Vuurwerk: strelend voor het oog, prikkelend voor de luchtwegen. ECN's MARGA toont feilloos de pieken in de gemeten concentratie (onder) in Schiedam, de vestigingsplaats van MARGA-fabrikant Applikon.
In 2006 introduceerde ECN een nieuw instrument, MARGA geheten, om luchtverontreiniging in de vorm van ammoniak, salpeterzuur, zwaveldioxide en fijnstof van uur tot uur nauwkeurig te meten. Vanuit het buitenland bestond hiervoor grote interesse. ECN gaf een licentie aan het Schiedamse bedrijf Applikon Analytical, dat het instrument productie- en marktrijp zou maken. Normaal neemt zo’n ontwikkeling tien jaar in beslag. Hoe ver is Applikon nu?
Volgens algemeen-directeur Timoer Frelink van Applikon Analytical begint de verkoop te lopen. “We hebben vier MARGA’s geleverd aan Zuid-Korea voor metingen rondom de hoofdstad Seoul. De Schotse overheid werkt al drie jaar met het systeem en voor Engeland is net een tweede besteld. Verder hebben we orders uit China, Finland, van het Institut für Tropospherische Forschung in Leipzig en van de Amerikaanse EPA (Environmental Protection Agency). In Nederland hebben we overigens nog niets verkocht, ondanks alle aandacht en ophef over fijnstof.”
De EPA vroeg in 2006 al direct om drie instrumenten. Maar al snel bleek, dat hier nog het nodige aan te verbeteren viel. De meetresultaten waren goed, maar de instrumenten bleken niet voldoende bedrijfszeker. Ook wilde de EPA aangetoond zien, dat alle aerosolen ook werkelijk gemeten werden en dat zogeheten piekbelastingen van bijvoorbeeld de zwaveldioxideconcentratie in de lucht ook worden geregistreerd. Frelink: “De discussie daarover mondde uit in een nieuw contract in 2008 met een waarde van 15 miljoen dollar. Afgesproken is dat EPA na de demonstratiefase en de ontwikkelingsfase, waarin specifieke EPA-wensen worden meegenomen, MARGA’s gaat afnemen voor het zogenoemde CASTNET.”
Marga getest met ‘modelgassen’
Frelink legt uit hoe MARGA (Monitoring Instrument for AeRosols and GAses) werkt: “Via een buis zuig je lucht van buiten aan. Eerst filter je daar de grove deeltjes uit zoals vliegen en bladeren. Daarna leid je de lucht door water en vanwege hun hoge difussiesnelheid lossen alleen vluchtige stoffen hierin op, zoals zwaveldioxide, ammoniak, salpeterzuur en chloriden. Vervolgens worden de aerosolen, je zou kunnen zeggen 'de fijn stof', apart in water opgelost. Er zijn dus twee waterige oplossingen die je moet analyseren. Het oplossen in water maakt de analyse gemakkelijk. We gebruiken daarvoor ionenchromatografie. De MARGA doet dat volautomatisch, dag in dag uit.”
Eens in de week komt er iemand langs om de oplossingen te verversen. Frelink: “Aanvankelijk was niet duidelijk of alles wel gemeten werd, maar nu hebben we dat onder de knie. Om het zeker te weten hebben we MARGA getest met modelgassen, waarvan we de samenstelling kenden. Ook hebben we extra ammoniak in de omgevingslucht gebracht om te kijken of het instrument een piek in de ammoniakconcentratie registreert. Uit de tests blijkt dat MARGA dat allemaal keurig doet.”
Een piek registreren lijkt voor de hand liggend. Maar bij de klassieke meetmethoden, zoals die nog in Nederland door bijvoorbeeld het RIVM wordt gehanteerd, meet je een week lang en krijgt als uitkomst de gemiddelde concentratie van een stof over die week. Je ziet dus geen pieken en dalen en weet dus ook niet wat de effecten van bijvoorbeeld de verkeersdrukte tijdens de spits zijn. “Dat MARGA het concentratieverloop van de verschillende stoffen in de tijd bijhoudt, maakt dit instrument uniek. Daarom ook is de EPA zo in MARGA geïnteresseerd”, benadrukt Frelink.
Vuistregel ECN blijkt juist
Aan de verdere ontwikkeling van MARGA werken vier medewerkers bij Applikon en een softwareontwikkelaar bij ECN. “Tot nu toe hebben we het systeem kunnen verkopen aan instituten die heel goed weten wat ze met het instrument kunnen doen en er zo nodig zelf aan kunnen sleutelen; kortom, mensen die het snappen. We verwachten nog wat tijd nodig te hebben om het instrument zo betrouwbaar en gebruikersvriendelijk te maken, dat we het aan iedereen kunnen verkopen. De vuistregel van ECN voor een commerciële ontwikkeling van 10 jaar klopt dus in ons geval”, aldus Frelink.
Verder verwacht hij dat Applikon over twee jaar voor het eerst geld zal verdienen met MARGA. “Tot nu toe heeft MARGA ons alleen maar geld gekost. Maar we zetten door. Het analyseren van gassen is een interessant nieuw gebied voor ons. Het is een nieuwe tak van sport naast het gebied waarop we al jaren actief zijn: de productie en verkoop van apparatuur voor online nat-chemische analyse van vloeistoffen en emulsies in de industrie.”
Het RIVM werkt met gemiddelden, niet met pieken en doet geen analyse van de samenstelling. Dat maakt traceren van de bron zeer lastig. MARGA analyseert het fijnstof en kan straks ook de hoeveelheid vaststellen. Zo komt bronbepaling langzaam maar zeker dichterbij.
Industrie krijgt belangstelling voor MARGA
De procesindustrie vormt overigens een potentiële klant voor MARGA. Enkele industriesectoren hebben onlangs de koppen bij elkaar gestoken en besloten om fijnstof nauwkeurig in kaart te brengen volgens een bepaald protocol. Dit is best lastig en komt voor een deel neer op schattingen. Vanwege de discussies met de overheid over de uitstoot van fijnstof wil de industrie harde cijfers hebben. MARGA komt als geroepen, omdat dit instrument de samenstelling meet van fijnstof tot deeltjes met een diameter van 2,5 micron
(1 micron is een duizendste millimeter). Dit moet nog aangevuld worden met een instrument dat de hoeveelheid fijn stof meet. Verder meet MARGA alleen de vluchtige anorganische stoffen zoals ammoniak en zwaveldioxide, maar niet de vluchtige organische verbindingen. Toch kan MARGA de industrie in ieder geval een stap verder helpen met het nauwkeurig meten van fijnstof.
Ten slotte houdt Applikon de vinger aan de pols bij de Europese organisatie EMEP (European Monitoring and Evaluation Programme), het Europese wetenschappelijk programma voor het meten van luchtvervuiling. In dat meetprogramma is MARGA een kansrijke nieuwkomer.
Tekst: Erik te Roller
Contact
René Otjes
ECN Biomassa, Kolen & Milieuonderzoek
Tel.: 022 456 4264
E-mail: René Otjes
Info
Klik hier om te zien wat ECN te bieden heeft op het gebied van Instrumentontwikkeling.
Applikon, fabrikant van MARGA: www.applikon.com
Dit ECN-Nieuwsbrief-artikel mag zonder toestemming worden gebruikt voor publicatie, mits verwezen wordt naar de bron: www.ecn.nl/nl/nieuws/newsletter-nl/
