RIVM Rapport 610790001/2007
Hoogspanningslijnen en fijn stof
Een literatuuronderzoek
G Kelfkens, LSO
MJM Pruppers, LSO
Contact:
Gert Kelfkens
RIVM/LSO
gert.kelfkens@rivm.nl
Dit onderzoek werd verricht in opdracht van het ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke
Ordening en Milieu, Directoraat Generaal Milieu, Directie Stoffen, Afvalstoffen en Straling, Afdeling
Straling, Nucleaire en Bioveiligheid, in het kader van project BEST, onderdeel `Ondersteuning EMV-
beleid'.
RIVM, Postbus 1, 3720 BA Bilthoven, Tel 030- 274 91 11 www.rivm.nl
© RIVM 2007
Delen uit deze publicatie mogen worden overgenomen op voorwaarde van bronvermelding: 'Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu
(RIVM), de titel van de publicatie en het jaar van uitgave'.
2 RIVM Rapport 610790001
Rapport in het kort
Hoogspanningslijnen en fijn stof
Een literatuuronderzoek
Voor zover nu bekend beïnvloeden bovengrondse hoogspanningslijnen de schadelijke effecten van fijn
stof niet. Hoogspanningslijnen kunnen fijn stof soms wel elektrisch opladen, maar dat is te weinig om
het meer dan normaal aan longen, luchtwegen en de huid te laten `plakken'. Dit concludeert het RIVM
uit een literatuuronderzoek in opdracht van het ministerie van VROM.
Aanleiding voor het onderzoek was de bezorgdheid over hun gezondheid van mensen die bij een
drukke verkeersweg én bij een hoogspanningslijn wonen. Die bezorgdheid is het gevolg van
wetenschappelijke publicaties waarin wordt beweerd dat elektrische ontladingen bij de
hoogspanningsdraden fijn stof kunnen opladen. Hierdoor zou er meer fijn stof in longen, luchtwegen of
op de huid blijven `plakken'. Dit zou er toe kunnen leiden dat de effecten van fijn stof (hart- en
luchtwegaandoeningen) versterkt worden.
Het mechanisme kent vier stappen. De eerste drie stappen - het ontstaan van elektrische ontladingen bij
hoogspanningslijnen, opladen van fijn stof en verspreiden van het extra geladen fijn stof door de wind -
zijn met metingen aangetoond. De vierde, beslissende stap - extra neerslag van fijn stof in longen
luchtwegen of op de huid - is niet aannemelijk gemaakt.
Veel extra lading op fijnstofdeeltjes leidt wel tot extra neerslag in de luchtwegen, maar daar is zeker
een tien keer hogere lading voor nodig dan bij een hoogspanningslijn kan ontstaan. Eén onderzoek met
een metalen mal van luchtwegen lijkt wel op extra neerslag te wijzen, maar die resultaten kunnen
zonder nader onderzoek niet naar effecten op de mens worden vertaald. Ook extra neerslag op de huid
is tot nu toe niet aannemelijk gemaakt.
Trefwoorden: hoogspanningslijnen; fijn stof; gezondheidseffecten; corona-ontladingen; luchtwegen
RIVM Rapport 610790001 3
4 RIVM Rapport 610790001
Abstract
Power lines and particulate matter
A literature survey
Currently available data do not support the claim that overhead power lines affect the adverse health
effects of particulate matter. Power lines may occasionally add an electric charge to particulate matter;
however, this charge is too small to result in increased particulate matter deposition in the lungs and
airways and on the skin. Researchers at RIVM draw this conclusion based on a literature survey
commissioned by the Dutch Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM).
The underlying motivation for the survey was the health concerns expressed by people living close to
both a heavy traffic route and a power line. These concerns originate in published scientific studies in
which the authors claim that electric discharges originating from power lines can charge particulate
matter and that this extra charging could result in increased amounts of particulate matter being
deposited in the lungs and airways or on the skin. This interaction of charge and particulate matter
would enhance the already known adverse health effects (heart, lung and airways complaints) of
particulate matter.
The mechanism that would lead to increased deposition consists of four steps. The first three i.e. the
generation of electric discharges by power lines, charging of particulate matter and wind-driven
dispersion of charged particulate matter have been proven by measurements. The fourth crucial step
the increased deposition of particulate matter in lungs, airways or on the skin remains unlikely.
While it is known that a large extra charge added to particulate matter leads to extra deposition in the
airways, the charge required to accomplish this is at least a tenfold higher than that produced by a
power line. Only one study using a metal mould of the airways indicates extra deposition, but these
results cannot be translated to effects on humans without further study. In addition, extra deposition on
the skin under these circumstances has not been made plausible.
Key words: power lines; particulate matter; health effects; corona discharges; airways
RIVM Rapport 610790001 5
6 RIVM Rapport 610790001
Inhoud
Samenvatting 9
1 Inleiding 11
1.1 Achtergrond 11
1.2 Doelstelling 11
1.3 Leeswijzer 12
2 Werkwijze 13
3 Eigenschappen en gezondheidseffecten van fijn stof 15
3.1 Inleiding 15
3.2 Eigenschappen fijn stof 15
3.2.1 Samenstelling, concentraties en grenswaarden 15
3.2.2 Lading van fijn stof 17
3.3 Depositie van fijn stof in het ademhalingsstelsel 18
3.4 Gezondheidseffecten van inhalatie van fijn stof 21
3.4.1 Kortdurende blootstelling 22
3.4.2 Langdurige blootstelling 22
3.5 Depositie van fijn stof op de huid 22
3.6 Gezondheidseffecten van depositie van fijn stof op de huid 22
4 Hoogspanningslijnen en fijn stof 25
4.1 Inleiding 25
4.2 Corona-ionen 26
4.3 Overdracht van lading aan fijnstofdeeltjes 28
4.4 Oscillatie fijnstofdeeltjes 29
4.5 Verspreiding in de atmosfeer 30
4.6 Depositie van (geladen) fijnstofdeeltjes in luchtwegen en longen 34
4.7 Depositie van (geladen) fijnstofdeeltjes op de huid 37
4.7.1 Ladingseffecten dichtbij een hoogspanningslijn 37
4.7.2 Ladingseffecten op grotere afstand 38
4.8 Epidemiologisch onderzoek 39
5 Discussie en conclusies 41
5.1 Inleiding 41
5.2 Discussie 41
5.3 Beantwoording van de onderzoeksvragen 45
5.4 Leemten in kennis 46
5.5 Conclusies 48
Bijlage 1 Zoekwoorden en deskundigen 49
Bijlage 2 Overige grijze literatuur 51
Bijlage 3 Lijst van afkortingen 53
Literatuur 55
RIVM Rapport 610790001 7
8 RIVM Rapport 610790001
Samenvatting
In het Verenigd Koninkrijk hebben Henshaw en medewerkers een mechanisme voorgesteld waarin
elektrische ontladingen bij de draden van een bovengrondse hoogspanningslijn fijn stof kunnen
opladen. Extra lading op de fijnstofdeeltjes zou tot extra depositie in longen, luchtwegen of op de huid
kunnen leiden, waardoor de gezondheidsschade die fijn stof veroorzaakt, kan worden versterkt. De
publicaties van Henshaw hebben in Nederland tot onrust bij omwonenden van hoogspanningslijnen
geleid, vooral in situaties waarin de fijnstofniveaus door de aanwezigheid van een drukke verkeersweg
relatief hoog zijn. Deze ongerustheid was voor het ministerie van VROM aanleiding om het RIVM
opdracht te geven de bestaande literatuur over gezondheidseffecten van de combinatie van
bovengrondse hoogspanningslijnen en fijn stof te analyseren.
Deze rapportage bevat de resultaten van dit literatuuronderzoek. De analyse is vooral gebaseerd op
publicaties in wetenschappelijke, peer-reviewed tijdschriften. Deze publicaties zijn aangevuld met
rapportages van de Health Protection Agency (HPA) uit het Verenigd Koninkrijk, het RIVM, de
Gezondheidsraad en de World Health Organisation (WHO). In enkele gevallen zijn presentaties op
wetenschappelijke congressen gebruikt. Ten slotte is gebruikgemaakt van meer algemene literatuur
zoals (leer)boeken en tijdschriftartikelen. In enkele gevallen zijn onderzoekers direct per e-mail
benaderd voor aanvullende informatie.
Dit onderzoek beperkt zich tot gezondheidseffecten die door de combinatie van fijn stof en de
aanwezigheid van een hoogspanningslijn zouden kunnen ontstaan. Het richt zich niet op
gezondheidseffecten van fijn stof in het algemeen. Blootstelling aan fijn stof kan leiden tot een scala
aan effecten op luchtwegen, longen, hart en bloedvaten. Over het mechanisme en de omvang van de
effecten bestaat onzekerheid. Naar schatting overlijden er in Nederland elk jaar rond de 18.000 mensen
vroegtijdig aan de gevolgen van blootstelling aan fijn stof.
In het door Henshaw voorgestelde mechanisme leiden elektrische ontladingen bij de draden van een
hoogspanningslijn (corona-ontladingen) tot opladen van het aanwezige fijn stof. Dit extra geladen fijn
stof wordt door de wind verspreid tot op enkele honderden meters afstand. Daar zou de extra lading tot
extra depositie in longen, luchtwegen en op de huid kunnen leiden. Bovendien zou depositie op de huid
direct onder de hoogspanningslijn door oscillatie van geladen fijnstofdeeltjes kunnen toenemen.
Uit het literatuuronderzoek blijkt dat:
- corona-ontladingen onder bepaalde omstandigheden kunnen optreden;
- corona-ontladingen tot extra lading op een fijnstofdeeltje kunnen leiden;
- de gemiddelde extra lading per deeltje varieert van 0,1 tot 0,9 elementaire lading;
- het extra geladen fijn stof zich verspreidt tot op enkele honderden meters benedenwinds
van een hoogspanningslijn;
- relatief grote hoeveelheden extra lading (10 elementaire ladingen of meer) nodig zijn om
tot een verhoogde depositie van fijn stof in de longen te kunnen leiden.
Het RIVM is van mening dat niet aannemelijk is gemaakt dat de hoeveelheid extra lading op
fijnstofdeeltjes, die in de buurt van een hoogspanningslijn kan voorkomen, tot extra depositie in
luchtwegen of longen leidt. Er is één publicatie van metingen in een metalen mal van de bovenste
luchtwegen die wel op extra depositie op de metalen wand wijst voor ladingstoevoegingen van één
elementaire lading. De resultaten van dit onderzoek zijn niet zonder meer naar gezondheidseffecten bij
RIVM Rapport 610790001 9
mensen te vertalen. Ook voor een mogelijke extra depositie van fijn stof op de huid in de buurt van een
hoogspanningslijn levert het literatuuronderzoek geen éénduidige ondersteuning.
Het tot nu toe gepubliceerde epidemiologische onderzoek naar gezondheidseffecten in de buurt van
bovengrondse hoogspanningslijnen houdt geen rekening met invloed van de wind en interpreteert de
resultaten vooral in termen van het magnetische veld. Dit onderzoek is niet geschikt voor het trekken
van conclusies over gezondheidseffecten van geladen fijn stof. Momenteel lopen er in het Verenigd
Koninkrijk twee epidemiologische onderzoeken die zich specifiek richten op de effecten van de
combinatie van hoogspanningslijnen en fijn stof. De resultaten van die onderzoeken zijn nog niet
gepubliceerd.
De belangrijkste conclusie van het literatuuronderzoek is, dat op basis van de huidige kennis niet is
gebleken dat bovengrondse hoogspanningslijnen de gezondheidseffecten die door fijn stof worden
veroorzaakt, kunnen beïnvloeden.
10 RIVM Rapport 610790001
1 Inleiding
1.1 Achtergrond
Al meer dan vijfentwintig jaar wordt onderzoek gedaan naar effecten die elektromagnetische velden
afkomstig van bovengrondse hoogspanningslijnen op de gezondheid kunnen hebben. Al deze
onderzoeken samen wijzen erop dat er meer leukemie voorkomt bij kinderen die in de buurt van een
hoogspanningslijn wonen. Op dit moment is niet duidelijk of dat echt door de magnetische velden van
de hoogspanningslijn wordt veroorzaakt. Mogelijk kunnen andere, nog onbekende, factoren de toename
van kinderleukemie verklaren.
Omdat er wetenschappelijke aanwijzingen zijn voor een verhoogde kans op kinderleukemie en omdat
niet verwacht wordt dat de wetenschappelijke onzekerheid op korte termijn zal worden opgelost, heeft
voormalig staatssecretaris Van Geel van Milieu in 2005 gemeenten, provincies en netbeheerders
geadviseerd uit voorzorg maatregelen te treffen . Met deze maatregelen kan worden voorkomen dat
het aantal kinderen dat in Nederland (langdurig) wordt blootgesteld aan magnetische velden afkomstig
van bovengrondse hoogspanningslijnen, de komende jaren toeneemt.
Het beleid richt zich op nieuwe situaties en treedt bijvoorbeeld in werking bij het opstellen van nieuwe
bestemmingsplannen of wijzigen van bestaande plannen en bij het vaststellen van de tracés van nieuwe
bovengrondse hoogspanningslijnen of wijzigingen aan bestaande lijnen.
Bij de voorgenomen wijziging aan de 150 kV lijn in de gemeente Maarssen en tijdens de planning van
een nieuwe 380 kV hoogspanningsverbinding in de Randstad, hebben omwonenden naar voren
gebracht dat de elektrische velden die door de lijn worden veroorzaakt, de concentratie of de
eigenschappen van het in de lucht aanwezige fijn stof kunnen beïnvloeden. Daarbij werd gesteld dat de
gezondheidseffecten die met fijn stof samenhangen, daardoor mogelijk worden versterkt.
Het ministerie van VROM heeft het RIVM gevraagd om een beoordeling van de (internationale
wetenschappelijke) literatuur op het aandachtsgebied elektromagnetische velden en fijn stof uit te
voeren. Dit rapport geeft de resultaten van deze beoordeling.
1.2 Doelstelling
Doel van het onderzoek is het in kaart brengen, bespreken en beoordelen van de wetenschappelijke
literatuur over de (mogelijke) gezondheidseffecten van de combinatie hoogspanningslijnen en fijn stof.
Op basis van de bestudeerde literatuur en de daaruit voortvloeiende wetenschappelijke informatie is
geprobeerd om op de volgende vragen een antwoord te geven:
1. Beïnvloedt de aanwezigheid van een bovengrondse hoogspanningslijn de concentratie van fijn stof
in de buurt van de lijn?
2. Beïnvloedt de aanwezigheid van een bovengrondse hoogspanningslijn de elektrische lading van
fijnstofdeeltjes?
3. Hoe ver kunnen deze (geladen) fijnstofdeeltjes zich verplaatsen?
4. Wordt de depositie van fijnstofdeeltjes op de huid door de lading van de fijnstofdeeltjes beïnvloed?
RIVM Rapport 610790001 11
5. Wordt de absorptie in de luchtwegen en longen door de lading van de fijnstofdeeltjes beïnvloed?
6. Leidt de aanwezigheid van een bovengrondse hoogspanningslijn via beïnvloeding van fijn stof tot
een hoger gezondheidsrisico voor omwonenden?
1.3 Leeswijzer
In hoofdstuk 2 is de werkwijze beschreven die tijdens het literatuuronderzoek is gevolgd. In
hoofdstuk 3 worden de eigenschappen en gezondheidseffecten van fijn stof toegelicht. De bevindingen
voor mogelijke beïnvloeding van fijn stof door bovengrondse hoogspanningslijnen zijn opgenomen in
hoofdstuk 4. Het rapport eindigt met een discussie, met de beantwoording van de onderzoeksvragen en
met de conclusies (hoofdstuk 5).
12 RIVM Rapport 610790001
2 Werkwijze
Peer-reviewed tijdschriften
Het literatuuronderzoek is gestart op basis van de wetenschappelijke publicaties in het literatuurbestand
van het Laboratorium voor Stralingsonderzoek (LSO) van het RIVM en de publicaties die de basis
vormden voor het literatuuronderzoek van de National Radiological Protection Board (NRPB) in het
Verenigd Koninkrijk uit 2004 . In deze publicaties is gericht gezocht naar referenties die specifiek
betrekking hebben op hoogspanningslijnen en fijn stof. Door het doorzoeken van de digitale
wetenschappelijke literatuurbestanden is deze voorlopige selectie in februari 2007 geactualiseerd (voor
de zoektermen zie Bijlage 1). In enkele gevallen (Draper, Preece en Keitch) is de auteur naar aanleiding
van zijn publicaties direct per e-mail om aanvullende informatie gevraagd. Ten slotte is tijdens het
bestuderen van de literatuur informeel overlegd met enkele deskundigen op het gebied van
luchtkwaliteit, fijn stof of hoogspanningslijnen (voor de namen zie Bijlage 1). Dit overleg was vooral
bedoeld om te onderzoeken of de literatuurkeuze voldoende dekkend was en om meer inzicht in de
problematiek van fijn stof en hoogspanningslijnen te krijgen. Uiteindelijk heeft deze aanpak geleid tot
selectie van een vijftigtal publicaties uit peer-reviewed wetenschappelijke tijdschriften.
Overige publicaties
Er zijn ook publicaties geëvalueerd die niet in peer-reviewed tijdschriften zijn verschenen, de
zogenaamde grijze literatuur. Een belangrijke publicatie in deze categorie is het eerder genoemde
rapport van de voormalige Britse National Radiological Protection Board uit 2004 . In augustus
2007 is nog de Extremely Low Frequency Fields Environmental Health Criteria Monograph van de
Wereldgezondheidsorganisatie toegevoegd . Deze groep omvat ook de publicatie `Fijn stof nader
bekeken' van het Milieu en Natuur Planbureau (MNP) en twee publicaties van de Gezondheidsraad
. Ook presentaties op wetenschappelijke congressen en `letters to the editor' van
wetenschappelijke tijdschriften, die meestal niet peer-reviewed zijn vallen binnen deze categorie. Ten
slotte bevat deze categorie de overige verwijzingen (niet naar peer-reviewed tijdschriften) die in de
discussie met bewonersgroepen naar voren zijn gekomen (zie bijvoorbeeld ). Vaak zijn genoemde
boeken en rapporten moeilijk te achterhalen. Meestal gaat het om publicaties die meer dan twintig jaar
oud zijn en/of niet specifiek over hoogspanningslijnen en fijn stof gaan. Deze publicaties zijn
opgesomd in Bijlage 2 en worden hier niet verder besproken.
