In wetenschappelijke termen bestaat schone lucht uit specifieke gassen, waaronder stikstof (N₂), zuurstof (O₂), argon (Ar), koolstofdioxide (CO₂) en waterdamp. De verhouding van deze componenten kan variëren afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. Lucht bevat echter ook gassen met variabele concentraties, die bekend staan als luchtverontreinigende stoffen.
Er zijn belangrijke luchtverontreinigende stoffen — waaronder PM, O₃, CO en NO₂ — die vaak worden aangeduid als "criterium verontreinigende stoffen", vanwege hun impact op de gezondheid en het milieu. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) stelt internationale richtlijnen vast voor luchtkwaliteit met betrekking tot deze en andere stoffen. Om lucht als veilig te beschouwen, moeten de concentraties van deze stoffen onder de aanbevolen limieten blijven.
Noodzaak van monitoring
Blootstelling aan hoge niveaus van luchtverontreinigende stoffen wordt in verband gebracht met een breed scala aan gezondheidsproblemen, van hoofdpijn en vermoeidheid tot ernstigere chronische aandoeningen. Hoewel het onmogelijk is om luchtverontreiniging volledig te elimineren, is het essentieel om hun concentraties zo laag mogelijk te houden om de gezondheid van de mens te beschermen.
Hier komt geavanceerde luchtkwaliteitsmonitoring om de hoek kijken. Zowel binnen- als buitenomgevingen zouden uitgerust moeten zijn met sensoren die schadelijke verontreinigingsniveaus detecteren en ervoor zorgen dat de luchtkwaliteit binnen veilige grenzen blijft.
De rol van sensoren
Hoewel sensoren voor temperatuur, relatieve luchtvochtigheid en CO₂ doorgaans worden gebruikt om basisventilatie te regelen voor (thermisch) comfort en voldoende toevoer van verse lucht, spelen aanvullende sensoren die luchtverontreiniging meten een cruciale rol bij het minimaliseren van gezondheidsrisico’s. Deze sensoren helpen bij het detecteren van schadelijke stoffen die mogelijk niet merkbaar zijn voor bewoners, maar die wel degelijk een impact hebben op het welzijn op lange termijn. Door dergelijke sensoren te integreren, kunnen ventilatiesystemen effectiever reageren en op die manier zowel comfort als gezondheid bevorderen.
Belangrijke luchtverontreinigende stoffen
Om luchtkwaliteit goed te begrijpen, is het belangrijk om op de hoogte te zijn van de verschillende soorten luchtverontreinigende stoffen, hun bronnen, chemische reacties en effecten op de gezondheid.
1. Vluchtige Organische Stoffen (VOC)
Vluchtige organische stoffen (Volatile Organic Compounds of VOCs) zijn chemische stoffen die gemakkelijk verdampen en vaak voorkomen in alledaagse producten zoals schoonmaakmiddelen, verf, lak, bouwmaterialen, meubels en kantoormaterialen zoals printers en kopieerapparaten. Ze worden ook geproduceerd door mensen en dieren. Daarnaast spelen ze een rol in de vorming van ozon (O₃), smog en zure regen, wat schadelijk is voor het milieu. Veelvoorkomende VOCs zijn benzeen, ethyleenglycol, formaldehyde, methyleenchloride, tetrachloorethyleen, tolueen, xyleen en 1,3-butadieen.
TVOC staat voor Total Volatile Organic Compounds of de totale hoeveelheid vluchtige organische stoffen. Het monitoren van TVOC-niveaus is belangrijk, omdat sommige VOCs schadelijk kunnen zijn voor de gezondheid, vooral wanneer ze zich binnenshuis ophopen. Inademing van hoge concentraties gedurende langere tijd kan leiden tot klachten zoals hoofdpijn, duizeligheid, irritatie van ogen, neus en keel, allergische huidreacties en in sommige gevallen ernstigere gezondheidsproblemen. Sommige VOCs zijn bewezen kankerverwekkend.
De VOC-index geeft een overzicht van de totale hoeveelheid VOCs in de lucht. Het is een slimme, adaptieve indicator die trends in binnenluchtvervuiling door VOCs laat zien. Een waarde van 100 staat voor de gemiddelde gassamenstelling van de binnenlucht van de afgelopen 24 uur. Waarden tussen 100 en 500 duiden op een verslechtering, terwijl waarden tussen 1 en 100 een verbetering aangeven. Deze trendsensor kan ook gebruikt worden om de ventilatorsnelheid van het ventilatiesysteem aan te sturen: bij een dalende trend kan de ventilatorsnelheid worden verlaagd, bij een stijgende trend is meer toevoer van verse lucht noodzakelijk.
