De afgelopen jaren is door een Zwitsers onderzoeksinstituut uitgebreid onderzoek gedaan de luchtkwaliteit langs de grote transportaders in de Alpen. De grote transportaders die in het onderzoek betrokken zijn geweest zijn de Gotthardpas in Zwitserland en de Brennerpas in Oostenrijk. Uit het onderzoek is gebleken dat de luchtkwaliteit langs de grote verkeerswegen in de dalen een groot probleem is. De concentraties van luchtverontreinigende stoffen is in de valleien ongeveer drie keer zo hoog als in de vlakke gebieden als gevolg van de orografie en de meteorologische omstandigheden.

Voordat wordt ingegaan op de luchtkwaliteit langs de verkeerswegen zal eerst het een en ander worden verteld over de verkeersontwikkeling in de Alpen over de afgelopen jaren. Daarna zal een korte uitleg worden gegeven van de specifieke situaties met betrekking tot de meteorologie in de Alpendalen en hoe dit van invloed is op de luchtkwaliteit.

Verkeersontwikkeling
De afgelopen 25 jaar is het vrachtverkeer dat over de Alpen trekt met een factor drie toegenomen. De toename van het vrachtverkeer heeft vooral plaatsgevonden op de weg waardoor nu circa tweederde van het transport over de Alpen via het wegtransport plaatsvindt. Circa tweederde van het verkeer dat de Alpen overtrekt, het transit of doorgaand verkeer, doet dit via de vier grote assen (Brenner, Gotthard, Mt Blanc en Mt Cenis) [GVF 242, 1995]. In Zwitserland bijvoorbeeld ging in 1998 84% van het vrachtverkeer op de weg via de Gotthard route de Alpen over. Van het vrachtverkeer in de Alpen rijdt is 50% puur doorgaand verkeer, 35% is grensoverschrijdend vrachtverkeer in de Alpenregio zelf en de overige 15% is binnenlands Alpen transport.

Als gevolg van de enorme toename van het (vracht)verkeer in de Alpen en de voor de Alpen specifieke meteorologische omstandigheden is de luchtkwaliteit langs de grote verkeerswegen in het Alpengebied vergelijkbaar met stedelijke gebieden in Europa. Daar komt bij dat de ruimte die beschikbaar is de dalen beperkt is en vooral onder in de dalen is geconcentreerd. Dit is ook het gebied waar de grootste problemen zich voordoen met betrekking tot de luchtkwaliteit.

Alpine Meteorologie
De meteorologie in de Alpen verschilt in meerdere opzichten van de meteorologie in vlakke gebieden. Zo zijn de windsnelheden in de dalen over het algemeen lager en is de windrichting voornamelijk gelijk aan de richting van het dal.

Daarnaast zorgt de Alpine topografie, relatief kleine lucht volumes door smalle dalen, alsmede veelvuldig optredende temperatuurinversies voor beperkte verspreiding van luchtverontreinigende stoffen. Temperatuurinversies zijn situaties waarbij warme luchtlagen boven koude luchtlagen blijven hangen. Op zonnige dagen zorgt de zon voor opwarming van het aardoppervlak. Het aardoppervlak op zijn beurt verwarmt de lucht die daar direct boven hangt. Hoger in de atmosfeer wordt de lucht (nog) niet opgewarmd. Doordat warme lucht lichter is dan koude lucht stijgt warme lucht op. De warme lucht zal zich gaan mengen met de lucht erboven, dit proces noemt met turbulentie. 's Nachts, vooral bij heldere hemel, is er geen instraling van de zon waardoor de bodem afkoelt. Hierdoor daalt de ook temperatuur van de luchtlaag direct boven het aardoppervlak. De afkoeling van de lucht is bij het aardoppervlak het grootst, op enige hoogte van het aardoppervlak zal de lucht veel minder afkoelen en zal daardoor relatief warm blijven. De zwaardere koude lucht zal als een deken boven het aardoppervlak blijven hangen en zich niet mengen met de lucht erboven.

Temperatuurinversies in de Alpen komen over het algemeen vaker voor en zijn sterker dan in vlakke gebieden als gevolg van sterkere afkoeling van het aardoppervlak en grotere temperatuurgradiënten. De grootste kans op temperatuurinversies is tijdens de winter en in de nacht.

