Hoe meten we luchtkwaliteit?
In Vlaanderen meet de Vlaamse Milieumaatschappij (VMM) de luchtkwaliteit.
Merk op: de luchtkwaliteit in Vlaanderen wordt niet alleen bepaald door lokale vervuiling. Luchtvervuiling kan zich namelijk over honderden of zelfs duizenden kilometers
verspreiden naargelang de weercondities. Windrichting en –snelheid zijn hierin bepalende factoren.
Via de monitoring van het VMM worden de luchtvervuilende stoffen gemeten. Dit gebeurt met sensoren, die werken hetzij via chemische, hetzij via fysische meetprincipes.
Soms een combinatie van beiden.
Sensoren met chemische meetprincipes
Gebaseerd op chemische reactie tussen gassen in de lucht en de elektrode in een vloeistof binnen in de sensor.
o.a. gebruikt om volgende elementen te meten:
Sensoren met fysische meetprincipes
Gebaseerd op fysische principes, bijvoorbeeld fijnstof wordt gedetecteerd door het licht te meten dat verstrooid wordt door de stofdeeltjes.
o.a. gebruikt om volgende elementen te meten:
Bekijk
deze animatie.
Deze animatie toont hoe fijnstof wordt gemeten.
We hoeven niet steeds gebruik te maken van sensoren om luchtvervuiling te meten. Ook levende wezens kunnen ons informatie verschaffen over de luchtkwaliteit.
Voordat sensoren voorhanden waren, gebruikten mijnwerkers diep onder de grond kanaries om een aanwijzing te geven van gevaar voor CO en CH4.
De kleine longcapaciteit van deze vogeltjes maakte
hen kwetsbaarder voor lage concentraties CO en CH4 vergeleken met hun menselijke metgezellen.
De acute gevoeligheid van deze vogels diende bijgevolg als een biologische indicator voor onveilige omstandigheden in ondergrondse koolmijnen.
Bioindicatoren zijn levende (bio) graadmeters (indicatoren)
die worden gebruikt om de kwaliteit van de omgeving en de verandering in de tijd te beoordelen.
Veranderingen in de omgeving worden vaak toegeschreven:
- aan menselijke verstoringen
- bijvoorbeeld vervuiling of wijzigingen in het landgebruik
- of aan natuurlijke stressfactoren
- bijvoorbeeld droogte of extreme koude in de lente
Biologische soorten evolueren in de tijd. Ze passen zich aan de omgeving aan om hun groei en voortplanting te verbeteren.
En dit doen ze binnen bepaalde grenzen van de omgevingsfactoren. Dit noemen we het tolerantiegebied van de soort.
Buiten de grenzen van hun tolerantiegebied - dus als de omgeving te hard verandert - kan de soort zich moeilijker of niet meer aanpassen.
Dit leidt tot de ontwrichting van de soort en dit kan het ecosysteem als geheel beïnvloeden.
start-situatie
situatie met
ecosysteem in evenwicht
situatie met
ecosysteem in gevaar
Hier worden 3 soorten in grafiek gebracht.
- Je kan zien hoe elke soort reageert op een bepaalde omgevingsparameter.
- Zo'n omgevingsparameter kan vanalles zijn, bijvoorbeeld omgevingstemperatuur, neerslag. Maar dit kan bijvoorbeeld ook luchtvervuiling zijn, zoals in ons geval.
Op de Y-as zie je het percentage individuen van deze soort dat een bepaalde waarde van een omgevingsparameter (X-as) overleeft.
Als we echter over bepaalde tolerantiegrenzen gaan, geraakt de soort als geheel in gevaar.
Ga met je muis over de grafiek om het tolerantiegebied te zien voor iedere van deze drie soorten voor deze omgevingsparameter.
Deze 3 soorten leven samen in een ecosysteem.
Dit ecosysteem als geheel kan ook slechts in evenwicht blijven voor bepaalde grenzen van deze omgevingsparameter.
Ga opnieuw met je muis over de grafiek en vergelijk de tolerantiegrenzen van deze 3 soorten, vergeleken met de tolerantiegrenzen
van hun ecosysteem als geheel.
Gaat de omgevingsparameter voorbij deze grenzen dan is het ecosysteem als geheel in gevaar.
Ga opnieuw met je muis over de grafiek en vergelijk de tolerantiegrenzen van deze 3 soorten, vergeleken met het gebied waarvoor hun
ecosysteem als geheel in gevaar is voor de desbetreffende omgevingsparameter.
Opdracht 2
Leg uit waarom de twee andere soorten niet geschikt zijn?
