Ultrafijnstof komt steeds vaker aan bod, met name door onderzoek naar de schadelijkheid voor de gezondheid. Ultrafijnstof (UFP) bestaat uit extreem kleine deeltjes die in de lucht zweven en kan afkomstig zijn van diverse bronnen. Langdurige blootstelling aan UFP kan ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken, waardoor we blootstelling graag willen beperken. Deze tekst richt zich op de belangrijkste aspecten van ultrafijnstof:
Ultrafijnstof verwijst naar partikelen in de lucht die kleiner zijn dan 0,1 micrometer (μm), oftewel 100 nanometer. Eveneens wordt vaak de internationale afkorting 'UFP' (van het Englse: Ultra Fine Particles) gebruikt. Ultrafijnstof deeltjes zijn nóg kleiner dan de 'traditionele fijnstofdeeltjes' die doorgaans worden gemeten (die vaak 0,1 tot 10 micrometer groot zijn, denk aan PM1, PM2,5 en PM10). Ultrafijn stof is een verzamelterm voor een mengsel van deeltjes van verschillende herkomst en samenstelling. Belangrijke bestanddelen zijn elementair koolstof (EC), metalen, organische koolstofverbindingen (OC) en zwavelverbindingen. De samenstelling van het ultrafijnstof is afhankelijk van de bron. Zo vinden we nabij wegverkeer relatief veel elementair koolstof, in bosrijke gebieden relatief veel organisch koolstof en in de omgeving van luchthavens relatief veel zwavelhoudende verbindingen (door het hoge zwavelgehalte in kerosine). Wat ultrafijnstof zorgwekkend maakt, is dat deze zeer kleine deeltjes diep in de longen kunnen doordringen en zelfs in de bloedbaan kunnen komen. Voor meer achtergrondkennis over ultrafijn stof is het achtergronddocument blootstelling aan ultrafijnstof van de Nederlandse Gezondheidsraad aan te bevelen.
Ultrafijnstof kan zowel afkomstig zijn van natuurlijke als door de mens veroorzaakte bronnen. Natuurlijke bronnen van ultrafijnstof zijn onder meer bosbranden, vulkanische activiteit, en zeezoutaerosolen die worden gegenereerd door golven op zee. Deze natuurlijke bronnen kunnen ultrafijne deeltjes in de atmosfeer brengen, maar hun bijdrage is over het algemeen kleiner in vergelijking met de door de mens veroorzaakte bronnen. Zie hieronder een aantal belangrijke door de mens gecreëerde bronnen van ultrafijnstof:
Hoe kleiner de stofdeeltjes, hoe dieper ze in je longen kunnen doordringen en schade kunnen veroorzaken. Naast beschadiging van de longen, kan ultrafijnstof zelfs in je bloedbaan terechtkomen en voor hart- en vaatziekten zorgen. De afgelopen jaren is uitgebreid onderzoek gedaan naar de relatie tussen ultrafijnstof in de buitenlucht en gezondheid. Er komen steeds meer aanwijzingen dat langdurige blootstelling aan ultrafijnstof een negatieve invloed heeft op de gezondheid, met name op de luchtwegen, het hart en de bloedvaten, en de ontwikkeling en groei van de foetus.
Tot nu toe zijn er geen aanwijzingen dat de gezondheidseffecten van ultrafijnstof afkomstig van luchtvaart verschillen van gezondheidseffecten van ultrafijnstof door wegverkeer. Een onderzoek van het RIVM naar de lange termijn effecten van blootststelling aan ultrafijnstof afkomstig van vliegverkeer is op dit moment nog in uitvoering.
Bron: (Gezondheidsraad, RIVM)
Net als bij fijnstof van grotere partikelgroottes, kan voor ultrafijnstof onderscheid worden gemaakt tussen blootstelling op de werkplek en blootstelling in de buitenlucht. Blootstelling op de werkplek valt namelijk altijd onder de Arbowet, waarbij de werkgever verantwoordelijk is. Echter, een werkgever is niet verantwoordelijk voor de achtergrondblootstelling van ultrafijnstof die in dat gebied aanwezig is.
Zoals al kort benoemd is de blootstelling aan ultrafijnstof op de werkplek, de verantwoordelijkheid van de werkgever. Er zijn in Nederland geen publieke/wettelijke grenswaarden voor ultrafijnstof. FNV en VNO-NCW hebben een ‘Handreiking veilig werken met nanomaterialen en -producten ’ uitgebracht. De handreiking is bedoeld als handvat voor de risico-inventarisatie & -evaluatie (RI&E) gericht op het werken met nanomaterialen. Bij blootstelling aan ultrafijnstof doet zich het praktische probleem voor dat de schadelijkheid/giftigheid nog niet goed bekend is. Maar er zijn wel sterke aanwijzingen dat blootstelling leidt tot schadelijke effecten. Daarom adviseren ze te werken met de vuistregel: Risico = Zorg x Blootstelling
De Naneos Partector 2, berekent de LDSA waarde, en geeft op het scherm met behulp van stoplichtkleuren aan (naar de best beschikbare kennis) in welke categorie de blootstelling valt. Met betrekking tot de gezondheidsnadelen veroorzaakt door ultrafijnstof, is dit accurater dan het meten van een hoeveelheid stof per eenheid luchtvolume (bijvoorbeeld: mg/m³), zoals in volgende alinea wordt toegelicht.
Er is (nog) geen (bindende) norm voor het meten van ultrafijnstof in de buitenlucht. Sinds maart 2020 is er wel een Europese standaard voor het meten van de deeltjesgrootteverdeling (met SMPS) (EN-17434). Deze standaard schrijft voor hoe in deeltjesgrootten tussen 10 en 800 nm moet worden gemeten met een Mobility Particle Size Spectrometer. Eveneens is een nieuwe richtlijn in ontwikkeling waarin ultrafijnstof wordt meegenomen. Het wordt hierin aangeduid als “one of the unregulated air pollutants of emerging concern”. Het voorstel in de concept richtlijn is om UFP te gaan meten op enkele zogenaamde supersites. Het besluit over de nieuwe richtlijn wordt in 2024 verwacht.
