2. Troposferisch ozon: achtergrondinformatie

2. Troposferisch ozon: achtergrondinformatie

2.1 De problematiek van ozon in Europa

Photochemische verontreiniging wordt gevormd door de uitstoot van stikstofoxiden (NOx, waarbij NOx = NO + NO2) en van vluchtige organische stoffen (VOS) en koolmonoxide (CO) in de aanwezigheid van zonlicht. Ozon (O3), de belangrijkste fotochemische verontreinigende stof, wordt over de landsgrenzen getransporteerd (Simpson en Malik, 1996). Emissies van NOx zijn verantwoordelijk voor een groot deel van de ozonvorming in landelijke gebieden. In dichter bevolkte gebieden, met name in de nabijheid van steden, wordt de ozonvorming versterkt door VOS-emissies. VOS komen voornamelijk vrij bij het wegverkeer en het gebruik van producten die organische oplosmiddelen bevatten. NOx en CO worden vooral uitgestoten bij het vervoer en bij verbrandingsprocessen. Nadat deze precursoren zijn vrijgekomen, worden ze door wind en atmosferische turbulentie verspreid. De pas uitgestoten verontreinigende stoffen vermengen zich met andere verontreinigende stoffen, waaronder ozon, die in de achtergrondlucht aanwezig zijn, en er vindt een ingewikkeld proces van chemische reacties en voortdurende verdunning plaats.

Blootstelling aan ozon heeft gevolgen voor de gezondheid en het milieu, veroorzaakt ademhalingsmoeilijkheden bij gevoelige mensen en mogelijke schade aan vegetatie en ecosystemen (WHO, 1996a, b). Significante reacties bij zowel mensen als planten treden op bij of in de buurt van de huidige ozonconcentraties in de omgeving (UN-ECE, 1996). De drempelwaarden die zijn vastgesteld ter bescherming van de menselijke gezondheid, de vegetatie en de ecosystemen worden in de meeste Europese landen frequent overschreden, zodat op grote schaal schadelijke effecten op de Europese bevolking, gewassen en natuurlijke vegetatie kunnen worden verwacht (de Leeuw en van Zantvoort, 1996; Hjellbrekke et al., 1996). Ozon in de troposfeer is ook van belang voor het vraagstuk van de klimaatverandering, aangezien ozon een broeikasgas is. Momenteel wordt geschat dat troposferisch ozon 0,4 W.m-2 toevoegt aan de huidige versterkte klimaatforcering van 2,45 W.m-2. De totale forcering is uitsluitend het resultaat van de toename van langlevende verbindingen (CO2, CH4, N2O, halokoolwaterstoffen) (IPCC, 1995). Het vraagstuk van de vorming, de effecten en de bestrijding van ozon is complex en vanwege het grensoverschrijdende karakter ervan zal een internationale inspanning nodig zijn om een samenhangend beleid te ontwikkelen om het probleem aan te pakken (Amann et al., 1996).

2.2 Chemische vorming van ozon

De fotochemische kettingreactie die ozon produceert, wordt op gang gebracht en in stand gehouden door reactieve radicalen. In het proces worden andere producten gevormd zoals peroxyacetylnitraat, salpeterzuur, aldehyden, organische zuren, deeltjes en vele kortlevende radicaalsoorten. VOS fungeren als “brandstof” in het ozonvormingsproces, terwijl NO min of meer als katalysator fungeert, aangezien het tijdens het vormingsproces wordt geregenereerd. NO speelt ook een sleutelrol bij de regeneratie van de reactieve radicalen en het verdere verloop van de reacties. De vereenvoudigde fotochemie van ozon, die in werkelijkheid een complex en zeer niet-lineair proces is, is weergegeven in kader 1.

Hoge concentraties van vers uitgezonden NO scharrelen plaatselijk O3 af, een proces dat leidt tot de vorming van NO2. Dicht bij de bronnen kan dit titratieproces als een ozonput worden beschouwd. Bovendien buigen hoge NO2-concentraties de initiële oxidatiestap van VOS af door de vorming van andere producten (b.v. salpeterzuur), waardoor de nettovorming van O3 wordt voorkomen. Door deze reacties kan een afname van NOx leiden tot een toename van O3 bij lage VOS/NOx-verhoudingen, zoals het geval is in steden. In dit vaak VOS-beperkte regime is emissiebeheersing van organische verbindingen efficiënter om piekwaarden van ozonverontreiniging plaatselijk te verminderen.

