weergave is dat een groot
dynamisch bereik voor beide schalen in één figuur kan weergegeven. De
figuur is over het hele bereik vrij glad en geeft daarmee geen aanleiding
om op een bepaalde aftstand te stoppen met rekenen. De presentatie
via zo’n dubbele logaritmische figuur kan ten onrechte de suggestie
wekken dat de relatie tussen afstand en concentratie via een eenvoudige
formule te beschrijven is.

Figuur 5 Het verloop van concentratie NH3 bij toenemende afstand van de bron
(logaritmisch), ten gevolge van een typische NH3 emissiebron van beweiden en
bemesten. Getoond is de mediaan van berekeningen gedaan in alle
windrichtingen. In de rechter figuur is de concentratie op een logaritmische as
weergegeven.

2.3.2

Overige data-analyses
RIVM heeft via meerdere data-analyses geprobeerd verdere
aanknopingspunten te vinden, die echter nog niet tot wetenschappelijk
robuuste resultaten hebben geleid:
• Op welke afstand valt de bijdrage van één bron niet meer te
onderscheiden van de bijdrage van overige bronnen (gaat op in
de ruis).
• Geeft de frequentieverdeling van de bijdragen van alle bronnen
op een locatie aanleiding tot het benoemen van een rekengrens?
• Op welke afstand vindt er geen noemenswaardige afname meer
plaats in de depositiebijdrage van een bron (nadert de
asymptoot).
Ook hier is de conclusie dat de processen geleidelijk verlopen en een
rekengrens niet op waargenomen overgangen van technisch
wetenschappelijk aard te baseren valt.

Pagina 21 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Pagina 22 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

3

Aanpak in het buitenland

Het RIVM heeft een groep buitenlandse experts benaderd van
omliggende landen en ook de VS met kennis van modellen en beleid in
relatie tot het toepassingsbereik van modellen. Deze experts is gevraagd
naar het gebruik van modellen in hun landen en het toepassingsbereik
ervan. Over het geheel genomen worden berekeningen minder
gedetailleerd uitgevoerd dan in Nederland en wordt er minder ver
doorgerekend. De aanpak verschilt per onderzocht land tussen een
modelmatige grenzen en beleidsmatig gekozen waardes.
In de Verenigde Staten en Vlaanderen wordt het toepassingsbereik van
de gebruikte modellen aangehouden als afstandsgrens. Voor de VS is
dat 50 km (voor het Gaussisch pluimmodel AERMOD), hoewel daar geen
specifieke methodologie is uitgewerkt om individuele bronnen door te
rekenen. Voor Vlaanderen wordt het toepassingsbereik van 20 km
aangehouden voor individuele vergunningverlening, waarbij gebruik
wordt gemaakt van IFDM (Immission Frequency Distribution Model - een
Gaussisch Pluimmodel). Deze afstand is nog niet juridisch getoetst. Op
dit moment wordt het juridisch stikstofkader in Vlaanderen herzien
mede n.a.v. uitspraak van de rechter aldaar.
In Duitsland, Denemarken en het Verenigd Koninkrijk wordt een
beleidsmatig gekozen rekengrens toegepast. Voor Duitsland geldt dat de
inrichting/emissiebron waarvoor toestemming wordt gevraagd, een
afkapcriterium heeft van 0,3 kg N/ha/jaar (21 mol N/ha/jaar) voor
Natura2000-gebieden en een criterium van 5 kg N/ha/jaar (357 mol
N/ha/jaar) voor overige natuurgebieden. Bronnen die minder dan deze
deposities bijdragen aan een specifiek ecosysteem hoeven niet in
beschouwing te worden genomen. In Denemarken worden verschillende
brontypen verschillend behandeld. Er geldt een algemene afstandsgrens
van 4 km met een aanvullende drempelwaarde die afhangt van de
natuur en bestaande activiteiten in de nabije omgeving. Deze
drempelwaarde ligt tussen de 14,2 en 71 mol N/ha/j, afhankelijk van de
stikstofgevoeligheid en -belasting in de omgeving. In het Verenigd
Koninkrijk worden bronnen tot 5 km van een stikstofgevoelig
natuurgebied doorgerekend met SCAIL, een model gebaseerd op
AERMOD, indien die bronnen minstens een depositie van 1% van de
KDW veroorzaken. In de volgende paragrafen is een overzicht gegeven
van de reacties van deze experts.
3.1

Duitsland (Alexander Moravek – Umweltbundesamt)
In het kort komt het proces in Duitsland ten aanzien van nieuwe
inrichtingen/emissies op het volgende neer: uitgangspunt is de
achtergronddepositie op een resolutie van 1×1km, beschikbaar via het
Umweltbundesamt (http://gis.uba.de/website/depo1/). Om rekening te
houden met de lokale invloed van emissiebronnen (anders dan de bron
waarvoor toestemming wordt gevraagd) wordt de achtergronddepositie
voor de betreffende gridcel gecorrigeerd wanneer emissiebronnen een
bijdrage leveren groter dan 1 kg N/ha/jaar (~71 mol N/ha/jaar). De
uiteindelijke stikstofdepositie van deze bronnen wordt bepaald en
opgeteld bij de achtergronddepositie op die locatie. De waarde van 1 kg
Pagina 23 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

N/ha/jaar representeert de onzekerheid van de gemodelleerde
achtergronddepositie, terwijl tegelijkertijd wordt aangenomen dat de
bijdrages van minder dan 1 kg N/ha/jaar worden meegenomen in de
berekende achtergronddeposities. Voor de inrichting/emissiebron
waarvoor toestemming wordt gevraagd wordt een afkap criterium van
0,3 kg N/ha/jaar (21 mol N/ha/jaar) voor Natura2000-gebieden gebruikt
en een criterium van 5 kg N/ha/jaar (357 mol N/ha/jaar) voor overige
natuurgebieden. Bronnen die minder dan deze deposities bijdragen aan
een specifiek ecosysteem hoeven niet in beschouwen te worden
genomen.
3.2

Verenigd Koninkrijk (William Bealy, CEH)
In het Verenigd Koninkrijk kan gebruik gemaakt worden van het SCAILmodel: Simple Calculation of Atmospheric Impact Limits. Er zijn twee
versies van het SCAIL-model: SCAIL-Agriculture en SCAIL-Combustion.
Deze modellen, gebaseerd op het verspreidingsmodel AERMOD, zijn
geschikt om de depositie vanuit verschillende bronnen op natuur te
berekenen. Ze worden geschikt geacht voor een eerste toetsing van
bronnen in het kader van vergunningverlening. Afhankelijk van deze
eerste toetsing moet mogelijk een gedetailleerdere berekening
uitgevoerd worden. Vanaf een bijdrage van de inrichting/emissie van
1% van de kritische belasting moet een dergelijke uitgebreide
berekening gedaan worden. Voor de berekeningen wordt gekeken naar
bronnen binnen een afstand van 5 km, gerekend vanaf de relevante
receptor.

