De GGD Amsterdam heeft twee soorten fijnstofsensorkastjes van SODAQ getest: de Snuffelfiets (een eerdere versie van de SODAQ AIR) en de SODAQ AIR (het sensorkastje waarmee we in Hollandse Luchten meten). Beide fijnstofsensorkastjes zijn bruikbaar op de fiets, maar ook als fijnstofmeter op een vaste plek. In Hollandse Luchten wordt de SODAQ AIR op een vaste plek gebruikt. Door de sensorkastjes allemaal op dezelfde plaats te zetten, ook wel ‘colocatie’ genoemd, kun je de meetresultaten goed vergelijken. Het rapport over deze vergelijking is onlangs verschenen. Hieronder staan de belangrijkste bevindingen.
SODAQ AIR, sensorkastje waarmee in Hollandse Luchten wordt gemeten Snuffelfiets, een eerdere versie van de SODAQ AIR.
Uitleg over het onderzoek: colocatie, correlatie en R2
De kwaliteit van de PM2.5 sensormetingen is onderzocht door de sensorkastjes naast de officiële apparaten te zetten, dat heet colocatie. Daardoor meten alle apparaten in principe dezelfde lucht. Ze zouden dan hetzelfde moeten meten. Of ze dat ook echt doen kun je op veel verschillende manieren bekijken.
Je kunt bijvoorbeeld kijken of de sensoren en de officiële meetapparaten op hetzelfde moment pieken en dalen laten zien, dat noem je te berekenen: dat is een maat voor of de apparaten hetzelfde soort gedrag vertonen. R2 kan variëren tussen 0 en 1. Bij een R2 van 0 zit er geen verband tussen de metingen, ze pieken dan totaal op verschillende momenten, en tenminste een van de apparaten is dan waarschijnlijk onzin aan het meten. Als de meetresultaten juist wel precies op hetzelfde moment pieken is de correlatie dicht bij de 1. Een correlatie die dichtbij de 1 zit, betekent alleen niet dat de gemeten waarden ook op hetzelfde niveau waren. Bijvoorbeeld, 1 sensorkastje meet in twee meetperioden eerst 10 en dan 20, en een 2e sensorkastje meet in dezelfde periode eerst 20 en dan 40. De R2 zal dan 1 zijn, omdat de metingen allebei verdubbelden op hetzelfde moment. Alleen meet het 2e sensorkastje twee keer zo hoog, maar dat kun je dus niet aan de R2 zien.
De resultaten
De kwaliteit van de PM2.5 metingen
In de studie vonden we dat het gedrag sensorkastjes en officiële metingen verschilden. In Zaandam was de correlatie goed (R2: 0,8 – 0,9), in Beverwijk iets minder (R2: 0,7). De SODAQ sensorkastjes zijn dus in staat om de algemene trends in PM2.5 concentraties te volgen.
De R2 vertelt je echter niet of de hoogtes van de pieken ook echt hetzelfde waren. We zagen bijvoorbeeld dat de sensorkastjes de gemiddelde PM2.5 concentraties flink overschatten. Bij meetwaarden hoger dan 10 µg/m3 was de overschatting van de concentratie nog groter, maar was de correlatie wel beter. Bij concentraties lager dan 10 µg/m3 was het omgekeerd, de correlatie was slechter, maar de overschatting van de concentratie was dan weer kleiner. De hoogste gemeten pieken waren vaak twee keer zo hoog als die van officiële luchtmeetstations.
De SODAQ AIR sensorkastjes zijn daarom niet geschikt voor nauwkeurige fijnstofmetingen of vergelijkingen met Europese normen of WHO advieswaarden.
Wel kunnen ze pieken in luchtvervuiling goed detecteren. Dit maakt ze onder andere goed bruikbaar als waarschuwingssysteem voor incidentele verhoogde luchtvervuiling, bijvoorbeeld bij een brand, vanwege de hoge tijdsresolutie van de metingen.
Verschillen tussen de sensoren
De Snuffelfietssensorkastjes presteren beter dan de SODAQ AIR sensorkastjes, ondanks dat ze dezelfde sensoren (Sensirion SPS30) gebruiken voor metingen. De oorzaak van dit verschil is nog niet duidelijk. Het zou kunnen komen door het verschil in behuizing of door in de luchtstroom binnen in het apparaat. Dit kan ook te maken hebben met de software in de sensorkastjes.
Verschillen tussen meetlocaties
Resultaten van de sensorkastjes komen beter overeen met officiële metingen in Zaandam dan in Beverwijk.
Oorzaken voor slechtere resultaten in Beverwijk kunnen zijn:
- Andere samenstelling van het aanwezige fijnstof door nabijgelegen industrie.
- Meer uitval van officiële meetapparatuur in Beverwijk.
Invloed van luchtvochtigheid en temperatuur
Als de lucht heel vochtig is, leidt dat tot meer en grotere meetfouten v. Vooral als de luchtvochtigheid boven de 80% komt. PM2.5 pieken worden dan hoger door het vocht in de lucht. De SODAQ AIR sensorkastjes lijken wel hogere pieken te tonen en meer fouten te maken dan de Snuffelfiets sensorkastjes. Een belangrijke stap voorwaarts is dat er voor beide SODAQ kastjes bijna geen pieken zijn die alleen door vocht komen, zoals wel voorkwam bij de SDS011-sensoren (Holu-kit) die werden gebruikt in Hollandse Luchten fase 1 (voor 2022).
De invloed van de temperatuur op de sensormetingen is nog onduidelijk en wordt verder onderzocht. Een verdere analyse is gepland voor later in 2024, wanneer er meer meetgegevens beschikbaar zijn.
Voorbeelden van R2 bepalingen uit het onderzoek
In de scatterplot hieronder is de R2 bepaling te zien van SODAQ AIR 549 die hangt op meetstation Beverwijk, wanneer de PM2.5 concentraties gemeten door de officiële apparatuur (op de horizontale as) lager was dan 10 µg/m3. Dit is een voorbeeld van een lage R2 van 0.28. Hier kun je uit opmaken dat de metingen van het sensorkastje vaak niet hetzelfde gedrag vertonen als de officiële metingen, en is er een lage correlatie.
In de scatterplot hieronder is de R2 bepaling weergegeven van hetzelfde sensorkastje als hierboven, maar dan bij concentraties hoger dan 10 µg/m3. Deze R2 is een stuk hoger, namelijk 0.70,, wat betekent dat het sensorkastje bij hogere concentratie redelijk de officiële metingen volgt. Je ziet wel direct dat de gestippelde lijn veel hoger ligt dan de zwarte lijn. De zwarte lijn krijg je als de twee instrumenten precies dezelfde concentraties zouden meten. Aan de gestippelde lijn kun je zien dat de gemeten concentraties van het sensorkastje een stuk hoger waren dan de officiële metingen bij relatief hoge concentraties.
Hieronder is eenzelfde soort scatterplot weergegeven, maar hierbij is de gehele dataset van de meetperiode gebruikt. Het gaat hier om meetwaarden van de SODAQ AIR 541 die hangt op het meetstation Zaandam. Dit is een voorbeeld van een hele hoge R2 van 0.94. De metingen van dit sensorkastje pieken dus bijna precies op hetzelfde moment als de officiële metingen.
Wil je het hele rapport lezen?