Endotoxinen zijn een onderdeel van het buitenmembraan van Gram-negatieve bacteriën en zogenaamde cyanobacteriën of blauwalgen. Endotoxinemoleculen komen vrij bij het afsterven van deze organismen. Het zijn grote moleculen, die gebonden aan bacterieresten en stofdeeltjes of als waterdeeltje met daarin endotoxine, zich in de omgeving kunnen verspreiden. Endotoxinen zijn zogenaamde lipopolysacchariden (LPS), wat betekent dat ze bestaan uit polysaccharide ketens verbonden met een lipide deel. Het lipide deel, het Lipide A, bestaat uit een lange keten vetzuren en is verantwoordelijk voor de toxische eigenschappen van endotoxine. Het inademen van stofdeeltjes of aërosolen die endotoxinen bevatten kan leiden tot ontstekingsreacties en luchtwegaandoeningen. Experimentele en epidemiologische studies hebben blootstelling-respons relaties aangetoond tussen endotoxineblootstelling en effecten op de longfunctie. Werknemers die langdurig blootstaan aan hoge endotoxineniveaus hebben een verhoogd risico op chronische obstructieve longaandoeningen (COPD Chronic Obstructive Pulmonary Disease (Chronische Obstructieve Long Ziekte).  (Chronic Obstructive Pulmonary Disease (Chronische Obstructieve Long Ziekte).  )). Anderzijds heeft een aantal onderzoeken juist verbanden aangetoond tussen hogere endotoxineconcentraties in huisstof en minder atopie (allergische gevoeligheid) en allergisch astma bij kinderen uit boerengezinnen, maar ook bij kinderen uit een stedelijke omgeving. Ook bij boeren en werknemers in de agrarische industrie zijn deze  verbanden tussen hogere endotoxineblootstelling en minder allergie aangetoond.

Onderzoeksprogramma Ontwikkeling Beoordelingskader Endotoxinen (OBE)

Vanaf 2013 is in opdracht van het Ministerie van I&W onderzocht of een toetsingskader voor endotoxine-emissies uit stallen mogelijk en zinvol is, naast de reeds bestaande toetsingskaders voor geur en PM10. Daartoe is eerst een literatuurstudie uitgevoerd waarin de kennis over endotoxine-emissies uit de veehouderij is samenvat en is verkend hoe een toetsingskader er uit zou moeten zien (gerapporteerd in LR Rapport 773). Conclusie uit dit rapport was o.a. dat een toetsingskader, zoals ook die voor geur en PM10, zou moeten bestaan uit: a) emissiefactoren per diercategorie/huisvestingssysteem, b) een verspreidingsmodel dat de concentraties van endotoxinen berekent nabij gevoelige objecten, en c) een grenswaarde waaraan de uitkomst van b) kan worden getoetst. Met zo’n kwantitatieve/modelmatige aanpak kan recht worden gedaan aan specifieke situaties en gebieden in tegenstelling tot bijvoorbeeld generieke afstandsgrenzen. Er werd geconcludeerd dat het Stacks-model met een aantal aanpassingen (zie hierna) zou kunnen worden doorontwikkeld tot verspreidingsmodel voor endotoxinen. En als grenswaarde is voorgesteld om 30 endotoxine-eenheden per kubieke meter lucht (EU Europese unie (Europese unie)/m³) te nemen (de 99,5 percentielwaarde), d.i. de gezondheidskundige advieswaarde voor endotoxinen zoals voorgesteld door de Gezondheidsraad in haar rapport “Gezondheidsrisico’s rondom veehouderijen” (Gezondheidsraad, 2012).

Uit de literatuurstudie kwam tevens naar voren dat er nauwelijks endotoxine-emissiecijfers voor stallen bestaan. In de vervolgfase van het onderzoek is daarom een eerste set endotoxine-emissiecijfers vastgesteld bij stallen voor vleesvarkens, leghennen en vleeskuikens. Tevens is het STACKS-model geschikt gemaakt om te rekenen met grotere deeltjes (tussen 10 en 100 micrometer), met de depositie die daarbij plaatsvindt door de grotere deeltjes, en met een endotoxinegehalte in het stof. Met dit model zijn voor 18 fictieve stalsituaties verspreidingsberekeningen van endotoxinen gemaakt, en gelijktijdig berekeningen voor geur (met V-STACKS vergunningen) en PM10 (met ISL3a). Daaruit is geconcludeerd dat de bestaande toetsingskaders voor geur en PM10 niet altijd voldoende beschermend zijn om overschrijdingen van 30 EU/m³ te voorkomen, met name in de nabijheid van pluimvee (met weliswaar lagere concentraties endotoxinen per gram geëmiteerd stof, maar een grotere hoeveelheid geëmiteerd stof dan bv. varkens)(LR Rapport 959).

