Fijn stof

Fijn stof meet je met behulp van sensoren. De betrouwbaarheid hangt af van het type sensor, hoe je hem gebruikt en omgevingsomstandigheden zoals relatieve luchtvochtigheid. Benieuwd? Hier ontdek je hoe je zelf zo’n meting uitvoert!
icon_fijn stof

Waarom is het nuttig om fijn stof te meten?

Fijn stof is een mengsel van heel kleine deeltjes die in de lucht zweven. Het is een belangrijke vorm van luchtvervuiling en erg schadelijk voor de gezondheid. De wetenschappelijke afkorting is PM. Houtverbranding in kachels en haarden vormt de belangrijkste lokale bron van fijn stof, gevolgd door verkeer en industrie. 

Fijn stof heb je in verschillende soorten. Buiten vind je bijvoorbeeld veel 'secundair fijn stof': deeltjes die ontstaan door chemische reacties van ammoniak met stikstofdioxide of zwaveldioxide. 
Wanneer we de concentratie fijn stof meten, is ook de grootte van de deeltjes van belang. Zo zijn PM10 deeltjes die kleiner zijn dan 10 micrometer, en PM2,5 deeltjes die kleiner zijn dan 2,5 micrometer. Een micrometer is een duizendste deel van een millimeter. Echt piepklein dus, maar erg schadelijk voor je longen.

Meer informatie vind je op de website van de Vlaamse Milieumaatschappij.

Meetmethode

Zelf fijn stof meten kan met fijnstofsensoren. Deze toestellen werken allemaal op dezelfde manier:

  • Een kleine ventilator of een warmteweerstand zuigt lucht aan.
  • De aangezogen lucht beweegt door een lichtstraal van een LED- of laserlamp.
  • Een detector meet hoe de stofdeeltjes in deze lucht de lichtstraal doen afwijken. Dit verschijnsel heet verstrooiing.
Schema_werking sensor
ventilator (a), lichtstraal (b), detector (c), laser (d)

De detector meet in feite de lichtpulsen, zeg maar lichtflitsen, die deze verstrooiing van het licht veroorzaakt. Die pulsen zijn een maat voor het aantal en de massa van de deeltjes in de lucht. 
Door de waarde van de lichtpulsen te vermenigvuldigen met de gemiddelde massadichtheid van een stofdeeltje, berekent de sensor de massaconcentratie (vaak uitgedrukt in microgram per kubieke meter, ofwel µg/m3). 
Met een goed afgestelde sensor kan je op een vrij betrouwbare manier het aandeel PM2,5-deeltjes meten. De betrouwbaarheid voor het meten van grotere deeltjes is doorgaans veel minder goed. 

Wanneer het verschil tussen de concentratie PM10 en PM2,5 groot is, dus wanneer er relatief veel grote deeltjes zijn, is de PM10-waarde van de sensor zelden betrouwbaar. 
Ook bij hoge luchtvochtigheid moet je opletten met de sensormetingen. Vanaf ongeveer 80% relatieve vochtigheid groeien bepaalde deeltjes sterk doordat ze water opnemen. Hierdoor gaan ze meer licht verstrooien en overschatten de sensoren de concentraties. 
Ook de allerkleinste deeltjes, het zogenaamde ultrafijn stof (UFP) dat kleiner is dan 100 nanometer, is moeilijk meetbaar met de goedkopere sensoren. Doordat de massa van deze deeltjes doorgaans erg klein is ten opzichte van de massa van de grotere deeltjes, heeft hun aanwezigheid meestal weinig of geen effect op de getoonde PM-concentraties.

Welke sensor kies je?

In onze regio is de Nova Fitness SDS011 de vaakst gebruikte sensor. In het LIFE VAQUUMS-project deed de Vlaamse Milieumaatschappij samen met twee Nederlandse partners (TNO en RIVM) onderzoek naar de betrouwbaarheid van fijnstofsensoren. Daarbij vergeleken de onderzoekers de metingen van de SDS011 en vijf andere sensoren meer dan 400 dagen lang met officiële metingen.
De sensoren kregen daarbij een score op basis van vijf criteria. De eindbeoordeling hangt af van welk criterium je in rekening neemt en of je de data kalibreert. Kalibratie betekent dat je de metingen vergelijkt met officiële standaarden om zo de afwijking van het toestel vast te stellen.
Bij sommige sensoren was kalibratie sowieso noodzakelijk (Shinyei PPD60PV) of sterk aangeraden (Dylos DC 1700-PM, Plantower PMS7003). De vaak gebruikte Nova Fitness SDS011, de Honeywell HPMA 115S0 en de Winsen ZH03B gaven al redelijk betrouwbare resultaten zonder kalibratie. Toch verbetert kalibratie ook hier de betrouwbaarheid.