Overleg
Het eerste concept van het rapport is voor commentaar aan de opdrachtgever voorgelegd. Na
verwerking van dat commentaar is het concept eindrapport intern binnen het Laboratorium voor
Stralingsonderzoek ge-peer-reviewed. Tijdens het onderzoek heeft overleg plaatsgevonden met enkele
deskundigen (zie Bijlage 1).
RIVM Rapport 610790001 13
14 RIVM Rapport 610790001
3 Eigenschappen en gezondheidseffecten van fijn stof
3.1 Inleiding
Voor een goed begrip van de invloed van extra lading op fijn stof is achtergrondinformatie nodig over
de eigenschappen van fijn stof, wat er tijdens in- en uitademen met fijn stof gebeurt, hoe fijn stof op de
huid terecht kan komen en welke gezondheidseffecten bekend zijn. Het hier gegeven overzicht is
ontleend aan publicaties van de NRPB en van het MNP . Dit hoofdstuk beschrijft de normale
atmosferische omstandigheden zonder de aanwezigheid van een bovengrondse hoogspanningslijn.
3.2 Eigenschappen fijn stof
3.2.1 Samenstelling, concentraties en grenswaarden
Wat is fijn stof
Fijn stof is een verzamelnaam voor luchtverontreiniging met een kleine deeltjesgrootte. Het is een
complex mengsel van deeltjes van verschillende grootte met verschillende eigenschappen. Ongeveer
55% van de fijnstofbestanddelen is van natuurlijke oorsprong (zeezout, bodemstof, waterdamp). De
rest is door mensen gemaakt (verkeer, industrie, landbouw). Belangrijke bestanddelen zijn: kleine
deeltjes afkomstig van de bodem, zeezoutaerosolen, waterdruppeltjes, roetdeeltjes, gasvormige
luchtverontreiniging (SO2, NOx, NH3), vervalproducten van radon, bacteriën, virussen en stuifmeel.
Grootteverdeling fijn stof
Naar grootte worden de fijnstofdeeltjes onderscheiden in de ultrafijne (nucleus mode), de fijne
(accumulation mode) en de grove (coarse mode) fractie. Figuur 1 geeft zowel het aantal deeltjes met
een bepaalde grootte als de massa van de deeltjes met een bepaalde grootte. Deze verdeling is bedoeld
als illustratie omdat de werkelijke deeltjesverdeling sterk afhankelijk is van tijd en plaats. In het
algemeen is het aantal deeltjes in de fijne en ultrafijne fractie veel groter dan in de grove fractie. De
fijne en de grove fractie dragen het meeste aan de totale massa fijn stof bij. Ter illustratie: één enkel
1 µm deeltje is even zwaar als 1 miljoen 0,01 µm deeltjes.
Monitoren fijn stof
Het monitoren van fijn stof vindt internationaal plaats door de concentratie van PM10 te meten: de
totale massa per luchtvolume van alle deeltjes met een diameter kleiner dan 10 µm. In Nederland wordt
in het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit de concentratie van PM10 landsdekkend gemeten. De
jaargemiddelde concentratie van PM10 varieert ruwweg tussen 20 en 40 µg/m3. Het jaargemiddelde
toont een neerwaartse trend. In 2003 bedroeg het jaargemiddelde 34 µg/m3 . Waarschijnlijk hebben
de grofste deeltjes niet de grootste invloed op de gezondheid. In een recente aanbeveling raadt de
Wereldgezondheidsorganisatie daarom aan om de kleinere deeltjesfracties als indicator te gebruiken. In
de nabije toekomst wordt daarom mogelijk ook de concentratie van PM2,5 (de totale massa per volume
eenheid van alle deeltjes met een diameter kleiner dan 2,5 µm) gemeten omdat die gezondheidskundig
van groter belang zou kunnen zijn dan de concentratie van PM10.
RIVM Rapport 610790001 15
Europese regelgeving voor fijn stof
De Europese kaderrichtlijn luchtkwaliteit legt ter bescherming van de gezondheid twee
grenswaarden voor PM10 vast. Allereerst mag de jaargemiddelde concentratie van PM10 op een
bepaalde plek niet hoger zijn dan 40 µg/m3. Daarnaast mag de daggemiddelde PM10-concentratie
slechts op maximaal 35 dagen per jaar boven de 50 µg/m3 uitkomen. Sinds 1 januari 2005 moet de
luchtkwaliteit aan beide grenswaarden voldoen.
Figuur 1 Voorbeeld van de grootteverdeling van de fijnstofdeeltjes (nucleus mode = ultrafijne fractie;
accumulation mode = fijne fractie; coarse mode = grove fractie; bron: NRPB ).
Radon
De vervalproducten die door radioactief verval uit het gasvormige radon ontstaan, de zogenaamde
radondochters, vormen één van de fijnstofbestanddelen die in de buurt van hoogspanningslijnen van
belang kunnen zijn. Radon ontstaat voortdurend door verval van uranium dat van nature in de bodem
en in sommige bouwmaterialen aanwezig is. Radon-222 vervalt via en -verval uiteindelijk tot stabiel
lood. Bij dat verval komt ioniserende straling vrij. Radon zelf is een gas, maar de meeste
vervalproducten zijn vaste stoffen. Deze radondochters kunnen zich hechten aan fijnstofdeeltjes (de
gebonden fractie) of vrij door de lucht blijven bewegen (ongebonden fractie). De deeltjesgrootte van de
ongebonden fractie ligt in de orde van 1-10 nanometer. De gebonden fractie heeft een deeltjesgrootte
tussen 0,1 en 1 µm . Radondochters kunnen terechtkomen op allerlei oppervlakten waaronder huid,
kleding en het slijmvlies waar de luchtwegen mee zijn bekleed. De belangrijkste radondochters zijn
weergegeven in Figuur 2. De isotopen die voor de discussie over fijn stof en hoogspanningslijnen niet
van belang zijn, zijn weggelaten. Dit geven de gestippelde pijlen weer. De concentratie van radon in de
buitenlucht is meestal laag, maar binnenshuis kan radon zich ophopen.
16 RIVM Rapport 610790001
Figuur 2 De belangrijkste radondochters in de vervalreeks van Radon-222 met tussen haken de
halfwaardetijden (bron: NRPB ).
3.2.2 Lading van fijn stof
In de atmosfeer ontstaan door natuurlijke processen zoals kosmische straling, UV-straling en onweer
voortdurend ionen. Boven land worden elke seconde ongeveer 10 ionenparen per cm3 gevormd. Deze
ionen kunnen recombineren, waardoor weer een neutraal deeltje ontstaat, of zich hechten aan
fijnstofdeeltjes in de lucht. Uiteindelijk ontstaat een evenwicht tussen vorming en recombinatie van
ionen (enkele nanometers in diameter). Gemiddeld zijn er boven land ongeveer 109 ionen per m3,
waarbij het aantal positieve en negatieve ionen vrijwel gelijk is. Deze ionen botsen met de
fijnstofdeeltjes in de atmosfeer en laden die deeltjes op. Dit proces wordt diffusie-oplading genoemd.
Hoe groter een fijnstofdeeltje hoe groter de trefkans. Grotere deeltjes worden dus gemakkelijker
`opgeladen'. Onder stabiele atmosferische omstandigheden, als de atmosfeer in thermisch evenwicht is,
wordt de lading als functie van de grootte van de deeltjes beschreven door de zogenaamde Maxwell-
Boltzmann verdeling. In Tabel 1 is weergegeven hoe de lading van de fijnstofdeeltjes onder deze
stabiele atmosferische omstandigheden samenhangt met hun grootte. De tabel geeft voor elke
deeltjesdiameter het percentage deeltjes met 1, 2, 3 of meer elementaire ladingen1. Hoewel minder
volledig, wordt vaak de gemiddelde (absolute) lading per deeltje als parameter voor de
ladingsverdeling gebruikt. Deze gemiddelde lading per deeltje is uiteraard niet altijd een geheel aantal
elementaire ladingen. Kortheidshalve gebruiken we in dit rapport deze gemiddelde lading per deeltje
om de lading(sverdeling) over de fijnstofdeeltjes te karakteriseren. In kolom 2 van Tabel 1 is ook de
gemiddelde lading per deeltje onder stabiele atmosferische omstandigheden gegeven.
1 e is de elementaire lading van een elektron, 1,6.10-19 Coulomb.
RIVM Rapport 610790001 17
Tabel 1 Lading op atmosferische fijnstofdeeltjes in thermisch evenwicht (bron: NRPB )
diameter gemiddelde percentage deeltjes met het aangegeven aantal elementaire ladingen
deeltjes lading per
(µm) deeltje 3
0,01 0,007 - - - 0,3 99,3 0,3 - -
0,05 0,411 - - 0,6 19,3 60,2 19,3 0,6 - -
0,1 0,672 - 0,3 4,4 24,1 42,6 24,1 4,4 0,3 -
0,5 1,64 4,6 6,8 12,1 17,0 19,0 17,0 12,1 6,8 4,6
1,0 2,34 11,8 8,1 10,7 12,7 13,5 12,7 10,7 8,1 11,8
5,0 5,28 29,8 5,4 5,8 6,0 6,0 6,0 5,8 5,4 29,8
10,0 7,47 35,4 4,0 4,2 4,2 4,3 4,2 4,2 4,0 35,4
Meer dan 99% van de deeltjes kleiner dan 0,01 µm is ongeladen. Van de deeltjes groter dan 10 µm
heeft meer dan 70% een lading groter dan 3e. In de praktijk blijkt de lading van de fijnstofdeeltjes niet
altijd volgens de Maxwell-Boltzmann te zijn verdeeld. Dit geldt vooral voor de fijne en ultrafijne
fracties ( 100 minuten om de Maxwell-Boltzmannverdeling te bereiken.
3.3 Depositie van fijn stof in het ademhalingsstelsel
Het ademhalingsstelsel bestaat uit twee gedeelten: het alveolaire gebied (longblaasjes) waar de
eigenlijke gaswisseling plaatsvindt en de toevoerende luchtwegen (neusholte, mondholte, luchtpijp,
bronchiën). De toevoerende luchtwegen zorgen voor zuivering en voorbehandeling (opwarming,
bevochtiging) van de ingeademde lucht. Neus- en mondholte vormen het begin van het
ademhalingssysteem. De neusholte heeft een kleine doorsnede, de luchtsnelheid is hoog en door de
vouwen en bochten worden ultrafijne en grove stofdeeltjes efficiënt gefilterd. Depositie in de
mondholte is meer variabel (afhankelijk van hoever de mond is geopend) en voor alle deeltjesgroottes
minder dan in de neusholte. De luchtpijp splitst zich in twee hoofdbronchiën die zich op hun beurt weer
splitsen. In totaal is er een twintigtal van deze splitsingen. Via dit buizenstelsel komt de ingeademde
lucht in ongeveer 300 miljoen longblaasjes terecht. Bij elke splitsing is de doorsnede van de aftakking
kleiner in diameter, maar omdat er meer aftakkingen zijn neemt de totale doorsnede steeds toe,
waardoor de snelheid van de lucht afneemt naarmate deze dieper doordringt. In de longblaasjes is de
lucht vrijwel tot stilstand gekomen.
18 RIVM Rapport 610790001
Figuur 3 De belangrijkste componenten van het ademhalingsstelsel (bron: NRR )
Fijnstofdeeltjes komen met de ingeademde lucht in de bovenste en onderste luchtwegen en in de longen
terecht. Een deel van de fijnstofdeeltjes blijft achter in de neus, op de wand van de luchtwegen en in de
longen (depositie). Een ander deel wordt weer afgevoerd met de uitademing. Depositie in het
ademhalingsstelsel is een complex proces, gestuurd door een aantal fysische processen:
- sedimentatie:
uitzakken van relatief zware fijnstofdeeltjes onder invloed van de zwaartekracht;
- diffusie:
bewegen van fijnstofdeeltjes door (stilstaande) lucht onder invloed van concentratieverschillen;
kleine deeltjes hebben een grotere diffusiesnelheid dan grote deeltjes;
- impactie:
als lucht om een obstakel (trilhaar, splitsing van de bronchiën) heen moet stromen zullen de
fijnstofdeeltjes door hun traagheid rechtdoor blijven gaan en een hogere kans hebben om daar te
blijven steken;
- interceptie:
een fijnstofdeeltje komt zo dichtbij de wand dat het wordt onderschept en blijft `plakken';
- elektrostatische depositie:
het vochtige slijmvlies dat longen en luchtwegen bekleedt kan worden gezien als een geaarde
geleider; geladen deeltjes zullen door de geleider extra worden aangetrokken.
- turbulentie:
door turbulentie in de in- of uitgeademde lucht neemt de kans dat een fijnstofdeeltje deponeert
toe.
Deze processen zijn, op turbulentie na, weergegeven in Figuur 4.
RIVM Rapport 610790001 19
Figuur 4 Fysische processen die de depositie van fijn stof in de luchtwegen en longen beïnvloeden
(turbulentie is niet in de figuur weergegeven)
Er zijn modellen ontwikkeld om te berekenen welke deeltjesgrootte op welke plek in het
ademhalingsstelsel wordt gedeponeerd. Eén van de meest toegepaste is het door de International
Commission on Radiological Protection (ICRP) ontwikkelde `Human Respiratory Tract Model'
(HRTM 2 ). Modelberekeningen met dit ICRP-model laten zien welk deel van de ingeademde
fijnstofdeeltjes - afhankelijk van de deeltjesgrootte - in de longen achterblijft (Figuur 5). Nieuwere
modellen houden met meer aspecten van longen en luchtwegen rekening. Het Multiple Path Particle
Dosimetry-model (MPPD), ontwikkeld door het Chemical Industry Institute of Toxicology in de
Verenigde Staten in nauwe samenwerking met het RIVM, brengt klaring, retentie en hygroscopiciteit in
rekening .
2 In het ICRP-model worden de luchtwegen (extrathoracic airways, ET) verdeeld in ET1, het voorste deel van de neusholte
waaruit door snuiten deeltjes kunnen worden verwijderd, en ET2, de rest van de luchtwegen, van waaruit deeltjes naar de
keel kunnen verdwijnen en worden doorgeslikt. Er wordt aangenomen dat vanuit ET2 wel enige opname in het bloed
mogelijk is, terwijl dat vanuit ET1 niet mogelijk is.
20 RIVM Rapport 610790001
Figuur 5 Depositie van fijnstofdeeltjes (als percentage van het aantal ingeademde deeltjes van die grootte)
in luchtwegen en longen voor verschillende deeltjesgroottes (bron: NRPB ).
Voor grove deeltjes (> 2 µm) en fijne deeltjes (3.4 Gezondheidseffecten van inhalatie van fijn stof
Inhalatie van fijn stof veroorzaakt hart- en luchtwegaandoeningen die leiden tot vroegtijdige sterfte .
Welke bestanddelen van het fijn stof de uiteindelijke gezondheidseffecten veroorzaken is niet duidelijk.
Fijnstofdeeltjes afkomstig van verkeer, scheepvaart, industrie en woningverwarming zijn waarschijnlijk
belangrijk . Ook vervalproducten van radon dragen bij aan gezondheidseffecten. Andere fracties
zoals zeezoutaerosolen, sulfaat- en nitraataerosolen dragen volgens de huidige kennis niet of weinig bij
aan gezondheidseffecten.
Het biologische mechanisme waardoor fijn stof gezondheidsschade veroorzaakt, is niet volledig
begrepen. In de bovenste luchtwegen kan fijn stof dat door het neusepitheel wordt geabsorbeerd, direct
naar de hersenen worden getransporteerd met als mogelijke gezondheidseffecten hoofdpijn en
concentratieproblemen. Dieper in het ademhalingsstelsel, in de longen, spelen ontstekingsreacties
waarschijnlijk een belangrijke rol waardoor de zuurstofopname wordt bemoeilijkt en waarbij
radicaalverbindingen vrijkomen . De ladingstoestand van de fijnstofdeeltjes zou bij translocatie over
membranen een rol kunnen spelen .
RIVM Rapport 610790001 21
In de epidemiologische onderzoeken is geen drempelwaarde voor effecten van blootstelling aan fijn
stof gevonden. Dit geldt zowel voor kortdurende als voor langdurige blootstelling. Internationaal wordt
daarom aangenomen dat er geen concentratie van fijn stof is waaronder geen gezondheidseffecten
zullen optreden. Bij risicoschattingen voor langetermijneffecten gaat men daarom uit van een lineaire
relatie tussen fijnstofconcentratie en effecten, zonder drempelwaarde.
Gezondheidseffecten van fijn stof vallen in twee categorieën uiteen: effecten die samenhangen met
kortdurende blootstelling en effecten die met langdurige blootstelling samenhangen.
3.4.1 Kortdurende blootstelling
Bij mensen die leiden aan ziekten van longen en luchtwegen of die kampen met hartproblemen kan
kortdurende blootstelling aan hoge concentraties fijn stof fatale gevolgen hebben. In Nederland
overlijden jaarlijks waarschijnlijk ongeveer 3000 personen vroegtijdig aan de gevolgen van deze
kortdurende blootstelling. Meestal gaat het om personen die al in slechte conditie zijn. De duur van de
levensverkorting is enkele dagen tot maanden .
3.4.2 Langdurige blootstelling
Ook langdurige blootstelling aan fijn stof - gedurende enkele jaren of een heel leven - leidt tot
gezondheidsschade . Betrouwbare gegevens voor Nederland en Europa ontbreken. Als de gegevens
van twee uitgebreide Amerikaanse epidemiologische onderzoeken vertaald worden naar de
Nederlandse situatie, leidt dat jaarlijks tot ongeveer 18.000 personen (onzekerheidsmarge 12.000 -
24.000) die vroegtijdig overlijden . De levensduurverkorting in deze groep personen is volgens een
voorlopige schatting tien jaar, maar het zou ook om een geringere levensduurverkorting voor een
grotere groep mensen kunnen gaan. Ondanks de grote onzekerheid in dit soort risicoschattingen zijn de
gevolgen van langdurige blootstelling aan fijn stof dus ernstiger in omvang dan die van kortdurende
blootstelling.