In de hierop volgende fase van dit OBE-onderzoek is de eerste set emissiefactoren uitgebreid naar meer diercategorieën en meer stallen per diercategorie. De thans beschikbare dataset bestaat uit 60 emissiemetingen uitgevoerd bij stallen voor zeugen, biggen, vleesvarkens, leghennen, vleeskuikens en melkkoeien. Deze definitieve emissiecijfers zijn gerapporteerd in LR Rapport 1092. 

Met deze onderzoeksfase is een verdere onderbouwing en detaillering van de emissiecijfers en de uitgangspunten voor de verspreidingsmodellering binnen het toetsingskader voor endotoxinen verkregen. In het onderzoeksproject ‘Risicomodellering veehouderij en gezondheid’ (RVG), zie hierna, is gebruik gemaakt van de endotoxine-emissies die binnen dit onderzoek zijn bepaald.

Onderzoeksprogramma Risicomodellering Veehouderij en Gezondheid (RVG)

Het onderzoeksprogramma Risicomodellering Veehouderij en Gezondheid (RVG) bestond uit twee hoofdonderdelen: (1) modellering van endotoxineconcentraties in de buitenlucht voor een groot gebied, en (2) onderzoek naar gezondheidseffecten die geassocieerd zijn met endotoxineblootstelling.

1. Binnen het RVG-project is de verspreidingsmodellering voor endotoxinen (zoals die ontwikkeld was binnen het OBE-onderzoek) verder doorontwikkeld en gevalideerd aan de hand van endotoxinemetingen in de buitenlucht op leefniveau. Hierbij is gebruik gemaakt van een bestaande dataset van endotoxine in de PM10-fractie, gemeten als tweewekelijks gemiddelde, op 60 meetlocaties in het VGO Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden (Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden )-gebied over een totaal tijdsbestek van circa anderhalf jaar (gerapporteerd in Maassen et al. (2016); par. 2.12 en hoofdstuk 7). Vervolgens is de verspreidingsmodellering toegepast om voor het gehele VGO-gebied (oostelijk deel Noord-Brabant en noorden van Limburg; dit betrof 14.000 receptorpunten) 4-uurs waarden van endotoxineconcentraties in de lucht te berekenen. Hierdoor is voor dit gebied inzichtelijk gemaakt waar potentieel overschrijding plaatsvindt van de door de Gezondheidsraad voorgestelde gezondheidskundige advieswaarde van 30 EU/m³ (de 4-uurs waarden zijn representatief voor de acute luchtwegklachten waarop de gezondheidskundige advieswaarde is gebaseerd). Daarnaast leverde dit inzicht op in de bijdrage van onder meer de verschillende diercategorieën aan de endotoxineconcentraties in de lucht.
2. Het onderzoek naar gezondheidseffecten van endotoxineblootstelling bestond o.a. uit een systematische literatuurstudie naar effecten van endotoxine op de luchtwegen bij lage concentraties endotoxine. Daarnaast zijn voor de VGO-onderzoekspopulatie (in totaal ruim 12.000 deelnemers) de associaties tussen gezondheid en endotoxineblootstelling op het woonadres onderzocht. Hiervoor is voor elke VGO- gezondheidsstudiedeelnemer de jaargemiddelde blootstelling op het woonadres gemodelleerd en is het verband onderzocht met diverse gezondheidsuitkomsten, waaronder allergieën, longfunctie, luchtwegklachten en -aandoeningen. Bij vraag 3 wordt dit verband toegelicht.