Als een luchtmassa zich van een stedelijk centrum verwijdert, verandert haar VOS/NOx-verhouding als gevolg van verdere fotochemische reacties, meteorologische processen en het optreden van nieuwe emissies. De concentratie van NOx neemt sneller af dan die van VOS en bijgevolg wordt de VOS/NOx-verhouding versterkt. Bij hoge VOS/NOx-verhoudingen die in achtergrondsituaties voorkomen, neigt de chemie naar het NOx-beperkte geval en worden NOx-reducties doeltreffender geacht om ozon in deze situaties terug te dringen. Uit recent werk (Kramp et al., 1994; Flocke et al., 1994) blijkt dat de fotochemie in stedelijke pluimen sneller verloopt dan eerder werd aangenomen. De oxidatie van VOS leidt tot meer ozon in een kortere tijd, en tot een snellere verwijdering van NOx. Het regime waarbij de ozonvorming door de NOx-concentratie wordt beheerst, wordt dus sneller bereikt dan eerder werd aangenomen (Borrell et al, 1995).

Kader 1: De fotochemie van de ozonvorming in vereenvoudigde vorm

	VOS + OH + O2 ® RO2 + H2O RO2 + NO + O2 ® NO2 + HO2 + CARB HO2 + NO ® NO2 + OH 2(NO2 + hv +O2 ” NO + O3)
net:	(NOx + OH +) VOC + 4O2 ® 2O3 + CARB + H2O (+ NOx + OH)
VOC staat voor vluchtige organische stof en CARB voor carbonylverbindingen, die bij verdere oxidatiestappen de rol van koolwaterstoffen spelen. OH en HO2 zijn kortlevende radicalen die een belangrijke rol spelen in het ozonvormingsproces.

De complexiteit van het effect van NOx-emissiereducties op de vorming van O3 kan worden geïllustreerd aan de hand van het “week-end-effect”. Dumont (1996) documenteerde dat de O3-niveaus in Belgische agglomeraties tijdens het weekeinde aanzienlijk hoger bleken te zijn dan tijdens de week. Tijdens “smog”-zomers was de gemiddelde middagpiek op zaterdag en zondag ongeveer 20% hoger dan de middagpiek tijdens de “werkdag”. Het tegenovergestelde patroon deed zich voor bij NO2; deze soort was veel lager op zaterdag en zondag. De som van O3 en NO2, vaak Ox genoemd, was echter vergelijkbaar, ongeacht op welke dag werd gemeten. Dit kan worden verklaard door een geringere omzetting van O3 door NO in NO2 als gevolg van het lage niveau van de NOx-uitstoot tijdens het week-end in de Belgische steden (ongeveer 30% lager). In dit geval is dit lokale ozonafbrekende effect belangrijker dan de vermindering van ozon door verminderde uitstoot van precursoren (NOx en VOC). Verdere ozonvariaties op weekdagen wijzen op extra niet-lokale bijdragen. In Oostenrijk vertonen de gemiddelde maximale ozonpiekconcentraties op stations in of nabij Wenen ook een duidelijk weekpatroon, met echter de laagste niveaus op maandag en dinsdag. Aangenomen wordt dat dit een weerspiegeling is van de vermindering van de ozonconcentraties als gevolg van de verminderde uitstoot van precursoren in een groter gebied en het effect van het vervoer (Schneider,1998). Brönniman en Neu (1997) concluderen uit een analyse van Zwitserse gegevens dat er twee verschillende patronen in de wekelijkse ozoncyclus zijn. Wanneer de meteorologie niet gunstig is voor de ozonproductie, worden in het weekeinde hogere concentraties waargenomen. Onder gunstige omstandigheden was de gemiddelde ozonpiek op zondag echter 10-15% lager dan op werkdagen.

