Oranje luchten, wazige zonneschijn en auto’s onder het stof. Een paar keer per jaar krijgen we te maken met regenbuien waaruit niet alleen water neerdaalt, maar ook saharastof. Om een beter inzicht te krijgen in de wereldwijde effecten van dit verschijnsel, wordt in het kader van het project Detection of Non-Anthropogenic Air Pollution (DNAAP) deze ‘luchtverontreiniging’ door zwevende deeltjes opgespoord met behulp van KNF luchtbemonsteringspompen.

Opgewerveld door de stormen in de Sahara, verspreidt het woestijnstof zich over de hele wereld. Wanneer cyclonen boven de Middellandse Zee opduiken, kunnen zij de luchtverontreiniging door zwevende deeltjes zeer sterk doen toenemen.  Als gevolg daarvan is in verre streken soms met het blote oog een geelrode stoflaag te zien op ruiten en voertuigen.

Onopvallend stof met enorme impact

Deze minerale deeltjes hebben een gemiddelde grootte van slechts enkele micrometers. Zij kunnen dienen als meststof in gebieden met een tekort aan voedingsstoffen, de temperatuur van de aarde beïnvloeden door zonlicht tegen te houden en wolkenvormingsprocessen op gang brengen door condensatiekernen te leveren. De deeltjes worden tevens beschouwd als luchtverontreiniging vanwege de fijne zwevende deeltjes met een negatief effect op de menselijke gezondheid.

Realtime stof tracken in Middellandse Zeegebied

Het onderzoeksproject DNAAP verzamelt in realtime gegevens over door natuurverschijnselen veroorzaakte luchtverontreiniging door zwevende deeltjes. Daartoe worden stofdeeltjes gemeten met behulp van lichtabsorptie op locaties in Cyprus, Spanje en Slovenië. Dit biedt informatie over de concentratie van mineraal stof, met name stof uit de Saharawoestijn, in het Middellandse Zeegebied. In het onderzoeksproject spelen KNF luchtbemonsteringspompen een sleutelrol.

Uitsluiten van zwarte koolstof uit monster

De belangrijkste projectpartner van DNAAP, Aerosol d.o.o., gebruikt het Magee Scientific aethalometer Model AE33 voor realtime metingen. Om alleen niet-antropogene luchtverontreiniging door zwevende deeltjes te meten, is het noodzakelijk om zwarte koolstof uit te filteren. Dit type koolstof is meestal het resultaat van menselijke activiteiten zoals landbouwbranden en de verbranding van fossiele brandstoffen. Daarom wordt stroomopwaarts een virtuele impactor aangesloten om de ongewenste zwarte koolstof te scheiden van de woestijnstofdeeltjes voordat deze de analyse-eenheid binnenkomen.

Luchtbemonsteringspomp helpt bij zuiveren van stof

Een aangepaste KNF N 940 luchtbemonsteringspomp levert de inlaatlucht aan de virtuele impactor. Daar wordt de lucht verdeeld in een hoofdstroom van 98 l/min en een nevenstroom van 2 l/min. saharastof is grof, zodat de deeltjes inert worden neergeslagen in de kleine nevenstroom. Na uitfiltering van de zwarte koolstof wordt de kleine stroom die het stof bevat, vervolgens naar de absorptiefotometer gevoerd voor analyse. 

Tweede pomp helpt bij detectie

In de aethalometer levert een KNF N 86 membraangaspomp de kleine stroom met een gedefinieerd volume aan de analysekamer van het apparaat. Daar wordt de lucht door een filtertape gezogen. Deze tape wordt gelijktijdig verlicht door licht terwijl detectoren de intensiteit meten van het licht dat door de tape wordt doorgelaten. Naarmate woestijnstof zich ophoopt, neemt de intensiteit van het door het lint doorgelaten licht geleidelijk af, wat wijst op de aanwezigheid van luchtverontreiniging door stofdeeltjes.

Aangepaste luchtbemonsteringspompen

KNF speelt een rol in dit project door pompen te leveren voor de impactor en voor de aethalometer. Beide pompen zijn aangepast voor hun specifieke taken en afgestemd op de eisen van de operationele omgevingen. De KNF N 86 pomp die als luchtbemonsteringspomp in de aethalometer wordt gebruikt, werd op maat gemaakt om de installatie snel en eenvoudig te laten verlopen. Dit werd bereikt met behulp van speciaal aangepaste pluggen en aansluitpunten.

Maximale betrouwbaarheid door maatwerk

De speciaal aangepaste luchtbemonsteringspomp in de impactor is gebaseerd op een KNF N 940. Deze is speciaal uitgerust met parallel geschakelde pompkoppen voor een hoger capaciteit van 100 l/min en de aluminium pompkoppen zijn geanodiseerd. Hierdoor is de pompkop bestand tegen de vochtige omgeving van de meetpunten, wat resulteert in een maximale duurzaamheid.

Toepassing onder veeleisende omstandigheden

De betrouwbaarheid en onderhoudsvrije werking van de luchtbemonsteringspompen zijn belangrijk voor deze toepassing, gezien de omgevingsfactoren in de kustgebieden en de vaak afgelegen locaties waar de meetpunten zich bevinden. Ook werd gekozen voor een borstelloze DC-elektromotor. Dit motortype werkt slijtagevrij en is zeer robuust, waardoor de betrouwbaarheid van de pomp nog hoger wordt.

De gegevens van het onderzoeksproject zijn toegankelijk voor het publiek en kunnen online in realtime worden ingezien. Op een kaart is ook het verspreidingstraject van diverse vervuilende stoffen te zien.