Onderzoek naar luchtkwaliteit in veehouderijrijke omgeving provincie Limburg

Het Institute for Risk Assessment Sciences (IRAS Institute for Risk Assessment Sciences (Institute for Risk Assessment Sciences )) van de Universiteit Utrecht heeft in opdracht van de Provincie Limburg onderzoek gedaan naar de luchtkwaliteit in veedichte gebieden. Doel van dit onderzoek was om meer inzicht te verkrijgen in de kortdurende veranderingen in concentratie en in tijd van een aantal componenten in de lucht die door veehouderijen worden geëmitteerd of met de aanwezigheid van veehouderijbedrijven kunnen samenhangen. Hiervoor zijn een aantal luchtkwaliteitsmetingen uitgevoerd op locaties met een hoge dichtheid aan veehouderijen waarbij de nadruk lag op metingen van ammoniak, fijnstof, secundair fijnstof en endotoxine in totaal stof. De meetlocaties bevonden zich in de gemeenten Nederweert, Venray en Horst. De meetcampagne in Limburg heeft ten aanzien van endotoxine laten zien dat kortdurende hoge piekconcentraties endotoxine voorkomen en meetbaar zijn. Niet eerder werden kortdurende metingen naar endotoxinen concentraties in totaal stof in de lucht uitgevoerd. In het eerdere RVG onderzoek werden piekconcentraties endotoxine in totaal stof gemodelleerd. De metingen zoals uitgevoerd in Limburg laten zien dat eerder gemodelleerde concentraties plausibel zijn.

Ja. Voor de verschillende gezondheidsuitkomsten (allergieën, longfunctie, luchtwegklachten/-aandoeningen) zijn de associaties onderzocht met zowel blootstelling aan veegerelateerd fijnstof als blootstelling aan het gehalte aan endotoxinen binnen het fijnstof. Het analyseren van blootstelling aan veehouderij-geëmitteerd fijnstof omvat blootstelling aan alle kleine deeltjes in de lucht die zijn uitgestoten door veehouderijen, ongeacht de samenstelling en eigenschappen. Daarnaast is bij analyse van de blootstelling specifieker gekeken naar het aandeel endotoxinen in het fijnstof. Endotoxine is belangrijk vanwege de sterk ontstekingsbevorderende eigenschappen. Endotoxine is specifiek voor veegerelateerde uitstoot (endotoxine wordt namelijk niet geëmitteerd door verkeer en de meeste industriële bronnen), en het wordt gezien als een marker voor de aanwezigheid van microbiële componenten in fijnstof in het algemeen.

Voor een aantal gezondheidsuitkomsten (allergieën en luchtwegklachten) waren de associaties sterker met blootstelling aan de concentratie endotoxinen in het fijnstof dan met blootstelling aan het fijnstof zelf. Dit is een aanwijzing dat de in het fijnstof aanwezige microbiële componenten in het algemeen, dan wel endotoxinen in het bijzonder, de gezondheidseffecten beter verklaren. Daarbij werd een sterk verband gevonden tussen de gemodelleerde endotoxineconcentratie op leefniveau van omwonenden en het minder vaak voorkomen van allergische reacties bij omwonenden van veehouderijbedrijven (dat wil zeggen een beschermend effect van endotoxineconcentratie op atopie). Eenzelfde beschermend effect, zij het zwakker dan bij endotoxinen, werd gevonden voor de fijnstofconcentratie (PM10) op leefniveau van omwonenden.

De associaties tussen endotoxineblootstelling, piepen op de borst, en piepen op de borst in combinatie met kortademigheid waren in de RVG-studie sterker dan de associaties die eerder in de VGO Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden (Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden )-studie zijn beschreven op basis van dichtheid van veehouderij rond de woning. Ook waren associaties tussen endotoxineblootstelling en de gezondheidseffecten sterker dan voor de PM fijnstof (fijnstof )-concentratie op het woonadres. De associatie tussen endotoxineblootstelling en piepen op de borst wordt gekenmerkt door in eerste instantie een afname in klachtenprevalentie met toenemende endotoxineconcentraties, en bij verdere toename van de concentraties door een toename in de klachtenprevalentie. De associaties tussen endotoxineblootstelling en de longfunctie zijn in het algemeen relatief zwak. De richting en de vorm van de associaties zijn in grote lijnen vergelijkbaar met wat in het VGO-onderzoek is gevonden.