3.5 Depositie van fijn stof op de huid
Fijnstofdeeltjes deponeren niet alleen in longen en luchtwegen, maar komen ook op huid, haar en
kleding van mensen terecht. De fysische processen die de depositie van fijnstofdeeltjes op de huid
sturen zijn in principe dezelfde als die in de luchtwegen (zie paragraaf 3.3 en Figuur 4). In tegenstelling
tot het ademhalingsstelsel is er bij de huid meestal geen sprake van een gerichte luchtstroom langs de
huid waarin de fijnstofdeeltjes met relatief grote snelheden bewegen. Bovendien is meestal een groot
gedeelte van de huid bedekt waardoor depositie op de huid niet plaats kan vinden.
3.6 Gezondheidseffecten van depositie van fijn stof op de huid
De effecten van fijnstofdeeltjes die op de huid worden gedeponeerd, hangen af van de hoeveelheid en
de eigenschappen van de deeltjes. Op kleding en haar zullen fijnstofdeeltjes geen gezondheidseffecten
veroorzaken. Als fijnstofdeeltjes op de huid terechtkomen, kan dat schadelijk zijn. Gezondheidsschade
kan ontstaan doordat de fijnstofdeeltjes radioactief zijn (radondochters), maar ook doordat de
fijnstofdeeltjes tot schadelijke chemische of biologische reacties op de huid leiden (teer, PAK's, ozon,
bacteriën). Radioactieve deeltjes leiden tot extra stralingsbelasting van de huid of, na penetratie door de
huid, van de interne organen . Hierdoor kan huidkanker of kanker van de inwendige organen
ontstaan. Chemische stoffen kunnen leiden tot irritatie van de huid en huidziekten . Als de
22 RIVM Rapport 610790001
chemische stof carcinogeen is, kan ook huidkanker ontstaan. Ten slotte kunnen bacteriën en virussen
die op de huid komen tot infecties leiden. Kwantitatieve schattingen voor de gezondheidseffecten van
depositie van fijn stof op de huid ontbreken vrijwel. Eatough en Henshaw schatten dat in het
Verenigd Koninkrijk mogelijk 13% van de huidkankergevallen toe te schrijven is aan depositie van
radondochters op de huid. Volgens Harley et al. zou mogelijk 20% van de basaalcelcarcinomen aan
stralingsblootstelling door radondochters zijn toe te schrijven . Een recente risicoschatting en een
onderbouwing van deze cijfers uit epidemiologische onderzoeken ontbreken echter.
RIVM Rapport 610790001 23
24 RIVM Rapport 610790001
4 Hoogspanningslijnen en fijn stof
4.1 Inleiding
Bovengrondse hoogspanningslijnen kunnen het elektrische veld in de buurt beïnvloeden .
Uitgebreide metingen aan een 400 kV gelijkspanningslijn toonden aan dat dit effect veroorzaakt werd
doordat er bij de hoogspanningslijnen ionen vrijkomen, de zogenaamde corona-ionen, die zich binden
aan stof in de lucht dat door de wind wordt meegenomen . Het effect was tot op honderden meters
van de hoogspanningslijn meetbaar.
In 1996 is door Henshaw de hypothese naar voren gebracht dat bepaalde geladen fijnstofdeeltjes
dichtbij een hoogspanningslijn door extra depositie op de huid tot gezondheidseffecten zouden kunnen
leiden. Later werd gesteld dat de extra lading op fijnstofdeeltjes tot op grote afstand van de
hoogspanningslijn tot extra depositie in de longen zou kunnen leiden . In Figuur 6 is schematisch
weergegeven hoe de interactie tussen corona-ionen en fijnstofdeeltjes in de buurt van bovengrondse
hoogspanningslijnen tot extra gezondheidseffecten zou kunnen leiden.
Figuur 6 Processen waardoor corona-ontladingen bij een bovengrondse hoogspanningslijn tot gezond-
heidseffecten zouden kunnen leiden door extra depositie van (geladen) fijnstofdeeltjes in de
longen of op de huid.
Er kunnen vijf stappen worden onderscheiden (Figuur 6):
- stap 1: de vorming van de corona-ionen;
- stap 2: overdracht van lading van de corona-ionen aan kleine en grotere fijnstofdeeltjes;
- stap 3: geladen fijnstofdeeltjes kunnen dichtbij de hoogspanningslijn, binnen circa 50 meter,
gaan oscilleren in het 50 Hz elektrische veld en komen op de huid terecht;
- stap 4: geladen fijnstofdeeltjes worden door de wind tot ver van de hoogspanningslijn verspreid;
RIVM Rapport 610790001 25
- stap 5: de geladen fijnstofdeeltjes kunnen ver van de hoogspanningslijn in de longen en op de
huid terecht komen.
De literatuurgegevens voor elk van de vijf stappen in het bovengeschetste proces worden in de
volgende paragrafen beschreven en beoordeeld. Van de mogelijke gezondheidseffecten ligt de nadruk
op inhalatie en depositie in de longen. Dit hoofdstuk wordt afgesloten met een korte evaluatie van
epidemiologische gegevens over fijn stof en hoogspanningslijnen.
4.2 Corona-ionen
Inleiding
Bovengrondse hoogspanningslijnen hebben in Nederland een spanning variërend van 50 duizend tot
380 duizend volt (50 tot 380 kV). Dergelijke spanningen kunnen onder bepaalde omstandigheden tot
(elektrische) doorslag leiden. Met doorslag bedoelen we het verschijnsel dat een gasmengsel in een
sterk elektrisch veld geleidend wordt, waardoor er kortdurend een hoge stroom gaat lopen. Bliksem is
het bekendste voorbeeld van doorslag. Bij een hoogspanningslijn treedt doorslag op als het elektrische
veld op de geleiders of bij de isolatoren waarmee de geleiders aan de hoogspanningsmast zijn
opgehangen, zo sterk wordt dat de doorslagveldsterkte van lucht (voor droge lucht 3 MV/m), wordt
bereikt. Boven deze veldsterkte kan er een ontlading in de lucht rond de geleiders of isolatoren
plaatsvinden, een zogenaamde corona-ontlading. Deze ontladingen treden vooral op bij onregelmatige,
puntige oppervlakten die door vervuiling of beschadiging van de hoogspanningsdraden kunnen
ontstaan. Omdat de doorslagveldsterkte voor vochtige lucht lager is zullen corona-ontladingen vaker
optreden onder vochtige atmosferische omstandigheden, maar ook bij droog en helder weer zijn
corona-ontladingen waargenomen. Als het donker is zal een dergelijke corona-ontlading zichtbaar zijn
als een dunne, blauwe draadvormige ontlading. Corona-ontladingen gaan vaak gepaard met een
knetterend geluid. Hoogspanningslijnen kunnen met behulp van speciale UV-gevoelige camera's op
corona-ontladingen worden geïnspecteerd.
Corona-ontladingen
Boven de doorslagveldsterkte worden moleculen in de lucht geïoniseerd waardoor elektronen
vrijkomen. Deze elektronen worden zodanig versneld dat ze door botsing weer nieuwe moleculen
(zuurstof, stikstof, etc.) kunnen ioniseren. Door deze ionisatie ontstaan ion-elektron paren die versneld
worden in het elektrische veld. De vrijkomende elektronen kunnen op hun beurt weer nieuwe
moleculen ioniseren waardoor een sneeuwbaleffect ontstaat. Het resultaat is een kortdurende stroom
door de geïoniseerde lucht. Als de `corona-elektrode' negatief geladen is, zullen de elektronen zich van
de elektrode af bewegen. De positieve ionen die door botsing ontstaan bewegen naar de elektrode toe.
Een negatieve corona brengt daarmee negatieve ionen en elektronen in de atmosfeer. Als de corona-
elektrode positief geladen is, bewegen de elektronen zich naar de elektrode toe en worden de
geïoniseerde positieve ionen afgestoten. Een positieve corona is dus een bron van positieve ionen. De
ionen die ontstaan zijn afkomstig van zuurstof en stikstofverbindingen in de lucht: O-, OH-, O3 , H+,
---
NO+, NO2 . Een puntontlading op een geleider of isolator kan een stroom van enkele honderden
+
microampères opleveren . De schattingen voor de corona-verliezen aan een geleider lopen uiteen
van 10 mA/m via 1 mA/m tot 0,1 mA/m . Een corona-verlies van 1 mA/m komt overeen
met het vrijkomen van 6,25·1015 (elementaire) ladingen per seconde voor elke meter geleider waar de
corona-ontlading plaatsvindt. Het grootste gedeelte van die ladingen wordt weer door de
hoogspanningslijn geabsorbeerd, maar er blijft een substantiële flux van lading naar de atmosfeer over
. Vaak is de oorzaak van een corona-ontlading een hoge gelijkspanning, maar ook bij
wisselspanning kan onder bepaalde omstandigheden de elektrische veldsterkte zo hoog oplopen dat
gedurende een gedeelte van de cyclus corona-ontladingen kunnen ontstaan (Figuur 7).
26 RIVM Rapport 610790001
Figuur 7 Elektrische veldsterkte zoals die onder bepaalde omstandigheden op sommige plekken bij een
bovengrondse hoogspanningslijn zou kunnen optreden. Als de absolute waarde van de
veldsterkte boven de 3 MV/m komt, kan een corona-ontlading ontstaan.
Corona-ontladingen en ontwerp van de hoogspanningslijn
Bovengrondse hoogspanningslijnen worden ontworpen om het optreden van corona-ontladingen zoveel
mogelijk te voorkomen. Corona-ontladingen leiden namelijk tot transportverliezen, ze geven hinder
(lichtflitsen en geluid) voor de omwonenden en kunnen het radioverkeer storen. Ook kunnen corona-
ontladingen tot beschadigingen van geleiders en isolatoren leiden. Om corona-ontladingen te
voorkomen moet de diameter van de geleider passen bij het spanningsniveau. Een tweede maatregel is
om elk circuit uit te voeren in bundels van twee, drie of vier draden, die met afstandhouders uit elkaar
worden gehouden. Door het splitsen in bundels zal de lading op het oppervlak van de individuele
geleiders lager zijn dan bij één zware geleider, waardoor het elektrische veld lager blijft. Ook de
isolatoren waarmee de geleiders aan de mast hangen, worden zo ontworpen dat de kans op corona-
ontladingen minimaal is.
Optreden van corona-ontladingen
Ondanks deze voorzorgen kunnen corona-ontladingen toch optreden op plekken waar het oppervlak
van geleiders of isolatoren door vervuiling of beschadiging onregelmatig of puntig is geworden.
Daarbij zijn twee factoren van belang: de conditie van de hoogspanningslijn (geleiders en isolatoren) en
de weersomstandigheden. Beschadigingen van het geleideroppervlak, vervuiling op de geleiders (stof,
zure regen, vogelpoep, waterdruppels, algen) kunnen ontladingspunten voor corona-ontladingen
worden. Ook beschadigingen aan de isolatoren en vervuiling leiden op die plek tot hogere veldsterkten
met kans op corona-ontladingen. Ten slotte zijn ook de weersomstandigheden belangrijk. Vochtige
lucht (mist, regen) en vervuilde lucht heeft een lagere doorslagveldsterkte dan schone, droge lucht.
Hierdoor zullen corona-ontladingen vaker optreden bij mistig en regenachtig weer, maar ook bij helder
droog weer zijn corona-ontladingen waargenomen . Als een hoogspanningslijn op een hogere
RIVM Rapport 610790001 27
spanning wordt gebruikt dan waarvoor hij is ontworpen, neemt de kans op corona-ontladingen ook toe
. Corona-ontladingen kunnen met UV-camera's worden vastgelegd.
Conclusie
Corona-ontladingen zijn een bekend verschijnsel en het mechanisme waardoor ze ontstaan is in
kwalitatieve zin duidelijk. Over de kwantitatieve aspecten van corona-ontladingen bij bovengrondse
hoogspanningslijnen is minder bekend. De vraag bij welk gedeelte van de hoogspanningslijnen corona-
ontladingen kunnen optreden, kan op dit moment niet worden beantwoord. Ook de vraag onder welke
atmosferische omstandigheden (gedurende welk gedeelte van het jaar) een bepaalde lijn corona-ionen
in de atmosfeer zal brengen, kan alleen globaal worden beantwoord. In het algemeen wordt ervan
uitgegaan dat door de eisen aan het ontwerp van een hoogspanningslijn het optreden van corona-
ontladingen een zeldzaam verschijnsel is, dat alleen langs korte trajecten van het hoogspanningsnet
optreedt, gedurende weersomstandigheden die slechts af en toe voorkomen. Bracken heeft gedurende
twee jaar aan hoogspanningslijnen in de Verenigde Staten gemeten . Hij vond verschillen in de
sterkte van het elektrische veld tussen boven- en benedenwindse metingen (die op corona-ontladingen
kunnen wijzen) gedurende 10-30% van de tijd. Henshaw is van mening dat corona-ontladingen wel een
veel voorkomend verschijnsel zijn. In een gepubliceerde `letter to the editor' van The American Journal
of Epidemiology concludeerde hij dat alle hoogspanningslijnen waaraan hij heeft gemeten in meer of
mindere mate corona-ionen produceren .
4.3 Overdracht van lading aan fijnstofdeeltjes
Inleiding
Als er een corona-ontlading heeft plaatsgevonden, zal een gedeelte van de corona-ionen terugvallen op
de draden van de hoogspanningslijn en op de hoogspanningsmast. Een ander deel zal zich van de
geleiders af bewegen. Deze beweging vindt plaats door diffusie, maar wordt in de buurt van de lijn
versterkt door het elektrische veld. In het algemeen zijn de negatieve ionen en elektronen mobieler dan
de positieve ionen. De corona-ionen zullen zich dichtbij de lijn, binnen 1 microseconde, hechten aan
waterdamp en gassen, met een diameter rond de 1 nm . Deze nano-ionen botsen met de
fijnstofdeeltjes. Een gedeelte blijft als nanodeeltje bestaan. Een ander gedeelte hecht zich op een
tijdschaal van 10-100 seconden aan de (grotere) fijnstofdeeltjes die daardoor extra lading krijgen [29,
21, 32]. Hoeveel lading de fijnstofdeeltjes krijgen, hangt af van het aantal ionen dat in de corona-
ontlading wordt geproduceerd, de deeltjesgrootte van de fijnstofdeeltjes, de concentratie en ladings-
toestand van de al aanwezige fijnstofdeeltjes en de atmosferische omstandigheden. Vooral het effect
van de deeltjesgrootte is van belang. Hoe groter het deeltje, des te groter de trefkans voor de nano-
ionen en hoe gemakkelijker het fijnstofdeeltje lading opneemt. Om een indicatie te geven: de kans dat
een stofdeeltje van 1 µm een lading van 30 elementaire ladingen krijgt, is groter dan de kans dat een
0,02 µm deeltje één elementaire lading krijgt .
Lading per deeltje
Het proces van ladingsoverdracht van de corona-ionen op de fijnstofdeeltjes is niet volledig duidelijk.
Een aantal onderzoekers heeft op basis van een vereenvoudigd diffusiemodel, schattingen gemaakt
voor de gemiddelde hoeveelheid lading die per fijnstofdeeltje kan worden toegevoegd . Henshaw en
Fews schatten voor een ionendichtheid van 2,5·109 per m3 en een concentratie fijnstofdeeltjes van
15·109 per m3, dat 17% van de deeltjes met een diameter tussen 0,02 en 0,125 µm, lading krijgt3 .
Gemiddeld komt dat neer op 0,17 elementaire lading per deeltje. In thermisch evenwicht hebben
3 In veel onderzoeken worden deeltjes van deze grootte beoordeeld omdat deze grootte overeenkomt met de afmetingen van
twee vervalproducten van radon.
28 RIVM Rapport 610790001
dergelijke deeltjes een lading van 0,1e (0,02 µm deeltjes) of van 0,7e (0,125 µm deeltjes, zie Tabel 1).
Recenter gaven Fews en Henshaw aan dat 10-60% van de fijnstofdeeltjes met een diameter tussen
de 0,1 en 0,2 µm een lading van 1e krijgt. Bij één specifieke hoogspanningslijn kregen alle deeltjes van
die grootte als er corona-ontladingen optreden een extra lading van minimaal 1e . Jeffers en
Swanson en Jeffers hebben de modelberekeningen van Fews en Henshaw uitgebreid en
gedeeltelijk opnieuw uitgevoerd. In hun berekeningen hielden zij rekening met de afname in de
oorspronkelijke ionendichtheid naarmate de corona pluim zich verder van de hoogspanningslijn
verwijdert. Hun resultaten wezen in het algemeen op iets hogere extra lading op de fijnstofdeeltjes:
0,14e voor 0,02 µm deeltjes en 0,87e voor 0,125 µm deeltjes. Omdat de blootstellingsduur van de
fijnstofdeeltjes aan de nano-ionen in werkelijkheid kort is zullen de werkelijke waarden volgens
Swanson en Jeffers waarschijnlijk lager zijn. Uitgaande van een dichtheid van 109 ionen/m3 stelde
Jeffers dat de blootstelling van 0,02 µm deeltjes aan de nano-ionen te kort is om ladingsverzadiging
(elk deeltje met 1 elementaire lading) te bereiken . Daaruit concludeerde hij dat de extra lading op
fijnstofdeeltjes (0,02 en 0,125 µm) onvoldoende is om gezondheidseffecten te kunnen induceren. De
berekeningen van Jeffers bevatten echter aannames waarvan niet duidelijk is in hoeverre deze
realistisch zijn. Allereerst is onduidelijk of een ionendichtheid van 109 ionen/m3 als `worst case'
schatting kan worden geïnterpreteerd. Vervolgens is de keuze van Jeffers voor een integratietijd van
20 s, gezien de stabiliteit van de nano-ionen en fijnstofdeeltjes, waarschijnlijk te kort. Ook voerde
Jeffers de berekening alleen voor 0,02 µm deeltjes uit, die door hun kleine diameter relatief moeilijk
worden opgeladen. Ten slotte legde Jeffers niet uit waarom alleen bij ladingsverzadiging
gezondheidseffecten te verwachten zijn. In een recent artikel heeft Jeffers bij zijn modelberekeningen
ook rekening gehouden met de lading die de fijnstofdeeltjes van nature in thermisch evenwicht al
hebben . Dit leidde tot een aanzienlijke reductie in de schatting voor de extra lading op de
fijnstofdeeltjes: voor 0,01 µm deeltjes voegden corona-ontladingen gemiddeld 0,04e per deeltje toe aan
de evenwichtslading van 0,22e. Voor 0,1 µm deeltjes was dat 0,11e bij een evenwichtslading van
0,67e. Bij zijn schattingen ging Jeffers uit van thermisch evenwicht. Deeltjes met kleine diameter
blijken echter vaak niet het thermische evenwicht te bereiken .
