![[To ECN Homepage]](logo-64-nl.png "ECN Nieuwsbrief Homepage"){kind=logo}
Luchtmeting met lasers
Luchtmeting met lasers
|
| Titel | : | Luchtmeting met lasers |
|---|---|---|
| Publicatie datum: | : | december 2005 |
| Trefwoorden: | : | TDL, QCL, lasermeting, stikstof, lachgas, ammoniak, methaan |
| Zie ook: | : | http://www.ecn.nl/sf/products/env_air/ |
|
De ECN snuffelbus is reeds een aantal jaar uitgerust met een Tuneable Diode Laser spectrometer (TDL) om emissies van methaan (CH4) en lachgas (N2O) te meten. Sinds kort beschikt het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) echter ook over een Quantum Cascade Laser spectrometer (QCL). Hiermee kunnen simultaan metingen aan methaan, lachgas én ammoniak worden uitgevoerd. |
|
Arjan Hensen, wetenschappelijk medewerker bij ECN: "De TDL en QCL spectrometers
zijn snel, gevoelig en specifiek. Gegevens worden met 10 metingen per
seconde uitgevoerd. Een miniem verschil van slechts 1 molecuul methaan
per miljoen luchtdeeltjes is te traceren. Met een dergelijk precieze
spectrometer kan in de buitenlucht, boven een grasveld, bekeken worden
hoe groot het aantal methaanmoleculen is dat per seconde uit het veld
opstijgt en hoeveel moleculen weer opgenomen worden. Het verschil hiertussen
is de methaanflux, het transport van methaan."
De TDL en QCL spectrometers zijn op verschillende fronten eender. Beide hebben een meetcel van 0,3 tot 0,5 liter waarin laserlicht heen en weer gaat tussen twee spiegels. Gassen die infrarood licht op vangen, broeikasgassen, kunnen worden gemeten. Hoe hoger de concentratie van het te meten gas in de meetcel, des te meer licht wordt geabsorbeerd. Het laserlicht in de spectrometers heeft een goed gedefinieerde instelbare golflengte (tuneable). Daardoor kan aan één specifieke gas-absorptielijn gemeten worden. Andere, in de meetcel aanwezige gassen kunnen hierdoor de meting niet beïnvloeden. De TDL gebruikt één laser en kan tot twee componenten simultaan meten met een laser. De QCL heeft twee lasers aan boord en kan vier verschillende gassen simultaan meten.
Luchtmeting: meting in het veenweidegebied direct na bemesting. Het doel van de metingen is de precieze vaststelling van de gemiddelde methaanflux vanuit een grasveld, een begroeid akkerveld of een braakliggend stuk akker. Volgens Hensen zijn de emissies uit dit soort diffuse bronnen erg onzeker. "De gegevens worden gebruikt om te kunnen voorspellen hoe verschillende ecosystemen zullen gaan reageren op een klimaatverandering. Methaan (CH4) en lachgas (N2O) spelen daarbij naast koolstofdioxide (CO2) een belangrijke rol. Een kilo methaan in de atmosfeer draagt net zoveel bij aan de toename van het broeikaseffect als 21 kilo CO2. Voor lachgas ligt dit getal (Global Warming Potential) zelfs op 300 kg CO2 equivalent." De QCL spectrometer is speciaal aangeschaft in het kader van een BSIK project 'Klimaat voor Ruimte'. Binnen dit project wordt bekeken hoe veranderingen in landgebruik, effect hebben op de broeikasgasbalans. Een belangrijk deel van het onderzoek met de QCL zal worden verricht op twee graslanden in het veenweidegebied bij Reeuwijk. Overal waar in het veenweidegebied drainage plaats vindt, treed oxidatie van veen op. Daarbij ontsnappen grote hoeveelheden CO2 naar de atmosfeer. Lachgas (N2O) komt vrij uit die velden waar mest wordt opgebracht. Methaanvorming treedt op als een weiland onder water staat.
Uitgestoten lachgas uit een aardappelveld wordt opgevangen in een grote box. De hoeveelheid geëmitteerd lachgas per vierkante meter wordt bepaald met behulp van de TDL. De onderzoeksvraag: hoe lollig is een aardappel... Op een veld in Reeuwijk wordt in het komende jaar gemeten aan een gedraineerd veld dat wordt begraasd, gemaaid en gemest. Een ander terrein wordt plas-dras gezet en de vraag is wat er het verschil is tussen die twee systemen. De CO2 netto emissie in het plas-dras veld zal waarschijnlijk stoppen, er zal minder lachgas vrijkomen omdat er niet meer bemest maar er zal meer methaan ontstaan. Collega's van WUR/Alterra uit Wageningen houden de CO2 uitwisseling in de gaten, ECN zal zich met de QCL richten op de N2O en CH4 uitwisseling. De mogelijkheden van de QCL en TDL spectrometers zijn uitgebreider dan alleen de metingen aan het verticaal transport van gas. Een andere meetmethode is het opvangen in een box van gas dat uit de bodem ontsnapt. De TDL wordt gebruikt om de concentratietoename in de box te bepalen en daarmee wordt de emissie per m2 uitgerekend. Deze metingen zijn inmiddels veelvuldig toegepast op verschillende afvalstortplaatsen, slootjes, mesthopen en ook op weilanden.
Eerste NH3 en CH4 pluimmetingen met de QCL spectrometer. Benedenwinds van twee boerderijen is simultaan de pluim van beide gassen waargenomen. Met dit type metingen kan de emissie van NH3 uit complexe systemen beter gekwantificeerd worden. Hensen: "Pluimmetingen met TDL en QCL spectrometers zijn weer een andere optie. Met deze methode kunnen emissies van grote maar wel in ruimte begrensde bronnen worden geëvalueerd. De emissiemetingen met deze methode aan methaan dat afkomstig is van groepen koeien en uit boerderijen zijn het meest bekend. Met de QCL spectrometer kunnen dit type metingen ook voor ammoniak (NH3) worden uitgevoerd. De eerste pluimmeting van NH3 en CH4 benedenwinds van twee boerderijen is te zien in de grafiek. Het gas dat uit de verschillende bronnen op het terrein ontsnapt is goed meetbaar. In het voorjaar gaan we hiermee aan de slag. Bemeste weilanden zijn dan het onderzoeksobject. Voor begin 2006 staan dit type metingen bij een afvalstortplaats en metingen aan emissie van scheepvaart op het programma."
Contact: |