Fijnstof uitstoot rondom de lockdown (deel I)

Benieuwd naar de achtergronden van dit project zie mijn vorige blog

source: meme-arsenal.com

Ik zal maar gelijk met de deur in huis vallen. Dit is het resultaat van mijn onderzoekje:

De data is gecorrigeerd en afkomstig uit de archieven van Luftdaten.info en beslaan de periode 1 jan t/m juni 2020

Grafiekjes laten de gemiddelde uitstoot zien van fijnstof in Arnhem Centrum (ong 25 meetpunten). Links de uurgemiddelden van de fijnstof uitstoot voor de niet-lockdown (1 jan t/m 23 maart en maand juni 2020), rechts  de gemiddelden in de lockdown periode (23 maart t/m 1 juni 2020). 

Wat zie jij? Ik zie in ieder geval niet zoveel. Het lijkt mij dat de gemiddelde fijnstof uitstoot per uur ongeveer hetzelfde is tussen niet-lockdown en lockdown fase. Je zou misschien kunnen stellen dat voor PM10 in de namiddag (15:00) er iets minder uitstoot te zien is in de lockdown fase. Een ander effect voor PM2.5. Hier liggen de meetwaarden over de gehele lockdown fase  juist weer iets hoger. In ieder geval zien de verschillen er niet echt significant uit..

selectie meetpunten Arnhem Centrum

Toch wel vreemd, ik had juist verwacht dat er sprake zou zijn van best een grote vermindering van de uitstoot tijdens de lockdown van zowel de PM10 als de PM2.5 waarden, maar dit is niet wat het sensor netwerk aangeeft. Hoe komt dat, waar gaat het mis? Klopt de data niet, is het mijn programmatuur of is er iets mis het mijn aanpak? 

Het zou ook kunnen zijn dat mijn veronderstelling gewoon niet klopt en het burger sensor netwerk wel de werkelijkheid aangeeft. De makkelijkste manier om daar achter te komen is om een vergelijking te doen met gekalibreerde sensoren in de buurt. Maar dat is voor onderzoekje deel II, wil dit deel alleen baseren op één databron om beetje op gang te komen.

source:pexels.com

Dus hoe nu verder? Misschien even een andere weergave proberen. Een ander gezichtspunt kan soms wat extra licht schijnen op een probleem.

Gekozen voor de tijdslijn weergave. We zien hier een beetje hetzelfde beeld, de gemiddelden in de lockdown fase lijken iets oplopen tot in het midden van de lockdown om dan af te nemen zelfs na de versoepelingen. Uitzondering is de piek in januari. Ik heb even gekeken of dit een gevolg van een meetfout was, maar het bleek dat deze piek in verschillende buurten naar voren kwam. Ik vermoed dat hier de jaarwisseling de boosdoener is.

Even een heel ander ding dat me opviel is het absolute nivo van de fijnstof, het merendeel van  metingen liggen onder de 10 -15 μg/m3. Ook al gaat het hier om gemiddelden, je kan toch zeggen dat dit schone Arnhemse luchten zijn! 

Na een aantal overpeinzingen kan ik wel een aantal factoren aanwijzen waarom ik vermoed dat de werkelijkheid anders kan zijn dan door de data aangegeven:

1. Keuze referentie periode: je zou idealiter willen vergelijken met de zelfde lockdown periode een jaar eerder, dit om seizoensinvloeden te voorkomen. Helaas is dat hier geen optie omdat het burger meetnetwerk in Arnhem pas vanaf december 2019 van de grond is gekomen. 
2. Probleem in de datapijplijn:  foute meetwaarden, foutieve sensoren zijn uit de resultaten gehouden. Misschien is het een bug of een verkeerde correctie- of aggregatie methode in mijn datapijpplijn. Ik zal in een volgende blog de R code bespreken. Maar hier alvast de link naar de code. 
3. Goedkope sensoren: de waarden kunnen afwijken van gekalibreerde sensoren gebruikt door RIVM. Een studie heeft aangetoond dat de SDS011 fijnstof sensoren bij een hoge luchtvochtigheid >75% afwijkende waarden laten zien. Ik heb hier wel een correctie op deze meetwaarden toegepast maar kon deze correctie niet kunnen testen aan de hand van een gekalibreerde meter in de buurt.
4. Locatie sensoren: ik neem aan dat de factor verkeer voor Arnhem Centrum de belangrijkste fijnstof bron is die het verschil zou moeten maken tussen de fijnstof uitstoot in de lockdown en niet-lockdown periode. Het kan zijn dat er maar weinig sensoren zijn die de verkeersbelasting kunnen meten. Dit kan ik helaas niet goed nagaan.
5. Burger sensor netwerk in opbouw: zie onderstaand plaatje, je kunt zien dat de eerste twee maanden het netwerk nog maar uit een handjevol meetpunten bestaat. Pas vanaf maart is de situatie min or meer stabiel. Dit betekent dat er in de niet-lockdown fase er een ondervertegenwoordiging is van sensors. Dit leidt tot meer spreiding in de meetwaarden in de maanden januari en februari.

Afsluitende opmerkingen

Een stevige conclusie kan ik helaas aan de hand van de data van ons burger sensor netwerk niet trekken. Ik denk dat de onbekendheid met mate waarin sensoren nu de verkeersbelasting oppikken de belangrijkste factor is waarom ik nog geen betrouwbaar antwoord kan geven op de onderzoeksvraag. Een andere belangrijke onzekerheidsfactor lijkt me het sensor netwerk in opbouw. Maar zover je een uitspraak kan doen lijkt het erop of er niet zoveel verschil is tussen de uitstoot in lockdown periode of daar buiten. 

Een misschien nog een belangrijkere waarneming is dat de fijnstof waarden gemeten in Arnhem Centrum het afgelopen half jaar best laag uitkwamen. Ik denk dat het burger sensor netwerk hier wel meer bewijs voor heeft kunnen leveren. Misschien dat de waarden in werkelijkheid wat afwijken maar ik vermoed dat het niet drastisch verschilt. 

In deel II ga ik aan de hand van RIVM data kijken in hoeverre ik iets verder kan komen. Meer data voor validatie is hier beschikbaar en hoop dan met iets meer zekerheid een conclusie te kunnen trekken, want laten we eerlijk zijn, dit was een slappe hap conclusie.. ik kan niet met zekerheid... ja dat is niet waar we op wachten, we willen resultaten Reinier!

Dank voor het lezen,

Reinier Straatemeier

reinier.straatemeier@gmail.com

Burgerwetenschapper in wording

O ja, nog 1 dingetje ..

Zoals in een eerdere blog aangegeven zou ik nog even een vergelijking maken tussen eindresultaat op basis van de door mij gecorrigeerde data versus de ruwe data. Hier even onder elkaar:

Niet gecorrigeerde data:

Versus de gecorrigeerde data zoals eerder afgebeeld:

Conclusie is dat beide varianten redelijk overeenkomen, behoudens de piek in de periode eind januari begin februari. Ik moet nog uitzoeken wat de precieze reden is waarom deze piek uitvalt. Ik vermoed dat de oorzaak ligt in het feit dat ik een aantal volgens mij niet goed functionerende meters uit het resultaat heb gehouden. To be continued...