De politiek van luchtkwaliteit: interview Bas Mijling, KNMI

Bij het KNMI zit Bas Mijling op twee stoelen, zoals hij zelf zegt. Vanuit de ene stoel houdt hij zich bezig met de vervuiling die wordt waargenomen door satellieten en met de vraag hoe die gegevens te herleiden zijn tot lokale uitstootbronnen. Vanuit de tweede stoel is hij bezig met de vraag hoe die metingen meer fijnmaziger en lokaler te maken. Zijn droom is een werkend netwerk van precieze lokale metingen om erachter te komen waar de hotspots van vervuiling in een stedelijke omgeving zitten.

Pluimen

We bekijken een satellietkaart van de wereld.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Deze metingen komen van het OMI instrument: het Ozon-Monitoring-Instrument, gebouwd door Dutch Space, een hoofdzakelijk Nederlands project. Dat instrument is op een NASA satelliet geschroefd en gelanceerd in 2004. Die kijkt naar beneden en meet hoe zonlicht door de atmosfeer gaat en terug ketst omhoog het satellietinstrument in. En door dat per golflengte te bekijken kun je zien waar je informatie mist en dat vertelt weer hoe de atmosfeer bepaalde informatie geabsorbeerd heeft. En dat vertelt je weer wat voor gassen er in de atmosfeer zitten. Deze kaart laat specifiek de vervuiling door NO2 zien, stikstofdioxide. Die rode wolkjes die je op de kaart ziet, dat noemen we pluimen. Wij willen ook heel graag die pluimen kunnen herleiden tot de bron. Het doel daarvan is te bepalen of beleidsmaatregelen effectief zijn.

NO2

Waarom is deze kaart specifiek op NO2 gericht?

Het is een van de stoffen waarvan de wettelijk-gestelde grenswaarden nog steeds regelmatig overschreden worden, dus het is belangrijk om het in de gaten te houden. En ook omdat het een belangrijke indicator is voor luchtvervuiling: NO2 komt vrij bij verbrandingsprocessen, waar je dus NO2 ziet, zie je vaak ook veel andere vervuiling, zoals roet en fijnstof. Waar rook is, is vuur.

NO2 is ook een goede stof om te meten, omdat het relatief kort leeft, het reageert snel weg. Dat betekent ook dat de NO2 dichtbij de bron blijft. Dat zie je ook op die kaart, het is redelijk lokaal allemaal wat je ziet. Je ziet zo’n stad als met Madrid, dat is gewoon één punt op de kaart, dat is niet helemaal uitgesmeerd over heel Spanje.

Taboe op luchtvervuiling

Wat doe jij met dit soort kaarten?

Mijn promotieonderzoek ging erover een algoritme te vinden dat de pluimen die je ziet terug kan rekenen naar de uitstootbron. Op die manier vond ik wereldwijd veel uitstootbronnen die nog onbekend waren, of ongedocumenteerd. Bijvoorbeeld kolencentrales: in China heb je daar veel van, kolencentrales die niet op een lijst staan, waar je lastig gegevens van krijgt, en waarvan je ook niet weet of ze filters gebruiken. Ook in het Midden-Oosten zie je het heel goed terugkomen. Al die kleine landjes werken niet met elkaar samen en houden hun productiegegevens supergeheim voor elkaar. Dan gaat het bijna altijd over de petrochemische industrie. Niemand wil vertellen wat hun emissiegegevens zijn, maar als je op de satellietbeelden kijkt zie je dat ze echt een heel duidelijk vervuilingsprobleem hebben. En in de Golf zie je al die boorplatforms.

entree van KNMI gebouw

Dus door middel van dit soort kaarten onthul je eigenlijk feiten die anderen liever geheim houden?

Ja, die metingen kun je zo van het internet afhalen, het is allemaal open data waarop dit onderzoek gebaseerd is. Maar het is redelijk specialistische data, dus niet ieder mens zal er zomaar mee aan de haal gaan en om het daarna terug te rekenen naar zo’n emissieproduct is ook een redelijke klus.

Maar verder zie je ook dat het taboe op luchtvervuilingsproblematiek er bij een aantal landen ook vanaf gegaan is. Wat je bijvoorbeeld in China ziet, daar hebben wij een samenwerking van zo’n jaar of acht mee lopen. Acht jaar geleden werd duidelijk dat daar een milieuproblematiek was. Maar als wij onze resultaten op conferenties presenteerden werden ze vaak ontkent of ontkracht. Er werd gezegd: “jullie gebruiken de algoritmes vanuit het Westen en je laat het los op China, maar de lucht in China heeft een heel andere samenstelling, dus dat zou je niet zomaar 1 op 1 kunnen doen.”

Maar in de afgelopen tijd zie je dat dat helemaal omgeslagen is. Het is helemaal opengegooid. Ze zijn van een handje meetstations naar vijftienhonderd meetstations gegaan, over het hele land. Ook wetenschappers geven steeds vaker toe dat het probleem ernstig is. Er mag steeds meer vrijuit over gesproken worden. In mijn optiek hebben ze dat gedaan om een volksoproer te voorkomen. Als mensen de hele dag lopen te rochelen en kinderen astma krijgen, en mensen leggen vervroegd het loodje, en je krijgt misschien maar 1 keer per maand blauwe lucht te zien, dan kun je niet meer volhouden dat het mist is.

Dichter bij huis

Voor Nederland is de kwaliteit van ons werk trouwens op dit moment niet goed genoeg. Dat heeft te maken met de ruimtelijke resolutie van het instrument. Dat is redelijk groot, het bekijkt de uitstoot op een schaal van 20 bij 20 kilometer. We krijgen binnenkort een nieuw instrument, de TROPOMI: het TROPOsferisch Monitoring Instrument. Dus die krijgt een betere resolutie en dan kun je in plaats van een heel stedelijk gebied echt gaan kijken naar stukken van steden. Het wordt dan opeens zes bij zes kilometer.

Waarom moet er meer gemeten worden in een stad?

Zelf zou ik dat willen om nog preciezer te kunnen bekijken waar luchtverontreiniging precies door veroorzaakt wordt. Ik deed dat al met dat algoritme om vervuilingsdata op wereldschaal terug te rekenen naar de bron. Op een gegeven moment kwam het besef bij mij dat je dat ook voor steden kan doen. Wat je dan nodig hebt is een stadsnetwerk van meetinstrumenten en dan zou je perfect voor een stad kunnen bepalen: waar zitten de hotspots van vervuiling, waar zitten de onverwachte greenspots? Maar toen kwam ik erachter dat er eigenlijk helemaal niet of slechts beperkt in steden wordt gemeten. En toen raakte ik geïnteresseerd in alternatieve manieren om luchtvervuiling te kunnen meten. Dat was zo’n 6 jaar geleden, toen kwamen allerlei dingen ook samen: nieuwe sensortechnologie, Internet of Things, noem maar op.

Meten wat het nú is

Maar je had natuurlijk ook al die Palmes-buisjes, vond je die niet bruikbaar?

Het probleem van die buisjes is dat ze geen instantane meting doen, hè, die meten een maand lang en dan weet je wat de gemiddelde belasting op dat plekje was over een maand. Maar het mooiste is om te weten wat het nú is. Dus ik was persoonlijk van het begin af aan meer geïnteresseerd in technologie die net als een thermometer kan vertellen wat de temperatuur nu is.

En toen kwam er een tijd waarin iedereen aan het experimenteren ging met nieuwe hardware, de Arduino, micro-controllers, om temperatuur te gaan meten bijvoorbeeld, of de luchtdruk. En ik vroeg me toen af: “oké, wat voor sensoren zijn er beschikbaar voor luchtverontreiniging?” En die waren er nauwelijks. Dan praten we over vijf, zes jaar terug.”

Lessen uit twee Citizen Science projecten

Bas raakte toen betrokken bij het Air Quality Egg project eind 2010, waar ook Ivo Stumpe in ons vorige interview over sprak. In dat project ging een diverse groep vrijwilligers, onder leiding van Ed Borden en gefaciliteerd door de Waag Society, aan de slag met de bouw van een digitaal apparaat dat luchtkwaliteit zou kunnen meten en dat de vorm zou aannemen van een ei, vandaar de naam.

Ja, ik was er bijgehaald als deskundige en ik was ook gemotiveerd en enthousiast om zelf zoiets te kunnen realiseren. Ik vond het een hele bijzondere wereld waar ik in stapte, ik was blij verrast door de multidisciplinaire aanpak die je daar had. Er zat een soort denkteam en een ontwerpteam en er zaten hackers die wilden meteen al gaan solderen. Het was heel mooi om dat te zien.

Maar vanaf het begin af aan heb ik aangegeven: “Jongens, het cruciale onderdeel als je zoiets wilt doen, is de sensor zelf, een elektronisch onderdeeltje en dat is gewoon niet goed.” Dus je kan wel gaan filosoferen of je het in een ei-vorm wilt hebben, of in een boterhamtrommel, of een vogelhuisje. Het concept is niet eens bewezen. En het is goed als je daar op verschillende niveaus over nadenkt, maar die andere niveaus namen de overhand.

Je bedoelt de sociale dimensie?

Ja, in dat project, en ook later in het Urban Air Quality project dat werd gefinancierd door het AMS en dat samen met de Waag werd uitgevoerd, zag ik echt een clash van twee werelden: Ik streefde een soort puur wetenschappelijk experiment na om de datakwaliteit te waarborgen, terwijl zij meer oog hadden voor het organisatorische aspect en voor de impact bij de burger zelf. Ze waren bij wijze van spreken meer geïnteresseerd in – ik chargeer hè – in de interactie van de publieksbijeenkomsten en wat voor vragen en interesses en bezorgdheden zouden opborrelen, dan een waterdicht meetprincipe op te stellen waardoor het experiment echt zou lukken.

In het Air Quality Egg project werd dat maar niet opgepikt, dat is de reden waarom ik vrij snel daar weg was. En dat is jammer, want je wilt het liefst dat zoiets slaagt. En ook bij Urban AirQ vorige zomer kostte het me heel veel moeite om dat er toch door te drukken.

Electronica die niet doet wat het belooft

Ik vind de Waag een heel bijzondere club en een unieke club, maar juist in dit project ging er denk ik naar mijn mening iets mis. Dat is dat ze al blij waren met het feit aan te tonen dat mensen graag willen meten. Dat was voor hen het hogere doel, een soort bewustwording. Het participeren aan de hand van elektronica die vaak niet doet wat het belooft.

Gelukkig lag een plan om te gaan meten op basis van een nieuwe sensor, een elektrochemische sensor geproduceerd door Alphasense. Dat was wel een vooruitgang met de sensor die het Air Quality Egg gebruikte en die de Waag daarna ook gebruikte voor hun Smart Citizen Kit project, die op basis van metaaloxide werkt.

Maar ik zag dat project aan het mislukken was. Ik was heel erg bang dat het weer een soort demonstratieproject zou worden voor burgerparticipatie. Maar dat zou nu gênant worden. Dan zou je dus weer een grote groep mensen, in dit geval gemotiveerde mensen uit Amsterdam die echt oprechte zorgen hebben over kwaliteit van de lucht in de straat, weer met een dooie mus blij maken. Dat is de beste manier om dit soort initiatieven voorgoed om zeep te helpen. Want niemand wil meer meedoen. Dus ik zeg: “Luister eens, we moeten het beter aan gaan pakken, we moeten het wetenschappelijker aan gaan pakken.” De Waag had er in eerste instantie niet zo’n oren naar. Maar uiteindelijk werd het toch een heel goed wetenschappelijk project.

Het redden van een project

Met die nieuwe elektrochemische sensor verloopt het signaal heel erg in de tijd. Stel je daarbij voor dat je één volt meet uit je sensor en één volt betekent dat er tien microgram stikstofdioxide in de lucht zit. Maar als dat signaal verloopt meet je misschien twee maanden later drie volt, wat dan duidt op tien microgram.

Bovendien, dat is nog zo’n ding, die sensoren zijn heel erg afhankelijk van temperatuur en luchtvochtigheid. Luchtvochtigheid werd niet gemeten in het eerste prototype. Dus heb ik gezegd: “Luister, we moeten de luchtvochtigheid absoluut meenemen, want anders kunnen we daar niet voor corrigeren en zitten we weer met een probleem.” Want ik weet wel wat de luchtvochtigheid is bij Dave [de Jonge van de GGD] in z’n meetstation, maar ik weet niet hoe het bij de burger aan zijn voorgevel is.

Dus kalibratie wordt dan superbelangrijk. Dat moet je bij die sensors stuk voor stuk doen, vooraf en ook na afloop. Dat hebben we gedaan. En doordat we dat gedaan hebben, hebben we het project kunnen redden, omdat we achteraf konden bepalen hoe die nul-instelling zeg maar verliep. Achteraf hebben we daarvoor kunnen corrigeren.

Die wetenschappelijke benadering lijkt me echt wel vereist. Anders zou ik me behoorlijk bekocht voelen, als ik twee maanden zo’n sensor thuis heb en ik krijg achteraf te horen van: “Ja, maar het zijn maar indicatieve waardes. En die keer dat jij honderdveertig gemeten hebt is eigenlijk een stuk lager, want die sensor doet iets wat we eigenlijk niet precies begrijpen.” Snap je?

Een markt voor goedkope sensoren

Waarom zet je je zo in voor dit soort participatieve meetprojecten?

Kijk, ik wil gewoon dat er meer meetdata en een goed lokaal meetnet komt. En dat kan. Het is mogelijk dat je over een aantal jaren helemaal geen tussenpersoon nodig hebt zoals ik, of iemand op het RIVM, of wie dan ook. Dan koop je gewoon een dingetje in de winkel of via de webshop, die doet wat ‘ie belooft. Maar zo ver zijn we nog niet. Er zijn wel veel nieuwe technieken. En door de lage kosten ervan komen ze binnen bereik van burgers. Dus het zou het mooist zijn dat je mee kan liften op de bereidwilligheid van een heel cohort. We moeten er alleen voor zorgen dat ze gemotiveerd blijven door goed gereedschap te geven. Of in ieder geval een goede handleiding bij slecht gereedschap.

Het is nu belangrijk dat fabrikanten merken dat er vraag is, dat er een markt is voor die goedkope sensoren, ook al zijn ze nu nog slecht. Daarom is het belangrijk dat ze gebruikt worden, ook al is het redelijk complex om er iets goeds uit te persen. Die feedback is belangrijk voor de makers om een betere, nieuwe generatie te maken.

Dus uiteindelijk maakt het mij, om eerlijk te zijn, niet uit of die vraag komt vanuit burgers of wijkgemeenschappen of stadsdelen. En eigenlijk wil ik me helemaal niet bezighouden met de evaluatie van die dingen, maar juist met de analyse van die metingen. Om de emissies op te zoeken en dat soort dingen. Maar ja, om daar te kunnen komen heb ik een stap terug genomen en heb mezelf opgevoerd als een soort validatie-deskundige.

Waarom meer data?

Je zegt dat je meer data wilt, maar wat zou je dan kunnen doen met die extra lokale data? Zou dat zich vertalen naar specifieker of gerichter beleid?

Nou, je moet eerst kennis hebben om acties te kunnen ondernemen. Lijkt mij. Kijk als jij je kinderen zou willen sturen naar een school net naast de ringweg, dan moet je nu maar de directeur op zijn blauwe ogen geloven dat die snelweg helemaal geen invloed heeft op de speelplaats die ernaast ligt. Het zou overtuigender zijn om te meten of dat inderdaad zo is. Dan heb je materiaal om ermee aan de slag te gaan. En wie dat dan doet, of dat dan een bezorgde buur is, of een stadsdeel, dat maakt mij persoonlijk niet zoveel uit. Waar het mij steeds om gaat is dat we kennis nodig hebben die er nu niet is.

Verwachtingsmanagement

Maar burgers die zelf meten doen dat omdat ze de hoop hebben dat ze met die data ook echt iets kunnen veranderen aan hun leefomgeving.

Kijk, Citizen Science heeft twee aspecten. In zijn puurste vorm gaat Citizen Science over een burger die meehelpt aan een wetenschappelijk project. En dat is eigenlijk precies wat hier aan de hand is. Maar de vergissing die vaak gemaakt wordt, is dat de motivatie van de burger om mee te doen aan een wetenschappelijk project, is om op zichzelf te kwantificeren zeg maar. Juist bij luchtverontreiniging lopen die twee aspecten heel erg door elkaar heen. Dus de motivatie is heel anders. Als jij gevraagd wordt om mee te werken voor een wetenschappelijk project om het aantal insecten te tellen in de lente door het aantal dooie vliegjes op je nummerbord te tellen, dat is een experiment. Dan doe je dat echt voor de wetenschap, dat is duidelijk. Maar als jij gevraagd wordt om bij jouw voordeur de luchtvervuiling te meten met een experimenteel apparaat, dan denk je: “Hé, dat is van mij.” Kijk en daar loopt het vaak een beetje mank in de communicatie.

Op een van de meetings van het Urban AirQ project heb ik dat ook verteld aan de deelnemers. Die hadden eerst het plan om met de data naar de rechter te stappen om aan te tonen hoe vies hun straat wel niet was. Ik heb uitgelegd dat er geen absoluut getalletje uitkomt waarmee je naar de rechter kan. Dat kan je echt nu al vergeten. Maar om de motivatie niet helemaal weg te nemen, heb ik ze ook verteld dat ze pioniers zijn op dit gebied. En dat vonden ze heel prettig om te horen.

Vind hier de andere interviews.