3.3

België (Wouter Lefebvre – VITO)
In Vlaanderen wordt de totale depositie op het Vlaamse grondgebied
uitgerekend met de Vlaamse versie van het OPS-model (VLOPS). Voor
de individuele vergunningverlening doet men in Vlaanderen de
berekeningen met IFDM (Immission Frequency Distribution Model - een
Gaussisch Pluimmodel) en beperkt men zich tot een afstand van 20km.
Deze afstand hangt samen met de kenmerken van het IFDM-model,
waarbij het te grote onzekerheden vertoont op groteren afstanden. Op
dit moment wordt het juridisch stikstofkader in Vlaanderen herzien
mede n.a.v. uitspraak van de rechter aldaar.

3.4

Verenigde Staten (John T. Walker – US-EPA)
In de Verenigde Staten worden verschillende modellen gebruikt in het
vergunningverleningsproces. Hierbij gaat het met name om AERMOD
(American Meteorological Society/Environmental Protection Agency
Regulatory Model) en CMAQ (Community Multiscale Air Quality Modeling
System). Volgens Wesson et al. (2010) is “The AERMOD-model (USEPA, 2004) EPA’s preferred air quality dispersion model for regulatory
air quality impact assessments of inert pollutants that are directly
emitted from a variety of sources for transport distances of up to 50
km”. Op basis van CMAQ-berekening hebben Dennis et al. (2010) een
‘cutoff point for the range of influence’ van ammoniakemissies afgeleid,
uitgaande van de emissies in een 12x12 km gridcel. Dennis et al. geven
aan dat ‘the range of influence’ varieert van 180 tot 380 km, afhankelijk
van de methode waarmee de droge depositie wordt berekend. Dennis et
al. stellen zichzelf de vraag: ‘over what spatial extent are the emissions
expected to have an important impact’.
Pagina 24 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Uit Dennis et al: “To address this question, an operational definition for
the range of influence needs to be developed because the
concentrations/deposition from a source decline with distance and
become very diffuse to the point that the impact from that source is
insignificant. A cutoff point must be established to create the operational
definition. We defined the cutoff point for the range of influence to the
be the distance by which 50% of the emissions from the source have
deposited”. Volgens de informatie uit de VS is er voor nieuwe NH3
bronnen geen eis ten aanzien van de vergunningverlening waarvoor een
modelanalyse nodig zou zijn. Meer in het algemeen wordt gesteld:
“there is no formal methodology in the US for single sources. Source
apportionment analyses for N deposition in the US are conducted using
gridded CTMs and do not resolve individual sources”.
3.5

Denemarken (Per Løfstrøm – Aarhus Universiteit)
In Denemarken worden de landbouwbronnen en die van andere
broncategorieën verschillend behandeld. Voor landbouw wordt voor de
regelgeving een onderscheid gemaakt tussen het toedienen van stikstof
op bouw-/grasland en ammoniakemissies van stallen/opslag. Er is een
limiet ten aanzien van het toedienen van stikstof per hectare en de
manier van toedienen + tijdstip van toediening. Deze methode is
grotendeels in lijn met de Nederlandse regelgeving (afgezien van de
exacte getallen). De emissie en de daaropvolgende depositie van ten
gevolge van deze ‘veldemissies’ worden echter verder niet meegenomen
bij de beoordeling van individuele boerderijen.
De regelgeving omtrent de depositie van ammoniak vanuit stallen hangt
af van het type natuur. Deze is verdeeld in drie categorieën: 1, 2 en 3.
Voor categorie 1 en 2 zijn de grenswaarden respectievelijk 0,7 en 1,0 kg
N/ha/jaar (50 en 71 mol N/ha/jaar). Voor categorie 1 natuur moet
rekening gehouden worden met de eventuele bijdrage van nabijgelegen
stallen (andere eigenaar). Mochten die er zijn, dan wordt de rekengrens
verlaagd van 0,7 kg N/ha/jaar naar 0,4 (1 stal) of 0,2 (2 of meer
stallen) kg N/ha/jaar. De manier voor het bepalen van de omliggende
stallen is beschreven via de website van het Deense EPA 7.
Voor categorie 3 wordt alleen de additionele emissie ten gevolge van
een toenemende productie meegenomen. De lokale autoriteiten bepalen
hier de grenswaarde die echter niet onder de 1,0 kg N/ha/jaar moet
liggen. De depositie wordt berekend tot en met een afstand van 4 km,
waarbij gebruik gemaakt wordt van op voorhand berekende waarden
met het OML-DEP model voor een ‘standaard’ stal 8.
Voor andere bedrijven (industrie, etc.) zijn er geen strikte regels, maar
er wordt aangenomen dat de lokale autoriteiten de grenswaarden
hanteren die ook voor stallen worden gebruikt. De depositie wordt
bepaald o.b.v. een jaargemiddelde concentratie met constante
depositiesnelheden en zonder ‘source depletion’ van het OML-model 9.
Voor wegen wordt de jaargemiddelde concentratie van het OML-Highway
model 10 gebruikt.
In het Deens -13. Generelle principper for godkendelser og tilladelser (mst.dk)
OML-DEP (au.dk)
9
OML (au.dk)
10
OML-Highway (au.dk)
7
8

Pagina 25 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Pagina 26 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