Conclusie
Het opladen van fijnstofdeeltjes door de ionen die als gevolg van een corona-ontlading ontstaan, is niet
volledig begrepen. Vereenvoudigde berekeningen met een diffusiemodel laten een relatief kleine
oplading zien. Voor 0,1 µm deeltjes variëren de schattingen van de gemiddelde extra lading per
fijnstofdeeltje van 0,1 tot 0,9 elementaire lading. Zonder aanwezigheid van een hoogspanningslijn
hebben de 0,1 µm deeltjes (in thermisch evenwicht) een gemiddelde lading van 0,67 elementaire
lading.
4.4 Oscillatie fijnstofdeeltjes
De ionen die bij een corona-ontlading ontstaan, hechten zich aan nano-ionen die hun lading weer
gedeeltelijk aan fijnstofdeeltjes kunnen overdragen. Deze geladen deeltjes zullen in de onmiddellijke
nabijheid van de hoogspanningslijn (waar het elektrische veld sterk is) gaan oscilleren met een
frequentie van 50 Hz. De amplitude van deze oscillatie hangt af van de sterkte van het elektrische veld,
de lading op de deeltjes en de mobiliteit van de deeltjes. Deze mobiliteit hangt weer samen met de
massa, omvang en vorm van de deeltjes. De elektrische veldsterkte direct onder een hoogspanningslijn
bedraagt op 1 m hoogte ongeveer 5 kV/m. Het veld neemt snel af met de afstand tot ongeveer 100 V/m
op 50 m uit het hart van de hoogspanningslijn . Deze waarden gelden voor een niet-verstoord
elektrisch veld. Geleidende objecten zullen het elektrische veld verstoren waardoor de elektrische
veldsterkte aanzienlijk wordt verhoogd. Het menselijk lichaam kan als een geleidend object worden
RIVM Rapport 610790001 29
beschouwd. Daarom zal de veldsterkte in de buurt van het lichaam verhoogd worden. Voor het hoofd
bedraagt deze verhoging een factor 18 . Hierdoor treden direct onder een hoogspanningslijn, dichtbij
het hoofd veldsterktes op van 90 kV/m . Bij deze veldsterkte oscilleren nanometerdeeltjes met een
amplitude (top-top waarde) van ongeveer 7 cm. De amplitude van de oscillatie neemt snel af met de
grootte van de deeltjes; voor een 0,2 µm deeltje bedraagt de amplitude van de oscillatie nog slecht
5 µm . Door de oscillatie wordt de trefkans van het geladen deeltje met een oppervlak of ander
deeltje groter, wat tot een grotere depositie zou kunnen leiden. In een stilstaande grenslaag tussen
atmosfeer en huid zal door extra depositie de concentratie van de betrokken deeltjes in de grenslaag
afnemen, waardoor de extra depositie uiteindelijk beperkt blijft. Omdat het elektrische veld van een
hoogspanningslijn binnenshuis wordt afgeschermd, zal oscillatie van geladen deeltjes alleen in de
buitenlucht optreden. Om deze reden speelt oscillatie ook geen rol bij de depositie van ingeademde
fijnstofdeeltjes. Het elektrische veld in het lichaam is daarvoor te laag, zelfs in de bovenste luchtwegen
(mond en neus). Jeffers toonde aan dat het veld in het lichaam ruwweg een factor 10.000 lager is dan
het externe veld .
Conclusie
Theoretische overwegingen en modelberekeningen laten zien dat geladen deeltjes in het (verstoorde)
elektrische veld onder of dichtbij een bovengrondse hoogspanningslijn kunnen gaan oscilleren. Dit
geldt vooral voor fijnstofdeeltjes met een diameter van enkele nanometers. Voor deze deeltjes wordt
een hogere depositie op de huid verwacht. Binnenshuis zal dit effect, vanwege afscherming van het
elektrische veld niet optreden.
4.5 Verspreiding in de atmosfeer
Inleiding
De fijnstofdeeltjes met extra lading worden door de wind van de hoogspanningslijn weggevoerd. Op
deze manier ontstaan `wolken' geladen deeltjes die door de wind mee worden genomen. Aanvankelijk
werden uitsluitend negatief geladen wolken waargenomen . Onder bepaalde omstandigheden
kunnen ook positief geladen wolken ontstaan. Uiteindelijk zullen de fijnstofdeeltjes hun extra lading
verliezen en wordt het thermische evenwicht hersteld. Dit proces van neutralisatie van de extra lading
op de fijnstofdeeltjes duurt typisch tussen de 3 en 30 minuten . Soms worden na 50 of
60 minuten nog extra geladen fijnstofdeeltjes gevonden . De gemiddelde windsnelheid in
Nederland varieert van 4 m/s aan de oostgrens tot ruim 6 m/s aan de kust. Bij dergelijke windsnelheden
kunnen wolken geladen deeltjes zich over grote afstanden verplaatsen. Deze verspreiding is
experimenteel aangetoond, indirect door de verstoring van het natuurlijke elektrische veld op
leefniveau door deze geladen fijnstofdeeltjes te meten of meer direct door het aantal geladen deeltjes
boven- en benedenwinds van een hoogspanningslijn waar corona-ontladingen optreden, te meten en te
vergelijken.
Verstoring van het natuurlijke elektrische veld van de aarde
Door kosmische straling, UV-straling en onweer opgewekte elektrische verschijnselen in de atmosfeer
induceren een negatieve lading op het aardoppervlak, waardoor de atmosfeer positief geladen achter-
blijft. Een typische ruimtelading is + 10 pC/m3 ofwel 6,25.107 elementaire ladingen per m3. Deze
ruimtelading leidt tot een statisch elektrisch veld van -100 V/m op leefniveau (neerwaarts gericht). Dit
`natuurlijke' elektrische veld is gevoelig voor weersomstandigheden, bewolking en geladen deeltjes.
Een wolk geladen deeltjes die van een bovengrondse hoogspanningslijn afkomt, zal het natuurlijke
elektrische veld verstoren. Een wolk met positieve lading zal het natuurlijke elektrische veld vergroten,
de richting blijft neerwaarts. Een negatieve ladingswolk reduceert het natuurlijke elektrische veld en
30 RIVM Rapport 610790001
kan bij voldoende (negatieve) lading in de wolk de richting van het elektrische veld doen omkeren.
Voor een platte wolk van 1 m dikte is een ladingsdichtheid van 5,5·109 negatieve ionen/m3 voldoende
om het elektrische veld van -100 V/m te compenseren .
Metingen aan het elektrische veld
De eerste metingen aan het elektrische veld op leefniveau werden al in 1952 gedaan in de buurt van
66 en 132 kV (AC) hoogspanningslijnen . Onder mistige en nevelige condities was op enkele
kilometers afstand een verlaging van het elektrische veld meetbaar met maximaal 800 V/m. Bij mooi
weer werd een kleinere of geen verlaging van de elektrische veldsterkte gemeten. Vergelijkbare
observaties werden gedaan door Mühleisen . In een uitgebreide meetreeks aan een 400 kV DC
hoogspanningslijn in de Verenigde Staten is emissie van corona-ionen duidelijk aangetoond . Het
effect was tot op 1600 m afstand van de hoogspanningslijn meetbaar. Dichtbij deze hoogspanningslijn
werden elke seconde typisch ongeveer 20-40 ·109 ionen/m3 gevormd. Jones and Hutchinson
plaatsten een puntbron van corona-ionen op een paar meter boven de grond en bepaalden het elektri-
sche veld en de ruimtelading benedenwinds. Op tientallen meters afstand werden veranderingen in het
elektrische veld van ongeveer 1000 V/m gemeten. Fews et al. hebben een uitgebreide serie
metingen gedaan in het Verenigd Koninkrijk, onder allerlei weersomstandigheden. De temperatuur
varieerde tussen 16 en 21 °C, de relatieve luchtvochtigheid tussen 37 en 70% en de windsnelheid van
minder dan 0,5 m/s tot 5,7 m/s. De metingen toonden onder vrijwel alle omstandigheden verstoring van
het elektrische veld aan. In het onderzoek uit 1999 was het elektrische veld duidelijk verstoord tot aan
de grens van het meetgebied op 500 m afstand van het hart van de hoogspanningslijn . Fews en
Henshaw namen een duidelijk verhoogd veld waar tot op 300 meter van de hoogspanningslijn . Bij
één meting op 7 km afstand van de hoogspanningslijn werd nog een duidelijke verhoging van het
elektrische veld waargenomen . Figuur 8 geeft een voorbeeld van een meting op 50 meter ter
weerszijden van de hoogspanningslijn bij Latheridge Green, Gloucester (UK) op 8 september 1999.
Het verschil in het elektrische veld tussen de benedenwindse en bovenwindse locatie bedraagt ongeveer
250 V/m.
RIVM Rapport 610790001 31
Figuur 8 Meting van het elektrische veld aan het aardoppervlak boven- en benedenwinds van een
bovengrondse 400 kV hoogspanningslijn (bron: Fews et al )
Met behulp van modelberekeningen op basis van de waargenomen verstoring van het elektrische veld
berekende Fews de ionendichtheid die voor een dergelijke verstoring nodig is. De schattingen
varieerden tussen 0,2 ·109 en 7,5 ·109 ionen/m3 (gemiddelde van ongeveer 3 ·109 ionen/m3). Bracken
heeft in de Verenigde Staten gedurende twee jaar op vier posities de verstoring van het elektrische veld
en de ionenconcentraties gemeten in de buurt van drie parallelle (AC) hoogspanningslijnen, twee van
230 kV en één van 450 kV . De afstanden van de meetstations tot de hoogspanningslijnen
varieerden tussen 20 en 80 meter. Zijn metingen zijn consistent met de resultaten van Fews .
Hij registreerde duidelijke verschillen in de elektrische veldsterkte tussen bovenwindse en
benedenwindse meetstations tot 1000 V/m. Er is vrijwel altijd sprake van een surplus aan positieve
lading. Gedurende ruwweg 10-30% van de tijd was er een duidelijk verschil in veldsterkte tussen
boven- en benedenwindse locaties. Dit zou er op kunnen wijzen dat die hoogspanningslijnen gedurende
10-30% van het jaar corona-ionen produceren.
Directe meting ionenconcentraties
Meting van de verstoring van het elektrische veld is een indirecte manier om de hoeveelheid extra
geladen deeltjes in te schatten. Volgens Swanson en Jeffers is het beter van directe en gelijktijdige
metingen van de concentraties van zowel de positieve als de negatieve ionen uit te gaan . Zij
presenteerden meetresultaten voor de ionenconcentratie bij een bovengrondse hoogspanningslijn onder
droge atmosferische omstandigheden. In het algemeen was er een overschot aan positieve ionen met
32 RIVM Rapport 610790001
een concentratie van ongeveer 5 ·108 ionen/m3 (piekwaarde 109 ionen/m3) . Voor een 400 kV
hoogspanningslijn waar veelvuldig corona-ontladingen optreden (Chobham), werden benedenwinds op
50 m afstand tot 5 ·109 (positieve) ionen/m3 waargenomen. Grabarczyk toonde ook aan dat in de buurt
van 400 kV en 110 kV lijnen de lading van fijnstofdeeltjes wordt beïnvloed . Tot op 100 meter van
het hart van de lijn was de ladingsdichtheid van positieve lading benedenwinds bijna 4 keer zo hoog als
bovenwinds. Tussen 100 en 300 meter nam het de concentratie positieve ionen sneller af dan die van de
negatieve ionen en uiteindelijk gingen de negatieve ionen overheersen. De ionenconcentraties die door
Bracken zijn gemeten, zijn consistent met die voor de verstoring van het elektrische veld . Voor
ongeveer 10-30% van de metingen werden benedenwinds hogere concentraties van positieve ionen
waargenomen. De verschillen konden op 80 m van de hoogspanningslijn oplopen tot circa
3 ·109 ionen/m3. Tevens bepaalde Bracken de jaargemiddelde concentratie van fijnstofdeeltjes. Op de
landelijke locatie bedroeg die ongeveer 5,5 ·109 deeltjes/m3, op de voorstedelijke locatie circa
14,5 ·109 deeltjes/m3. Ten slotte gaf Bracken aan dat, als er corona-ontladingen optreden, ruwweg 30%
van de fijnstofdeeltjes daardoor opgeladen werd.
Binnenshuis versus buitenshuis
Het schatten van de invloed van corona-ionen op de lading van de fijnstofdeeltjes binnenshuis is
gecompliceerder dan buitenshuis. Fijn stof kan de woning binnen komen door open ramen en deuren,
door kieren en spleten en via het ventilatiesysteem van de woning. Bij binnendringen door open ramen
en deuren zullen de eigenschappen van het opgeladen fijn stof niet worden gewijzigd. Bij
binnendringen door naden en kieren zullen vooral de geladen fijnstofdeeltjes door elektrostatische
krachten deponeren. De gemiddelde lading op de fijnstofdeeltjes binnen zal hierdoor lager worden.
Ook de grotere deeltjes zullen minder gemakkelijk binnen komen. Als de buitenlucht door een
ventilatiesysteem wordt aangezogen zal het fijn stof ingrijpend worden beïnvloed. Door wrijving en het
toepassen van filters zal er weinig of geen correlatie meer bestaan tussen de oorspronkelijke
eigenschappen van het fijn stof buiten en binnen. Dit geldt voor de grootteverdeling en voor de
ladingsverdeling van de deeltjes. Een extra complicatie is dat de fijnstofconcentraties in binnenlucht als
gevolg van roken, verwarming en ophoping van radon, meestal groter zijn dan buiten. Het belang van
de geladen fijnstofdeeltjes afkomstige van corona-ontladingen zal daardoor binnen afnemen.
Samengevat komt het er op neer dat de extra lading die fijnstofdeeltjes door corona-ontladingen kunnen
krijgen bij de overgang van buiten naar binnen in belang zal afnemen. Omdat mensen zich in West-
Europa veel vaker binnen bevinden dan buiten, betekent dit een reductie van de blootstelling aan extra
geladen fijnstofdeeltjes.
Conclusie
Corona-ontladingen kunnen leiden tot `wolken' geladen deeltjes die door de wind tot ver van de hoog-
spanningslijnen worden getransporteerd. Deze wolken zijn in verschillende onderzoeken aangetoond,
direct door meting van het aantal geladen deeltjes of indirect door het meten van de verandering van
het natuurlijke elektrische veld. De meeste onderzoekers vinden een overschot aan positieve deeltjes,
met een typische concentratie van 3 ·109 ionen/m3. Binnenshuis zal de gemiddelde lading op
fijnstofdeeltjes ten gevolge van corona-ionen lager zijn dan buitenshuis. De ladingswolken worden tot
op enkele honderden meters afstand benedenwinds van de hoogspanningslijnen waargenomen. In
uitzonderingsgevallen is de invloed van de corona-ontladingen op het elektrische veld tot op kilometers
van de hoogspanningslijn meetbaar.
RIVM Rapport 610790001 33
4.6 Depositie van (geladen) fijnstofdeeltjes in luchtwegen en longen
Inleiding
De depositie van fijnstofdeeltjes wordt in eerste instantie bepaald door de grootte van de deeltjes (zie
Figuur 5). De zeer kleine en de grote deeltjes (onder 0,1 µm of boven 1 µm) worden efficiënt in de
neus afgevangen. Van deze deeltjes komen er zeer weinig in de diepere luchtwegen en de longen
terecht. Als de grote of kleine deeltjes toch de longen bereiken, deponeren ze vrijwel volledig. Voor
fijnstofdeeltjes van deze grootte zijn er dus zeer weinig mogelijkheden om de depositie in longen of
luchtwegen door extra lading op de deeltjes te verhogen. Als er al een effect van lading zou zijn, dan
werkt dat verlagend op depositie in de longen, omdat de extra geladen deeltjes door het neusslijmvlies
extra worden aangetrokken en meer neerslaan. Anders is de situatie voor fijnstofdeeltjes met een
diameter tussen 0,1 en 1 µm. Deze deeltjes dringen gemakkelijk door in de diepere luchtwegen en in de
longen en longblaasjes, maar de depositie van deeltjes met deze grootte is gering. De meeste deeltjes
worden gewoon weer uitgeademd. De laagste depositie diep in de longen bedraagt 8,5% voor deeltjes
van 0,4 µm . Voor deeltjes tussen 0,1 en 1 µm is er daarom veel ruimte om de depositie in diepere
luchtwegen en longen te verhogen. Als de lading op fijnstofdeeltjes de depositie in de longen
beïnvloedt, zal het vooral om deeltjes van deze grootte gaan.
Lading en depositie
Lading kan op twee manieren de depositie van fijnstofdeeltjes beïnvloeden. Allereerst doordat deeltjes
met gelijksoortige lading elkaar onderling afstoten. Hierdoor botsen meer deeltjes tegen de wand van
luchtwegen en longen en zullen blijven plakken. Dit effect treedt alleen op bij hoge
deeltjesconcentraties. Onder normale atmosferische omstandigheden leidt dit effect niet tot verhoogde
depositie . Een tweede effect ontstaat doordat een geladen deeltje bij een geleidend oppervlak, zoals
de wand van de longblaasjes, een elektrostatische aantrekkingskracht ondervindt. De grootte van de
aantrekkende kracht is gelijk aan de aantrekkingskracht van een even grote, tegengestelde lading die
even ver achter het geleidende oppervlak ligt, de zogenaamde beeldlading. Gezien de lage depositie
onder normale atmosferische omstandigheden van deeltjes tussen 0,1 en 1 µm zou extra lading op deze
manier tot extra depositie in de longen kunnen leiden. Onderzoek naar het effect van lading op
depositie in de luchtwegen en longen loopt al enkele decennia (zie Cohen et al. voor een
overzicht). Hieronder wordt ingegaan op het onderzoek dat is uitgevoerd met vrijwilligers en met
proefdieren, theoretisch onderzoek en experimenteel onderzoek met een metalen mal van de bovenste
luchtwegen.