Het is vermeldenswaard dat het contraproduktieve “week-end-effect” alleen kan optreden als gevolg van initiële en geringe NOx-reducties, bij afwezigheid van gelijktijdige reducties van de VOS-emissies. Om aanvaardbare ozonniveaus te bereiken en de initiële contraproduktiviteitsdrempel te passeren, moet een groot deel van zowel de NOx- als de VOS-emissies worden teruggedrongen.

2.3 Ruimtelijke schalen

De vorming van ozon geschiedt op verschillende schalen, van plaatselijk, zoals in stedelijke gebieden als Athene en Milaan, via regionaal, zoals in Midden- en Noordwest-Europa, tot hemisferisch, zoals bij de toename van de achtergrondconcentraties boven de noordelijke mid-latitudes. Lokaal gevormde oxidanten vertonen over het algemeen grote temporele en ruimtelijke variaties met hoge piekconcentraties als gevolg van emissies die hoofdzakelijk gedurende dezelfde dag plaatsvinden. Regionale vorming van oxidanten vindt meestal plaats in samenhang met stabiele hoge drukken en hoge concentraties kunnen enkele dagen aanhouden (Cox et al, 1977; Guicherit en van Dop, 1975; Grennfelt en Schjoldager, 1984; Borrell et al., 1995). Het evenwicht tussen (lokale) vorming en (lange-afstands)transport in de ozonklimatologie in een bepaald gebied bepaalt de doeltreffendheid van het scala van lokale tot pan-Europese emissiereducties.

2.3.1. De fenomenologie van ozon op het Europese platteland

Grennfelt et al. (1987; 1988) en Feister en Pedersen (1989) hebben als eersten melding gemaakt van zomerozongehaltes in Europa die een toenemende gradiënt vertonen van het noordwestelijke naar het zuidoostelijke deel van het OXIDATE-netwerk. Helaas strekte hun analyse zich niet veel uit tot ten zuiden van de Alpen als gevolg van de beperkte beschikbaarheid van gegevens uit het zuiden en oosten van Europa. Latere rapporten (NILU/CCC 1990 ~1996) bevestigden het gradiëntenpatroon in ozon.

Een kwantitatieve schatting van ozon in zomer en winter werd gegeven door Beck en Grennfelt (1994). Op basis van metingen van 68 plattelands- en achtergrondstations stelden zij vast dat het gemiddelde dagmaximum in de zomer varieerde van 60-80 μg.m-3 in het noordwestelijke deel tot 120-140 μg.m-3 in het centrale deel van Europa. Figuur 1 illustreert een gemodelleerde versie van de gradiënt in de gemiddelde dagmaximumconcentratie van ozon in de zomer boven Europa (Simpson et al., 1997). De Europese achtergrondconcentratie in de mariene grenslaag, d.w.z. de concentratie in lucht die uit de Atlantische Oceaan wordt meegevoerd, is vastgesteld op 60-65 μg.m-3 (Borrell et al., 1995). Het kan nuttig zijn op te merken dat de in het kader van de richtlijn gerapporteerde informatie het niet mogelijk maakt dit algemene beeld voor ozon op het platteland samen te stellen. Er is gebruik gemaakt van meetgegevens van de Eurotrac-TOR- en EMEP-netwerken en van EMEP-modelactiviteiten. Ook moet worden opgemerkt dat de ruimtelijke verdeling van ozon over Europa van jaar tot jaar aanzienlijk verschilt en afhangt van de beschouwde statistiek (vergelijk figuur 1 voor het zomerdagmaximum met figuur 16 voor AOT60).

Figuur 1: Het gemodelleerde vijfjaarsgemiddelde van de zomerdagmaximumconcentratie van ozon. De berekening is uitgevoerd met constante emissies op het niveau van 1990 en met de meteorologie van 5 zomers (1989, 1990, 1992, 1993 en 1994). 1 ppb O3 ” 2 μg.m-3. Bron: Simpson et al., 1997