4

Externe consultatie

Als eerste stap in de externe toetsing van de door het RIVM uitgewerkte
methode zijn twee externe reviewers betrokken: Jan Duyzer (TNO-CEE)
en Hans Erbrink (Erbrink Stacks). Beide reviewers zien een aantal
argumenten die men kan gebruiken bij het beoordelen van het
toepassingsbereik van modellen. Samengevat wordt door Duyzer en
Erbrink aangeraden naar de set argumenten te kijken en dan tot een
oordeel en advies komen. Hier volgt een samenvatting van de reviews
die volledig in bijlage 2 en 3 zijn opgenomen.
4.1

TNO-CEE
In zijn review merkt Jan Duyzer (TNO-CEE) op dat de discussie zich
toespitst op de vraag: is er een afstand tussen bron en receptor waarbij
de bijdrage van die bron aan de depositie ter plekke van de receptor
niet meer betekenisvol te herleiden is? De discussie in het RIVM-memo
richt zich niet zozeer op 5 kilometer, maar meer op de algemene vraag:
is er een grens aan te geven aan de hand van technisch/
wetenschappelijke argumenten? Dhr. Duyzer merkt op dat argumenten
om zo’n grens te stellen zouden kunnen zijn: berekeningen van de
bijdrage van de bron vallen buiten het toepassingsbereik van het
gebruikte model (OPS of SRM-2); het model mag niet gebruikt worden
voor berekeningen van de bijdrage op die grote afstand vanwege het
ontbreken van validatiestudies van het model op grotere afstand; de
bijdrage van de bron van depositie is “verwaarloosbaar” op die afstand.
Een andere benadering is die hij uit het stuk van het RIVM opmaakt is
dat de bron op een bepaalde afstand een, niet meer herleidbare,
bijdrage aan de depositie op de receptor heeft. Deze oplossingsrichting
ziet hij als zinvol maar hij stelt een iets aangepaste variant voor waar
variantie wordt bepaald op basis van de variatie in meteorologische
condities over een periode van tien jaar. Deze optie is ook opgenomen
in deze memo. Aandachtspunt is de eerlijkheid van deze methode in de
verschillende gebieden. In een intensief gebied zal de bijdrage van de
bron snel in de ruis verdwijnen en in een extensief gebied niet. Dit lijkt
echter oplosbaar door een veilige oplossing te kiezen.

4.2

Erbrink Stacks
In de review van Hans Erbrink (Erbrink Stacks) richt hij zich sterk op de
modeleigenschappen. Hij merkt op dat modelvalidaties steeds gelden
voor de toepassing op alle bronnen in een groot gebied (meestal het
Europese continent). Wanneer validaties getoond worden voor een
individuele bron worden de vergelijkingen gemaakt voor een beperkte
afstand (nooit meer dan 20 km). Hij stelt ook dat berekeningen voor
meerdere bronnen met het trajectoriemodel van OPS beter verlopen in
vergelijking met die voor een enkele bron door de manier waarop het
concentratieverloop wordt gemodelleerd. Op basis daarvan stelt hij een
maximale toepassingsafstand voor van 25 km voor NNM en OPS voor
individuele bronnen (fit for purpose). Het toevoegen van een trajectoriemethodiek verkleint alleen de onzekerheid van waaruit een bron een
bepaalde receptor nog beïnvloedt, wat bij rekenen met meerdere
Pagina 27 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

bronnen tegelijk betere mogelijkheden biedt (zoals bij het berekenen
van de totale jaarlijkse landelijke depositie).

Pagina 28 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Conclusies

Het ministerie van LNV heeft RIVM gevraagd om een wetenschappelijktechnische duiding van de berekende depositiebijdragen van een
individuele bron op verschillende afstanden van een bron.
Deze inzichten worden betrokken bij de beleidsmatige en juridische
afweging over een mogelijke afstandsgrens.
Het RIVM heeft in eerste instantie gekeken naar de eigenschappen van
de huidige modellering op basis van bekende wetenschappelijke
publicaties en inzichten van binnenlandse en buitenlandse experts.
Daarnaast zijn er data-analyses uitgevoerd met behulp van concrete
projectberekeningen in AERIUS.
Vanuit de modeleigenschappen is er geen eenduidige modelmatige
overgang. Het gebruikte model, OPS, rekent vanuit de bron landelijk
door en ook op grotere afstand wordt een bijdrage aan de depositie
berekend.
De onzekerheid van deze depositie is op lokale schaal een factor 2 (50% +100%). De procentuele onzekerheid op grotere afstand van een
bron (>ca. 25 km) zijn alleen via modelonderzoek na te gaan. De
verwachting is wel dat onzekerheden verder weg van de bron aanzienlijk
groter zijn dan een factor 2
De meting van de bijdrage van één bron aan de depositie en
concentratie van stikstof is in de praktijk lastig door de hoge
achtergrondconcentratie en -depositie. Alleen op zeer korte afstand
(ordegrootte van 1 km) is deze bijdrage daadwerkelijk te meten. Daarbij
gaat het dan om deposities in de orde van grootte van 100 mol N/ha/j.
Voor dit soort berekeningen gebruiken andere landen vaak een
Gaussisch pluimmodel.. Het toepassingsbereik hiervan is – afhankelijk
van het land - 20 tot 50 km. In Nederland is dit volgens experts 25 km.
OPS kent deze beperking echter niet want het schakelt geleidelijk over
op een ander soort model: het trajectoriemodel, waardoor doorrekenen
tot op grotere afstanden mogelijk is.
Het buitenland rekent bij het beoordelen van projecten – als zij een
rekengrens op depositie gebruikt – met waarden die aanzienlijk hoger
zijn dan de in Nederland gehanteerde 0,005 mol/ha/j. Bij het
doorrekenen van depositiebijdragen tot 0,005 mol N/ha/j moet worden
bedacht dat de onzekerheden van de orde kunnen zijn van de
berekende bijdrage. Voor individuele bijdragen is verder geen validatie
beschikbaar.
Het OPS-model is voor individuele bronnen gevalideerd aan de hand van
bestaande studies op basis van experimenten. Deze studies hebben
vrijwel allemaal plaatsgevonden tot ca. 1 km van de bron. In één studie
is een hoge bron tot op grotere afstand (15-20 km) gevalideerd. De
bijdrage van één enkele bron berekend met OPS op grotere afstanden
dan 20 km, is dus niet gevalideerd met metingen. Wel wordt OPS
Pagina 29 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