De kalibratievergelijkingen per sensor vind je terug onder ‘PM2.5 comparison with gravimetric reference’ in de verschillende hoofdstukken van het VAQUUMS veldtestrapport. Vergelijk voor de zekerheid toch ook je individueel toestel met een officiële meting. Ook de Sensiron SPS30 levert volgens bepaalde bronnen overigens mooie resultaten, maar deze sensor maakte geen deel uit van het VAQUUMS-project.
Meet je met meerdere sensoren op verschillende plaatsen? Laat ze vooraf een tijdje samen op dezelfde locatie meten. Zo krijg je zicht op de onderlinge verschillen. 

Welke situaties kan je zoal meten?

Welke impact hebben wegenwerken in je straat op fijn stof?

Opgelet! Wegenwerken hebben mogelijk op twee manieren een effect op de luchtkwaliteit in je straat. 

  • Het afsluiten van verkeer zorgt misschien voor minder uitstoot en minder niet-uitlaatstof (zoals stof door de slijtage van banden of remmen en het opwaaiend bodemstof). 
  • Daarnaast brengen de werken zelf vaak ook veel stof mee. 

Hou er rekening mee dat fijnstofsensoren moeite hebben om grof stof te meten en dus waarschijnlijk het stof van bouw- of wegenwerken onderschatten. Het meten van deze bijdrage is dus eerder ‘kwalitatief’ dan ‘kwantitatief’ van aard: het geeft een richting aan wanneer er extra vervuiling was, maar de meetwaarde meting zelf is waarschijnlijk niet erg nauwkeurig.
Wil je het effect van een maatregel meten, dan voer je best ook vooraf een meting uit. Zo merk je het verschil op in je metingen. Omdat het weer doorgaans een heel groot effect heeft op de fijnstofconcentraties, vergelijk je best ook met een referentielocatie waar je geen impact van de ingreep verwacht. 

Wat is de impact van houtverbranding?

Bij houtverbranding komt tamelijk veel fijn stof vrij. Vooral bij de opstart zorgt dit vaak voor hoge concentraties die duidelijk meetbaar zijn met fijnstofsensoren. 

Fijn stof houtstook pieken
Voorbeeld van een typisch signaal bij houtrook, ©VMM

Nog even dit:

  • Bronnen van fijn stof kunnen meer of minder aanwezig zijn in bepaalde seizoenen. Houtstook is bijvoorbeeld vooral een probleem in de winter, hoewel sommige mensen ook in de zomer graag een kampvuur stoken.
  • Houtrook geeft doorgaans in principe meerdere, scherpere pieken van enkele seconden tot minuten. Je grafiek krijgt daardoor een wat grillig verloop. Zie je geleidelijke toenames, dan gaat het meestal over een regionaal verschijnsel, vaak onder invloed van het weer. 
  • Typisch profiel van een geleidelijke variatie van de regionale achtergrond (zie afbeelding)
  • We zeiden al dat fijnstofconcentraties sterk variëren door het weer. Onder andere bij windstil weer kan vervuiling zich opstapelen en ontstaat er vaak ook veel secundair stof. Deze regionale trends kan je volgen via de officiële metingen en via het algemene gedrag van sensoren in je omgeving. Noteer daarom het weer in je logboek.
  • Waarschijnlijk breng je weinig tijd door aan de voorkant van je huis. Daarom is een meting aan de achterzijde van je woning het interessantst. Combineer dit eventueel met metingen in huis, ook op plaatsen waar je ventileert.
  • Kijk de richtlijnen na waar je rekening mee moet houden vóór, tijdens en na je proefopzet.
Geleidelijke variatie van de achtergrondconcentratie, VMM
Typisch profiel van een geleidelijke variatie van de regionale achtergrond, ©VMM

Bouw je eigen fijnstofmeter

Wil je graag zelf beginnen meten met een fijnstofsensor? Leuk idee! We helpen je graag op weg. 
Je kan kiezen voor een kant-en-klaar bouwpakket, waarbij je enkel nog de onderdelen in elkaar moet zetten (de juiste software zit er al op), zoals weergegeven in het filmpje van de stad Roeselare.