Bekijk het antwoord
variant 2
Deze is te gevoelig voor de omgevingsparameter, de soort kan uitsterven, zonder dat dit een bedreiging vormt voor het hele ecosysteem.
variant 3
Deze is te tolerant voor de omgevingsfactor en zal geen vroegtijdige waarschuwing bieden dat het ecosysteem in gevaar is bij bepaalde waarden van de omgevingsparameter.
Enkele kenmerken van bioindicatoren:
- meestal zijn het planten, mossen of korstmossen omdat zij gevoeliger zijn voor luchtvervuiling dan de meeste dieren.
→ Er worden dus biologische meetprincipes gebruikt om de luchtvervuiling te meten.
- zeer gevoelig aan verzuring als gevolg van bepaalde type luchtvervuiling zoals bijvoorbeeld zwaveldioxide en stikstofoxiden.
→ hieronder 2 belangrijke voorbeelden
| Korstmossen |
Micro-organismen (roze bladgisten) |
|
|
| Groeien op bomen, maar ook op niet-levende structuren (stenen, beton, enz). |
Groeien op de onderzijde van het blad van bepaalde loofbomen. |
De korstmossoorten die aanwezig zijn, zijn bepalend voor de luchtkwaliteit.
Deze moeten dus gedetermineerd worden. |
De voor het menselijk oog onzichtbare micro-organismen worden opgekweekt tot ze zichtbaar worden als kolonies van een enorm aantal micro-organismen.
Dit is het resultaat van vermenigvuldiging van individuele micro-organismen op een voedingsbodem.
Deze moeten geteld worden. |
| Hoe zuiverder de lucht, hoe meer lange korstmossen van het baardmostype. |
Hoe zuiverder de lucht, hoe meer kolonies. |
Experiment: Invloed van een zure omgeving op gisten
Een zure omgeving en dus ook verzurende luchtvervuiling heeft een negatieve invloed op gisten. Dit gaan we illustreren op gisten die we gemakkelijk kunnen bestuderen, namelijk op bakkersgist.
Je weet wellicht dat we bakkersgist kunnen gebruiken om brood te laten rijzen. Dit is een biochemisch proces dat we fermentatie noemen.
Fermentatie is het resultaat van de stofwisseling van gisten die zich voeden van suikers en CO2 en alcohol als afval produceren.
Dankzij deze fermentatie (en de bijhorende gasvorming) hebben we dus een meetinstrument om te zien hoe gisten beïnvloed worden door verschillende omgevingsfactoren.
Wat heb je nodig?
- 3 zakjes droge bakkersgist
- 3 eetlepels suiker (of 4 klontjes)
- 750 ml warm water
- 3 lege petflessen water van 1,5 of 2 liter
- 3 ballonnen
- 1 fles azijn
- 1 trechter
- 1 permanente stift
- 1 eetlepel
Opstelling
1. We maken eerst 3 gelijkaardige opstellingen in de 3 flessen:
- Nummer elk van de 3 flessen.
- Fles 1 gebruiken we voor de 'normale' omgeving
- Fles 2 gebruiken we voor de 'zure' omgeving
- Fles 3 gebruiken we voor de 'zuurdere' omgeving
- Voeg in elke fles toe:
- 1 zakje bakkersgist
- 1 eetlepel suiker
- Doe het volgende:
- Gebruik een trechter en vul beide flessen elk met 250ml warm/heet water.
- Vijs de dop op de fles en schud beide flessen goed.
2. Nu maken we een 'normale', 'zure' en 'zuurdere' omgeving:
| In fles 1: 'normale' omgeving |
In fles 2: 'zure' omgeving |
In fles 3: 'zuurdere' omgeving |
- Vijs de dop van de fles.
- Trek een ballon over het flesuiteinde.
|
- Gebruik de trechter opnieuw en voeg 2 eetlepels azijn toe.
- Vijs de dop op de fles en schud goed.
- Vijs de dop van de fles.
- Trek een ballon over het flesuiteinde.
|
- Gebruik de trechter opnieuw en voeg 4 eetlepels azijn toe.
- Vijs de dop op de fles en schud goed.
- Vijs de dop van de fles.
- Trek een ballon over het flesuiteinde.
|
|
|
|
Verloop van het experiment
- Plaats de drie flessen op een warme plaats maar uit het rechtstreeks zonlicht en uit de tocht gedurende 45 minuten.
- Bestudeer het verschil in de drie opstellingen. Wat merk je op?
Conclusie
- Wat is het effect van zuur op gisten?
- Hoe kan je dit afleiden uit dit experiment?