Vrijwilligers
Bij een onderzoek naar depositie in de neus werd geen verandering gevonden bij een verlaging van de
lading op polystyreen aerosolen (2-9 µm) van 20-50e naar 3-12e . Melandri et al. toonden aan
dat de depositie van wasdeeltjes tussen 0,3 en 1,1 µm met een factor 15-30 toenam als de wasdeeltjes
opgeladen werden met 30e tot 110e per wasdeeltje. Dit onderzoek bevestigde ook dat de verhoging van
depositie vooral door elektrostatische krachten wordt bepaald en niet door de deeltjesconcentratie. Een
tweede onderzoek concretiseerde de hoeveelheid extra lading die nodig is om de depositie te verhogen
. Voor deeltjes van 0,3 µm bleek minimaal een extra lading van 9e nodig. Voor deeltjes van 0,6 en
1 µm was dat minimaal 20e. Met dezelfde methodiek toonden Prodi en Mularoni aan dat de extra
depositie alleen afhing van elektrostatische krachten en niet van de individuele vrijwilliger of van de
deeltjesconcentratie . In dat onderzoek bleek ook een extra lading van minimaal 9e nodig om de
depositie te verhogen voor deeltjes van 0,3-1,0 µm.
34 RIVM Rapport 610790001
Proefdieren
Proefdieronderzoek aan konijnen, ratten en muizen ondersteunt de resultaten die gevonden zijn met
vrijwilligers. De onderzochte `fijnstofdeeltjes' lopen sterk uiteen, van kobalt tot asbestvezels, maar in
alle situaties werd een hogere depositie in de longen gevonden als de lading van de deeltjes hoger
wordt. De in de experimenten toegepaste ladingsverhoging was substantieel, variërend van 8e tot 1000e
.
Theoretisch onderzoek
Er zijn ook theoretische onderzoeken naar de invloed van lading van fijnstofdeeltjes op depositie in de
luchtwegen uitgevoerd . Yu berekende de minimale extra lading die nodig is om de depositie
van fijnstofdeeltjes te verhogen. Voor deeltjes van 0,3 en 1 µm was er volgens zijn berekeningen tussen
de 10e en 50e aan extra lading per deeltje nodig . Volgens Bailey et al. is de lading van
fijnstofdeeltjes onder normale atmosferische omstandigheden te laag om depositie te beïnvloeden. Door
de lading te verhogen kan de depositie worden verhoogd. De grootte van de ladingstoename kan
worden gebruikt om de deeltjes in een bepaald gebied van de diepere luchtwegen of longen te laten
deponeren. Ook in dit onderzoek zijn ladingsverhogingen met enkele tientallen keren de elementaire
lading nodig.
Experimenteel onderzoek aan een metalen mal van luchtwegen
Er is experimenteel onderzoek gedaan naar depositie van geladen deeltjes in een metalen mal van de
bovenste luchtwegen . Deze mal wordt gemaakt op basis van longen afkomstig van een
autopsie. Een dergelijke mal bevat de luchtpijp, hoofdbronchiën en een aantal vertakkingen tot trachea
met een diameter van ongeveer 3 mm. Lucht stroomt door de mal en de depositie in de `luchtwegen'
wordt bepaald uit de verschillen in fijnstofdeeltjes in de in- en uitstromende lucht. Chan vond een
verhoogde depositie van 2-7 µm deeltjes bij extra ladingen tussen 360e en 1100e. Deze waarden zijn
waarschijnlijk zo hoog omdat de wanden van zijn mal bestaan uit niet-geleidend plastic met een
oliefilm . In de twee recentste onderzoeken op dit gebied gebruikten Cohen et al. een goed
geleidende mal gemaakt van een metaallegering . Zij vonden een duidelijke verhoging van de
depositie in de luchtwegmal voor de ultrafijne deeltjes met een relatief kleine extra lading van 1e. Voor
0,05 µm deeltjes bedroeg de verhoging (ten opzichte van ongeladen deeltjes) ruim een factor 5, voor
0,125 µm deeltjes een factor 6. Het model van de luchtwegen dat Cohen et al. gebruikten, vormt geen
realistische benadering van het ademhalingsstelsel. Daarom kunnen deze resultaten niet zonder meer
naar effecten op de mens worden vertaald. Cohen et al. merkten zelf op dat daarvoor nog een aantal
cruciale verbeteringen nodig zijn. Allereerst zou zijn `doorstroommodel' moeten worden veranderd in
een model waar de lucht instroomt, tot stilstand komt en weer uitstroomt. Daarnaast zou de
stroomsnelheid van de lucht tijdens in- en uitstromen hoger moeten worden. Ook zouden vochtigheid
en temperatuur van de lucht beter bij de werkelijke situatie moeten aansluiten.
Schattingen voor de extra depositie
Hoe groot de extra depositie in de longen in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen zou
kunnen zijn, is op dit moment niet in te schatten. De meeste onderzoeken gebruikten veel grotere
ladingstoevoegingen dan op grond van corona-ontladingen verwacht mogen worden en de gegevens
van Cohen kunnen niet voor het schatten van effecten op de mens worden gebruikt . Ten slotte zou
voor een goede schatting nauwkeurige informatie over de grootte en ladingsverdeling van de
fijnstofdeeltjes nodig zijn.
Ondanks deze ontbrekende informatie leidden Henshaw en Fews uit de gegevens van Cohen toch een
kwantitatieve schatting af voor effecten in de mens . Zij postuleerden een toename van depositie
in de longen als gevolg van corona-ontladingen tussen 20% en 60%, benedenwinds van een
RIVM Rapport 610790001 35
hoogspanningslijn vergeleken met bovenwinds. Naar oordeel van het RIVM kunnen de resultaten van
Cohen niet gebruikt worden voor een realistische schatting voor effecten bij mensen (zie hierboven).
De schatting van 20-60% extra depositie in de longen van omwonenden van hoogspanningslijnen heeft
daarom een speculatief karakter.
De NRPB belichtte de depositie nog uit een andere invalshoek. Op grond van de deeltjesgrootte
waarbij depositie het laagste is, werd een theoretisch maximum voor de depositieverhoging berekend.
Dit leverde een geschatte maximale depositieverhoging in de longen met een factor 12 (op grond van
een minimale depositie van 8,5% bij 0,4 µm). Voor deeltjes tussen 0,1 en 1 µm gaf NRPB aan dat de
potentiële verhoging een factor 3-10 bedraagt (zie bijvoorbeeld Figuur 12 in ). De NRPB merkte zelf
op dat deze waarde moet worden gezien als een theoretisch, niet realistisch maximum. Door allerlei
factoren (deeltjes met andere grootte, geen depositieverhoging door extra lading op deeltjes boven de
0,3 µm) kan een dergelijk hoge factor in de praktijk nooit worden gehaald. De theoretische
beschouwing van de NRPB, die niet door metingen bij mensen worden ondersteund, is naar inschatting
van het RIVM niet geschikt voor een realistische schatting van de extra depositie in longen van
omwonenden van een bovengrondse hoogspanningslijn.
Inhalatiemodellen
De gebruikelijke inhalatiemodellen zoals het ICRP-model en het MPPD bieden geen mogelijkheid om
de extra depositie door toevoegen van lading te schatten. De lading van de fijnstofdeeltjes is geen apart
te variëren parameter in deze modellen. Uitbreiden van deze modellen met ladingseffecten op depositie
van fijnstofdeeltjes is een onderzoeksproject op zich. In principe is het mogelijk de invloed van extra
geladen fijnstofdeeltjes met een relatief kleine extra lading op de depositie in de longen bij vrijwilligers
te meten. Dergelijke technisch en organisatorisch ingewikkelde onderzoeken zijn niet in de
wetenschappelijke literatuur gepubliceerd. Keitch presenteerde in 2004 een ontwerp voor een
`mechanische long' die in staat zou zijn `longdepositie' in de buurt van hoogspanningslijnen beneden-
en bovenwinds direct te meten . De mechanische long wordt nog steeds verder ontwikkeld, maar
wetenschappelijke publicaties zijn nog niet verschenen . Paul Keitch is in een e-mail benaderd voor
extra informatie. Hij antwoordde dat de mechanische long nog steeds verder ontwikkeld wordt. Een
ingestuurd artikel met depositiemetingen is afgewezen en wordt op dit moment, aan de hand van de
opmerkingen van de referenten, herschreven .
Conclusies
Als er meer dan tien elementaire ladingen extra op de fijnstofdeeltjes van 0,3-1µm wordt gebracht, is in
vrijwilligers en proefdieren aangetoond dat de longdepositie toeneemt. Bij geringere
ladingstoevoegingen werd voor deeltjes van die grootte geen verhoogde depositie gemeten. Omdat de
waargenomen ladingsverhoging door corona-ontladingen relatief klein is (de gemiddelde extra lading
per deeltje varieert van 0,1 tot 0,9 elementaire lading), is het optreden van extra depositie van
fijnstofdeeltjes (diameter rond 0,1 µm) als gevolg van corona-ontladingen in de buurt van een
hoogspanningslijn op dit moment niet aannemelijk gemaakt. Een betrouwbare kwantitatieve schatting
voor de verhoging van de depositie is op dit moment niet mogelijk. De depositie in de longen van
grotere deeltjes (diameter boven 0,3 µm) of kleinere deeltjes (diameter onder 0,1 µm) wordt vrijwel
zeker niet door corona-ontladingen beïnvloed.
36 RIVM Rapport 610790001
4.7 Depositie van (geladen) fijnstofdeeltjes op de huid
4.7.1 Ladingseffecten dichtbij een hoogspanningslijn
Inleiding
Geladen fijnstofdeeltjes met een diameter onder 0,05 µm kunnen in het elektrische veld onder een
hoogspanningslijn met een amplitude van enkele centimeters gaan oscilleren . Dat betekent dat
voor deze deeltjes, buitenshuis, extra depositie door oscillatie direct onder een bovengrondse
hoogspanningslijn op theoretische gronden mogelijk is.
Ongebonden radondochters
Onderzoek naar depositie van kleine fijnstofdeeltjes richt zich vooral op (ongebonden) vervalproducten
van radon omdat deze kleiner zijn dan 0,05 µm en omdat extra depositie meer radioactiviteit op de huid
kan brengen. Omdat de radonconcentratie buitenshuis lager is dan binnenshuis en mensen in
Noordwest Europa het overgrote deel van hun tijd binnen doorbrengen, is het de vraag of deze extra
depositie gevolgen heeft voor de gezondheid . Fews schatte op basis van niet gepubliceerde
metingen dat voor iemand die 10% van de tijd buitenshuis direct onder een hoogspanningslijn verblijft
de dosis op de basale laag van de gezichtshuid 1,2 - 2 keer zo hoog is ten gevolge van straling
afkomstig van polonium-214 en polonium-218 . Hij zag een mogelijk verband met huidkanker
omdat de -deeltjes afkomstig van polonium-214 de basale laag van de huid, waar bepaalde
huidtumoren hun oorsprong vinden, kunnen bereiken . Op grond van deze waarden schatte
Henshaw een 20% hoger risico op huidkanker binnen een strook van 25 m ter weerszijden van een
bovengrondse hoogspanningslijn. Dit onderzoek is sterk bekritiseerd. McLaughlin and Gath
hebben de activiteit van radondochters in de buurt van een 400 kV hoogspanningslijn gemeten, zowel
in lucht als in depositie . Zij vonden geen effect van de afstand tot de hoogspanningslijn op de
totale gedeponeerde radioactiviteit van radondochters. Een opvallende bevinding van McLaughlin is
dat de radioactiviteit van polonium-210 op een glazen hoogspanningsisolator van 36 jaar oud verhoogd
was op het gedeelte dat in contact had gestaan met de buitenlucht. Dit wijst juist op het wegvangen van
radondochters door de hoogspanningslijn. Ook Miles en Algar hebben de concentratie van
radondochters direct onder een 400 kV hoogspanningslijn en op 60 m afstand gemeten . Zij vonden
geen verschil tussen de beide meetlocaties, maar de cruciale factor depositie is in hun onderzoek niet
gemeten.
Andere fijnstofbestanddelen
Chemische verontreiniging bestaat vrijwel uitsluitend uit deeltjes groter dan 0,05 µm. De depositie van
die deeltjes op de huid zal nauwelijks door het elektrische veld van de hoogspanningslijn worden
beïnvloed. Ook in de bovenste luchtwegen zal depositie nauwelijks door oscillatie worden beïnvloed
. Het elektrische veld in het lichaam is daarvoor te laag, ruwweg een factor 10.000 lager dan het
externe veld 4.
Fews gaat er als enige van uit dat oscillatie ook voor grotere deeltjes belangrijk is. Hij gaf aan dat
als turbulentie in de grenslaag lucht-huid en de lokale verstoring van het elektrische veld in de
berekening worden meegenomen, er een significant verhoogde depositie is van fijnstofdeeltjes tussen
0,001 en 10 µm. De modelberekeningen waaruit hij dit afleidde, werden ondersteund door meting van
verhoogde depositie op geaarde, gladde metalen bollen van 20 cm diameter. Voor aan aerosolen
gekoppeld polonium-218 bedroeg de extra depositie onder een 400 kV lijn een factor 2-2,9. Voor
4 Ondanks de zeer lage elektrische veldsterkte in de bovenste luchtwegen acht Henshaw extra depositie toch mogelijk.
RIVM Rapport 610790001 37
aerosolen met polonium-214 is de extra depositie onder een 275 kV lijn 1,4 keer zo hoog. De depositie
van gebonden polonium-214 onder een 132 kV lijn was niet significant verhoogd.
Het hiervoor genoemde artikel van Fews is van veel kanten bekritiseerd. Swanson en Jeffers
vinden de waarden van de parameters die Fews in zijn modellering gebruikt onrealistisch. In hun visie
is de berekening voor de ultrafijne fractie in orde, maar voor de grotere deeltjes niet. Dit komt omdat
voor de grotere deeltjes de beweging ten gevolge van turbulentie belangrijker is dan de oscillaties met
zeer kleine amplitude in het elektrische veld. Daarnaast hebben Swanson en Jeffers kritiek op het
gladde oppervlak van de bollen dat qua textuur niet met de menselijke huid overeenkomt. Ondanks
deze kritiekpunten gaat de NRPB ervan uit dat de luchtstroom rond de gebruikte bollen grofweg
vergelijkbaar is met die rond een hoofd.
In een recent onderzoek heeft Jeffers de berekeningen van Fews nogmaals geëvalueerd. Hij toonde
met modelberekeningen aan dat de door Fews gevonden extra depositie voor alle deeltjesgroottes een
artefact is. Dit artefact ontstond doordat Fews uitgaat van isotherme bollen op omgevingstemperatuur.
Als in het model wordt ingebouwd dat de huid meestal aanzienlijk warmer is dan de omgeving,
verdwijnt de verhoogde depositie voor grotere deeltjes. Ook in dit artikel benadrukte Jeffers nog eens
dat berekeningen aan gladde bollen weinig voorspellende waarde voor levende huid hebben.
Conclusie
Modelberekeningen voorspellen extra depositie van geladen fijnstofdeeltjes (
4.7.2 Ladingseffecten op grotere afstand
Op grotere afstand van een hoogspanningslijn valt de invloed van het elektrische veld weg en zullen de
fijnstofdeeltjes niet oscilleren. Eventuele extra depositie op de huid kan dan alleen worden veroorzaakt
door de extra lading op de fijnstofdeeltjes. Onder veel omstandigheden (voldoende vocht, geen
statische oplading) kan de huid als een geaarde geleider worden beschouwd die de geladen deeltjes
aantrekt. Omdat de extra lading op de fijnstofdeeltjes klein is (zie paragraaf 4.3), zal de elektrostatische
aantrekkingskracht tussen huid en fijnstofdeeltje ook relatief klein zijn. Vanwege de grotere traagheid
van de grote deeltjes zullen het vooral kleine fijnstofdeeltje zijn die extra zouden kunnen deponeren. In
de buitenlucht moet de verplaatsing van de fijnstofdeeltjes door de elektrostatische aantrekkingskracht
concurreren met de verplaatsing door de wind. Miles toonde aan dat wind op zichzelf, afgezien
van ladingseffecten, een sterke invloed heeft op depositie op de huid. In lucht die beweegt met een
windsnelheid van 1 m/s neemt de depositie van radondochters op de huid toe met een factor twee tot
acht, vergeleken met stilstaande lucht. Windsnelheden onder de 1 m/s komen slechts weinig voor.
Feitelijk zal de radondepositie als gevolg van de wind buitenshuis de extra radondepositie ten gevolge
van lading overheersen.
38 RIVM Rapport 610790001
Conclusie
Op grotere afstand van een hoogspanningslijn zal een kleine extra lading op fijnstofdeeltjes (circa 1e)
zeer waarschijnlijk niet tot extra depositie op de huid leiden.
4.8 Epidemiologisch onderzoek
Inleiding
Er is uitgebreid gezondheidsonderzoek gedaan naar mensen die blootgesteld worden aan elektromag-
netische velden in de buurt van hoogspanningslijnen, door het gebruik van elektrische apparaten of in
arbeidssituaties. In de onderzoeken bij bovengrondse hoogspanningslijnen is ontwerp en uitvoering er
op gericht de invloed van magnetische of elektrische velden op de gezondheid te evalueren. Meestal
wordt een groep mensen die binnen een bepaalde afstand van de hoogspanningslijn (of boven een
bepaalde sterkte van het elektrische of magnetische veld) woont, vergeleken met een controlegroep ver
van de hoogspanningslijn, buiten de invloed van de magnetische en elektrische velden. Deze
epidemiologische onderzoeken worden hier `algemene onderzoeken' genoemd. Met betrekking tot fijn
stof zijn deze onderzoeken geschikt om uitspraken te doen over gezondheidseffecten dichtbij
hoogspanningslijnen die door oscillatie van geladen deeltjes zouden kunnen ontstaan. Voor uitspraken
over mogelijke effecten van extra lading op door de wind meegevoerd fijnstofdeeltjes op de
gezondheid zijn deze `algemene onderzoeken' veel minder geschikt. Daarvoor zou een groep mensen
die (bij de overheersende windrichting) benedenwinds van de hoogspanningslijn woont vergeleken
moeten worden met een groep die bovenwinds woont. Dit laatste type onderzoek noemen we hier
'windrichtingspecifieke onderzoeken'. Dit onderzoek is natuurlijk alleen zinvol als er in een bepaald
gebied inderdaad een duidelijke voorkeursrichting voor de wind is. Op dit moment zijn er tientallen
`algemene onderzoeken' gepubliceerd, maar zijn er geen 'windrichtingspecifieke onderzoeken'
gepubliceerd. Door hun ontwerp hebben de algemene onderzoeken veel minder onderscheidend
vermogen om effecten van geladen fijn stof aan te tonen. Anders gezegd: eventuele gezondheids-
effecten van extra geladen fijn stof kunnen door dit type onderzoek niet worden aangetoond.
