Validatie van fijn-stof (PM10) meetresultaten van het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit

Abstract

De in het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (LML) opgestelde meetapparatuur voor het vaststellen van de fijn stof (PM10) concentratie in de buitenlucht verzamelt het aangezogen stof op een filter. Het principe van de meetmethode berust op het vaststellen van de verzwakking van beta-straling door het verzamelde stof, als maat voor de hoeveelheid (massa) op het filter verzameld stof. Hieruit wordt vervolgens de concentratiewaarde (meetresultaat) berekend. Omdat de meetresultaten door een diversiteit van oorzaken fouten kunnen bevatten dienen deze getoetst te worden op juistheid (validatie). Mogelijke fouten kunnen onderkend worden door het beschouwen van de z.g. technische parameters van de monitor. Gebruikt zijn de technische status van de monitor en het uurgemiddelde en de standaarddeviatie van de stofbelading. Door het analyseren van deze parameters uit het verleden zijn toetswaarden afgeleid die uitsluitsel geven over de juistheid van de meetresultaten. Op basis van bovengenoemde parameters zijn de volgende vier testen gedefinieerd: a. Test op technische status van de monitor. Via de in de monitor ingebouwde microprocessor wordt een belangrijk deel van de werking intern bewaakt. Falen van het meetsysteem komt tot uitdrukking in de hoogte van het uitgangssignaal van de monitor. Het Stations Processor Systeem (SPS) zal dit vertalen naar een technisch statuswoord dat bij elk uurlijks meetresultaat wordt gegenereerd. b. Test op negatieve waarden uurlijkse stofbelading. Bij buitenluchtconcentraties van nul mug m-3 is de uurlijkse stofbelading gemiddeld nul mug. Echter door fluctuaties in het signaal kunnen ook negatieve waarden optreden. De ondergrens is empirisch vastgesteld op -18 mug. c. Test op te sterke variatie in uurlijkse stofbelading. Sterke variaties in de uurlijkse stofbelading kunnen veroorzaakt worden door verstoring van de meting. De toetswaarde, gedefinieerd als het verschil tussen twee opeenvolgende uurlijkse stofbeladingen, is empirisch vastgesteld op 42 mug. d. Test op de standaarddeviatie van de uurgemiddelde stofbelading. De hoogte van de minimale standaarddeviatie kan gekarakteriseerd worden als een 4e graads functie van de uurgemiddelde concentratiewaarde. Uit de frequentieverdeling van opgetreden standaarddeviaties is te samen met genoemde functie de grenswaarde vastgesteld. Het resultaat van de bovengenoemde toetsen leidt tot een aanbevelingslijst van af te keuren meetresultaten. Een soortgelijke toetsmethode heeft in de periode november '93 t/m april '94 geleid tot afkeuraanbeveling van ca. 0,5% van de meetresultaten. Na een kritische beschouwing werd ca 0,4% daadwerkelijk afgekeurd. Het verschil werd veroorzaakt doordat in extreme luchtverontreinigingssituaties de testen c en d in een aantal gevallen ten onrechte tot een afkeuraanbeveling leidden. Belangrijkste aanbevelingen die worden gedaan zijn het vaststellen van de toetsingscriteria met een uitgebreidere dataset en het formaliseren en vastleggen in procedures van overwegingen die worden gehanteerd bij de beoordeling van de afkeuraanbevelingen.

In the Dutch National Air Quality Monitoring Network (LML), PM10 aerosol concentrations are automatically measured at 19 stations: 10 region-, 5 street- and 4 citystations. The measurement principle is based upon the attenuation of beta-radiation by aerosols which are collected on a filtertape. The PM10 data stored in the LML database has to be validated to detect wrong data. This wrong data can occur due to very different causes, for example small insects, humidity etc. A validation method is presented based on the technical status of the instrument and its principal measuring parameter: the mass on the filtertape. Summarized, the following validation procedures are used: a. Technical status of the monitor. This technical status, based on for example absolute signal levels is reflected in a statusword, which is composed by the station processor. b. Decrease of filtermassload. Due to the principal of the instrument, the hourly averaged filterload has to increase ; a decrease is only permitted within certain limits. c. Change of filtermassload. The increase of filtermassload in time depends on the (change) of concentration levels ; this change has to be within certain limits. d. Standard deviation of hourly filtermassload. This standard deviation can be explained within certain limits due to the principal of the instrument and change of ambient aerosol concentrations ; a higher deviation reflects irregularities occurring within one hour. The validation procedure ends with a list of data which are suspicious. The person who is charged with validation has to decide (with help of additional information) if the proposed data will be rejected or not. For the period november 1993 until april 1994, the presented validation method leads to an rejection recommendation of about 0.5% of all measurement data. Extreme air pollution circumstances cause 0.4% of all data which to be rejected finally.