Blootstelling aan PM2,5 in Vlaanderen

Achtergrond & doelstelling

Zwevend stof is een mengsel van afzonderlijke deeltjes (vloeibare of vaste), met uiteenlopende samenstellingen en afmetingen, die in de lucht zweven. Een gas met daarin rondzwevende deeltjes is een aerosol. Er zijn natuurlijke aerosolen en antropogene aerosolen (veroorzaakt door menselijke activiteiten). Hierin onderscheidt men primair en secundair aerosol. Primaire deeltjes worden rechtstreeks uitgestoten in de atmosfeer door verschillende soorten bronnen.

Mechanisch gevormde deeltjes die in de atmosfeer komen door verkleining van grover materiaal behoren ook tot primair aerosol. Ze hebben dezelfde samenstelling als het grover materiaal waaruit ze gevormd werden, bv. zware metalen bij metaalverwerking en asbest bij verwerking van asbestcement. Secundaire deeltjes ontstaan in de atmosfeer door chemische reacties uit gasvormige componenten zoals ammoniak (NH3), zwaveldioxide (SO2), stikstofoxiden (NOx) of organische verbindingen. Deze gassen of reactieproducten hiervan zijn minder vluchtig zodat ze windafwaarts aerosolen vormen door de vorming van nieuwe deeltjes (nucleatie) of door zich vast te hechten aan reeds bestaande deeltjes (coagulatie).

Om het gedrag van een deeltje te beschrijven, is het begrip aerodynamische diameter (a.d.) ingevoerd. Het is op basis van deze aerodynamische diameter dat zwevend stof meestal wordt ingedeeld. De a.d. van een stofdeeltje is gelijk aan de diameter van een bolvormig deeltje dat in de omgevingslucht hetzelfde gedrag vertoont als dat stofdeeltje. PM10, PM2,5, PM1 en PM0,1 definieert men als de fractie van deeltjes met een a.d. kleiner dan respectievelijk 10, 2,5, 1 en 0,1 µm. De fractie met een a.d. groter dan 2,5 µm bestaat vooral uit mechanisch gevormde deeltjes die in de lucht worden gebracht door de wind of antropogene activiteiten, zoals opwaaien bij verkeer en opslag en overslag van bulkgoederen. De fractie met een a.d. kleiner dan 2,5 µm bestaat vooral uit deeltjes ontstaan door condensatie van verbrandingsproducten of door reactie van gasvormige polluenten tot secundair aerosol.
De fractie PM0,1 omvat de ultrafijne deeltjes, de fractie PM2,5 is de som van ultrafijne en de fijne deeltjes en de fractie PM10-PM2,5 beschrijft de grovere deeltjes van de PM10 fractie. Onder de term fijn stof wordt normaliter de PM10 fractie verstaan. Het geheel aan zwevend stof in de lucht wordt ook genoemd als TSP, zijnde Total Suspended Matter.

Zowel het verhoogd voorkomen van luchtwegklachten, als het aantal opnamen in het ziekenhuis voor hart- en luchtwegklachten en zelfs vervroegde sterfte, zijn in verband gebracht met zwevend stof. Deze effecten zijn zowel bij kortstondige blootstelling (uren, dagen) aan hoge concentraties als bij langdurige blootstelling (jaren) aan lage concentraties waargenomen. De kleinste deeltjes (PM2,5 en PM0,1) dringen het diepst door in de longen. Deze deeltjes komen via die weg ook vrij gemakkelijk en snel in de bloedbaan.

Een specifiek probleem voor een beleid met betrekking tot zwevend stof is dat de stand van zaken in het wetenschappelijk onderzoek meerdere hypotheses hanteert voor de verklaring van de gezondheidseffecten. Meer en meer verschuift het accent naar PM2,5 en naar het meten van aantallen en totale oppervlakte van de deeltjes waaraan men blootgesteld wordt, in plaats van enkel de massa te meten. Ook de bron en de chemische samenstelling van zwevend stof kan bepalend zijn.

Resultaten

In deze studie werd voor de eerste keer in Vlaanderen een tijdreeksanalyse van PM10 en dagelijkse sterfte gemaakt, voor de periode 1997 – 2003. De conclusie is dat de korte termijneffecten van luchtverontreiniging op sterfte sterk afhankelijk zijn van de buitentemperatuur, zelfs in ons gematigd klimaat.

Indien tijdens de afgelopen 7 jaar de dagelijkse PM10-waarde gemiddeld niet hoger was dan 20 µg/m3, dan zouden 652 vroegtijdige sterfgevallen zijn voorkomen in Vlaanderen of 109 vroegtijdige sterfgevallen per miljoen inwoners (op basis van de gevonden associaties). Dit aantal jaarlijkse vroegtijdige sterftes per miljoen inwoners ten gevolge van PM10 was echter ongelijk verdeeld over de seizoenen: 18 sterftes in de winter, 26 in de lente, 51 in de zomer en 14 in de herfst. Gemiddeld over het hele jaar vonden we een stijging van 0,6% in dagelijkse sterfte voor een stijging van de PM10 met 10 µg/m3, wat precies overeenstemt met de sterkte van de associaties zoals gerapporteerd in de internationale literatuur.

In de studie bleek duidelijk dat de associatie tussen mortaliteit en PM10 niet lineair verloopt tijdens de koudere periode (oktober-maart). Er werd ook een sterkere associatie aangetoond tijdens de warme periode van het jaar (april-september), waarbij voor een stijging van de PM10 concentratie met 10 µg/m3 een stijging gevonden werd van 1,3% in de totale mortaliteit.

Deze seizoens- of temperatuurspecifieke risico’s op sterfte zijn misschien te verklaren door de lagere achtergrondmortaliteit in de zomer, waardoor de groep van gevoelige personen groter is. Er zijn met andere woorden minder ‘triggers’ in de zomer aanwezig (bv. door infectieziekten), waardoor PM10 een relatief grotere impact heeft op sterfte. Het is ook mogelijk dat de component-specifieke toxiciteit van PM10 kan verschillen over het temperatuurbereik. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen waarom de effecten sterker zijn in de zomer, mogelijk is de samenstelling toxischer tijdens de warmere periode van het jaar.

Onderzoek naar de toxiciteit van fijn stof heeft een aantal hypothesen en verdachte componenten naar voor geschoven. Er zijn aanwijzingen dat het ultrafijne karakter van de deeltjes de toxiciteit verhoogt. Ze hebben een groter contactoppervlak waardoor de kans groter wordt dat toxische en reactieve componenten op dit oppervlak interageren met de longcellen. Deeltjes blijken zo in staat om via ontstekingsreacties en oxidatieve stress in de longen ziekte te veroorzaken. Zowel zware metalen, bepaalde organische componenten als de koolstofkernen zelf van deeltjes van verbrandingsprocessen zijn verdachte componenten van fijn stof.

Andere componenten dragen bij tot de oplosbaarheid van deze componenten in de longen. Depositie van deeltjes in de alveolaire zone kan aanleiding geven tot opname van deze deeltjes in het bloed. Hierdoor worden de cardiovasculaire gevolgen van blootstelling aan fijn stof plausibeler.

Recent nam ook deze kennis over mechanismen die de associatie tussen cardiovasculaire sterfte en fijn stof kunnen verklaren toe. Ze omvatten verandering in de coagulatie en viscositeit van het bloed, endotheeldysfunctie en veranderingen in de hartslag-variabiliteit. Voornaamste conclusie blijft dat aërosoldeeltjes het ideale transportmiddel zijn om een aantal toxische componenten tot in de longen te brengen.

Contacteer ons
Team Omgeving en Gezondheid