Luchtkwaliteit
Het verkeer draagt op lokale schaal in grote mate bij aan de luchtkwaliteit. Eén van de luchtverontreinigende stoffen die sterk gerelateerd is aan het verkeer is stikstofdioxide (NO2). Het verkeer stoot vooral NO uit dat in de buitenlucht onder invloed van zonlicht en ozon (O3) is een ingewikkeld proces wordt omgezet in NO2. Stikstofmonoxide plus stikstofdioxide wordt stikstofoxide genoemd (NOx). NO2 is een schadelijk stof die niet alleen gevaar oplevert voor de menselijke gezondheid, maar ook de bossen aantast. Een door luchtverontreiniging aangetast is kwetsbaarder voor plagen en ziekten dan een vitaal bos.

Nachtrijverbod
De hoogste NOx-concentraties zijn gemeten rond de ochtend- en avondspits. In figuur 1 is te zien dat de NOx-concentratie midden op de dag lager is tijdens de ochtend- of avondspits, ondanks een min of meer gelijkblijvende verkeersintensiteit. Ook zijn de concentraties in de winter aanzienlijk hoger dan in de zomer ondanks dat de verkeersintensiteit in de zomer bijna anderhalf keer zo hoog is als in de winter. Daarnaast zijn de concentraties in de nacht hoger dan overdag terwijl de verkeersintensiteit gedurende de nacht aanzienlijk lager is dan gedurende de dag. Dit alles kan verklaard worden door de lokale meteorologie die een belangrijke rol speelt in de mate van verspreiding van luchtverontreinigende stoffen. Zoals hierboven staat beschreven leiden temperatuurinversies en lage windsnelheden tot weinig menging met andere (schonere) lucht waardoor de concentraties sterk toe kunnen nemen.

Uit figuur 1 is af te leiden dat de NOx-uitstoot door een motorvoertuig in de winter tot 2 keer zo'n hoge NOx-concentratie leidt als in de zomer. Een motorvoertuig leidt in de zomerse nachten tot een 6 keer zo'n hoge concentratie dan overdag.

Figuur 1 laat de situatie zonder waarbij er 's nachts geen vrachtverkeer op de weg is, er geldt namelijk een nachtrijverbod voor vrachtverkeer in Zwitserland. Als het verbod zou worden opgeheven dan zullen de concentraties gedurende de nacht nog hoger worden daar vrachtwagens circa 10 keer zoveel NOx uitstoot als personenauto's.

Door de beperkte inmenging van schone lucht tijdens periode met hoge NOx-concentraties zal niet alle door het verkeer uitgestoten NO omgezet in NO2. De NO2-concentraties tijdens die periodes zijn dan ook niet de maximaal mogelijke NO2-concentraties (dat zou zijn als alle NO wordt omgezet tot NO2). Desondanks zijn de NO2-concentraties der mate hoog dat de wettelijke grenswaarden regelmatig worden overschreden.

Figuur 1

Dagelijks verloop van de NOx-concentratie (de gearceerde vakken in part per billion (ppb)) en de verkeersintensiteit (de doorgetrokken lijn in 1000 voertuigen per uur) ter hoogte van Hall (langs de Brennerroute) in 1995 voor de winter, lente/herfst en de zomer. Uit: Kocsis en Thudium, 2000.

Lawines
Ten tijde van de grote lawine problemen in de Alpen in februari 1999 is de snelweg over de Gotthard enkele dagen gesloten geweest. Tijdens afsluiting bleek de luchtkwaliteit aanzienlijk beter te zijn dan in de dagen ervoor en er na. Het verkeer werd in die periode omgeleid via de St. Bernardpas waardoor de luchtkwaliteit in dat dal sterk verslechterde. De toename van de NOx-concentratie in het dal van de St. Bernardpas was vergelijkbaar met de afname van NOx-concentratie in het dal van de Gotthardpas.

Conclusies

Geraadpleegde bronnen
GVF 242, Alpenquerender Güterverkehr auf Strasse und Schiene 1994, Bern 1995.
Kocsis, O. en J. Thuldium, Air quality in the Alpine valleys of the road transit axis, Ökoscience Lufthygiene AG, Zürich, Zwitserland, 2000.
http://www.alpeninitiative.ch

Alpijn 2001