jaarlijks zeer intensief vergeleken met metingen van LML en MAN, onder
andere in het GCN/GDN-proces. Dit zijn echter validaties op concentratie
en depositie ten gevolge van bronbijdrages vanuit alle bronnen in
binnen- en buitenland.
Aanvullend op bovenstaande heeft het RIVM meerdere data-analyses
uitgevoerd op o.a. de database met 10.000 projecten uit de PASperiode. Daarbij is gekeken naar de relatie tussen de ontwikkeling van
een individuele projectbijdrage ten opzichte van die van de andere
bronnen, zowel gedurende de verspreiding door de lucht als bij de
depositie naar de bodem. Hierbij zijn geen duidelijke aanknopingspunten
gevonden voor een technisch-wetenschappelijke onderbouwing van een
eenduidige rekengrens.
Een wetenschappelijke beoordeling blijkt niet te leiden tot een
afstandsbepaling, dat wil zeggen: er is wetenschappelijk gezien geen
reden om een projectbijdrage na een bepaalde afstand vanaf de bron
niet meer aan het project toe te rekenen. Wel is het mogelijk dat het
onderzoek en deze rapportage argumenten bieden die in een
beleidsmatige en juridische context gebruikt kunnen worden om tot een
begrenzing te komen waarbuiten een berekende waarde niet meer
redelijkerwijs toegerekend wordt aan een project. Daar moeten ook
andere, beleidsmatige overwegingen in betrokken worden.

Pagina 30 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Referenties

•

•

•
•

•

•

•
•
•

•

•
•
•
•

Berkhout, A. J., Swart, D. P., Volten, H., Gast, L. F., Haaima, M.,
Verboom, H., ... & Hoogerbrugge, R. (2017). Replacing the AMOR
with the miniDOAS in the ammonia monitoring network in the
Netherlands. Atmospheric Measurement Techniques, 10(11),
4099-4120.
Dennis, R. L., Mathur, R., Pleim, J. E., & Walker, J. T. (2010).
Fate of ammonia emissions at the local to regional scale as
simulated by the Community Multiscale Air Quality model.
Atmospheric Pollution Research, 1(4), 207-214.
Erbrink, H. (2013). Vergelijking OPS – STACKS. Inclusief
validatiestudies Stacks, uitgebreide vergelijking meteo PreSRM
en OPS. Intern rapport KEMA, 2013-01-04
Hoogerbrugge et al (2020). Grootschalige concentratie- en
depositiekaarten Nederland: Rapportage 2020, RIVM report
2020-0091, Bilthoven, Rijksinstituut voor Volksgezondheid en
Milieu.
KEMA, TNO, InfoMIL, ErbrinkSTACKS Consult (2016).
Aanvullende afspraken NNM
https://www.infomil.nl/publish/pages/67563/rapport_aanvullend
e_afspraken_nnm_maart_2016.pdf
Marra et al (2019). PAS Nitrogen Monitoring Report 2018, RIVM
rapport 2018-0144, Bilthoven, Rijksinstituut voor Volksgezondheid
en Milieu.
Mooibroek, D., Berkhout, J.P.J., Hoogerbrugge, R. (2014).
Jaaroverzicht Luchtkwaliteit 2013, RIVM Rapport 2014-0111.
https://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/2014-0111.pdf
NNM (1998). Nieuw Nationaal Model (Uitgave 1998, ISBN 9076323-003), Deelrapport II.
Noordijk, H., Braam, M., Rutledge-Jonker, S., Hoogerbrugge, R.,
Stolk, A. P., & van Pul, W. A. J. (2020). Performance of the MAN
ammonia monitoring network in the Netherlands. Atmospheric
Environment, 228, 117400.
RIVM (2020). Toelichting op rekenmethodiek maatgevende
hexagonen en AERIUS aankoopcalculator.
https://www.aerius.nl/files/media/aankoopcalculator/toelichting_
op_rekenmethodiek_aankoop_calculator.pdf?1619000463662
Sauter, F. (2013). Testen OPS - SRM2, t.b.v. goedkeuring in het
kader van MRV. Intern rapport RIVM, 2013-01-30
Sauter, F. (2017, 1) Prairie grass experiment. Intern rapport
RIVM, 2017-03-23.
Sauter, F. (2017, 2). Test report OPS-ST v11; high/low point
source, area source. Intern rapport RIVM, 2017-01-18
Sauter, F. et al. (2020). The OPS-model: Description of OPS
5.0.0.0. https://www.rivm.nl/sites/default/files/202010/ops_v5_0_0.pdf

Pagina 31 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

•

•
•
•
•

•

•

•
•
•
•

•
•

•

•

Staatsuitgeverij (1976). Kleine Commissie Modellen van de
Subcommissie Luchtverontreiniging van de COM-TNO. Modellen
voor de berekening van de verspreiding van luchtverontreiniging,
inclusief aanbevelingen voor de waarden van parameters in het
lange-termijnmodel. Staatsuitgeverij 1976.
Teledyne (2016). Reference and Equivalent Methods Used to
Measure National Ambient Air Quality Standards (NAAQS) Criteria
Air Pollutants - Volume I
TNO (2002). Het Nieuwe Nationaal Model. TNO Rapportnr. R
98/306.
U.S. EPA (2004). User’s Guide for the AMS/EPA Regulatory Model
– AERMOD, EPA-454/B-03- 001. U.S. Environmental Protection
Agency, Research Triangle Park, NC
van der Swaluw, E. et al. (2017). High-resolution modelling of air
pollution and deposition over the Netherlands with plume, grid
and hybrid modelling, Atmospheric Environment, April 2017,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S13522310173
00791
van der Swaluw, E. et al. (2021). Trend analysis of reduced
nitrogen components over the Netherlands with the EMEP4NL and
OPS model, Atmospheric Environment, March 2021,
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S13522310210
00017
van Jaarsveld, J.A. (2004). The Operational Priority Substances
model, Description and validation of OPS-Pro 4.1. RIVM report
500045001/2004.
https://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/500045001.pdf
van Velze, K., Sauter, F. (2014). Comparing results of the OPS
model with measurements around two pig farms in Falster and
North Carolina. Intern rapport RIVM, 2014-12
van Velze, K., Sauter, F. (2015). The Kincaid case: comparing
results of the OPS model with measurements around a high
source. Intern rapport RIVM, 2015-05-27
Velders G et al. (2008). Concentratiekaarten voor grootschalige
luchtverontreiniging in Nederland, Rapportage 2008, publicatie
nummer 500088002, MNP
Velders, G.J.M., J.M.M. Aben, G.P. Geilenkirchen, H.A. den
Hollander, E. van der Swaluw, W.J. de Vries, M.C. van Zanten
(2016), ‘Grootschalige concentratie- en depositiekaarten
Nederland, Rapportage 2016’, RIVM Rapport 2016-0068
Wesseling, J., van Velze, K. (2014). Technische beschrijving van
standaardrekenmethode 2 (SRM-2) voor
luchtkwaliteitsberekeningen, RIVM Briefrapport 2014-0109
Wesseling, J., Nguyen, L., Hoogerbrugge, R. (2016). Gemeten en
berekende concentraties stikstofdioxiden en fijnstof in de periode
2010 t/m 2015 (Update); Een test van de
standaardrekenmethoden 1 en 2, RIVM Rapport 2016-0106
Wesson, K., Fann, N., Morris, M., Fox, T., & Hubbell, B. (2010). A
multi–pollutant, risk–based approach to air quality management:
Case study for Detroit. Atmospheric Pollution Research, 1(4),
296-304.
Wever et al. (2020). Informative Inventory Report 2020
Emissions of transboundary air pollutants in the Netherlands
1990–2018, RIVM report 2020-0032