De seizoensgebonden variatie van ozon, met een breed zomermaximum en een winterminimum, wordt op veel afzonderlijke plaatsen op het continent waargenomen. Op seizoensbasis voegen atmosferische processen in de verontreinigde Europese grenslaag in de zomer 30-40% toe aan de achtergrondconcentratie in de grenslaag. De meeste landelijke stations in het binnenland vertonen tijdens de zomermaanden een typisch dagpatroon, met een minimum in de ochtend en een maximum in de namiddag. De daling tijdens de nacht en de vroege ochtend wordt veroorzaakt door droge depositie. Op stations die sterk door emissies worden beïnvloed, weerspiegelt het effect ook de titratie door NO. Na zonsopgang begint de fotochemische vorming uit precursoren en neemt geleidelijk toe naarmate de hoeveelheid zonlicht toeneemt. Ook de menging van lucht uit de hogere luchtlagen en uit de vrije troposfeer speelt een rol. Niet-vervuilde stations aan de kust en op grote hoogte vertonen vaak een minder uitgesproken dagelijkse variatie als gevolg van de geringe invloed van droge depositie en advectie van homogene en relatief ongestoorde lucht.

2.3.2 De fenomenologie van episoden

Episoden van verhoogde ozonconcentraties doen zich elke zomer in de meeste delen van Europa voor. Tijdens deze perioden, die vaak verscheidene opeenvolgende dagen duren, stijgen de ozonconcentraties in grote delen van Europa tot een veelvoud van de grenslaagachtergrondconcentraties. De perioden doen zich meestal voor onder anticyclonale omstandigheden die samenvallen met meer zonlicht, hoge temperaturen en een lage windsnelheid. Zij worden waargenomen in zowel verontreinigde stedelijke gebieden als in minder verontreinigde plattelandsgebieden. In de stedelijke en voorstedelijke situatie zijn hoge concentraties voornamelijk te wijten aan fotochemische productie uit precursoren die meestal binnen het gebied worden uitgestoten. Op continentale schaal zijn verhoogde concentraties het gevolg van zowel in situ chemie als transport vanuit andere regio’s. Bouscaren (1991) concludeert echter dat in Zuid-Europa fotochemische smog vaak een lokaal karakter heeft.

In het algemeen zijn de ozonconcentraties in de nabijheid van de bronnen in stadscentra lager dan die in voorsteden en op het platteland, voornamelijk als gevolg van het wegspoelen van ozon door stikstofmonoxide afkomstig van het verkeer. Tijdens perioden kan de ozonconcentratie in de voorsteden en verder benedenwinds van de stedelijke brongebieden aanzienlijk verhoogd zijn. De opbouw van ozon als gevolg van fotochemische reacties duurt enkele uren, zodat de hoogste niveaus van foto-oxidanten op enige afstand benedenwinds van de bronnen kunnen worden verwacht. Lin et al. (1995) en Lindsay en Chameides (1988) ontdekten dat de ozonconcentratie in een stedelijke pluim gemakkelijk tweemaal zo hoog was als het achtergrondniveau.

In verschillende steden, met name die in Zuid-Europa, doen zich in hun stadscentra piekconcentraties ozon voor. Dit gebeurt vaak als gevolg van stilstaande lucht of zeewind in zomerse anticyclonale situaties. In het Middellandse-Zeegebied komen grootschalige circulatiecellen tot stand en kunnen kustemissies gedurende verscheidene dagen in de land-zeewind worden gevangen. De ergste perioden van fotochemische oxidatie in het Middellandse-Zeegebied houden waarschijnlijk verband met circulatiesystemen van land-zeewind en treffen vooral de regio’s met grote steden zoals Barcelona, Marseille, Rome en Athene (Borrell et al., 1995). Casestudies over deze verschijnselen worden gerapporteerd voor Athene, Valencia en Lissabon door Moussiopoulos (1994), Millán (1993) en Borrego et al., (1994). Een korte bespreking van ozon in het Middellandse-Zeegebied is opgenomen in bijlage 3.

2.4 Tendensen in troposferisch ozon

De eerste kwantitatieve metingen van de O3-mengverhouding in Europa werden verricht in het Observatoire de Montsouris bij Parijs, tussen 1876 en 1886. De gemiddelde concentratie over 24 uur bedroeg toen ongeveer 20 μg.m-3 (Volz en Kley, 1988). Het is wellicht interessant op te merken dat deze gegevens (1000 monsters) overschrijdingen van de huidige EU-drempelwaarde voor de bescherming van de vegetatie (65 μg.m-3 24-uurgemiddelde) te zien geven bij iets minder dan 1% van alle waarnemingen. (Volz-Thomas, pers. comm.). De meeste van deze gevallen deden zich voor in februari en één in mei en zij weerspiegelen de invloed van lucht met een vrije troposferische oorsprong die het grondniveau bereikt.

