Meten

Het RIVM meet de hoeveelheid ammoniak in de lucht, de ammoniakconcentratie, en de hoeveelheid ammoniak die er in de natuur terecht komt: de ammoniakdepositie.

Ammoniakconcentratie

Het RIVM meet binnen het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit (LML) vanaf 1993 op acht locaties en vanaf 2014 op zes locaties elk uur de ammoniakconcentratie met geavanceerde meetapparatuur. (Voor algemene informatie en actuele metingen zie: www.luchtmeetnet.nl ) Vanaf 2005 wordt er daarnaast binnen het Meetnet Ammoniak in Natuurgebieden (MAN) elke maand in ruim 80 Natura 2000 gebieden een (maand)gemiddelde ammoniakconcentratie gemeten met een minder geavanceerde methode. (Voor de meest recente metingen van het MAN zie: man.rivm.nl )
In 1993 zijn 8 LML stations uitgerust met een zogenaamde AMOR (Wyers et al., 1993), die tot en met 2015 operationeel zijn geweest. De AMOR meet de ammoniakconcentratie door lucht aan te zuigen. De lucht komt in een roterende buis waar een zuur de ammoniak bindt. Een nadeel van de AMOR is dat ammoniak kan blijven plakken in de aanvoerleidingen. Hierdoor kunnen vertragingen in het signaal ontstaan waardoor de uurwaarden vertraagd worden en een gemiddeld dagverloop er anders uit kan zien dan in de werkelijkheid. De AMOR’s zijn dan ook niet geschikt om gemiddelde dagverlopen te laten zien.
Vanaf 2016 zijn de AMOR’s vervangen door de miniDOAS (Berkhout et al., 2017). De miniDOAS is een compactere en goedkopere variant van de RIVM-DOAS (Volten et al., 2012) en kan daardoor ook in het LML worden ingezet. Ammoniak absorbeert licht van een bepaalde golflengte. De DOAS-apparaten (Differential Optical Absorption Spectroscopy) maken gebruik van deze eigenschap. De DOAS-apparaten zenden door een lichtopening in het meetstation een lichtbundel uit, die door een spiegel op een afstand van ongeveer 20 meter wordt weerkaatst (zie onderstaande figuur). Uiteindelijk wordt uit de sterkte van het opgevangen licht de ammoniakconcentratie bepaald. De miniDOAS heeft dus als voordeel dat er geen aanzuigleidingen aanwezig zijn en er dus ‘contactloos’ wordt gemeten. Daardoor kunnen de miniDOAS metingen ook voor het maken van dagverlopen worden gebruikt.

LML meetstation Zegveld

De metingen in het MAN worden uitgevoerd met passieve monsternemers. Dit zijn buisjes met onderin een filter dat ammoniak uit de omgeving binnenlaat. Bovenin bevindt zich een vloeistof dat alle ammoniak in het buisje absorbeert; in onderstaande figuur is een afbeelding van een buisje te zien. In het laboratorium wordt de hoeveelheid opgenomen ammoniak bepaald. Dit wordt omgerekend naar luchtconcentraties en geijkt aan metingen uit het LML. Alle buisjes hangen een maand in het veld en er worden dus maandgemiddelde ammoniakconcentratie bepaald. 

werking passieve ammoniak meting

Representativiteit van de ammoniakmetingen en het meetnet

Een belangrijk aspect bij de representativiteit van de meetlocaties is de ligging: wat ziet de meting en het meetnet als geheel? Meerdere aspecten spelen hierbij een rol: lokale terreininvloeden en invloed van lokale bronnen maar ook wat zijn de dominante typen emissies in de regio waar het meetpunt staat. Belangrijk bij de interpretatie is te beseffen dat ondanks het feit dat ammoniak een component is die relatief snel uit de atmosfeer verwijderd wordt door depositie en chemische reacties, de verblijftijd in de atmosfeer in de orde van enkele uren ligt. Dat betekent dat ammoniak gemakkelijk tientallen kilometers ver getransporteerd wordt. Meetpunten “zien” dus ammoniakemissies die komen uit een relatief groot gebied.
Voor wat betreft het LML is gekozen om de verschillende emissiedichtheden over Nederland te dekken. Bij MAN is gekozen voor een gelijkmatige ruimtelijke verdeling over Nederland. Alle locaties worden in meer of mindere mate beïnvloed door lokale factoren. Door zoveel mogelijk metingen in het gemiddelde te betrekken, vallen toevallige lokale invloeden in zekere mate weg. Door alleen de LML-stations te gebruiken is uiteraard een mogelijke lokale invloed potentieel dominanter aanwezig dan in het MAN. Door beide sets te combineren wordt de representativiteit van de concentratiemetingen vergroot omdat een gemiddelde verkregen wordt dat én landbouwgebieden (met veel emissies) weergeeft én de natuurgebieden. Het gemiddelde gebaseerd op het LML komt goed overeen met die van de combineerde concentratie gebaseerd op LML en MAN (Stolk et al., 2017). Dit geeft aan dat het LML redelijk goed het landelijk beeld representeert ondanks het geringe aantal stations. Dit is eerder geconcludeerd in een jaarrond experiment waarbij 159 passieve samplers op een regelmatig rooster over Nederland zijn opgehangen en zijn vergeleken met de LML metingen (Van Pul et al., 2004).