Je kan er ook voor kiezen om alles zelf te doen, van het bestellen van onderdelen tot het installeren van de software. Bekijk dan eerst de uitgebreide documentatie op sensor.community. Misschien lees je best ook even de veelgestelde vragen op Influencair.be.

Voor je het experiment start

Bekijk de situatie in je buurt. Welke info is al beschikbaar? Heeft één van je buren toevallig al metingen uitgevoerd? Misschien vind je het antwoord op je vraag wel terug in gedetailleerde computermodellen of in de officiële metingen van Vlaanderen of Nederland.

  • Zorg dat de lucht vrij kan stromen rond de opening van je meettoestel. Vermijd ook de nabijheid van bijvoorbeeld de uitlaat van een dampkap.
  • Buitenlucht: je gebruikt het toestel op een vaste plaats in de buitenlucht. Denk goed na waar je de sensors wil hangen. Aan de straatkant is prima (bijvoorbeeld op een vensterbank op de 1e verdieping), maar ook aan de achtergevel, op het terras of in de tuin is een meting nuttig.
  • Stroomvoorziening: de stroomdraad is een dunne micro-USB-kabel van 5 V. Meestal kan je de draad zonder probleem binnenshuis in een stopcontact steken en via een gesloten raam met het toestel buiten verbinden.
  • Wifi netwerk: voor de standaard setup van sensor.community heb je een permanente wifiverbinding nodig om de data online op te slaan en op de kaart te tonen.
  • Plaats eventueel per meetlocatie 2 of 3 sensoren. Zo verlies je minder gegevens als een toestel technische problemen heeft en test je eenvoudig of één van je toestellen een afwijkende waarde vertoont.
  • Vraag informatie op bij de fabrikant over de juistheid en het bereik van je sensor onder bepaalde omstandigheden (temperatuur, relatieve luchtvochtigheid).

Aan de slag

  • Bepaal de betrouwbaarheid van je sensor door hem te vergelijken met een referentietoestel in het dichtstbijzijnde meetstation van de Vlaamse Milieumaatschappij of van het RIVM
  • Naast de echte metingen in meetstations, stellen de Vlaamse Milieumaatschappij en de RIVM ook modellen op met de concentraties van PM10 en PM2,5 van plaatsen waar we niet meten. Deze modelresultaten kan je ook gebruiken ter vergelijking. Hou hierbij wel rekening met de tijdsresolutie (vergelijk bijvoorbeeld geen minuutwaarde met een jaargemiddelde). Opgelet, niet alle lokale bronnen van fijn stof zijn opgenomen in de modellen. 
  • Let erop dat elk onderdeel van je opstelling waterdicht is!

Tijdens je experiment

  • Noteer in een logboek alles wat misschien effect heeft op je metingen. Denk bijvoorbeeld aan het weer, verbouwingen bij de buren, werken in je straat of periodes met smog. Het is belangrijk om deze informatie goed bij te houden zodat je ze kan raadplegen als je de resultaten interpreteert.
  • Bekijk zeker het document 'Richtlijnen' voor het zelf meten. Daarin vind je meer informatie hoe je de proef correct opstelt.

Na je experiment

  • Download de data van je sensor. Hoe je dit precies doet, hangt af van welke sensor je gebruikt.
  • Bekijk de data met een kritische blik. Zijn er metingen die een vreemd resultaat geven? Of die sterk afwijken van de volledige meetreeks? Misschien was er wel een probleem met je proefopzet, een elektronisch probleem met je sensor uitzonderlijke omstandigheden.

Wil je graag zelf een workshop geven met meer achtergrondinformatie over luchtkwaliteit, de verschillende meetmethodes of de aandachtspunten bij metingen? Bekijk dan zeker onderstaande presentatie en het document over hoe je fijnstofsensor precies werkt en je de gegevens op je smartphone raadpleeg

Was deze informatie nuttig?