In de jaren vijftig was het 24-uurgemiddelde van de ozonconcentraties op het platteland gestegen tot 30-40 μg.m-3 en zij bleven stijgen tot 60 μg.m-3 in de jaren tachtig (Feister en Warmbt, 1987). Aan het eind van de jaren negentig zijn de daggemiddelde concentraties ten minste een factor twee hoger dan in het pre-industriële tijdperk (Borrell et al., 1995, Staehelin et al., 1994). Het grootste deel van de O3-toename vond plaats in de jaren zeventig en hield verband met de enorme toename van NOx-emissies in die periode. In het afgelopen decennium is de ozonconcentratie op het Europese platteland niet of nauwelijks toegenomen. In Nederland zijn de concentraties iets gedaald (Roemer, 1996), terwijl in het zuiden van Duitsland op verschillende plaatsen een jaarlijkse opwaartse trend van 2% wordt gemeld (Scheel et al., 1997). Aan de Ierse kustrand van de Atlantische Oceaan wordt ’s zomers een stijgende tendens van ongeveer 1% per jaar waargenomen als gevolg van verontreinigde lucht van het Europese vasteland (Simmonds, 1993).

Er is weinig werk verricht om tendensen in het vóórkomen van ozonepisoden in Europa af te leiden. Sommige landen hebben echter in het kader van de ozonrichtlijn gegevens verstrekt over de piekconcentraties van het 98-percentiel over de periode 1989-1996 (zie de hoofdstukken 4 en 5). Uit deze gegevens blijkt een significante opwaartse trend in het 98-percentiel van enkele μg.m-3 op 2 stations in België en Luxemburg, terwijl een significante neerwaartse trend over 1989 – 1996 wordt waargenomen bij 18 stations in het Verenigd Koninkrijk en Nederland. Op 35 stations in deze vier landen was er geen bewijs voor een trend (de Leeuw en van Zantvoort, 1997). Er kwam geen duidelijk beeld voor een land of regio naar voren. Een woord van voorzichtigheid is hier geboden. Co-locatiegegevens over NOx waren niet beschikbaar, waardoor we niet kunnen nagaan of de waargenomen trends worden veroorzaakt of gemaskeerd door veranderingen in NOx-concentraties. Wij bevelen aan de som van NO2 en O3, vaak Ox genoemd, te gebruiken als parameter om de invloed van het titratie-effect te ondervangen, omdat Ox ongevoelig is voor titratie (Guicherit, 1988). Bovendien kunnen veranderingen in meettechnieken of werkwijzen de opsporing van trends vertekenen (Roemer, 1997).

Voor ozon in het stedelijk milieu zijn af en toe historische gegevens beschikbaar, die alleen van semi-kwantitatieve metingen zijn afgeleid. In de eerste twee decennia van deze eeuw werden in Athene jaargemiddelden voor ozon van 40-60 μg.m-3 gemeten (Cartalis en Varotsos, 1994). Vergelijkbare niveaus in de jaren 1890 werden gedocumenteerd voor Zagreb (Lisac en Grubisic, 1991).

Het jaarlijkse 98-percentiel van ozon in Centraal Londen varieerde tussen 60 en 140 μg.m-3 en vertoonde een significante trend van -2,8 μg.m-3 per jaar tussen 1973 en 1992 (PORG, 1987; Bower et al. 1991, 1994). De basisstatistieken voor ozon van verschillende andere Noordwesteuropese stedelijke stations laten waarden zien die de afgelopen 5 tot 10 jaar in een vergelijkbaar bereik lagen. Uit een record van een voorstadstation van Athene (Liosia) blijkt dat de maandelijkse gemiddelde concentratie in de periode 1984-1989 een gemiddelde stijging van ongeveer 15% per jaar te zien gaf. In 1987 begonnen de maandelijkse gemiddelde waarden 110 μg.m-3 te overschrijden (Moussiopoulos, 1994). Deze waarde komt overeen met de huidige EU-drempelwaarde voor het 8-uurgemiddelde ter bescherming van de menselijke gezondheid. In 1988 werd deze drempelwaarde in dit meetstation op 140 dagen overschreden.