Het gebruik van metingen

De geavanceerde LML-metingen worden gebruikt om de ammoniakmetingen uit het MAN te ijken. 
Zowel de LML- als de MAN-metingen worden vervolgens gebruikt al validatie voor de modelberekeningen. Hierbij wordt er rekening gehouden met de representativiteit van de meting (Wekerom en Vredepeel worden niet voor de modelvalidatie gebruikt omdat ze te lokaal belast zijn (dichtbij bronnen) en de modelberekeningen te grof zijn om deze lokale bronnen goed te kunnen verdisconteren). 
Ook worden alle metingen die een langere tijdserie omvatten gebruikt om het verloop van de ammoniakconcentratie in de tijd te volgen. Op die manier kan de effectiviteit van het ammoniakbeleid (vooral gericht op de reductie van ammoniakemissies) geëvalueerd worden (Van Zanten et al, 2017). Hierbij moet er wel rekening worden gehouden met het feit dat meerdere factoren invloed hebben op de concentraties ammoniak in de lucht. Zo hebben de weersomstandigheden invloed op de jaargemiddelde concentraties. In warmere jaren verdampt er bijvoorbeeld meer ammoniak uit mest. Over een langere periode daarentegen heeft het weer nauwelijks invloed op de trend in de gemeten concentraties. Daarnaast zijn de chemische omstandigheden van de atmosfeer relevant. Doordat de lucht de afgelopen jaren minder vervuilende stoffen bevat waaraan ammoniak zich kan binden, zoals stikstof- en zwaveloxiden, is er relatief meer ammoniak in de atmosfeer overgebleven. Ammoniakconcentraties hoeven dus niet in gelijke mate af te nemen met de ammoniakemissies (Wichink Kruit et al., 2017).

Ammoniakdepositie

De hoeveelheid ammoniak die daadwerkelijk in de natuur terechtkomt (ammoniakdepositie) is niet alleen afhankelijk van de ammoniakconcentratie in de lucht, maar ook van het weer, de soort bodem, en planten die er staan. Daarom meet het RIVM ook de ammoniakdepositie. Er bestaan twee depositiemechanismes.
Ammoniak kan via regen in de bodem en op de vegetatie terecht komen: natte depositie. Of de ammoniak wordt direct door de bodem of planten opgenomen: droge depositie.
De hoeveelheid natte ammoniakdepositie bepalen we door regenwater op te vangen en chemisch te analyseren, zie de regenmeters op de foto van het LML-station de Zilk hierboven. We maken gebruik van de zogenaamde wet-only vangers. Dat zijn regenvangers die alleen opengaan en openstaan als het regent. Zo komt er geen verontreiniging (zoals bijvoorbeeld vogelpoep) in tijdens de droge periode.
Het RIVM bepaalt de hoeveelheid droge depositie met verschillende methoden die wel gebaseerd zijn op hetzelfde principe namelijk een gradientmethode. Hierbij wordt t de ammoniakconcentratie op minimaal 2 hoogtes boven de vegetatie gemeten. Want de concentratie direct boven de vegetatie is lager dan op grotere hoogte. Dat komt omdat vegetatie ammoniak opneemt. De mate van turbulentie bepaalt de snelheid waarmee het ammoniak van hoog naar laag gaat. Als de metingen van het concentratieverschil en de turbulentie met elkaar worden gecombineerd, kan worden berekend hoeveel ammoniak er in het natuurgebied terechtkomt: de hoeveelheid ammoniakdepositie..
Het RIVM meet met een COTAG (Conditional Time Averaged Gradient) systeem de ammoniakdepositie in drie natuurgebieden: het Bargerveen (vanaf 2012, Provincie Drenthe), in de Oostelijke Vechtplassen (vanaf juli 2014, Provincie Utrecht en Noord Holland), en op de Hoge Veluwe (vanaf augustus 2017, Provincie Gelderland).
De COTAG is een relatief goedkoop instrument. De COTAG meet niet continu een concentratieverschil maar een maandgemiddelde over de momenten met veel turbulentie en met weinig turbulentie. In twee kasten zitten glazenbuisjes die de ammoniakconcentratie in de lucht meten. De glazen buisjes zijn gecoat met een stof die ammoniak bindt. Op de top van de mast meet een windmeter de mate van turbulentie. Afhankelijk van de gemeten turbulentie, zuigt de COTAG de buitenlucht door één van de twee sets van drie buisjes: de set voor weinig turbulentie of de set voor veel turbulentie. De set bestaat uit 3 buisjes om fouten in de metingen zo klein mogelijk te houden.
Op de Veenkampen bij Wageningen meet RIVM met een opstelling van twee DOASsen en leveren uurlijkse bepalingen van de depositie.

 

Ammoniak meten in de natuur

Download deze video

Ammoniak meten in het LML

Download deze video

Home / Onderwerpen / A / Ammoniak / Meten

RIVM De zorg voor morgen begint vandaag
Menu