Algemene onderzoeken
De epidemiologische onderzoeken op het gebied van elektromagnetische velden en gezondheid zijn in
2002 geëvalueerd door het `International Agency For Research on Cancer' . In juni 2007 is deze
evaluatie door de World Health Organisation (WHO) geactualiseerd . Een breed scala aan mogelijke
gezondheidseffecten is beoordeeld: depressie, zelfmoord, ziekte van Alzheimer, ziekte van Parkinson,
amyotrofische lateraal sclerose, cardiovasculaire aandoeningen, verstoorde embryonale ontwikkeling
en kanker. Met betrekking tot kanker gaat het in de buurt van hoogspanningslijnen vooral om leukemie,
borstkanker en hersentumoren, maar ook andere vormen van kanker, waaronder huidkanker worden
meegenomen. De WHO bevestigt de eerder gevonden associatie tussen magnetische velden bij
bovengrondse hoogspanningslijnen en leukemie bij kinderen. Een oorzakelijk verband is, ook in deze
evaluatie, niet aangetoond. Voor de bevolking wordt voor geen van de andere ziektes en aandoeningen
een verband gevonden met de aanwezigheid van bovengrondse hoogspanningslijnen. Dat betekent dat
er voor ziektes die mogelijk verband houden met blootstelling aan (extra geladen) fijnstofdeeltjes zoals
huidkanker, hart- en vaatziekten, luchtwegaandoeningen en longkanker geen epidemiologische
onderbouwing is.
Windrichting specifieke onderzoeken
Om een betrouwbare uitspraak te kunnen doen over gezondheidseffecten van door wind meegevoerd
fijn stof is specifiek epidemiologisch onderzoek nodig. Een eerste aanzet is gegeven in het onderzoek
van Draper . Hij verdeelde de totale groep van kinderen die leukemie hebben gekregen op basis
RIVM Rapport 610790001 39
van de overheersende zuidwestenwind in een benedenwindse en bovenwindse groep. Voor deze
classificatie gebruikte hij een door Preece aangeraden methode . Draper vond geen hoger risico op
leukemie in de benedenwindse groep kinderen vergeleken met de bovenwindse.
Preece heeft in 2001 de voorlopige resultaten van een windrichting specifiek onderzoek gepresenteerd
. Van elk adres in de regio Avon waar een geval van kanker is geregistreerd, werd bepaald of het
binnen 400 meter benedenwinds van een bovengrondse hoogspanningslijn ligt 5. Als dat niet het geval
was, werd het adres ingedeeld in de bovenwindse groep. Preece beschouwde in het pilot-onderzoek
gevallen van kanker van de mond, luchtwegen, maag en darm. Hij vond een significant verhoogd risico
op kanker van mond en luchtwegen in de benedenwindse groep. Het risico op maag en darmkanker was
niet verhoogd. Door deze pilot uit te breiden tot de volledige kankerregistratie in het zuiden en westen
van Engeland kan het onderscheidend vermogen van het onderzoek worden vergroot. Ook de bias
tussen de benedenwindse en bovenwindse groepen met betrekking tot leeftijd en sociaaleconomische
status kan op die manier worden geëlimineerd. Echter dit uitgebreide onderzoek is niet gepubliceerd.
Bij navraag per e-mail antwoordde Preece dat de publicatie nog in bewerking is . De belangrijkste
ontwikkelingen zijn dat de methode om de meteorologische gegevens op te nemen aanzienlijk
verbeterd is en dat de gegevens van het zuiden en het westen van Engeland inderdaad zijn toegevoegd
(totaal 4,9 miljoen personen). In zijn e-mail geeft Preece aan dat uit deze verbeterde analyse geen
verschillen meer komen in het risico op kanker van mond en luchtwegen of longen tussen de boven- en
benedenwindse groep.
Een ander Brits onderzoek waarvan de resultaten nog niet bekend zijn, is het onderzoek van Toledano
et al. . Daarin wordt de mogelijke associatie onderzocht tussen gedeponeerde of geïnhaleerde
geladen deeltjes benedenwinds van hoogspanningslijnen en het extra risico op huidkanker (niet-
melanomen) en kankers aan de luchtwegen (in het bijzonder de mond) en longen.
Conclusie
De algemene epidemiologische onderzoeken geven geen indicatie dat er dichtbij hoogspanningslijnen
extra gezondheidsrisico's optreden, met uitzondering van leukemie bij kinderen. Deze algemene
onderzoeken zijn niet toegesneden op het aantonen van effecten van extra geladen fijn stof. Het aantal
gepubliceerde onderzoeken waarin specifiek naar de invloed van door de wind verspreid extra geladen
fijn stof op de gezondheid in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen wordt gekeken is op dit
moment onvoldoende om conclusies over mogelijke gezondheidseffecten te kunnen trekken.
5 De bruikbaarheid van het onderzoek wordt beperkt omdat Preece niet aangeeft of en hoe bij deze indeling met de
variabiliteit van windsnelheid en windrichting rekening gehouden wordt.
40 RIVM Rapport 610790001
5 Discussie en conclusies
5.1 Inleiding
Door de hoge spanning op de draden van een bovengrondse hoogspanningslijn ontstaat een elektrisch
veld dat soms lokaal zo sterk is dat er doorslag in de lucht optreedt. Bij een dergelijke corona-ontlading
worden ionen gevormd die hun lading gedeeltelijk aan het fijn stof in de lucht kunnen overdragen.
Deze extra geladen fijnstofdeeltjes worden door de wind in de omgeving van de hoogspanningslijn
verspreid. Dit literatuuronderzoek gaat over de vraag of deze extra lading afkomstig van de corona-
ontladingen het risico op gezondheidseffecten van het aanwezige fijn stof voor de omwonenden
vergroot. Het gaat in dit rapport niet over de algemene effecten van fijn stof op de mens, maar specifiek
over de invloed van bovengrondse hoogspanningslijnen op deze effecten.
5.2 Discussie
Bovengrondse hoogspanningslijnen als mogelijke bron van fijn stof
Geen van de geëvalueerde publicaties wijst er op dat bovengrondse hoogspanningslijnen of het
optreden van corona-ontladingen bij die hoogspanningslijnen fijn stof kunnen produceren. Alle
onderzoeken betreffen een mogelijke beïnvloeding van het fijn stof dat al in de buurt van de
hoogspanningslijn aanwezig is. Bovengrondse hoogspanningslijnen zijn zelf geen bron van fijn stof.
Corona-ontladingen en depositie van fijnstofdeeltjes
Henshaw en Fews hebben een mechanisme voorgesteld waardoor corona-ontladingen via beïnvloeding
van fijn stof tot extra gezondheidseffecten zouden kunnen leiden. Dit mechanisme valt uiteen in een
aantal stappen (zie Figuur 6). Voor de stappen `het ontstaan van corona-ontladingen', `de overdracht
van lading op fijnstofdeeltjes' en de `verspreiding van deze extra geladen fijn stofdeeltjes door de
wind' is voldoende experimentele ondersteuning. De stap `oscillatie van geladen deeltjes onder een
hoogspanningslijn' is op theoretische gronden aannemelijk, maar direct experimenteel bewijs
ontbreekt. Met betrekking tot de laatste stap, of extra lading op het fijn stof ook werkelijk tot extra
depositie in de longen en luchtwegen of op de huid leidt, is de situatie ingewikkelder.
Luchtwegen
De extra lading die door corona-ontladingen op fijnstofdeeltjes kan worden gebracht is waarschijnlijk
onvoldoende om tot extra depositie in de longen te leiden. Modelberekeningen wijzen er op dat er voor
extra depositie in de longen minimaal een ladingsverhoging met ongeveer 10 elementaire ladingen
nodig is. Zulke grote ladingstoevoegingen ontstaan niet door corona-ontladingen bij bovengrondse
hoogspanningslijnen. Uit de wetenschappelijke onderzoeken volgt dat de gemiddelde hoeveelheid extra
lading die fijnstofdeeltjes door corona-ontladingen kunnen krijgen varieert van 0,1 tot 0,9 elementaire
lading. Er is één onderzoek dat voor dergelijke ladingsverhoging wel extra depositie rapporteerde .
In een metalen mal van de luchtwegen bleek toevoegen van één elementaire lading aan fijnstofdeeltjes
met diameter rond de 0,1 µm de depositie met een factor vijf te verhogen. Dit onderzoek wordt niet
ondersteund door proefdier- of vrijwilligersonderzoek. Omdat het model op essentiële punten van het
(menselijk) ademhalingsstelsel verschilt, is de voorspellende waarde voor effecten op de mens
twijfelachtig.
RIVM Rapport 610790001 41
Als er veel extra lading op fijnstofdeeltjes wordt gebracht, meer dan ongeveer 10 elementaire ladingen
gemiddeld per deeltje, is in menselijke vrijwilligers en proefdieren aangetoond dat de longdepositie
toeneemt. Dit geld vooral voor deeltjes van rond de 0,1 µm. Grotere deeltjes (> 0,3µm) en kleinere
deeltjes (
Huid
Direct onder de hoogspanningslijn gaan geladen fijnstofdeeltjes in het elektrische veld oscilleren. Dat
kan op theoretische gronden tot extra depositie op de huid leiden. Metingen van deze extra depositie
zijn tegenstrijdig. Fews mat extra depositie van radonvervalproducten op metalen bollen, maar andere
onderzoekers vonden geen verhoogde depositie op de huid. Verder weg van de hoogspanningslijn zal
een kleine extra lading op fijnstofdeeltjes (circa 1e) zeer waarschijnlijk niet tot extra depositie op de
huid leiden.
Samenvattend
Op basis van de huidge kennis is niet aannemelijk gemaakt dat corona-ontladingen in de buurt van
bovengrondse hoogspanningslijnen tot extra depositie van fijn stof in longen, luchtwegen of op de huid
leiden. Het door Henshaw en Fews voorgestelde mechanisme, hoewel theoretisch mogelijk, wordt niet
door experimentele gegevens ondersteund.
Epidemiologische ondersteuning voor gezondheidseffecten van corona-ontladingen
Het algemene epidemiologische onderzoek naar de gezondheid van mensen die in de buurt van
bovengrondse hoogspanningslijn wonen, wijst alleen op een hoger risico voor leukemie bij kinderen.
Een verband tussen wonen in de buurt van een hoogspanningslijn en het extra voorkomen van ziektes
die met fijn stof worden geassocieerd, is niet waargenomen. Omdat dit type epidemiologisch onderzoek
geen rekening houdt met de heersende windrichting zijn deze algemene onderzoeken niet optimaal om
effecten van de combinatie van corona-ontladingen en fijn stof aan te tonen. Er is één onderzoek
gepubliceerd waarin, achteraf, wel met de heersende windrichting rekening is gehouden; daarin werd
geen verschil in leukemierisico gevonden tussen groepen kinderen die boven- of benedenwinds van een
bovengrondse hoogspanningslijn wonen . In niet-gepubliceerd onderzoek van Preece werd geen
verhoogd risico benedenwinds gevonden . Op dit moment loopt in het Verenigd Koninkrijk een
omvangrijk onderzoek naar huidkanker en kanker van luchtwegen en longen benedenwinds van
bovengrondse hoogspanningslijnen .
Samenvattend
Het bestaande epidemiologische onderzoek levert geen aanwijzing voor gezondheidsrisico's door extra
geladen fijn stof. Het aantal gepubliceerde onderzoeken waarin specifiek naar de invloed van door de
wind verspreid extra geladen fijn stof op de gezondheid in de buurt van bovengrondse
hoogspanningslijnen wordt gekeken, is op dit moment echter onvoldoende om conclusies over
mogelijke gezondheidseffecten te kunnen trekken.
Risicoschattingen voor gezondheidseffecten van corona-ontladingen
Ondanks de leemten in kennis (zie paragraaf 5.4) maakten NRPB en WHO de stap naar een
risicoschatting6. Hun conclusie dat het onwaarschijnlijk lijkt dat corona-ontladingen meer dan een klein
effect hebben op het langetermijngezondheidsrisico geassocieerd met fijn stof, zelfs in de meest
6 NRPB en WHO formuleren hun (kwalitatieve) risicoschatting als:
NRPB: However, it seems unlikely that corona ions would have more than a small effect on the long-term health risks
associated with particulate air pollutants even in the individuals who are most affected
WHO: However, it seems unlikely that corona ions will have more than a small effect, if any, on long-term health risks even
in the individuals who are most exposed
42 RIVM Rapport 610790001
blootgestelde groep, geeft duidelijk aan hoe onzeker deze risicoschatting is. Ook zijn de gebruikte
termen `onwaarschijnlijk' en `meer dan een klein effect' weinig specifiek.
Henshaw maakte ook de stap naar een meer kwantitatieve risicoschatting voor gezondheidseffecten in
de buurt van hoogspanningslijnen door verhoogde blootstelling aan fijn stof . Hij nam een
oorzakelijk verband aan tussen corona-ontladingen en gezondheidseffecten. Daarbij ging hij uit van
30% extra depositie van (geladen) fijn stof in de longen en een toename met 30% van de kans op ziekte
in een groep die benedenwinds, binnen 400 meter, van een hoogspanningslijn woont. Deze aanpak
leidde voor het Verenigd Koninkrijk tot een schatting van 200 tot 400 extra gevallen van longkanker,
2000 tot 3000 gevallen van andere aan luchtverontreiniging gerelateerde ziekten en 17 extra gevallen
van huidkanker. De aannames die Henshaw deed van een oorzakelijk verband tussen corona-
ontladingen en gezondheidseffecten en van een 30% verhoogde ziektelast tot 400 m benedenwinds van
de hoogspanningslijn zijn onbewezen en steunen niet op gevalideerde wetenschappelijke gegevens.
Daarom is deze kwantitatieve risicoschatting onbetrouwbaar en onvoldoende onderbouwd.
Omvang van de blootgestelde groep
Er zijn grote verschillen in de manier waarop omwonenden van een bovengrondse hoogspanningslijn
worden blootgesteld aan magnetische velden en aan fijn stof dat door corona-ontladingen extra lading
heeft gekregen. Een aantal van die verschillen leiden bij corona-ontladingen vergeleken met
magnetische velden tot een kleinere blootgestelde groep. Andere verschillen kunnen tot vergroting van
de blootgestelde groep leiden.
Vergeleken met de blootstelling aan magnetische velden kan de groep die is blootgesteld aan extra
geladen fijn stof als gevolg van corona-ionen kleiner uitvallen omdat:
- corona-ontladingen bij een hoogspanningslijn slechts gedurende een gedeelte van de tijd
optreden. Magnetische velden zijn bij een hoogspanningslijn in bedrijf altijd aanwezig.
- een hoogspanningslijn is ontworpen om corona-ontladingen te voorkomen. Corona-ontladingen
treden daardoor slechts langs een deel van het hoogspanningsnet op. Magnetische velden zijn
onvermijdelijk en over de volle lengte van het hoogspanningsnet aanwezig;
- extra geladen fijnstofdeeltjes niet allemaal de woning binnendringen, omdat ze bijvoorbeeld in
kieren worden geabsorbeerd. Het belang van een mogelijk effect is daarom binnenshuis kleiner
dan in de buitenlucht. Voor magnetische velden is de afscherming door de woning
verwaarloosbaar. Effecten van magnetische velden zijn binnenshuis en buitenshuis hetzelfde;
- als er effecten van lading op de depositie van fijn stof in de longen of op de huid zijn, alleen de
depositie van een gedeelte van het fijn stof, rond de 0,1 µm, wordt beïnvloed.
Vergeleken met de blootstelling aan magnetische velden kan de groep die is blootgesteld aan extra
geladen fijn stof als gevolg van corona-ionen groter uitvallen omdat:
- er in epidemiologisch onderzoek alleen een associatie is gevonden voor leukemie bij kinderen en
niet bij volwassenen. Daarom bevat de relevante blootgestelde groep in het geval van leukemie
en magnetische velden alleen de kinderen die in de buurt van een hoogspanningslijn wonen. Bij
blootstelling aan extra geladen fijn stof behoren zowel kinderen als volwassenen mogelijk tot de
groep die risico loopt.
- de reikwijdte van de magnetische velden beperkt is, namelijk ongeveer 100-200 meter. De groep
die aan extra geladen fijn stof blootgesteld wordt, kan door invloed van de wind groter zijn.
Mogelijk moet hier rekening worden gehouden met afstanden van 500 m tot, in
uitzonderingsgevallen, enkele kilometers.
RIVM Rapport 610790001 43
Kinderleukemie versus gezondheidseffecten van corona-ontladingen
Uitgebreid epidemiologisch onderzoek wijst er op dat kinderen die in de buurt van een bovengrondse
hoogspanningslijn wonen meer leukemie krijgen. Tussen het onderzoek naar een mogelijk verhoogd
risico op kinderleukemie in de buurt van bovengrondse hoogspanningslijnen en het onderzoek naar de
gezondheidseffecten die mogelijk door corona-ontladingen kunnen ontstaan, bestaan essentiële
verschillen:
- De aanwijzingen voor een verband tussen kinderleukemie en wonen bij bovengrondse
hoogspanningslijnen volgen uit uitgebreid epidemiologisch onderzoek van goede kwaliteit.
Gericht epidemiologisch onderzoek naar een verband tussen het wonen in de buurt van een
hoogspanningslijn en een mogelijke toename van de door fijn stof veroorzaakte
gezondheidseffecten ontbreekt vrijwel.
- Bij kinderleukemie wijst het epidemiologisch onderzoek op een associatie met het magnetische
veld in de buurt van de hoogspanningslijn al is een oorzakelijk verband niet bewezen. Bij
mogelijke effecten van fijn stof is vooral het (lokale) elektrische veld van belang.
- Voor het ontstaan van kinderleukemie door magnetische velden is geen mechanisme bekend.