Deeltjesmateriaal kan op verschillende manieren worden gemeten. Traditioneel wordt de deeltjesmassa per eenheid luchtvolume gemeten, zoals bijvoorbeeld bij PM10, PM2.5, PM1 het geval is. Alternatieve parameters zijn bijvoorbeeld het aantal deeltjes, of het oppervlak van de deeltjes per volume-eenheid. Er bestaat niet zoiets als de "beste" meettechniek om te gebruiken - het hangt altijd af van de toepassing of de vraag die je wilt beantwoorden.
Met betrekking tot de gezondheidsnadelen veroorzaakt door ultrafijnstof, kan worden betoogd dat de traditionele rapportage van een hoeveelheid stof per eenheid luchtvolume (bijvoorbeeld: mg/m³) niet erg zinvol is. Alleen de deeltjes die in het menselijk lichaam terechtkomen, kunnen gezondheidseffecten veroorzaken, dus dat is wat gemeten zou moeten worden wanneer we ultrafijnstof meten. De afzetting (depositie) fractie als functie van de deeltjesgrootte voor drie verschillende gebieden van onze luchtwegen wordt getoond in de onderstaande figuur.
De totale afzetting vertoont een duidelijk minimum rond 200-300 nm, waar slechts ~10% van de deeltjes die aanwezig zijn in de lucht, in ons lichaam terechtkomen, terwijl bij een diameter van 40 nm ongeveer de helft van de deeltjes in ons lichaam belandt. Op basis van massa is bijvoorbeeld een enkel 200 nm deeltje (met een dichtheid van 1, bolvormig) 125x zwaarder dan een gelijksoortig 40 nm deeltje en draagt het 125 keer meer bij aan de gemeten PMx, hoewel het "slechts" 20 keer meer bijdraagt aan de massa die in het menselijk lichaam belandt, omdat de afzetting ervan veel minder waarschijnlijk is. We kunnen dus concluderen dat - tenminste met betrekking tot gezondheidseffecten - we alleen naar afgezette deeltjes moeten kijken.
Verschillende laboratoriumstudies hebben aangetoond dat op basis van massa kleinere deeltjes giftiger lijken te zijn dan grotere deeltjes. Dit wordt verklaard door het grotere oppervlak van de kleinere deeltjes; het deeltjesoppervlak is de plaats waar ons lichaam interageert met de deeltjes. Deeltjes kunnen geabsorbeerde toxines op hun oppervlak transporteren, of hun oppervlak kan als katalysator fungeren binnen een cel, waarbij reactieve zuurstofsoorten (ROS) worden gecreëerd. Er is aangetoond dat de giftige effecten goed schalen met het deeltjesoppervlak in zowel in-vitro- als in-vivo-experimenten (details). We zouden daarom de oppervlakte van afgezette deeltjes in de longen (Lung Deposited Surface Area / LDSA) moeten meten, aangezien dit de meest relevante fysieke maat lijkt te zijn voor het kwantificeren van de blootstelling aan deeltjes.
LDSA kan rechtstreeks gemeten worden door diffusielading. Zoals in de longafzettingcurve te zien is, is de deeltjesafzetting in de lagere luchtwegen ongeveer omgekeerd evenredig is met de deeltjesdiameter in het diameterbereik van 20-300 nm. Daarom is de LDSA ongeveer evenredig met het signaal van de diffusielaadapparaat, waardoor het een goede methode is voor ultrafijnstof meten.
Het gebruik van geschikte meetapparatuur is essentieel voor fijnstof meten en het nemen van preventieve maatregelen. Ultrafijne deeltjes hebben een zeer lage massa. Daarom geeft de Partector 2 gezondheidsrelevante parameters weer, zoals de afgezette oppervlakte in de longen (LDSA), het aantal deeltjes, deeltjesmassa en de deeltjesdiameter. Dit is nuttig voor het detecteren van de aanwezigheid van ultrafijnstof, het controleren van luchtfilters, of voor een gedetailleerde analyse van een ultrafijnstof in de buitenlucht. Klein, licht en betaalbaar - de Partector 2 is het ideale instrument voor studies waar nanopartikelconcentraties met een hoge ruimtelijke resolutie moeten worden gemeten. Door meerdere instrumenten tegelijkertijd te gebruiken, kunt u verplaatsingsfenomenen en de verdeling van de deeltjesconcentratie meten. Door Partector 2-gegevens te combineren met GPS-gegevens, kunt u uw metingen eenvoudig visualiseren in Google Earth. De Naneos Partector series apparaten kunnen gegevens streamen naar een meetgegevenscloud om eenvoudige real-time gegevensanalyse en op afstand detectie mogelijk te maken.
Voor fijnstof (PM0,1 - PM10) wordt het gewicht in de lucht gemeten. Ultrafijnstof meten gaat anders, het stof is namelijk zo licht dat daarvoor het aantal deeltjes in de lucht gemeten wordt. Gegevens over de aantallen deeltjes ultrafijnstof, zijn relevant voor de blootstelling (epidemiologisch gezien) op plekken waar mensen verblijven.
Kortom, ultrafijnstof meten op de in de lucht of op de werkplaats is van groot belang voor de gezondheid van de bevolking en van werknemers.
Voor meer informatie over ultrafijnstof meten of de Naneos Partector 2 Light, Naneos Partector 2 of Naneos Partector 2 Pro neem gerust contact met ons op!