Dat is afhankelijk van de diersoorten die in het betreffende veehouderijgebied worden gehouden. Uit de RVG-berekeningen blijkt dat de endotoxineconcentraties in het VGO Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden (Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden )-onderzoeksgebied in Noord-Brabant en Limburg (circa 14.000 receptorpunten), voor 54% toe te schrijven waren aan varkens, 37% aan pluimvee, 6,3% aan runderen, 2,6% aan paarden en 0,56% aan geiten. Bij circa 8% van de receptorpunten was de bijdrage aan de endotoxineconcentratie voor meer dan 80% toe te schrijven aan één diersoort. Daarvan waren opnieuw varkens (69%) en pluimvee (24%) het meest belangrijk.

[In perspectief geplaatst: in het VGO-gebied bestaan de stallen voor 42% uit stallen met varkens, 6% met pluimvee, 35% met runderen, 12% met paarden en 1% met geiten.]

Nee. In een beleidsreactie op het OBE-onderzoek en het RVG-onderzoek (Kamerbrief van 13 juni 2019), heeft de Rijksoverheid aangegeven de resultaten niet door te ontwikkelen tot een landelijk toetsingskader. De Rijksoverheid wijst erop dat provincies en gemeenten de resultaten van beide onderzoeken kunnen gebruiken om gebieden te identificeren waar overschrijding van de grenswaarde te verwachten is. In die gebieden kunnen zij vervolgens maatregelen nemen via het ruimtelijke ordeningsbeleid of via het opleggen van technische (emissiereducerende) maatregelen aan veehouderijen. Naar aanleiding hiervan heeft het Bestuurlijk Platform Omgevingsrecht (BPO) van de provincie Noord-Brabant voor haar beheersgebied een endotoxine toetsingskader versie 1.0 laten ontwikkelen (door het zgn. Ondersteuningsteam, bestaande uit provincie, enkele gemeenten, GGD Gemeentelijke/gewestelijke gezondheidsdienst (Gemeentelijke/gewestelijke gezondheidsdienst) en omgevingsdiensten). In dit provinciale toetsingskader zijn met behulp van de endotoxine-emissiecijfers en het verspreidingsmodel voor drie diercategorieën (vleeskuikens, leghennen en vleesvarkens) afstandsgrafieken ontwikkeld. Hieruit kan men afleiden welke afstand aangehouden moet worden tussen een veehouderij en een gevoelig object (Y-as), om afhankelijk van de fijnstofemissie van de veehouderij (X-as) de endotoxine-grenswaarde niet te overschrijden. Dit toetsingskader wordt gebruikt bij de beoordeling van vergunningaanvragen van veehouderijen in Brabant.

Het endotoxinetoetsingskader dat is ontwikkeld in opdracht van de provincie Noord-Brabant (door het BPO Ondersteuningsteam) is in twee situaties aangevochten bij de rechter. De rechter heeft in beide rechtszaken (zaaknummer 18_655 in de Gemeente Laarbeek; zaaknummer 18_1006 in de Gemeente Heeze en Leende) geoordeeld dat het gebruiken van dit toetsingskader door de gemeenten toegestaan is, met o.a. als argumentatie dat de grenswaarde voor de uitstoot voldoende was onderbouwd en dat gemeenten een eigen beoordelingsruimte hebben bij het beslissen op een aanvraag voor een omgevingsvergunning. Juridisch is het dus mogelijk. Technisch gezien is een modelvalidatiestudie van belang. Daarmee kan worden nagegaan of de schattingen van de endotoxineconcentraties ter hoogte van een gevoelig object op basis van de endotoxine-emissiefactoren en het verspreidingsmodel overeenkomen met de werkelijk aanwezige concentraties. Zo’n modelvalidatiestudie is in 2019 gestart en wordt in 2020 afgerond.

Ja. Endotoxineconcentraties in de buitenlucht ter hoogte van een gevoelig object zijn te gebruiken als een maat voor de belasting van die locatie met bioaerosolen uit stallen (bio-aerosolen zijn in de lucht zwevende deeltjes of druppeltjes van biologische origine die daardoor vaak micro-organismen of microbiële componenten bevatten). (Fijn)stof van verkeer, industrie, houtstook, koken enzovoort bevat niet of nauwelijks endotoxinen. Daarom zijn endotoxineconcentraties in (fijn)stof een hele specifieke maat voor de belasting van de omgeving door veehouderijen.