Pagina 32 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Bijlage 1: hoever komen ammoniak en stikstofoxiden van
een bron

Ammoniak en stikstofoxiden worden door menselijke activiteiten en ook
natuurlijke processen in de lucht gebracht. Eenmaal in de lucht kunnen
ze chemisch worden omgezet en ook weer neerkomen op het
aardoppervlak, de depositie. Hoe snel komen ammoniak en
stikstofoxiden weer neer en hoe ver komen ze? Om deze vraag te
kunnen beantwoorden maken we gebruik van het OPS Operationele
Prioritaire Stoffen -model. Het OPS-model rekent uit hoe ammoniak en
stikstofoxiden zich verspreiden vanaf een bron. Hierbij houdt het model
rekening met de weersomstandigheden en de chemische samenstelling
van de lucht. Voor beide stoffen hebben we dezelfde hoeveelheid
uitstoot en verspreidingsomstandigheden gebruikt. De figuren zijn
berekend met de weersomstandigheden uit 2017 en onder een aantal
vereenvoudigende aannames; ze zijn dus niet algemeen geldig. Meer
informatie vindt u in de Technische toelichting hieronder.
De depositie wordt op 2 manieren weergegeven:
• Depositie op een bepaalde afstand van de bron
• Het deel van de uitstoot dat binnen een bepaalde afstand
deponeert
In de eerste figuur is te zien dat de depositie dichtbij de bron het hoogst
is en op afstand snel afneemt. Dit geldt voor zowel ammoniak als
stikstofoxiden, waarbij de depositie van de stikstofoxiden iets lager is en
sneller afneemt dan de depositie van ammoniak. Dat de depositie snel
afneemt met de afstand van de bron komt vooral doordat de stoffen in
de lucht verdunnen.

Pagina 33 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Dit betekent niet dat alle uitgestoten ammoniak en stikstofoxiden uit de
lucht verwijderd zijn. Dat is terug te zien in de tweede figuur. Van de
ammoniak die uitgestoten wordt, komt ca. 5% binnen een straal van
500 meter weer op de grond. Voor de stikstofoxiden is dit zo’n 2,5%.

Als we naar grotere afstanden vanaf de bron kijken, dan zien we dat op
een afstand van 20 km grofweg 30% van de uitgestoten ammoniak is
neergeslagen en zo’n 10 % van de stikstofoxiden. En op een afstand van
250 kilometer is zo’n 80% van de ammoniak gedeponeerd en zo’n 40%
van de stikstofoxiden. Met andere woorden: zowel ammoniak als
stikstofoxiden worden aanzienlijk verder dan de eerste honderden
meters van een bron getransporteerd. Een deel van de ammoniak
kan tot enkele honderden kilometers ver komen. Stikstofoxiden komen
nog veel verder. Een deel van het ammoniak en stikstofoxiden worden
gedurende het transport omgezet in ammoniumnitraat en
ammoniumsulfaat. Deze zogenaamde secundaire aerosolen zijn
fijnstofdeeltjes en kunnen nog veel verder komen dan ammoniak en
stikstofoxiden (duizenden kilometers).

Pagina 34 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Technische toelichting
Om de verspreiding van stikstofoxiden en ammoniak met elkaar te kunnen
vergelijken laten we in deze berekening een gelijke hoeveelheid stikstof
vrijkomen, ca. 260 kilogram stikstof per jaar. Dit komt overeen met ca. 300
kilogram ammoniak en 850 kilogram stikstofoxiden. De uitstoot vindt plaats
op een hoogte van 5 meter. Verder gaan we er in deze berekening vanuit
dat de gehele omgeving van de bron uit grasland bestaat met een
ruwheidslengte van 13 centimeter (d.i. de gemiddelde ruwheidslengte in
Nederland). Voor de berekeningen hebben we de weergegevens van 2017
gebruikt. Bovenstaande keuzes maken dat de berekening als een indicatie
moet worden gezien. De werkelijke omstandigheden en modeluitkomst zijn
van plek tot plek anders.
De windrichting speelt een belangrijke rol bij de verspreiding van de uitstoot.
Omdat de wind gedurende het jaar vaker vanuit het westen waait, komen er
meer ammoniak en stikstofoxiden ten oosten van de bron op de grond
terecht. In de figuren laten we daarom een gemiddelde zien (doorgetrokken
lijn), maar ook de bandbreedte van de depositie op een lijn ten oosten en
een lijn ten westen van de bron (verticale strepen). In de gemiddeldes is dus
geen rekening gehouden met bijdragen uit alle windrichtingen.
NH3 (ca. 300 kg /jaar)

NOX (ca. 850 kg/jaar)

Depositie
(mol/ha/jaar)
89 (43-129)

Fractie
gedeponeerd
0,4%

Depositie
(mol/ha/jaar)
53 (30-71)