2. Koolmonoxide (CO)
Koolmonoxide (CO) is een kleur-, geur- en smaakloos giftig gas. Het mengt zich gemakkelijk met lucht en is brandbaar. Het brandt met een herkenbare violetkleurige vlam. CO komt zowel binnen als buiten voor. Binnen zijn de belangrijkste bronnen: niet-geventileerde gas- of kerosinekachels, lekkende schoorstenen, CV-installaties en boilers. Activiteiten zoals roken of koken op een gasfornuis verhogen tevens de CO-niveaus binnenshuis. Buiten zijn voertuigen en machines die fossiele brandstoffen verbranden de voornaamste bronnen. Hierdoor kunnen in garages, parkeerplaatsen en langs wegen hoge CO-niveaus worden gemeten.
De effecten van CO zijn schadelijk voor de menselijke gezondheid. Lage niveaus van CO kunnen vermoeidheid veroorzaken bij gezonde mensen en pijn op de borst bij mensen met hartaandoeningen, vooral als zij aan het sporten zijn of onder stress staan. Korte blootstelling leidt tot een verminderde zuurstoftoevoer naar het hart. Blootstelling aan hoge niveaus van CO kan leiden tot duizeligheid, hoofdpijn, verwarring, misselijkheid en verminderde zicht-, coördinatie- en hersenfunctie. De hoogste CO-niveaus komen vaker voor binnenshuis en kunnen dodelijk zijn voor mensen.
Koolmonoxide heeft ook een impact op het milieu, CO kan deelnemen aan chemische reacties die leiden tot de vorming van ozon (O3), wat schadelijk is voor de natuur en vegetatie.
Tegenwoordig zijn de meeste voertuigen ontworpen om meer kooldioxide (CO2) en minder koolmonoxide (CO) uit te stoten bij de verbranding van brandstof. Daarnaast toont het feit dat CO kan reageren met zuurstof (O2) en daardoor CO2 kan vormen een direct verband aan tussen CO- en CO2-niveaus, vooral in afgesloten parkeergarages waar de luchtkwaliteit sterk afhankelijk is van een goed ventilatiesysteem.
De CO2-sensoren van Sentera voor buiten zijn specifiek ontwikkeld voor nauwkeurige CO2-metingen, wat de veiligheid van mensen in afgesloten parkeergarages kan garanderen. De CO2-sensoren van Sentera zijn geschikt voor het meten van de luchtkwaliteit in afgesloten parkeergarages. Bovendien meten deze multifunctionele sensoren ook temperatuur, relatieve luchtvochtigheid en omgevingslichtniveaus. Op basis van de temperatuur- en vochtigheidsmetingen wordt het dauwpunt berekend. Al deze waarden zijn beschikbaar via Modbus RTU.
3. Vloeibaar petroleumgas (LPG)
Vloeibaar petroleumgas (Liquefied Petroleum Gas of LPG) wordt veel gebruikt als brandstof voor voertuigen. Door de nefaste impact op het milieu neemt het gebruik van dieselmotoren af, en worden LPG-motoren populairder omdat ze minder schadelijk zijn. LPG bestaat uit propaan en butaan, of een mengsel daarvan. LPG-dampen kunnen leiden tot flauwvallen en verstikking in slecht geventileerde ruimtes. Een continu meetsysteem is noodzakelijk om een veilige en gezonde binnenlucht te kunnen garanderen
4. Fijnstof (PM)
Fijnstof (Particulate Matter of PM) verwijst naar een complexe mengeling van zeer kleine vaste deeltjes en vloeistofdruppels die in de lucht zweven. De deeltjes verschillen in grootte, vorm en chemische samenstelling, en worden voornamelijk geclassificeerd op basis van hun diameter. PM10 en PM2.5 — deeltjes met een diameter van respectievelijk 10 µm en 2,5 µm of kleiner — worden als gevaarlijk beschouwd. Door hun kleine formaat kunnen PM10 en vooral PM2.5 worden ingeademd tot diep in de longen. PM2.5-deeltjes zijn bijzonder gevaarlijk omdat ze de longblaasjes kunnen binnendringen en zelfs in de bloedbaan terecht kunnen komen. Dit verhoogt het risico op ernstige gezondheidsproblemen zoals luchtwegaandoeningen, hart- en vaatziekten en vroegtijdige sterfte.