Daarnaast zijn er via ammoniak uit veehouderijen gezondheidseffecten mogelijk als gevolg van de vorming van secundair fijnstof in de atmosfeer. Dit type fijnstof bevat geen endotoxinen, maar er zijn aanwijzingen dat secundair fijnstof gezondheidseffecten kan veroorzaken. Ammoniak uit o.a. mest en stallen reageert met andere stoffen in de lucht tot secundair fijnstof. Deze deeltjes kunnen zich over grote afstanden verplaatsen (tot honderden kilometers), en zich dus naar andere (nationale, internationale) gebieden verplaatsen of uit andere gebieden afkomstig zijn. De aanwezigheid van veehouderijen op een bepaalde locatie speelt voor omwonenden wat secundair fijnstof betreft dan ook geen directe rol. Endotoxinenconcentraties zijn daarom te gebruiken als een specifieke maat voor de belasting van de omgeving met bioaerosolen vanuit veehouderijen, en de gezondheidseffecten (positief en negatief) die daarmee gepaard kunnen gaan.

Hierover kan geen harde uitspraak worden gedaan. Er zijn weinig directe observaties van mogelijke gezondheidseffecten (negatief en positief) door blootstelling aan lage concentraties endotoxinen in de buitenlucht rondom veehouderijen. In de systematische literatuurstudie (RVG) op basis van 31 publicaties is (zwak) bewijs gevonden voor een aantal effecten op de luchtwegen door relatief lage endotoxine-blootstellingsniveaus in de lucht (blootstellingsniveaus tot 100 EU Europese unie (Europese unie)/m³). Gezondheidseffecten als gevolg van blootstelling aan lage niveaus in de lucht (<100 EU/m³) worden op basis van deze literatuurstudie in principe plausibel geacht. Hierbij is niet specifiek een relatie gelegd naar een norm van <30 EU/m³. Men concludeert dat het relatief zwakke bewijs op basis van een beperkt aantal studies maakt dat nieuwe studies gewenst zijn naar effecten van (relatief lage) blootstelling aan endotoxine in de buitenlucht en potentiële effecten op de luchtwegen, in het bijzonder in specifieke gevoelige subgroepen in de populatie.

De associatie tussen endotoxine en piepen op de borst wordt gekenmerkt door in eerste instantie een afname in klachtenprevalentie met toenemende omgevingsconcentraties endotoxine, en bij verdere toename van de endotoxineconcentratie een toename in de klachtenprevalentie (RVG-studie). De endotoxineconcentratie heeft daarnaast een beschermend effect voor allergieën.

Nee. Op basis van de huidige stand van de kennis kunnen geen harde uitspraken worden gedaan of deze norm aanpassing behoeft. De grenswaarde van 30 EU Europese unie (Europese unie)/m³ is afgeleid van kortdurende blootstelling in de werkomgeving gedurende een werkdag van gemiddeld 8 uur: daarbij werd daling van de longfunctie als gevolg van chronische blootstelling in de werkomgeving aan 90 EU/m³ via de lucht beperkt geacht en niet gezien als nadelig voor de gezondheid. De Gezondheidsraad heeft hier een onzekerheidsfactor 3 aan toegevoegd en een grenswaarde voor de buitenlucht van 30 EU/m³ voorgesteld.

In de RVG-studie is gekeken naar effecten op de gezondheid van langdurige blootstelling (4-uurs blootstellingen gemiddeld over een jaar) aan endotoxinen op het woonadres. De RVG-analyses laten associaties zien met lage jaargemiddelde 4-uurs blootstellingsniveaus van endotoxinen en gezondheidsuitkomsten, waarbij zowel beschermende verbanden worden gezien voor allergieën als nadelige verbanden voor luchtwegklachten. Op basis van de RVG-literatuurstudie naar gezondheidseffecten van endotoxinen wordt gesteld dat er aanwijzingen zijn dat ook nadelige effecten op de luchtwegen kunnen optreden bij lage niveaus van endotoxineblootstelling, en wordt gesuggereerd dat er mogelijk hooggevoelige groepen bestaan (zoals luchtwegpatiënten). Op basis van de huidige stand van de kennis kunnen geen harde uitspraken gedaan worden of de huidige voorgestelde grenswaarde van 30 EU/m³ volstaat. Het is denkbaar dat piekblootstelling aan niveaus onder de 30 EU/m³ en/of langdurigere blootstelling aan lagere niveausnadelige effecten kunnen hebben op de gezondheid. Evenzeer is het denkbaar dat bij niveaus boven 30 EU/m³ nog geen gezondhedseffecten optreden. Om hier meer inzicht in te krijgen is vervolgonderzoek nodig.

Daar kan met de huidige stand van de kennis geen harde uitspraak over worden gedaan. Veehouderijen emitteren micro-organismen en micro-organisme gerelateerde toxinen. Van endotoxine is bekend dat na inhalatie een reeks van dosis-afhankelijke gezondheidseffecten op kunnen treden. Endotoxinen zijn vooral afkomstig van Gram-negatieve bacteriën. Maar veehouderijen emitteren een mengsel van uiteenlopende micro-organismen. Gram-positieve bacteriën en schimmels en hun toxinen worden ook in belangrijke mate door veehouderij geëmitteerd, en kunnen ook gezondheidseffecten veroorzaken. Enkele van deze stoffen zijn ook geassocieerd met (acute) respiratoire effecten bij stof afkomstig van veehouderijen. Blootstelling aan endotoxinen kan (respiratoire) effecten bij omwonenden verklaren, maar moet ook gezien worden als aanwijzing dat er sprake is van microbiologische blootstelling afkomstig van veehouderijbedrijven. In het RVG-onderzoek is niet specifiek naar die andere bestanddelen in het fijnstof gekeken.

Concrete dosis-repons relaties tussen blootstelling aan endotoxineniveaus en te verwachten gezondheidseffecten zijn op basis van deze studies niet te geven. In een systematische literatuurstudie (RVG) werd voor piepen op de borst, longfunctie, en (nachtelijke) astmasymptomen zwak bewijs gevonden voor een associatie met lage blootstelling aan endotoxinen (< 100 EU Europese unie (Europese unie)/m³). Ook in de RVG-modellering van endotoxine in de buitenlucht en symptomen in het VGO Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden (Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden )-gebied werd, naast een beschermdend effect op allergieën, een zwak verband gevonden tussen endotoxineblootstelling en piepen op de borst. In de RVG-studie werd geconcludeerd dat het relatief zwakke bewijs op basis van een beperkt aantal studies maakt dat nieuwe studies gewenst zijn naar effecten van (relatief lage) blootstelling aan endotoxine in de buitenlucht en potentiële respiratoire effecten, in het bijzonder in specifieke gevoelige subgroepen in de populatie.

Nee, zie vraag 11.

Ja, een individueel bedrijf kan een relevante bijdrage leveren. Nee, het is nog onzeker of met het ontwikkelde model een individueel bedrijf op zijn uitstoot kan worden beoordeeld.

In de meeste situaties in veehouderijgebieden zal de endotoxineconcentratie ter hoogte van een gevoelig object bepaald worden door meerdere veehouderijen in de omgeving. Eén of enkele nabijgelegen en/of grote veehouderijen kunnen daarin wel een dominante bijdrage leveren. Uit de gebiedsvalidatie aan de hand van de gemeten concentraties op 60 meetstations in het VGO Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden (Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden )-gebied (middelingstijd: 2 weken) blijkt dat het RVG-verspreidingsmodel deze concentraties gemiddeld genomen goed inschat. Het model lijkt daarmee goed in staat hotspotgebieden met hoge endotoxineconcentraties te identificeren. Of het model in staat is om de endotoxineconcentraties rond individuele bedrijven voldoende accuraat te berekenen is minder zeker. Hiertoe loopt sinds 2019 een validatiestudie.

Hierover kan op basis van de huidige stand van de kennis geen harde uitspraak worden gedaan.

[Zie ook het antwoord bij vraag: Is de 30 EU Europese unie (Europese unie)/m³ norm van de Gezondheidsraad afdoende om de gezondheid van omwonenden te beschermen?]

Er wordt bedoeld dat je de concentraties endotoxinen in beeld brengt op een kaart, zodat je kunt zien in een gebied waar het hoog en laag is.

Nee, dat hoeft niet zo te zijn. In de RVG-studie wordt geconstateerd dat associaties in termen van 'model fit' vaak sterker waren voor endotoxineconcentraties dan voor PM10-concentraties (fijnstof) op het woonadres. Dit ondersteunt de hypothese dat endotoxine een relevante marker is van vee gerelateerde blootstelling, voorspellend voor gezondheidseffecten. Het is mogelijk dat het endotoxine zelf de effecten veroorzaakt, maar stof van veehouderijen bevat ook andere microbiële componenten die vergelijkbare effecten kunnen veroorzaken. In elk geval geeft dit aan dat primair fijnstof, geëmitteerd door veehouderijbedrijven, mogelijk specifieke effecten heeft. Endotoxinen worden niet geëmitteerd door verkeer en de meeste industriële bronnen van (fijn)stof.

Eerst een definitie van 'de werkelijkheid': de werkelijkheid is de situatie waar we ons feitelijk in bevinden, maar die we niet (goed) kennen. Een model is een weergave van deze werkelijkheid (net als metingen) en waarin de relevante processen in de atmosfeer zijn opgenomen en zo goed mogelijk zijn beschreven. Daarin worden minder relevante aspecten vereenvoudigd weergegeven of verwaarloosd. En, wat ook vaak gebeurt: een proces dat is geijkt aan metingen, bevat alleen de gemiddelde uitkomst van de metingen. Als voorbeeld: het verticale windprofiel in de atmosfeer hangt (onder meer) van de ruwheid van het oppervlak af. Deze is geijkt aan metingen, maar de metingen zelf bevatten meetonzekerheden en bovendien wordt het windprofiel heel zwak beïnvloed door andere factoren, die niet in het model zijn opgenomen. Met andere woorden, het gemiddelde is goed, maar van plaats tot plaats kan er net een iets andere waarde zijn.

Dan over de kwaliteit van het model. In de eerste plaats is uitgegaan van een geaccepteerd en uitvoerig getest uitgangsmodel: het Nationale Model voor verspreiding van luchtverontreiniging. Hierin zijn alle relevante processen in de atmosfeer al zo goed mogelijk beschreven en uitvoerig getest met metingen: meestal al door internationale onderzoekers en vaak aangevuld met Nederlandse metingen. Ten tweede: specifiek voor endotoxine houdt het model rekening met een flinke spreiding in de deeltjesgrootte van stalstof. Dat maakt dat het neerslaan van stof en het uitzakken van stof uit de pluim nu gedetailleerder is beschreven en goed is afgestemd op de beschikbare metingen aan stalstof. En ten derde, hierop aansluitend: een model is onbruikbaar als er geen goede invoergegevens zijn. Daarom is uitgebreid gemeten aan stalstof om goed in kaart te brengen wat de deeltjesgrootten zijn en hoeveel endotoxinen deze deeltjes bevatten. Voor de overige invoergegevens (terreinruwheid en weergegevens) wordt gebruikt gemaakt van de nationale dataset. Ten slotte is het verspreidingsmodel in de RVG-studie gevalideerd op een dataset van endoxotinemetingen, verdeeld over 2 jaar, waar 60 tweewekelijks gemiddelde endotoxineconcentraties in opgevangen stof zijn gemeten. Het model berekent deze concentraties gemiddeld goed; wel is de spreiding in de afzonderlijke metingen groot.

Bij modelontwikkeling blijven altijd vragen over die nader bekeken moeten worden. Voor het endotoxine-verspreidingsmodel (en eigenlijk voor alle modellen die op stallen worden toegepast) zijn er sowieso drie vragen:

1. het is de vraag in hoeverre de vorm van de stallen de extra verdunning door de luchtwervelingen rond de stal zelf bepaalt. Het model gaat uit van rechthoekige stallen, terwijl in werkelijkheid de daken schuin zijn en stallen doorgaans in clusters zijn geplaatst;
2. verder wordt aangenomen dat de stallen in een overigens ongestoorde omgeving staan. Dit is vaak niet zo: er kan sprake zijn van groensingels, bomenrijen en andere woon- of bedrijfsgebouwen;
3. en bij de berekeningen wordt aangenomen dat de endotoxine-emissie per staltype-diersoortcombinatie een vast gegeven is. Dat is niet zo: er is sprake van een aanzienlijke variatie tussen stallen, die bijna even groot is als de gemiddelde emissie zelf: van bedrijf tot bedrijf is een verschil van een factor twee niet ondenkbaar.