Fractie
gedeponeerd
0,2%

100

49 (22-66)

1,2%

26 (13-33)

0,7%

200

18 (8-23)

2,6%

8 (4-11)

1,4%

500

3,9 (2,0-5,0)

5,2%

1,6 (0,8-2,0)

2,5%

1.000

1,1 (0,6-1,4)

7,7%

0,4 (0,2-0,5)

3,5%

2.000

0,3 (0,2-0,4)

11%

0,12 (0,07-0,15)

4,6%

5.000

0,07 (0,04-0,09)

16%

0,03 (0,02-0,03)

6%

10.000

0,02 (0,01-0,03)

21%

0,01 (0,01-0,01)

9%

20.000

0,01 (0,00-0,01)

27%

0,00 (0,00-0,00)

11%

Afstand
(m)
50

Pagina 35 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Bijlage 2: Review Jan Duyzer - TNO-CEE

Onderstaand is gegeven de inhoud van het TNO-rapport met het
kenmerk TNO 2021 M10788, gedateerd 22 april 2021, zoals ontvangen
van TNO door het RIVM.
Inleiding
Het bovengenoemde RIVM-memo gaat over een belangrijk onderdeel
van de vergunningverlening in het kader van de stikstof problematiek.
Het gaat daarbij om de met het AERIUS-systeem berekende bijdrage
van bronnen aan de depositie van stikstofverbindingen op ver van de
bron gelegen natuurgebieden. Ook al is de bijdrage van een project
(onmeetbaar) klein dan kan dit toch leiden tot problemen bij de
vergunningverlening. Het RIVM is gevraagd om te onderzoeken of er op
basis van technisch-wetenschappelijke gronden een grens te vinden is
waarbij een depositiebijdrage niet meer, in redelijkheid, toewijsbaar is
aan een individueel project. In het RIVM-memo wordt ingegaan op de
technisch/wetenschappelijke mogelijkheden om deze grensafstand vast
te stellen.
In deze notitie wordt kort ingegaan op de problematiek van het
vaststellen van een grensafstand en daarmee op de tekst van het RIVMmemo. De bijdrage van TNO is uitgevoerd in het kader van een beperkte
opdracht van enkele dagen in opdracht van het RIVM. Het RIVM-memo
werd (24 maart 2021) besproken met een aantal betrokken RIVM-ers en
een vertegenwoordiger van het ministerie van LNV. Naast deze notitie is
ook schriftelijk detail-commentaar gegeven op de WORD-tekst. Dit
commentaar is (afzonderlijk) aan het RIVM ter beschikking gesteld.
Een grensafstand voor het berekenen van de depositie door
emissies van een bron
De discussie spitst zich eigenlijk toe op de vraag: is er een afstand
tussen bron en receptor waarbij de bijdrage van die bron aan de
depositie ter plekke van de receptor niet meer betekenisvol te herleiden
is? Aanleiding tot de discussie is onder andere: in het AERIUSinstrument wordt de depositie als gevolg van emissies van
verkeerswegen (met SRM2) niet berekend bij afstanden groter dan 5
km. Met andere woorden: de grens is hier 5 km. Is er ook zo’n grens
voor andere bronnen? De discussie in het RIVM-memo richt zich niet
zozeer op deze 5 kilometer, maar meer op de algemene vraag: is er een
grens aan te geven aan de hand van technisch/wetenschappelijke
argumenten?
Argumenten om zo’n grens te stellen, die uit de stukken en de discussie
naar voren kwamen zijn:
• Berekeningen van de bijdrage van de bron vallen buiten
het toepassingsbereik van het gebruikte model (OPS of
SRM2). Voor het SRM2 model wordt bij wegverkeer gerekend
met een grens van 5 km. Naar de achterliggende argumentatie is
in dit tijdsbestek niet gezocht. De grensafstand is mogelijk
gekozen op grond van argumenten die te maken hebben met de
meetbaarheid van de bijdrage. Voor depositie is dit argument
Pagina 36 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

•

•

minder bruikbaar. Elke bijdrage boven de Kritische Depositie
Waarde (KDW) is een probleem. Voor het OPS, dat voor alle
bronnen behalve wegverkeer wordt gebruikt, wordt geen grens
gehanteerd. Een uitgebreid literatuuronderzoek valt op dit
moment buiten het bestek van deze notitie en de discussie. Een
eenvoudige14 scan op internet suggereert dat voor vergelijkbare
modellen zoals AERMOD (VS) en ADMS (bijv. UK) een grens van
50-60 km wordt aangegeven. Ook hiervoor is in dit tijdsbestek
niet naar de exacte wetenschappelijke argumentatie gezocht.
Mogelijk is deze grens een kwestie van expert-judgement. Voor
OPS zou een dergelijke grens wellicht ook kunnen gelden. De
modellen werken voor een groot gedeelte op basis van dezelfde
principes. Wel is het zo dat na een bepaalde afstand het OPSmodel overgaat van een Gaussisch model op een trajectorie
model. Dat zou het toepassingsbereik kunnen vergroten.
Het model mag niet gebruikt worden voor berekeningen
van de bijdrage op die grote afstand vanwege het
ontbreken van validatie studies van het model op grotere
afstand. De onzekerheid in een berekende depositie lijkt ook een
goed criterium kunnen zijn. Aangenomen mag worden dat de
(relatieve) fout, in de berekende depositie, op grotere afstanden
van de bron groter wordt. Deze kan eigenlijk alleen goed worden
bepaald aan de hand van validatiestudies waarbij gemeten
concentraties worden vergeleken met berekende. Ook bij het
OPS-model zijn dergelijke vergelijkingen gemaakt. Het gaat dan
(in elk geval voor ammoniak) wel vaak om situaties met waarbij
meerdere bronnen bijdragen aan de concentratie. Vergelijkingen
tussen gemeten en berekende concentraties voor één enkele
bron zijn voor ammoniak (in Nederland) lastig en waarschijnlijk
maar zeer beperkt uitgevoerd (op korte afstand misschien wel,
zoals in de Vragender studie). Validatie voor OPS op grotere
afstand ontbreekt voor ammoniak daardoor. Een beperkte scan
naar buitenlandse studies, hoewel niet altijd goed vertaalbaar
naar de huidige discussies geeft nog wat inzicht. In één
validatiestudie (met AERMOD) worden berekende concentraties
vergeleken met gemeten concentraties op een afstand tussen 3
en 17 km. Deze laten zien dat de afwijkingen tussen gemeten en
berekende concentraties op de verst weg gelegen stations wel
een factor vijf kunnen zijn15. Bij het ontbreken van validatie
studies voor Nederlandse modellen zou een literatuurstudie naar
buitenlandse studies aan te bevelen zijn. Op basis van de
overeenkomsten tussen de verschillende modellen zou ook een
grens voor OPS aangegeven kunnen worden. De grens zou dan
liggen op een afstand waarbij de berekende depositie
“waarschijnlijk te zeer kan afwijken van de werkelijke
depositie16”. Dit lijkt een bruikbaar criterium.
De bijdrage van de bron van depositie is
“verwaarloosbaar” vanaf die grensafstand Vergelijkbaar met
de redenering bij SRM (verwaarloosbaar, niet meetbaar) zou er
een ondergrens in mol/ha of % van de totale depositie (of van de
achtergrond) kunnen worden gekozen. Tegenargument is al snel:
stel dat er 1000 van deze bronnen zijn. Onderzocht kan worden
of er een realistische kans is dat dit gebeurt, gezien de huidige
emissiegegevens voor Nederland en de verwachtingen.
Pagina 37 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