Fijnstof veroorzaakt ook zure regen, die gebouwen aantast, en draagt bij aan de vorming van smog en verminderde zichtbaarheid — wat gevaarlijk is voor het verkeer. Enkele van de belangrijkste bronnen van PM2.5 en PM10 zijn energiecentrales en auto's, die chemicaliën uitstoten zoals zwaveldioxide en stikstofoxiden, die ontstaan als gevolg van complexe chemische reacties. Daarnaast worden deeltjes ook direct uitgestoten door bouwplaatsen, akkers, onverharde wegen en brandhaarden. Sommige bronnen bevinden zich binnenshuis en kunnen het gevolg zijn van activiteiten zoals roken, koken op een houtkachel, aangebrand voedsel tijdens het koken, en het aansteken van kaarsen of haarden. Stof en pollen, die via open ramen naar binnen kunnen komen, worden eveneens beschouwd als een bron van PM2.5 en PM10.
5. Ozon (O₃)
Ozon (O₃) is een andere luchtvervuilende stof die ontstaat door complexe chemische reacties in de atmosfeer. De belangrijkste componenten verantwoordelijk voor de vorming van O₃ in een vervuilde atmosfeer zijn stikstof (N₂) en vluchtige organische stoffen (VOCs).
De belangrijkste bronnen van stikstofoxiden (NOx) en vluchtige organische stoffen (VOCs) zijn de uitstoot van auto's, energiecentrales, chemische fabrieken, elektriciteitsbedrijven, benzinedampen en olieraffinaderijen. Deze stoffen reageren in aanwezigheid van zonlicht, waarbij ozon ontstaat. Ozon komt het vaakst voor in stedelijke gebieden, maar het kan door de wind over lange afstanden worden verspreid, wat leidt tot verhoogde vervuilingsniveaus in landelijke gebieden. Het is een van de belangrijkste bestanddelen van smog, wat leidt tot verminderde zichtbaarheid en luchtkwaliteit.
Bij inademing kan O₃ irritatie en ontsteking van de luchtwegen veroorzaken, wat leidt tot hoesten, pijn op de borst en een toename van aanvallen bij mensen die aan astma lijden. Langdurige blootstelling aan hoge ozonconcentraties is vooral schadelijk voor kinderen, ouderen en mensen met ademhalingsproblemen, die hierdoor een verminderde longfunctie kunnen ontwikkelen. Daarnaast heeft O₃ ook een nadelig effect op de natuur en vegetatie. Het remt de plantengroei, fotosynthese en vermindert de biodiversiteit.
6. Stikstofdioxide (NO2)
Stikstofdioxide (NO2) behoort tot een groep zeer reactieve gassen die stikstofoxiden (NOX) worden genoemd. Stikstofdioxide (NO2) ontstaat bij verbrandingsprocessen waarbij stikstof en zuurstof betrokken zijn. De belangrijkste oorzaak van de aanwezigheid van NO2 in de lucht is het verbranden van brandstoffen. In dit opzicht spelen uitstoot van energiecentrales, voertuigen, industriële activiteiten en verwarming van woningen een grote rol in het NO2-gehalte. Daarnaast vereisen afgesloten parkeergarages een goede ventilatie, omdat de uitstoot van voertuigen schadelijk is voor de gezondheid. In dit geval kan het detecteren van CO2 dienen als een criterium voor de algemene veiligheid in afgesloten parkeergarages, aangezien er grote hoeveelheden CO2 vrijkomen bij de verbranding van brandstof. De CO2-sensoren van Sentera zijn speciaal ontworpen om CO2-niveaus te detecteren en te garanderen dat deze binnen een veilig bereik blijven. Daardoor zijn de CO2-sensoren voor buitenshuis een essentieel onderdeel van elk ventilatiesysteem in afgesloten parkeergarages.
Stikstofdioxide heeft schadelijke effecten op de menselijke gezondheid. Blootstelling aan hoge niveaus van NO2 gedurende korte tijd kan leiden tot irritatie en ontsteking van de luchtwegen in het ademhalingssysteem. Symptomen zoals hoesten, ademhalingsproblemen en piepende ademhaling kunnen optreden.
Stikstofdioxide heeft ook een effect op het milieu. In combinatie met water, zuurstof en andere chemicaliën vormt NO2 zure regen. Bovendien reageert NO2 met andere luchtverontreinigende stoffen, wat leidt tot de vorming van smog en een verslechtering van de luchtkwaliteit.
Conclusie
Het behouden van schone lucht is een complexe uitdaging die door veel factoren wordt beïnvloed. Daarom is continue monitoring van de luchtkwaliteit essentieel om de gezondheid en veiligheid van mensen te waarborgen, vooral binnenshuis. Daarnaast moeten openbare gebouwen bepaalde ventilatienormen - opgesteld om de luchtkwaliteit te handhaven - strikt opvolgen. Deze regelgeving stelt kritische veiligheidsdrempels vast die nooit overschreden mogen worden om te garanderen dat de lucht veilig blijft voor alle aanwezigen.