Voor mogelijke gezondheidseffecten van extra geladen fijn stof hebben Henshaw en Fews een
mechanisme voorgesteld. Volgens dit mechanisme leiden corona-ontladingen via oplading van
fijn stof en verspreiding door de wind tot extra depositie in de longen of op de huid. Echter de
laatste stap in dit mechanisme - of de extra lading op het fijn stof zoals die in de buurt van een
bovengrondse hoogspanningslijn kan voorkomen tot hogere depositie leidt - is niet aannemelijk
gemaakt.
- Het onderzoek naar kinderleukemie loopt al meer dan 25 jaar, terwijl de eerste aanzet voor de
discussie over de invloed van corona-ontladingen afkomstig van bovengrondse hoogspannings-
lijnen op de gezondheidseffecten van fijn stof 10 jaar geleden gegeven werd.
- Het onderzoek naar kinderleukemie is uitgevoerd in een groot aantal groepen verspreid over de
Verenigde Staten, Nieuw-Zeeland, Canada, het Verenigd Koninkrijk en de Scandinavische
landen. Het onderzoek naar mogelijke gezondheidseffecten van extra geladen fijn stof beperkt
zich tot enkele groepen in het Verenigd Koninkrijk.
De aanwijzingen voor een mogelijke invloed van bovengrondse hoogspanningslijnen op het ontstaan
van kinderleukemie zijn hierdoor sterker dan die voor mogelijke gezondheidseffecten als gevolg van
door corona-ontladingen extra geladen fijn stof.
Stakeholder Advisory Group
In het Verenigd Koninkrijk geeft de Stakeholder Advisory Group on ELF EMFs (SAGE) in opdracht
van de netbeheerder National Grid een overzicht van zienswijzen van andere beoordelende
organisaties, zoals WHO, IARC, HPA en California Department of Health Services. Het Britse
ministerie van Volkgezondheid steunt dit initiatief met het oog op de uitwerking van de NRPB-
aanbeveling om voorzorgsmaatregelen te overwegen. Naar aanleiding van het verschijnen van het
SAGE-rapport zond Henshaw in mei 2007 een open brief aan de Britse minister van
Volksgezondheid . In deze brief pleitte hij er voor om de aandacht niet te beperken tot leukemie bij
kinderen, maar ook andere effecten te evalueren zoals leukemie bij volwassenen, hersentumoren,
miskramen en amyotrofe laterale sclerose. Naar Henshaw's idee is er ook voor deze andere
aandoeningen voldoende bewijs om voorzorgsmaatregelen te rechtvaardigen. De mede-opstellers van
het SAGE-rapport delen deze visie niet. Zij vinden de bewijzen voor de corona-hypothese
zwakker dan die voor de relatie tussen magnetische velden en kinderleukemie.
Henshaw en de corona-hypothese
Henshaw presenteerde de corona-hypothese aanvankelijk als alternatief voor de magnetische velden die
volgens IARC mogelijk de verklaring voor een verhoogd risico op kinderleukemie is . Recent heeft
44 RIVM Rapport 610790001
Henshaw onderzocht of verstoring van de melatonine-huishouding de mogelijke oorzaak voor
kinderleukemie zou kunnen zijn . Dat artikel ging alleen uit van magnetische velden. Opvallend is
dat de corona-hypothese niet wordt genoemd en dat een verwijzing naar Henshaw of Fews als
grondleggers van deze hypothese ontbreekt.
Meten van fijn stof
Meting van fijnstofconcentraties (PM10) met het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit zijn belangrijk voor
het fijnstofbeleid. Bovengrondse hoogspanningslijnen kunnen door corona-ontladingen de
ladingsverdeling op de fijnstofdeeltjes beïnvloeden. Dit kan betekenen dat bij een hoogspanningslijn
een andere PM10-concentratie gemeten wordt dan zonder hoogspanningslijn, ook al is in beide gevallen
de concentratie in de lucht hetzelfde. Iets soortgelijks geldt ook voor ambulante fijnstofmetingen. De
vraag is hoe een veranderde ladingsverdeling de meting van PM10 beïnvloedt. Onder meer de
configuratie van de monitor (bijvoorbeeld inlaatverwarming), de samenstelling van het fijn stof, de
omgevingstemperatuur en de luchtvochtigheid kunnen tot onder- of overschatting van de hoeveelheid
fijn stof door de automatische PM10-metingen leiden . Door de extra oplading van fijn stof kan het
aantal deeltjes dat op het filter wordt opgevangen groter of kleiner worden, wat tot een andere PM10-
waarde zal leiden. Het is met de huidige gegevens niet mogelijk om een schatting te maken van de
grootte van deze invloed en zelfs niet of extra lading tot over- of onderschatting van de hoeveelheid fijn
stof zal leiden.
5.3 Beantwoording van de onderzoeksvragen
Beïnvloedt de aanwezigheid van een bovengrondse hoogspanningslijn de concentratie van fijn stof in
de buurt van de lijn?
Nee. Bovengrondse hoogspanningslijnen produceren zelf geen fijn stof.
Beïnvloedt de aanwezigheid van een bovengrondse hoogspanningslijn de lading van fijnstofdeeltjes?
Ja. Het optreden van corona-ontladingen bij bovengrondse hoogspanningslijnen is duidelijk
aangetoond, al komen dergelijke ontladingen slechts gedurende een gedeelte van de tijd langs een
gedeelte van het hoogspanningsnet voor. Als gevolg van deze corona-ontladingen worden ionen
in de atmosfeer gebracht die hun lading gedeeltelijk aan fijnstofdeeltjes kunnen overdragen. In
kwalitatieve zin is het mechanisme waardoor corona-ontladingen ontstaan goed begrepen. Over
de kwantitatieve aspecten van corona-ontladingen bij bovengrondse hoogspanningslijnen,
bijvoorbeeld waar en wanneer ze optreden, is minder bekend. Hoeveel lading aan het fijn stof
wordt overgedragen hangt onder meer af van de deeltjesgrootte. Voor 0,1 µm deeltjes variëren de
schattingen van de gemiddelde extra lading per fijnstofdeeltje van 0,1 tot 0,9 elementaire lading.
Zonder aanwezigheid van een hoogspanningslijn hebben de 0,1 µm deeltjes een gemiddelde
lading van 0,67 elementaire lading.
Hoe ver kunnen deze (geladen) fijnstofdeeltjes zich verplaatsen?
Corona-ontladingen kunnen leiden tot `wolken' geladen deeltjes die door de wind van de
hoogspanningslijnen weg worden getransporteerd. Deze wolken zijn in verschillende
onderzoeken aangetoond, direct door meting van het aantal geladen deeltjes of indirect door het
meten van de verandering van het natuurlijke elektrische veld. De ladingswolken worden tot op
enkele honderden meters afstand benedenwinds van de hoogspanningslijnen waargenomen. In
uitzonderingsgevallen is de invloed van de corona-ontladingen op het elektrische veld tot op
kilometers van de hoogspanningslijn meetbaar.
RIVM Rapport 610790001 45
Wordt depositie van fijnstofdeeltjes op de huid door de lading van de fijnstofdeeltjes beïnvloed?
De depositie op de huid wordt mogelijk beïnvloed. Theoretische overwegingen en
modelberekeningen laten zien dat zeer kleine geladen deeltjes in het elektrische veld onder of
dichtbij een bovengrondse hoogspanningslijn kunnen gaan oscilleren. Dit geldt vooral voor
fijnstofdeeltjes met een diameter van enkele nanometers. Voor deze deeltjes wordt een hogere
depositie op de huid verwacht. Dit kan leiden tot extra radioactiviteit op de huid door een
verhoogde depositie van radondochters. De experimentele ondersteuning van deze hypothesen is
echter niet éénduidig. Alleen Fews meet een toegenomen depositie op metalen bollen. Andere
onderzoekers vinden geen extra depositie op de huid in de buurt van een bovengrondse
hoogspanningslijn. Binnenshuis zal er geen effect zijn, vanwege afscherming van het elektrische
veld. Of de mogelijk verhoogde depositie ook werkelijk tot gezondheidseffecten, bijvoorbeeld
extra huidkanker, leidt is momenteel nog een punt van discussie.
Wordt de absorptie in de luchtwegen en longen door de lading van de fijnstofdeeltjes beïnvloed?
Als er veel extra lading op de fijnstofdeeltjes wordt gebracht, meer dan ongeveer 10 elementaire
ladingen gemiddeld per deeltje, is in vrijwilligers en proefdieren aangetoond dat de longdepositie
toeneemt. Bij lagere ladingstoevoegingen wordt geen verhoogde depositie gemeten. De
ladingstoevoegingen door corona-ontladingen bij bovengrondse hoogspanningslijnen zijn veel
kleiner. De gemiddelde extra lading per deeltje varieert van 0,1 tot 0,9 elementaire lading. Er is
in één modelonderzoek (Cohen) voor dergelijke ladingsverhoging extra depositie waargenomen.
Dit onderzoek vond dat de depositie van ultrafijne deeltjes met een diameter tussen 0,1 en 0,3 µm
in een metalen mal van de luchtwegen werd verhoogd. Onderzoek met vrijwilligers of
proefdieren om deze uitspraak te ondersteunen, ontbreekt op dit moment en de voorspellende
waarde van het modelonderzoek van Cohen voor effecten op de mens is twijfelachtig. Op basis
van de huidge kennis is daarom niet aannemelijk gemaakt dat corona-ontladingen in de buurt van
bovengrondse hoogspanningslijnen tot verhoogde depositie in de longen kunnen leiden.
Leidt de aanwezigheid van een bovengrondse hoogspanningslijn via beïnvloeding van fijn stof tot een
hoger gezondheidsrisico voor omwonenden?
Voor zover nu bekend beïnvloeden bovengrondse hoogspanningslijnen de schadelijke effecten van
fijn stof niet.
5.4 Leemten in kennis
Mechanisme
Er ontbreekt kennis over een essentieel onderdeel van het mechanisme, depositie in de longen. Om aan
te tonen dat extra lading op fijnstofdeeltjes met een diameter rond 0,1 µm tot extra depositie in de
longen leidt, is het aan te bevelen een gericht experiment met vrijwilligers uit te voeren. De vraag is
hoe de grootteverdeling en de massaverdeling (en eventueel de ladingsverdeling) van uitgeademd fijn
stof verandert als er een extra lading van ongeveer 1 elementaire lading wordt toegevoegd aan fijn stof
met een bekende grootte- en ladingsverdeling. Als het fijn stof in de uitgeademde lucht niet verandert
door die ladingstoevoeging, lijkt extra depositie van fijn stof in de luchtwegen of de longen door deze
extra lading niet aannemelijk. Worden er wel verschillen gevonden bijvoorbeeld dat er minder deeltjes
met een diameter rond 0,1 µm worden uitgeademd, dan is substantiële beïnvloeding van depositie van
fijn stof in de luchtwegen of de longen door deze ladingstoevoeging aannemelijk gemaakt. Dan zou
ook extra depositie in de buurt van een bovengrondse hoogspanningslijn aannemelijk zijn.
46 RIVM Rapport 610790001
Omvang van het mogelijke gezondheidsrisico van corona-ontladingen
Op dit moment zijn er geen indicaties voor gezondheidseffecten die in de buurt van bovengrondse
hoogspanningslijnen door de interactie van fijn stof en corona-ontladingen zouden kunnen ontstaan.
Zelfs als nieuw wetenschappelijk onderzoek aan zou tonen dat corona-ontladingen tot extra depositie
van fijn stof in de longen of op de huid leiden, zijn er onvoldoende gegevens om het mogelijke extra
risico in te kunnen schatten. Daarvoor is nauwkeurigere informatie nodig over:
- de grootte van het verschil in depositie in luchtwegen en longen (of op de huid) tussen een
persoon die `dichtbij' de hoogspanningslijn woont en een persoon die `voldoende veraf' woont;
- hoe vaak en waar corona-ontladingen precies voorkomen en hoeveel lading in de atmosfeer
wordt gebracht;
- tot hoe ver van de hoogspanningslijn de invloed van het extra geladen fijn stof kan reiken;
- hoe groot de blootgestelde populatie is.
Epidemiologie
Het is aan te bevelen om de epidemiologische kennis aan te vullen door gericht epidemiologisch
onderzoek uit te voeren waarin de gezondheidseffecten worden vergeleken in groepen mensen die
bovenwinds en benedenwinds van een hoogspanningslijn wonen. Mogelijk kan de ontbrekende kennis
op dit punt op relatief korte termijn worden ingevuld als de onderzoeken van Preece en van Toledano
worden gepubliceerd.
RIVM Rapport 610790001 47
5.5 Conclusies
Het literatuuronderzoek naar de invloed van bovengrondse hoogspanningslijnen op de
gezondheidseffecten van fijn stof leidt tot de volgende conclusies:
1. Bovengrondse hoogspanningslijnen produceren zelf geen fijn stof.
2. Het optreden van corona-ontladingen bij bovengrondse hoogspanningslijnen is duidelijk
aangetoond. De manier waarop corona-ontladingen ontstaan is goed begrepen. Het is moeilijk
kwantitatief vast te stellen hoe vaak, onder welke omstandigheden en op welke plaatsen in het
Nederlandse hoogspanningsnet deze corona-ontladingen voorkomen.
3. Als er corona-ontladingen optreden, brengen die ionen in de atmosfeer die hun lading gedeelte-
lijk aan fijnstofdeeltjes kunnen afgeven. Vereenvoudigde berekeningen en metingen laten zien
dat de gemiddelde extra lading per deeltje varieert van 0,1 tot 0,9 elementaire lading.
4. De fijnstofdeeltjes met extra lading worden met het andere fijn stof door de wind meegevoerd tot
op enkele honderden meters benedenwinds van de hoogspanningslijn.
5. Voor kleine hoeveelheden extra lading op fijnstofdeeltjes zoals die in de buurt van een
bovengrondse hoogspanningslijn kunnen voorkomen, is niet aannemelijk gemaakt dat ze tot
extra depositie in de longen leiden. Eén modelonderzoek geeft daar wel een indicatie voor, maar
deze resultaten kunnen niet zonder meer naar effecten op de mens worden vertaald.
6. Voor relatief grote hoeveelheden extra lading (meer dan ongeveer 10 elementaire ladingen) op
fijnstofdeeltjes is aangetoond dat er extra depositie in de longen plaatsvindt. Corona-ontladingen
bij bovengrondse hoogspanningslijnen leiden niet tot dergelijke grote hoeveelheden extra lading.
7. Als er in de buurt van een hoogspanningslijn door corona-ontladingen extra longdepositie zou
optreden, zal het vooral gaan om ultrafijne deeltjes met een diameter tussen 0,1 en 0,3 µm. De
depositie in de longen van grotere deeltjes (diameter boven 0,3 µm) of kleinere deeltjes
(diameter onder 0,1 µm) wordt vrijwel zeker niet door corona-ontladingen beïnvloed.
8. Gericht epidemiologisch onderzoek naar de effecten van de combinatie van fijn stof en
bovengrondse hoogspanningslijnen is nog niet gepubliceerd. Het onderzoek van Draper naar
kinderleukemie en magnetische velden wijst niet op een verschil in risico tussen de beneden- en
bovenwindse groep. Niet gepubliceerde resultaten van Preece wijzen ook niet op een effect. Een
derde onderzoek (Toledano) is nog niet afgerond.
9. Direct onder een bovengrondse hoogspanningslijn is extra depositie van geladen, radioactieve
fijn stofdeeltjes op de huid theoretisch mogelijk. Omdat metingen van die depositie
tegenstrijdige resultaten opleveren, is verhoogde depositie en een mogelijk verhoogde kans op
huidkanker niet aannemelijk gemaakt. Uit epidemiologisch onderzoek is geen verhoogd
huidkankerrisico gebleken.
10. Voor zover nu bekend beïnvloeden bovengrondse hoogspanningslijnen de schadelijke effecten
van fijn stof niet.
48 RIVM Rapport 610790001
Bijlage 1 Zoekwoorden en deskundigen
Zoekwoorden
De actualisatie van de literatuur is met de binnen de RIVM-bibliotheek aanwezige zoeksystemen op de
volgende manier uitgevoerd: in Pubmed, WinSpirs (Current Contents, 2004 - 7 februari 2007) en via de
website scholar.google.nl is gezocht met de volgende zoektermen (apart en in combinaties): power line,
aerosols, dust, charged particles, electric corona, wind, charged particles, ambient en pollutant.
Gezien hun betrokkenheid bij het onderzoek naar fijn stof en hoogspanningslijnen is in dezelfde
zoeksystemen naar publicaties van de volgende auteurs gezocht: Cohen BS, Fews AP, Grabarczyk Z,
Hautanen J, Henshaw DL, Jeffers DE, Jeffers D, Mayya YS, McKinlay A, Miles JCH, Swanson J en
Tammet H.
Deskundigen
Tijdens het onderzoek heeft overleg plaatsgevonden met:
- Monique Beerlage (KEMA, deskundige hoogspanningslijnen);
- Bert Brunekreef (UU/IRAS, hoogleraar milieu-epidemiologie);
- Flemming Cassée (RIVM, Centrum voor Milieu-Gezondheid Onderzoek, deskundige fijn stof);
- Marcel Janssen (Adviesbureau Petersburg, deskundige geladen deeltjes);
- Lucas Reijnders (UvA, Stichting Natuur en Milieu, hoogleraar milieukunde);
- Eric van Rongen (Gezondheidsraad, secretaris commissie Elektromagnetische Velden);
- Rudy Scholten (KEMA, deskundige hoogspanningslijnen).
RIVM Rapport 610790001 49
50 RIVM Rapport 610790001
Bijlage 2 Overige grijze literatuur
- Newi, G. e.a. Biologische wirkungen elektrischer, magnetischer und electromagnetischer felder.
Grafenau : Expert-Verlag, 1983, ISBN: 3-88508-830-4, 1983.
Beschikbaar.
- Asanova T and Rakov A. The state of health of persons working in the electric field of outdoor
400kV and 500kV switchyards. Gig Tr Prof Zabol. 10 (5) 50-2, 1966.
Artikel in het Russisch; niet bruikbaar.
- Marino AA. Hearings on health and safety of 765kV transmission lines, New York, 1975.
Vermoedelijk gaat het hier om de volgende publicatie: Marino AA and Ray J. The Electric
Wilderness. San Francisco Press, ISBN 0-911302-55-7, 1986.
Beschikbaar
- Steining, H. Hochspanning - Vorsicht Lebensgefahr. Wohnung und Gesundheit, 1985.