•

De bron heeft op een bepaalde afstand een, niet meer
herleidbare, bijdrage aan de depositie op de receptor. Dit
argument is uitgewerkt in het RIVM-memo. Er zijn twee
varianten uitgewerkt.
o Onderzocht is of de variantie in de berekende depositie (in
absolute zin) bij een bepaalde afstand tot de bron een sterke
verandering ondergaat. Dat blijkt niet het geval en de auteurs
concluderen dat dit criterium niet gaat werken. Dit lijkt een
terechte conclusie.
o In de tweede variant gaat het om de variatie in de depositie
op de verschillende afstanden (in concentrische cirkels). Bij
een bepaalde afstand heeft de individuele bron geen invloed
meer op deze variantie. Zo’n afstand lijkt ook te vinden. Dat
biedt dus aanknopingspunten. Er hoeft slechts een grens te
worden gekozen. Het probleem met deze oplossing is de
relatie met de fysische processen die hieraan ten grondslag
zouden liggen. Bij deze redenering lijkt de oorzaak van
variantie in de berekende depositie op een bepaalde afstand
alleen te worden veroorzaakt door verschillende deposities bij
verschillende windrichting. Deze zijn (met uiteraard wat
nuanceringen voor verschillen in ondergrond en zo enz. in de
verschillende richtingen) in alle windrichtingen gelijk en de
variantie lijkt dan ook vooral te ontstaan door verschil in de
frequentie waarin de verschillende windrichtingen voorkomen.
Het ontbreken van een eenvoudige relatie met fysische
processen als oorzaak van de variantie maakt dit argument
lastig uit te leggen.
o Deze oplossingsrichting lijkt echter wel zinvol en biedt (onder
het motto: de individuele bijdrage van deze bron verdwijnt in
de ruis) misschien wel oplossingen in een iets aangepaste
variant. De volgende werkwijze kan dan worden gevolgd: Kies
een berekening met AERIUS met het huidige bronnenbestand
en bereken de depositie op alle receptoren. Voer de
berekening uit, steeds gebruikmakend van een meteobestand
van een ander jaar (bijvoorbeeld de reeks 2000 tot 2010 dus
10 jaren). De depositie op een receptor in de verschillende
berekeningen verschilt dan per jaar. Er is dus een variantie in
de bijdrage van de bron op elke receptor veroorzaakt door de
verschillen in meteorologische condities in de verschillende
jaren Voeg één flinke bron (misschien beginnen met de
grootst denkbare) toe en bereken de depositie op het hele
rooster en gebruik daarbij dezelfde 10 verschillende
meteobestanden. Deze variantie op de receptoren zal
toenemen door de bijdrage van de extra bron. De
variantietoename zal (naar verwachting) het grootste zijn
dicht bij de bron en al snel afnemen met de afstand tot de
variantie (zonder de bron). m.a.w. de bron is niet meer
herkenbaar. Op dat moment zou de grens gekozen kunnen
worden. Aandachtspunt is de eerlijkheid van deze methode in
de verschillende gebieden. In een intensief gebied zal de
bijdrage van de bron snel in de ruis verdwijnen en in een
extensief gebied minder snel. Dit lijkt echter oplosbaar door
een “veilige oplossing” te kiezen. Deze variant moet verder
worden onderzocht en wordt door het RIVM doorgerekend.

Pagina 38 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Concluderend
Uit de stukken en de discussie kwam naar voren dat er vanuit het
wetenschappelijke domein argumenten aan te dragen zijn voor het
hanteren van grensafstand waar voorbij de bijdrage van een bron aan
de depositie niet meer zou moeten worden doorgerekend en toegewezen
aan de bron. Een grensafstand zou gekozen kunnen worden op basis
van een onderstaande argumenten waarbij getoond wordt dat deze alle
in dezelfde richting wijzen:
• Het vast te stellen toepassingsbereik van de modellen op basis
van vergelijking met internationaal gebruikte andere modellen
(50-60 km).
• Het toepassingsbereik kan mede afgeleid worden uit het
ontbreken van validatie (5-50 km),
• Verwaarloosbaarheid van de bijdrage aan de depositie op een ver
van de bron gelegen receptor,
• De depositie bijdrage op een bepaalde locatie op een bepaald
afstand van de bron valt weg in de ruis veroorzaakt door
onzekerheid in 10 jaar gemiddelde (afhankelijk van de uitkomst
van berekeningen door het RIVM). Het RIVM is van plan deze
optie uitwerken.
De consequenties van de verschillende keuzes zouden doorgerekend
kunnen worden als: voor hoeveel gevallen (of hoeveel kg stikstof, of
hoeveel mol/ha) leidt dit tot overheveling van het project naar de deken
van depositie (slang voor de achtergrond- depositie). Dat kan de keuze
van de grensafstand wellicht gemakkelijker maken, de toelichting
ondersteunen en zorgen over de natuur wegnemen. Overhevelingen van
het project naar de “deken” leiden overigens niet tot het berekenen van
een lagere depositie in het natuurgebied. De depositie wordt alleen niet
specifiek aan het project toegerekend.

