Ze wegen heel weinig. Zo weinig dat ultrafijne deeltjes minder dan 5% kunnen bijdragen aan de totale massa van PM2,5. Toch komen ze, één voor één geteld, met duizenden in elke kubieke centimeter lucht terecht en kunnen ze een ander verhaal vertellen dan de waarden waarmee we gewend zijn vervuiling te beoordelen.
Een studie gepubliceerd in GeoGezondheid en gecoördineerd door Francesca Costabile van het Instituut voor Atmosferische en Klimaatwetenschappen van de Cnr vond in landen met hoge inkomens, geanalyseerd tussen 2010 en 2019, een verband tussen grotere blootstelling aan ultrafijne deeltjes en een grotere last van hart- en vaatziekten. Het resultaat betreft associaties waargenomen op populatieniveau en toont niet aan dat deze deeltjes direct hartaanvallen, beroertes of andere pathologieën veroorzaken. Maar het wijst op een nogal interessant gat in de manier waarop we lucht meten: het voldoen aan de limieten voor de massa van PM2,5 vertelt misschien niet het hele verhaal.
Klein genoeg om weinig te wegen, talrijk genoeg om te tellen
De UFP’s, uit het Engels Ultrafijne deeltjeshebben afmetingen kleiner dan 100 nanometer. In het onderzoek is gekeken naar die tussen de 10 en 100 nanometer: bij de bovengrens zitten we op een tienduizendste millimeter. Ze kunnen diep in het ademhalingssysteem doordringen en de wetenschappelijke literatuur heeft al aangegeven dat sommige stoffen de bloedbaan en andere organen kunnen bereiken.
De moeilijkheid ligt ook in het meten ervan. PM2,5 wordt voornamelijk gereguleerd door zijn massa, uitgedrukt in microgram per kubieke meter. Ultrafijne deeltjes daarentegen hebben een vrijwel verwaarloosbare massa en worden vooral beschreven aan de hand van hun aantal. Een controle-eenheid kan daarom zeer kleine variaties in de totale massa van de deeltjes registreren, terwijl het aantal van de kleinste deeltjes aanzienlijk verandert.
Om de blootstelling te reconstrueren, gebruikten de onderzoekers een wereldwijde database met hoge resolutie van ultrafijne deeltjes, verkregen door metingen op de grond en een machine learning-model te combineren met gegevens over verstedelijking, landgebruik, emissies, PM2,5, stikstofdioxide en zwarte koolstof. De schattingen bestrijken de periode 2010-2019 met een ruimtelijke resolutie van één kilometer. Het is een van de eerste instrumenten waarmee we deze deeltjes op zulke grote geografische schalen kunnen volgen, juist omdat homogene historische reeksen van directe metingen nog steeds zeldzaam zijn.
Wat de onderzoekers ontdekten
De auteurs vergeleken de gemiddelde blootstelling van de bevolking aan UFP’s met gegevens van Mondiale ziektelast op hart- en vaatziekten. Ze keken naar drie indicatoren: verloren levensjaren als gevolg van vroegtijdig overlijden, jaren geleefd met een handicap en DALY’s, die de twee componenten samenbrachten.
Tussen 2010 en 2019 is de blootstelling aan zowel UFP’s als PM2,5 in de onderzochte landen over het algemeen afgenomen. Ook de levensjaren die verloren gingen door hart- en vaatziekten volgden een neerwaarts traject, terwijl de jaren met een handicap licht toenamen. Als we naar de verschillende landen samen kijken, lopen de veranderingen in de blootstelling aan ultrafijne deeltjes parallel met de veranderingen in de cardiovasculaire belasting.
Er is een detail dat helpt begrijpen waarom UFP en PM2,5 niet uitwisselbaar zijn. De gemiddelde correlatie tussen de twee maatstaven was vrij zwak, met een R² van 0,29, en varieerde nogal van land tot land. Ze hebben een aantal bronnen gemeen, maar ultrafijnstof wordt sterk beïnvloed door bronnen zoals verkeer, steden, luchthavens, havens en grote wegeninfrastructuur.
In het model dat verontreinigende stoffen afzonderlijk beschouwt, werd een toename van één standaardafwijking in de blootstelling aan UFP’s, gelijk aan ongeveer 1.536 deeltjes per kubieke centimeter, geassocieerd met ongeveer 335 extra cardiovasculaire DALY’s per 100.000 inwoners. Het is een populatiestatistisch resultaat: de auteurs wijzen er zelf op dat dat aantal niet kan worden omgezet in een individuele functie van het type “zoveel deeltjes is gelijk aan zoveel ziekten”.
Wanneer UFP en PM2,5 samen in het model worden ingevoegd, wordt de waarde zelfs nog minder lineair: de associatie tussen ultrafijne deeltjes en het aantal jaren dat we met een handicap leven is positief na correctie voor PM2,5, terwijl het bewijs voor verloren levensjaren onvoldoende wordt. De auteurs wijzen zelf op de statistische problemen van modellen met meerdere verontreinigende stoffen en nodigen hen uit deze resultaten niet te gebruiken om vast te stellen welk deeltje “giftiger” is.
Europa is begonnen met het tellen ervan, maar heeft nog geen limiet gesteld
Ook hier is sprake van een belangrijke correctie ten opzichte van de ‘standaard lucht’-formule. Tegenwoordig kennen ultrafijnstof geen Europese grenswaarden die vergelijkbaar zijn met de beoogde waarden voor PM2,5 en PM10. Wat wel gerespecteerd kan worden is de limiet gebaseerd op de massa van PM2,5, terwijl een hoge concentratie UFP binnen diezelfde meting veel minder zichtbaar kan zijn.
De nieuwe Europese Richtlijn 2024/2881 betreffende de luchtkwaliteit heeft echter iets veranderd: zij verplicht de lidstaten om de monitoring van UFP’s uit te breiden, en deze op te nemen in de zogenaamde supersites en het bieden van meetpunten, ook in gebieden waar hoge concentraties worden verwacht, bijvoorbeeld in de buurt van wegen, luchthavens, havens, industriële gebieden en huishoudelijke verwarmingsbronnen. Kortom, de richtlijn begon ons te vragen ze te tellen. Voorlopig geldt er geen concentratielimiet.
En dit is precies het interessante deel van het onderzoek. Volgens de berekeningen van de auteurs kan een relatief grote verandering in het aantal ultrafijne deeltjes slechts 0,15 microgram per kubieke meter toevoegen aan de massa van PM2,5 – een kleine hoeveelheid op de schaal waarop we vandaag de dag veel deeltjesvervuiling beoordelen. Toch werd die variatie in de geanalyseerde gegevens geassocieerd met veranderingen in de cardiovasculaire belasting.
Er is veel voorzichtigheid geboden. De studie is ecologisch: het vergelijkt de verzamelde gegevens per land, heeft tien jaarlijkse observaties voor elk land en kent geen blootstelling, leeftijd, eerdere pathologieën en andere risicofactoren van individuele mensen. Bovendien leverden analyses met vertragingen van één, twee of drie jaar geen statistisch significante associaties op. Om een oorzaak-gevolgrelatie vast te stellen zijn speciaal opgebouwde epidemiologische cohortstudies nodig.
Ondertussen blijft er een heel reëel probleem bestaan: de deeltjes die minder wegen, zijn ook de deeltjes die door onze op massa gebaseerde metingen het risico lopen slechter te worden. Europa is nog maar net begonnen ze permanent onder de loep te nemen. Voordat we beslissen hoe gevaarlijk ze zijn, moeten we op zijn minst weten hoeveel het er zijn.