Niet verkrijgbaar.
- Langmayr F. Electrobiologie, In : Wohnung und Gesundheit, 1982.
Niet verkrijgbaar.
- Konig HL. Bedeutung electrischer und magnetischer felder fur den Organismus. In:
Tagungsband des Oesterreischischen Instituts fur Baubiologie, 1985.
Niet verkrijgbaar.
- Mackay A. Elektrik/Elektrobiologie In: IBR Lehrwerk des Int Instituts fur Baubiologie, 1984.
Niet verkrijgbaar.
- Blanchi D, Cedrini F and Ceria E. Exposure of mammalians to strong 50 Hz electric fields, In:
Arch. di fisiologica 70, 1973.
Beschikbaar.
- Winters WD and Phillips JL. Enhancement of human tumour cell growth by electromagnetic and
magnetic fields. Abstract. 7th Annual Meeting of the Bioelectromagnetics Society, Atlanta, July
1984.
Niet verkrijgbaar.
- Varga A. Krebs und elektromagnetischer umweltfactoren. In: Krebsgeschehen 2, 1984.
Beschikbaar.
- Marha K und Charron D. Elektromagnetisches Feld und Umwelt, 1968, 1971.
Niet verkrijgbaar.
RIVM Rapport 610790001 51
52 RIVM Rapport 610790001
Bijlage 3 Lijst van afkortingen
A/m ampère per meter (eenheid van magnetische veldsterkte); 1 mA/m = 0,001 A/m
AC alternating current (wisselstroom/spanning)
DC direct current (gelijkstroom/spanning)
e elementaire lading; 1 e = 1,6.10-19 C (coulomb)
HPA Health Protection Agency (omvat voormalige NRPB)
HRTM Human Respiratory Tract Model, ook aangeduid als ICRP-model
Hz herz (eenheid van frequentie); 1 kHz = 1000 Hz; 1 MHz = 1 miljoen Hz; 1 GHz =
1 miljard Hz
IARC International Agency For Research on Cancer
ICRP International Commission on Radiological Protection
KEMA Keuring van Elektrotechnische Materialen
LSO Laboratorium voor Stralingsonderzoek
m meter (eenheid van afstand); 1 mm = 0,001 m; 1 µm = 0,001 mm;
1 nm = 0,001 m
MNP Milieu en Natuurplanbureau
MPPD Multiple Path Particle Dosimetry model
NRPB National Radiological Protection Board (heet nu HPA)
NRR Nederlandse Reanimatie Raad
PAK's Polycyclische aromatische koolwaterstoffen
pC/m3 Coulomb per kubieke meter (eenheid van ruimtelading); pC/m3 = 10-12 C/m3
PM x Particulate Matter - fijn stof met een diameter kleiner dan x micrometer
Po polonium (Po-210; Po-124; Po-218)
RIVM Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu
SAGE Stakeholder Advisory Group on ELF EMFs
UU/IRAS Institute for Risk Assessment Sciences, University Utrecht
UV ultraviolette
UvA Universiteit van Amsterdam
V volt (eenheid van spanning); 1 kV = 1000 V; 1 MV = 1.000.000 V
V/m volt per meter (eenheid van elektrische veldsterkte); 1 kV/m = 1000 V/m
VROM ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieu
WHO World Health Organisation - Wereldgezondheidsorganisatie
RIVM Rapport 610790001 53
54 RIVM Rapport 610790001
Literatuur
1 Staatssecretaris Van Geel. Advies met betrekking tot hoogspanningslijnen. Brief aan Colleges van
Burgemeester en Wethouders, Colleges van Gedeputeerde Staten, IPO, VNG, EnergieNed en
Netbeheerders Elektriciteit, VROM-kenmerk SAS/2005183118, oktober 2005.
2 National Radiation Protection Board. Particle deposition in the vicinity of power lines and possible
effects on health. Report of an independent Advisory Group on Non-ionising Radiation and its Ad
Hoc Group on Corona Ions. Documents of NRPB 15 (1) 2004.
3 WHO, Extremely Low Frequency Fields Environmental Health Criteria Monograph No. 238, June 1,
2007. www.who.int/peh-emf/publications/elf_ehc/en/index.html, geraadpleegd 1 augustus 2007.
4 Gezondheidsraad. Deeltjesvormige luchtverontreiniging. Den Haag: Gezondheidsraad, 30 oktober
1995; 1995/14.
5 Gezondheidsraad. Elektromagnetische velden: Jaarbericht 2001. Den Haag: Gezondheidsraad, 29 mei
2001, 2001/14.
6 Actiecomité Maarssen, website: www.hoogspanningmaarssen.nl/, geraadpleegd 1 augustus 2007.
7 Buijsman E, Beck JP, Bree L van, Cassee FR, Koelemeijer RBA, Matthijsen J, Thomas R,
Wieringa K Fijn stof nader bekeken. De stand van zaken in het dossier fijn stof. Milieu- en
Natuurplanbureau (in samenwerking met de sector Milieu en Veiligheid van het RIVM).
Rapport 500037008, ISBN 90-6960-124-9, MNP 2005.
8 WHO, Systematic review of health aspects of air pollution in Europe Factsheet EURO/04/05. Zie:
www.euro.who.int/air/activities/20050512_1, Genève, 2004, geraadpleegd 1 augustus 2007.
9 EU Richtlijn 96/62/GC van de raad van 27 september 1996 inzake de beoordeling en het beheer van
de luchtkwaliteit. Publicatieblad van de Europese Gemeenschappen, No L 296/55, 1996.
10 Illustratie van het ademhalingsstelsel afkomstig van de website www.reanimatie.nl/ademhaling.html,
geraadpleegd 1 augustus 2007. Deze website wordt verzorgd door de Nederlandse Reanimatie Raad,
een samenwerkingsverband van de Nederlandse Hartstichting, het Nederlandse Rode Kruis, Het
Oranje Kruis en de Vereniging van Artsen.
11 ICRP. Human respiratory tract model for radiological protection. ICRP publication 66, Ann ICRP,
24 (1-3), 1996.
12 Winter-Sorkina R de, Cassee FR From concentration to dose: factors influencing airborne particulate
matter deposition in humans and rats RIVM rapport 650010031, RIVM Bilthoven, The
Netherlands, 2002.
13 Nemmar A, Hoet PHM, and Nemery B. Translocation of Ultrafine Particles. Environ Health
Perspect, 114 (4) A211, 2006.
14 Geiser M, Rothen-Rutishauser B, Kapp N, Schürch S, Kreyling W, Schulz H, et al. Ultrafine particles
cross cellular membranes by nonphagocytic mechanisms in lungs and in cultured cells. Environ
Health Perspect 113 (11) 15551560, 2005.
15 Andersson KG, Fogh CL, Byrne MA, Roed J, Goddard AJH and Hotchkiss SAM. Radiation dose
implications of airborne contaminant deposition to humans. Health Physics 82 (2) 226-232, 2002.
16 Brand RM and Mueller C. Transdermal penetration of atrazine, alachlor, and trifluralin: effect of
formulation. Toxicological Sciences 68 (1) 18-23, 2002.
17 Eatough JP and Henshaw DL. Radon Dose to the Skin and the Possible Induction of Skin Cancers.
Radiat Prot Dosimetry 39 (1/3) 33-37, 1991.
18 Harley NM, Kolber AB, Shore RE, Albert RE Altman SE and Pasternack B. The skin dose and
response for the head and neck in patients irradiated with X-ray for Tinea Capitis: implications for
environmental radioactivity. In: Epidemiology Related to Health Physics, Proceedings of 16th mid
year topical meeting of the Health Physics Society. CONF-83011 (Springfield VA: National
Technical Information Service) pp 125-136, 1983.
19 Chalmers JA. Negative electric fields in mist and fog. J. Atmos Terrestr Phys, 1952, vol 2, 155-159.
20 Hendrickson RC. Space charge drift from a +/- 400-kV direct current transmission line.
Bioelectromagnetics 7(4) 369-79, 1986.
RIVM Rapport 610790001 55
21 Fews AP, Henshaw DL, Wilding RJ and Keitch PA. Corona ions from powerlines and increased
exposure to pollutant aerosols. Int J Radiat Biol. 75(12) 1523-1531, 1999.
22 Goldman, M, Golman A and Sigmond RS. The corona discharge, its properties and specific uses.
Pure & Appl. Chem. 57 (9) 1353-1362, 1985.
23 Cross, JA. Electrostatics, Principles, Problems and Applications. Bristol IOP Publishing ltd., 1987.
24 Henshaw DL. Does our electricity distribution system pose a serious risk to public health? Med.
Hypotheses. 59(1) 39-51, 2002.
25 Aggarwal RK, Johns AT, Jayasinghe JASB and Su W. Overview of the condition monitoring of
overhead lines, Electric Power Systems Research 53(1) 15-22, 2000.
26 Swanson J and Jeffers D. Presentation to the Ad Hoc working group of NRPB, January 10, 2002.
27 Bracken TD, Senior RS and Bailey WH. DC Electric Fields From Corona-Generated Space Charge
Near AC Transmission Lines. IEEE Trans on Power Delivery 20 (2) 1692- 1702, 2005.
28 Fews AP and Henshaw DL. Letter to the editor: Reply to Comment on the papers: Increased exposure
to pollutant aerosols under high voltage power lines; and Corona ions from powerlines and increased
exposure to pollutant aerosols. Int J Radiat Biol. 76 (12) 1688-1699, 2000.
29 Fews AP, Wilding RJ, Keitch PA, Holden NK and Henshaw DL. Modification of atmospheric DC
fields by space charge from high-voltage power lines. Atmospheric Research 63, 271-289, 2002.
30 Reischl GP, Mäkelä JM, Karch R and Necid J. Bipolar charging of ultrafine particles in the size range
below 10 nm. J. Aerosol Sci. 27 (6) 931-949, 1996.
31 Nagat K and Ogawa T. Evolution of tropospheric ions observed by an ion mobility spectrometer with
a drift tube. J. Geophys. Res. 103 (D12) 12917-13925, 1998.
32 Hoppel WA and Frick GM. Ion-aerosol attachment coefficients and the steady state charge
distribution on aerosols in a bipolar environment. Aerosol Sci. Technol. 5, 1-21, 1986.
33 Henshaw DL and Fews AP. Presentation to the Ad Hoc working group of NRPB, December 3, 2001.
34 Jeffers DA. A Note on the Charging of Aerosols by Overhead Line Corona. Radiat Prot Dosimetry
95 (2) 181-183, 2001.
35 Jeffers D. Modeling and analyses do not support the hypothesis that charging by power-line corona
increases lung deposition of airborne particles. Radiat Prot Dosimetry 123 (2) 257261, 2007.
36 Henshaw DL, Ross AN, Fews AP and Preece W. Enhanced deposition of radon daughter nuclei in the
vicinity of power frequency electromagnetic fields. Int J. Radiat Biol. 69 (1) 25-38, 1996.
37 Porstendörfer J. Properties and behaviour of radon and thoron and their decay products in the air.
J. Aerosol Sci. 25, 219-263, 1994.
38 Mühleisen R. Die Luftelektrischen Elemente in Grossstadtbereich. Z. Geophys. 29, 142-160, 1953.
39 Mühleisen R. Disturbance through dispersed high voltage powerlines. J. Atmos. Terrestr Phys. 10,
485-494, 1953.
40 Jones CD and Hutchinson WCA. Plumes of electric space charge in the lower atmosphere. J. Atmos.
Terrstr. Phys. 38, 485-194, 1976.
41 Swanson J and Jeffers D. Possible mechanisms by which electric fields from power lines might affect
airborne particles harmful to health. J. Radiol. Protect 19 (3) 213-229, 1999.
42 Grabarczyk Z and Berlinski J. Charging of atmosphere aerosols by AC HV powerlines. Electrostatics
63, 755-759, 2005.
43 Cohen BS, Xiong JQ and Li W. The influence of charge on the deposition behavior of aerosol
particles with emphasis on singly charged nanometer particles. In: Aerosol inhalation: recent research
frontiers. Proceedings of the international workshop on aerosol inhalation, lung transport, deposition
and the relation to the environment: recent research frontiers, Warsaw, Poland, September 14-16,
1995, Marijnissen JCM and Gradon L, Dordrecht, Kluwer, ISBN: 0792340582, 1996.
44 Fry FA. Charge distribution on polystyrene aerosols and deposition in the human nose. Aerosol Sci.
1, 135-146, 1970.
45 Melandri C, Prodi V, Tarroni G, Formignani M, De Zaiacomo T, Bompane GF and Maestri G. On the
deposition of unipolarly charged particles in the human respiratory tract. In: Inhaled Particles IV
(Edited by Waalton WH), Pergamon Press Oxford, 193-201, 1977.
46 Melandri C, Tarroni G, Prodi V, Zalacomo T, Formignani M and Lombardi CC. Deposition of
charged particles in the human airways. J. Aerosol Sci. 14, 657-670, 1983.
56 RIVM Rapport 610790001
47 Prodi V and Mularoni A. Electrostatic lung deposition experiments with humans and animals. Ann.
Occup. Hyg. 29 (2) 229-40, 1985.
48 Yu CP. Theories of electrostatic lung deposition of inhaled aerosols. Ann. Occup. Hyg.
29 (2) 219-228, 1985.
49 Bailey AG, Hashish AH and Williams TJ. Drug delivery by inhalation of charged particles.
J Electrostatics 44, 3-10, 1998.
50 Chan TL, Lippmann M, Cohen VR and Schlesinger RB. Effect of electrostatic charges on particle
deposition in a hollow cast of human larynx-tracheobronchial tree. J. Aerosol Sci 9, 463-468, 1978.
51 Cohen BS, Xiong JQ, Asgharian B and Ayres L. Deposition of inhaled charged ultrafine particles in a
simple tracheal model. J. Aerosol Sci. 26, 1149-1160, 1995.
52 Cohen BS, Xiong JQ, Fang CP and Li W. Deposition of Charged Particles on Lung Airways. Health
Physics 74(5) 554-560, 1998.
53 Keitch PA, Fews AP and Henshaw DL. The effect of electric charge on deposition of environmental
aerosols in a mechanical model lung. International Scientific Conference on Childhood Leukaemia:
the incidence, causal mechanisms and possible methods of prevention, Westminster, London, 6 - 10
September 2004.
54 Keitch PA. Reply to an e-mail sent by Gert Kelfkens. Subject of the reply: `power lines and
deposition of aerosols', July 19, 2007.
55 Stather JW, Bailey MR, Birchall A and Miles JC. Comment on the paper: Enhanced deposition of
radon daughter nuclei in the vicinity of power frequency electromagnetic. Int J Radiat Biol.
69 (5) 645-649, 1996.
56 Fews AP, Henshaw DL, Keitch PA, Close JJ and Wilding RJ. Increased exposure to pollutant
aerosols under high voltage power lines. Int J Radiat Biol. 75 (12) 1505-1521, 1999.
57 McLaughlin JP and Gath G. Radon Progeny Activities in the Vicinity of High Voltage Power Lines.
Radiat Prot Dosimetry 82 (4) 257-262, 1999.
58 Miles JCH and Algar RA. Measurement of radon decay product concentration under power lines
Radiat Prot Dosimetry 74 (3) 193-194, 1997.
59 Henshaw DL, Ross AN, Fews AP and Preece W. Authors reply to letter to the editor. Int J Radiat
Biol. 69 (5) 653-657, 1996.
60 Swanson J and Jeffers D. Comment on the papers: Increased exposure to pollutant aerosols under
high voltage power lines; and Corona ions from powerlines and increased exposure to pollutant
aerosols. Int J Radiat Biol. 76, 1685-1688, 2000.
61 Jeffers DE. AC electric fields and particle deposition on a sphere. Radiat Prot Dosimetry 118 (1)
56-60, 2006.
62 Miles JCH. Factors Affecting Skin Doses Due to Radon Daughters, UK National Radiation
Protection Board (NRPB-197), ISBN 0-85951-272-X, 1986.
63 IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans Static and Extremely Low-
Frequency Electric and Magnetic Fields. Vol. 80, 2001.
64 Draper G, Vincent T, Kroll ME and Swanson J. Childhood cancer in relation to distance from high
voltage power lines in England and Wales: a case-control study. Brit Med J. 330 (7503)1290, 2005.
65 Preece A, Wright MG, Iwi GR, Dunn E and Etherington DJ. Cancer and high voltage power lines
with respect to wind direction. BEMS abstract book, 23rd annual meeting BEMS, St. Paul MN, USA,
June 10-14, 2001.
66 Preece Alan W. Reply to an e-mail sent by Gert Kelfkens. Subject of the reply: `power lines, wind,
aerosols and health effects'. March 26, 2007.
67 Toledano MB, Briggs D, Swanson J, Shaddick G, Keshishian C, De Hoogh K, Elliott P. Adult
cancers near overhead power lines. Abstract of oral presentation at the 8 th International Congress of
the European BioElectromagnetics Association (EBEA), Bordeaux, France, 10 - 13 April 2007.
ebea.adera.fr/upload/abstract-new-19.03.2007/120/120-POWERLINES_25102006.doc, geraadpleegd
op 3 augustus 2007.
RIVM Rapport 610790001 57
68 Stakeholder Advisory Group on ELF EMFs (SAGE). First Interim Assessment: Power Lines and
Property, Wiring in Homes, and Electrical Equipment in Homes. R K Partnership Ltd, April 27,
2007. www.emfs.info/documents/SAGE first interim assessment.pdf, geraadpleegd 3 augustus 2007.
69 Henshaw DL. Open letter to Caroline Flint MP, Minister for Public Health on `First Interim Report of
the Stakeholder Advisory Group for ELF EMF (SAGE)', May 8, 2007. www.electric-
fields.bris.ac.uk/Sageletter.pdf, geraadpleegd op 3 augustus 2007.
70 Henshaw DL, Reiter RJ. Do magnetic fields cause increased risk of childhood leukemia via
melatonin disruption? Bioelectromagnetics, Suppl 7:S86-97, 2005.
71 Beijk R, Hoogerbrugge R, Hafkenscheid TL, Van Arkel FTh, Stefess GC, Van der Meulen A,
Wesseling JP, Sauter FJ en Albers RAW. PM10: Validatie en equivalentie 2006. RIVM rapport
680708001, 2007.
58 RIVM Rapport 610790001
Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer