Wetenschap - 13 maart 1997

Speurtocht naar de chemische structuur van ultrafijne aerosolen

Speurtocht naar de chemische structuur van ultrafijne aerosolen

Speurtocht naar de chemische structuur van ultrafijne aerosolen
Arja Even, Milieuhygiene
Aerosolen, stofdeeltjes in de lucht, spelen een zeer belangrijk rol in het versterkt broeikaseffect. Hoe meer van deze deeltjes in de lucht, des te meer zonlicht de wolken terugkaatsen en des te minder de aarde wordt opgewarmd. Ze kunnen van natuurlijke of van antropogene oorsprong zijn. Zo brengen vulkaanuitbarstingen grote hoeveelheden aerosolen in de lucht, maar ook de industrie en het autoverkeer
Voor het broeikaseffect is het van belang te weten hoe die deeltjes eigenlijk ontstaan, waaruit ze bestaan en hoeveel er van zijn. Over grote aerosolen hebben wetenschappers al de nodige informatie, maar over de hele kleine aerosolen, tussen de twee en tien nanometer, niet. Het vermoeden is dat ze uit zwaveldioxide ontstaan, maar zeker weten doet niemand dat. Mogelijk speelt ammonium ook een rol bij de deeltjesvorming, evenals ammoniumchloride
Reden voor de Universiteit van Stockholm dit nader te onderzoeken. En reden voor Arja Even, student Milieuhygiene, om hierin te participeren. Als je onderzoek wilt doen naar aerosolen kun je twee dingen doen. Of modellen maken of experimenteel laboratoriumwerk doen. Modellenonderzoek spreekt me niet zo aan. Ik combineer graag het geknutsel in het lab met theorievorming. Aangezien dit in Nederland niet goed mogelijk was op aerosolengebied, ben ik in de wetenschappelijk literatuur naar namen van instituten gaan zoeken en bij de Zweedse universiteit uitgekomen.
De Universiteit van Stockholm wilde graag een apparaat maken waarmee de chemische structuur van deze ultrafijne deeltjes gemeten kan worden. Dit apparaat moest mee op de Oceaanexpeditie naar de Noordpool. In dit gebied is de lucht relatief vrij van menselijk invloed en kunnen de natuurlijke achtergrondconcentraties gemeten worden. Aangezien het schip in juli 1996 zou vertrekken, was er haast geboden bij het maken van het apparaat
De chemische eigenschappen van aerosolen zijn in feite alleen op indirecte wijze detecteerbaar, via het meten van de fysisch-chemische eigenschappen van de deeltjes. Dit kan door de specifieke eigenschappen ten aanzien van het vochtabsorberend vermogen en de verdampingstemperatuur te bepalen. Even ontwikkelde dan ook een apparaat waarmee deze twee eigenschappen getest worden
In ons apparaat worden de deeltjes eerst elektrisch geladen. Door ze later bloot te stellen aan een potentiaalverschil kan ik ze dan selecteren op grootte. Daarna worden de deeltjes verhit of verzadigd met water. De temperatuur waarbij de deeltjes uiteenvallen verraadt welke chemische structuur ze hebben. Zwaveloxide valt bij verhitting op een ander punt uiteen - 105 graden - dan een cloride- of stikstofverbinding. Ook de hoeveelheid vocht die ze absorberen zegt iets over de chemische eigenschappen. Uiteindelijk is het met die gegevens puzzelen en kun je achterhalen of ze werkelijk uit zwaveldeeltjes bestaan. Even maakte in het laboratorium aerosolen van zwavelzuur, ammoniumsulfaat en ammoniumchloride en teste in hoeverre deze door het apparaat werden gedetecteerd
Uiteindelijk is het Even gelukt een apparaat te maken dat aan de eisen voldeed en nog op tijd mee kon met de expeditie. Weliswaar waren de afmetingen niet ideaal, maar het functioneerde. Het was een haastproject, en ik heb het daarom nogal zwabberig afgerond. Maar mijn begeleiders zouden al tevreden zijn als er - bij wijze van spreken - uit die poolexpeditie drie goede metingen komen. Ik hoorde onlangs dat ze er veel meer hebben gekregen. Dus ze zijn dik tevreden.
Op haar afstudeervak kijkt ze tevreden terug. In het begin was het even slikken, want een van mijn begeleiders zat ziek thuis en er waren nog geen spullen om een opstelling te maken. De eerste anderhalve maand leek daarom meer op een literatuurstudie. Daarbij kwam dat er nog een heftig meningsverschil was tussen de hoogleraar en mijn begeleider over de aanpak van dit project. Ik zat daar midden tussen en heb toen maar drie kruisjes geslagen en ben aan de gang gegaan. Uiteindelijk waaide het meningsverschil over. En toen alle apparatuur er was, kwam het project in een stroomversnelling en begon het leuk te worden.
Na dit afstudeervak van vier maanden wist Even dat ze verder wilde in het experimenteel onderzoek. Ze ging op zoek naar een soortgelijke stage. Die vond ze bij het Energiecentrum Nederland (ECN). Ook hier ging het om onderzoek naar aerosolen. De stage is al afgerond - het afstudeerverslag heeft ze in de avonduren geschreven - en inmiddels heeft ze een baan voor een jaar bij het ECN. Mogelijk mag ik na dat jaar promotieonderzoek doen. In totaal heeft haar studie vijf en een half jaar geduurd. En dat raad ik iedere milieuhygienicus aan. Vijf jaar is zeker te weinig. Je moet fouten kunnen maken, maar ook de tijd hebben om dingen goed te doen.

Re:ageer