Inzoomen op (ultra)fijnstof

<div><p>In Nederland is een groot deel van de ziektelast door milieufactoren te wijten aan <a href="https://www.tno.nl/nl/duurzaam/klimaat-luchtkwaliteit/fijnstofaanpak-gezondheidswinst/" class="siteLink">fijnstof</a>. Jaarlijks sterven er circa 9000 mensen vroegtijdig aan de gevolgen van fijnstofblootstelling. De verwachting is dat de aandacht in de nabije toekomst zal verschuiven van fijnstof (<10 micron) naar ultrafijnstof (<0.1 micron). Nu is het kostbaar en complex om structureel te bepalen wat de samenstelling van fijnstof in de lucht is. EMSA werkt dan ook aan de noodzakelijk technologieontwikkeling op het gebied van:</p><ul> <li>het testen en opzetten van goede meetstrategieën</li> <li>het toepassen van deeltjes-karakterisatie om complex fijnstofmengsel te kunnen ontrafelen</li> <li>het ontwikkelen van verspreidingsmodellen voor verschillende typen fijnstof (waarbij er alles aan gedaan wordt om tot iteratieve verbeteringen te komen van brontoekenningen van fijnstofemissies)</li> <li>kennis over de lokale samenstelling van fijnstof en die op een heldere manier vertalen naar een inzichtelijke gezondheidsindicator</li> <li>het geven van adviezen over (lokale) maatregelen en (industriële) oplossingen om de gezondheidseffecten van fijnstofemissies te beperken.</li> </ul></div>

Omgevingswaarneming, modellering en analyse

Thema:: Klimaat en luchtkwaliteit; Milieu en duurzaamheid

Vraagstukken over milieu en circulaire economie zijn al snel complex. Wie op die vlakken op zoek is naar een oplossing op maat, is bij Environmental Modelling Sensing & Analysis (EMSA) aan het juiste adres. Deze afdeling van TNO hanteert een multidisciplinaire aanpak die veel verder gaat dan meten en detecteren. En dat alles vanuit een onafhankelijke positie.

Maatschappelijke uitdagingen

Microplastics, circulariteit en luchtkwaliteit zijn momenteel zeer actuele onderwerpen. Daarbij is het in eerste instantie belangrijk om goed inzicht te krijgen wat op die vlakken de huidige stand van zaken is. En vervolgens aanbevelingen doen en waar mogelijk zelf technologieën ontwikkelen die helpen om de situatie te verbeteren.

Organisatorisch speelt EMSA daar op de volgende drie manieren op in:

Het Deeltjes Expertisecentrum is zowel nationaal als internationaal actief en heeft innovatieve manieren ontwikkeld om microplastics en complexe fijnstofmengsels te ontrafelen.
Een team op het gebied van Circulaire Elektronica richt zich op het ontwikkelen van duurzame en robuuste technologieën om metalen uit elektronische apparaten te winnen.
Een team op het gebied van Air Quality Assessment brengt de luchtkwaliteit in beeld (reactief stikstof, broeikasgassen en fijnstof) om zo advies te kunnen geven over oplossingen om dit te verbeteren.

EMSA experimentele onderzoeksfaciliteiten

In Utrecht en Petten heeft EMSA experimentele onderzoeksfaciliteiten. Daar zetten experts experimenten op om oplossingen te zoeken voor complexe problemen. Bij het evalueren van de resultaten, kijken zij welke aanpassingen er nodig zijn en voeren vervolgens een nieuwe, aangepaste test uit om zo het optimale resultaat te halen. Daarbij komt het regelmatig voor dat ze verschillende disciplines moeten combineren, zoals materiaaltechnologie en chemische wetenschappen. Het combineren van verschillende analysetechnologieën helpt ook om tot nieuwe inzichten te komen. Dat alles draagt bij aan innovatieve oplossingen voor industrie en (lokale) overheden. Daarbij gaat het om innovaties die bijdragen aan een schonere lucht, veilige circulaire producten en het makkelijker herwinnen van kritieke materialen zoals metalen.

Tijdens de afbraak van plastics worden er microplastics gevormd die kleiner zijn dan vijf millimeter. Die deeltjes zijn gedetecteerd in de bodem, water, voedsel en lucht. Het is aangetoond dat microplastics het menselijk systeem binnendringen (bijvoorbeeld via ademen of inslikken) en zich ophopen in verschillende weefsels en organen. Hoewel nog grotendeels onbekend is hoe gevaarlijk microplastics zijn, blijkt uit lopend onderzoek al wel dat blootstelling aan microplastics nadelige gezondheidseffecten kan hebben.

Experts van het Deeltjes Expertisecentrum ontwikkelen innovatieve methoden en instrumenten die materiaaleigenschappen correleren met de vorming van microplastics (bijvoorbeeld nieuwe chemische en fysische karakteriseringsmethoden). Zij hebben expertise op het gebied van:

het beoordelen van de impact van polymeerverwerking en recycling op de formatie en vrijgave van microplastics
het ontwikkelen van analytische technologieën om het vrijkomen van microplastics tijdens productie, recycling en gebruik te bestuderen
het ontwikkelen van een methodologie om verschillende mitigatiestrategieën (mogelijke manieren om de hoeveelheid microplastics te verminderen) te beoordelen.

In Nederland is een groot deel van de ziektelast door milieufactoren te wijten aan fijnstof. Jaarlijks sterven er circa 9000 mensen vroegtijdig aan de gevolgen van fijnstofblootstelling. De verwachting is dat de aandacht in de nabije toekomst zal verschuiven van fijnstof (<10 micron) naar ultrafijnstof (<0.1 micron). Nu is het kostbaar en complex om structureel te bepalen wat de samenstelling van fijnstof in de lucht is. EMSA werkt dan ook aan de noodzakelijk technologieontwikkeling op het gebied van:

het testen en opzetten van goede meetstrategieën
het toepassen van deeltjes-karakterisatie om complex fijnstofmengsel te kunnen ontrafelen
het ontwikkelen van verspreidingsmodellen voor verschillende typen fijnstof (waarbij er alles aan gedaan wordt om tot iteratieve verbeteringen te komen van brontoekenningen van fijnstofemissies)
kennis over de lokale samenstelling van fijnstof en die op een heldere manier vertalen naar een inzichtelijke gezondheidsindicator
het geven van adviezen over (lokale) maatregelen en (industriële) oplossingen om de gezondheidseffecten van fijnstofemissies te beperken.

Metalen winnen uit elektronische apparaten

Het team van Circulaire Elektronica heeft zich ten doel gesteld om duurzame en robuuste technologieën te ontwikkelen voor de winning van metalen uit elektronische apparaten. Hierbij ligt de focus vooral op batterijen, zonnepanelen en printplaten. Deze technologieontwikkeling zal plaatsvinden in het laboratorium van EMSA Utrecht. Het realiseren van een kleinschalige recycle-opstelling voor de winning van waardevolle metalen uit ‘black mass’ batterijen is de eerste mijlpaal waar het team nu naar toe werkt.

Luchtkwaliteit in kaart brengen

Ondertussen richt het team van Air Quality Assessment zich op het ontwikkelen en toepassen van luchtkwaliteitsmetingen om diffuse bronnen van stikstof, broeikasgassen en fijnstof zo goed mogelijk in kaart te brengen. Bij diffuse bronnen gaat het bijvoorbeeld om stallen, stedelijke en industriële gebieden, houtrook, scheepvaart en verkeer- en vliegtuigemissies. Om de luchtkwaliteit goed in kaart te brengen, heeft het team zowel stationaire als mobiele meettechnieken tot zijn beschikking. Vaak zetten ze beide in om op die manier complexe vragen zo goed mogelijk te kunnen beantwoorden.