In hoeverre de vorm van de stallen de einduitkomsten bepaalt, is niet bekend; schaarse windtunneltesten lijken erop te wijzen dat geclusterde stallen extra turbulentie, dus verdunning veroorzaken. Dat zou betekenen dat de huidige modelresultaten aan de conservatieve kant zijn. Alleen meer metingen in het veld en/of windtunnel kunnen hier meer duidelijkheid in geven.

Verder is de aanzienlijke spreiding in emissie van endotoxinen een gegeven; dat maakt dat er voor een individueel bedrijf niet goed is aan te geven welke concentraties er in de omgeving verwacht mogen worden (tenzij er in de stal uitgebreid gemeten is, wat normaal niet gebeurt). Voor een complex agrarisch gebied met veel stallen zullen de verschillen tussen stallen zich uitmiddelen en mag verwacht worden dat de voorspellingen beter zijn.

Samenvattend

Er kan gesteld worden dat het model gebruikt kan worden om op gebiedsniveau hotspotgebieden te identificeren waar een endotoxinegrenswaarde als 99,5-percentiel wordt overschreden. Voor toetsing bij individuele bedrijven is het model inzetbaar, maar onzeker. In welke mate het model de endotoxineconcentraties rond een individueel bedrijf accuraat beschrijft, is op dit moment punt van onderzoek in het OBE fase 4 project.

Uitleg

Zoals beschreven onder de tweede vraag is het STACKS model binnen de RVG-studie gevalideerd op een dataset van endotoxineconcentraties in de PM fijnstof (fijnstof )₁₀ fractie, gemeten als tweewekelijks gemiddelde, op 60 meetlocaties in het VGO Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden (Onderzoek Veehouderij en Gezondheid Omwonenden )-gebied over een totaal tijdsbestek van circa anderhalf jaar. Uit die studie bleek dat het model goed in staat is om gemiddelde endotoxineconcentraties in een gebied over langere tijd (minstens enkele weken) te beschrijven. Toetsing bij individuele bedrijven vindt echter niet plaats aan een maat zoals het gemiddelde, maar aan het 99,5-percentiel (die endotoxineconcentratie waarvoor geldt dat deze in 99,5% van de tijd wordt onderschreden en in 0,5% van de tijd wordt overschreden). We weten echter ook dat er een sterke relatie bestaat tussen het  99,5-percentiel en het gemiddelde. Daaruit concluderen we dat het model ook in staat is om het 99,5-percentiel in een gebied over langere tijd te beschrijven. Wanneer in de modelvalidatie op gebiedsniveau uitgangspunten of invoergegevens worden veranderd, bijvoorbeeld door de warmte-emissie van de stallen in het gebied niet mee te nemen, komen de voorspelde concentraties gemakkelijk een factor 2 hoger te liggen dan wanneer aan de stallen wél warmte-emissie wordt toegekend. Hieruit blijkt dat de modelvoorspellingen gevoelig zijn voor (onnauwkeurigheden of variaties in) de uitgangspunten en invoergegevens. Andere uitgangspunten/invoergegevens die kunnen variëren zijn de endotoxine-emissies of de gebouwgeometrieën (vorm en ligging van gebouwen) die aan de bedrijven in het gebied worden toegekend. Uit het OBE-project blijkt dat de variatie in endotoxine-emissie binnen bedrijven in de tijd, uitgedrukt als relatieve standaardafwijking, ongeveer 30% bedraagt. De variatie in endotoxine-emissie tussen bedrijven van dezelfde diercategorie bedraagt ongeveer 50-60%. De modellering vindt dus plaats op basis van gemiddelde endotoxine-emissies die in de praktijk kunnen fluctueren in de tijd en sterk kunnen verschillen tussen bedrijven. Voor fijnstof (PM10) zijn de variatieniveaus overigens eveneens fors, zij het iets kleiner. Bij modelberekeningen op gebiedsniveau heffen onnauwkeurigheden/variaties in invoergegevens elkaar deels op. Bij het modelleren van de concentraties rond een individueel veehouderijbedrijf is dat niet zo. Daarom is de onzekerheid van de modeluitkomsten voor een individueel bedrijf groter dan voor berekeningen op gebiedsniveau.