Het vaststellen van een trend in ozonepisoden in het stedelijk milieu is wellicht van groter belang. In tabel 3 wordt het aantal overschrijdingen van de 8-uurgemiddelde concentratie van 110 μg.m-3 (12-20 uur) op verschillende stedelijke locaties gegeven. Uit de tabel blijkt dat op alle stedelijke locaties overschrijdingen voorkomen. Over de jaren die voor dit verslag beschikbaar zijn, kan geen significante trend worden waargenomen. De meteorologische variatie van jaar tot jaar is waarschijnlijk de belangrijkste oorzaak van de grote variatie tussen de jaren.

Tabel 3: Het aantal overschrijdingen van de 110 µg.m-3, 8-uurgemiddelde drempelwaarde op een selectie van (sub)stedelijke locaties in de periode 1982 – 1995

Land	Station	Stad	1982	1983	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994	1995
België	I.R.M. Av. Circulaire	Bruxelles	*	*	37	23	11	18	21	34	42
België	St-Kruiswinkel	Gent	*	*	*	10	8	14	7	16	33	7	21	9	20	21
België	Namur Ville en Waret-Vezin	Sites de fond	*	*	*	*	6	10	12	39	41	0	11	9	31	32
Griekenland	Patission 147	Athene	*	0	0	*	*	10	17	17	14	1	*	*	*	*
Griekenland	Smyrni Cementery of N Smyrni	Athene	*	*	*	*	*	20	48	60	34	71	*	*	*
Griekenland	Aspropyrgos	Athene	*	23	9	*		*	*	*	*	*	*	*	*	*
Griekenland	Pireas Platia Dimotikou Theatrou	Athene	*	*	*	*	*	*	59	83	30	8	*	*	*	*
Nederland	Florapark	Amsterdam	*	*	*	*	7	9	8	27	30	6	19	9	14	20
Nederland	Const.Rebecqueplein	Den Haag	*	*	*		0	11	8	28	37	17	23	9	20	19
Nederland	Schiedamsevest	Rotterdam	*	*	*	*	8	9	7	32	20	11	20	*	*
Nederland	Kard. De Jongweg	Utrecht	*	*	10	24	17	1	10	8	17	20
Nederland	Witte Vrouwenstraat	Utrecht	*	*	*		*	0	0	5	4	*	4	*	*	*
Nederland	Tuin Utrechtse Bibliotheek	Utrecht	*	*	*	*	*	0	4	12	24	9	24	4	17	32
Nederland	Amsterdamse poort	Haarlem	*	*	*	*	18	4	7	3	*	*	*	*	*	*
Nederland	Keizer Karelplein	Nijmegen	*	*	*	1	6	2	*	*	*	*	*	*	*
Nederland	Arnhemseweg	Apeldoorn	*	*	*	*	*	*	*	*	33	9	20	8	22	17
Nederland	Floreslaan	Vlaardingen	*	*	*	*	3	5	6	25	13	*	9	4	15	19
Portugal	Lisboa Bairro Alto – R. do Seculo 51	Lisboa	*	*	6	1	1	2	*	*	*
Portugal	Montes Chaos	Sines	*	*	*	2	2	13	88	4	0	10	*	*	*
Spanje	Plaza Castilla – Avenida Castellana	Madrid	*	*	*	*	*	*		*	*	*	*	*	*	*
Spanje	Poble Nov – Pl.Doctor Trueta	Barcelona	*	*	*	*	*		30	39	8	1	13	16	*	*	*
Spanje	Molina Pl.	Barcelona	*	*	*	*	11	20	16	0	5	9	1	*	*
Spanje	Montcada I Reixach	Barcelona	*	*	*	*	0	2	*	*	*
Groot Brittannië	Centraal Londen Lab-Minster House	Groot-Londen	0	0	15	8	1	0	13	2	*	*	*	*	*
Groot-Brittannië	Brug Place	Greater London	*	*	*		4	0	0	*	*	0
Groot Brittannië	Stevenage – WSL	Stevenage	0	23	31	10	9	4	2	*	*	*	*	*	*	*

De gegevens zijn berekend op basis van alle stedelijke locaties die zijn aangesloten op de AIRBASE-database. * : geen gegevens

2.5 Fotochemisch ozonvormend vermogen

Verschillende VOS’s hebben verschillende ozonvormende capaciteiten. De chemische basis voor deze verschillen wordt nu redelijk goed begrepen. Het concept van het fotochemisch ozonvormend vermogen (Photochemical Ozone Creation Potential – POCP) is een veel gebruikte benadering om het relatieve belang van afzonderlijke VOC’s voor de ozonvorming op korte termijn in te schatten (Derwent en Jenkin, 1991; Simpson, 1995). POCP wordt gedefinieerd als de verandering in het gemiddelde O3 wanneer een bepaalde soort wordt gereduceerd ten opzichte van de verandering in het gemiddelde O3 wanneer etheen wordt gereduceerd. Over de definitie van POCP bestaat enige discussie omdat deze geen betrekking heeft op: (1) de transporttijdschalen versus de fotochemische reactietijdschalen, (2) de niveaus van peroxy-radicalen en NOx die vereist zijn bij de productie van O3, en (3) de kwestie van VOS- of NOx-beperking. Wanneer het de bedoeling is regels vast te stellen op basis van het vermogen om O3 te vormen, en niet op basis van de totale massa, dan blijkt uit POCP-evaluaties dat van de meest voorkomende VOS tolueen, etheen, butaan en propeen de meest efficiënte ozonproducenten op korte termijn zijn. Wanneer men echter de POCP-waarden op langere termijn (b.v. 96 uur) beoordeelt, worden de langzaam reagerende alkanen steeds belangrijker (Andersson-Sköld et al., 1992).

2.6 Bron-receptorrelaties

Bron-receptorrelaties zijn een zeer krachtig instrument gebleken bij de ontwikkeling van reductiestrategieën, met name in het geval van verzuring (Alcamo et al., 1990). In veel van de toepassingen zijn componenten met een lineair gedrag aan de orde geweest. In het geval van verzuring kan de totale depositie over een gebied worden berekend door optelling van alle bijdragen van alle relevante bronnen en soorten, die geografisch of per emissiesector kunnen worden georganiseerd. In het geval van O3 is de situatie complexer als gevolg van de niet-lineaire relatie tussen de bronsoorten VOS en NOx en als gevolg van de invloed van de achtergrondtroposfeer.

Een aantal werkers heeft over deze kwestie gerapporteerd (Kleinman en Benkovitz, 1987; Stedman en Williams, 1992; Simpson, 1992), maar in veel van dit werk waren de ontwikkelde relaties alleen geldig onder vaste omstandigheden, b.v. vaste HOx/NOx-verhoudingen. Simpson (1992) vond dat ozon in VOS-beperkte regimes in hoge mate een lineaire afhankelijkheid vertoont van veranderingen in VOS-uitstoot. Bron-receptorrelaties voor overschrijdingen van ozondrempels, gemiddeld over langere perioden (3 tot 6 maanden), bleken veel robuuster dan die voor bijvoorbeeld de dagelijkse maximale concentratie (Simpson en Malik, 1996).

De vraag naar bron-receptorrelaties voor ozon met een veel breder geldigheidsbereik is toegenomen vanwege de roep om kosteneffectieve en ruimtelijk gedifferentieerde ontwikkeling van bestrijdingsstrategieën. Het ozonprobleem zal ook worden gekoppeld aan verzuring en eutrofiëring om te komen tot een optimale emissiereductie om de doelstellingen voor de oplossing van al deze problemen te halen. Heyes et al. (1996) hebben bron-receptorrelaties voor ozon ontwikkeld in de vorm van isopleth-diagrammen, die kunnen worden gebruikt bij de aanpak met meerdere verontreinigende stoffen en meerdere effecten. Het werk van Heyes et al. (1996) zal worden toegepast ter ondersteuning van de Europese Commissie bij de ontwikkeling van haar strategie ter bestrijding van ozon (Amann et al., 1997) en van de VN-ECE bij haar werkzaamheden in verband met het tweede NOx-protocol.