Pagina 39 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Bijlage 3: Review Hans Erbrink - Erbrink Stacks

We hebben gesproken over tot welke afstand OPS nog redelijkerwijs in
staat is een bronconcentratie met enige mate van nauwkeurigheid zou
kunnen voorspellen.
De stelling is dat het toevoegen van een trajectorie-methodiek in OPS
de beperking in toepassingsafstand opheft: de onzekerheid van waaruit
een bron een receptor nog beïnvloedt, wordt daarmee klein. Echter, dit
is maar één aspect dat de totale onzekerheid bepaalt en wellicht (zeker)
niet de grootste.
Dat de onzekerheid in individuele bronbijdragen kan geïllustreerd
worden door een soort ‘pluim’ te construeren uit (bv) 100 runs met
onzekerheidsmarges in belangrijke parameters:
• Windrichting van gehanteerde trajectoriën
• Menghoogte (in OPS afhankelijk van afstandsradius: enkele
discrete waarden tabel 1.1 in OPS rapport)
• Gebruikte sigma-y (horizontale spreiding) buiten afstanden van
25 km
• Integrale verliestermen over een variatie van bodemtypen
• Depositiesnelheid op de plaats van receptor
• Bijdrage natte depositie (in relatie tot de menghoogte)
De procedure om de trajectoriën in OPS te incalculeren bestaat uit een
aantal stappen, waarbij diverse middelingen worden toegepast, zoals de
depositiesnelheid (de belangrijkste), de transportsnelheid over de hele
afstand, de maximale menghoogte en is voorts uitgevoerd voor 2
bronhoogtes: 35m en 100m. Trajectoriën worden gegroepeerd per
windsector van 30 graden en gemiddelde parameterwaarden worden
bepaald. Het valt niet moeilijk in te zien dat deze procedure prima kan
werken voor een groot aantal bronnen met een flinke ruimtelijke
spreiding, maar voor één bron op een specifieke plaats met specifieke
hoogte tot grote afwijkingen kan leiden: de windvelden op bronhoogte
zijn immers niet exact bekend. Deze onzekerheden in windvelden
(richting en transportsnelheid, die van jaar tot jaar ook zullen
verschillen) maken dat een OPS-trajectorie van stap tot stap
gemakkelijk allerlei afwijkingen kan vertonen en daardoor kan
divergeren. We nemen het voorbeeld zoals in het OPS rapport is
gegeven. Daarin is het traject (backward) van een pluim (rood)
getekend, zoals dat volgens de analyse zou kunnen zijn geweest. De
blauwe pijlen sequenties geven daarin aan hoe de trajectorie wellicht
ook had kunnen verlopen.

Pagina 40 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

Voor een bronnen-gebied, waarin zich een flink aantal min of meer
gelijksoortige bronnen bevinden, wordt deze onzekerheid voor een deel
uitgemiddeld: immers, de verschillende bronnen in dit gebied geven
allemaal een vergelijkbare impact op de receptor locatie. Op deze wijze
ontstaat een soort “pluim” zoals ook bij weersverwachtingen worden
gegeven.
Uit de vergelijking met metingen – zo is te lezen in het OPS rapport –
volgt steeds dat de modeluitkomsten zowel in tijd (vanaf
maandgemiddelden) en ruimtelijk (over LML stations) redelijk tot goed
overeenstemmen. Deze validaties gelden steeds voor de toepassing op
alle bronnen in een groot gebied (meestal het Europese continent).
Wanneer validaties getoond worden voor een individuele bron worden de
vergelijkingen gemaakt tot een beperkte afstand (nooit meer dan 20
km).
Kijkend naar het model (OPS) is het duidelijk dat op een gegeven
afstand de dispersie niet meer relevant is voor het concentratieverloop
met de afstand maar alleen nog de verliestermen (depositie en reacties
naar vervolgproducten). Deze laatste zijn sterk empirisch
geparametriseerd door kalibratie op metingen. Het gaat daarbij om
parameters die de omzettingssnelheden (b.v. ammonium zouten)
bepalen en om meteorologische parameters, waarbij (naast
windrichting) de menghoogte de belangrijkste is (ventilatie naar de
transportlaag). In OPS is deze per afstandscategorie gekozen (tabel 1.1
in het OPS rapport). De waarde daarvan is bepaald in drie klassen
(instabiel, neutraal en stabiel) en wordt afhankelijk van de (specifieke)
bronafstand door interpolatie bepaald en vervolgens toegepast voor het
hele transporttraject . Dit is wellicht voor de som van een groot aantal
Pagina 41 van 42

RIVM-briefrapport 2021-0115

bronnen een redelijke keus, maar het valt niet in te zien hoe dit voor
een specifieke bron op een specifieke locatie een correcte aanpak is.
Conclusie: Het toevoegen van trajectoriën in OPS verkleint de
onzekerheid voor individuele bron niet, eerder vormen de trajectoriën
(voor een individuele bron!) een extra bron van onzekerheid 11. Ik zou
gewoon stellen dat OPS (net als NNM) voor individuele bronnen een
toepassingsafstand heeft tot 25 km (fit for purpose). Dat OPS
trajectoriën heeft toegevoegd, wil dus niet zeggen dat de
afstandsgeldigheid opeens onbegrensd wordt. Daarbovenop kan nog een
ondergrens voor de depositie waarden gekozen worden op basis van
kwalitatieve en kwantitatieve beschouwingen over detail niveau in
relatie tot het detailniveau in de KDW en ruimtelijke variabiliteit van de
N-deposities.

11 Trajectoriën zijn in de begintijd van het Puff model opgevoerd om episoden van winterse luchtverontreiniging
te kunnen modelleren, niet voor de toepassing van stofstofdepositie van individuele stallen of wegen (zie rivm
rapport 227905048, dd juli 1981

Pagina 42 van 42

Contra-expertise op bepalingen van
radioactiviteit van afvalwater
en ventilatielucht van de kernenergiecentrale Borssele
Periode 2013
RIVM Briefrapport 2015-0010
P.J.M. Kwakman | R.M.W. Overwater

RIVM
De zorg voor morgen begint vandaag