Miniatuurvoorbeeld

 

Tegenwoordig kan iedereen zelf luchtkwaliteit meten en bijdragen aan dataverzameling over de kwaliteit van onze lucht. Wilt u zelf meten? Dit vraagt om enkele tips & trucs. Voordat u de hardware plus sensor gaat kopen is het belangrijk om na te denken over de vraag wat u wilt bereiken en hoe u dit gaat realiseren. Denk hierbij aan welke stof u wilt meten, de gewenste kwaliteit van de metingen en de wijze van dataverzameling. Op deze pagina vindt u meer informatie over de tips & trucs. Heeft u vragen of opmerkingen? Laat het ons weten via een reactie of neem contact met ons op. 

Relevante stoffen

Welke stoffen zijn relevant om te meten? In het belang van onze  gezondheid wordt een  aantal stoffen in het Landelijk Meetnet Luchtkwaliteit gemeten. Het betreft onder andere stikstofdioxide (NO2), ozon (O3), fijnstof (PM10 en PM2,5) en roet (EC). Lees meer over deze stoffen, typische concentraties, wettelijke grenswaarden, en manier van meten op de pagina 'Stoffen'.

Zelf al deze stoffen gaan meten is niet mogelijk. Voor stikstofdioxide, ozon en een deel van het fijnstof zijn sensoren en betaalbare meetapparaten beschikbaar. Bij de fijnstof moet worden bedacht dat de kleinere deeltjes, met diameters onder 0.5 miljoenste meter (micrometer), niet worden geregistreerd. Voor roet zijn voor zover bekend alleen betaalbare sensoren en/of meetapparaten beschikbaar waarbij iemand bijna dagelijks een filter moet vervangen.

Waar meet ik?

Waar kan ik het beste meten? Waar je het best kan meten, hangt af van wat je precies wilt meten.Concentraties die gemeten worden in de buurt van een bron kunnen (veel) hoger zijn dan de gemiddelde waarden in Nederland. Bij de keuze van de locatie is het goed om je vooraf af te vragen of je een specifieke bronbijdrage wil meten (bijv  wegverkeer) of de achtergrondwaarde. Het is van belang om hier rekening mee te houden bij het opzetten van het meetplan. De locaties waar mensen verblijven zijn uiteraard het meest interessant om te gaan meten.

Concentraties van verontreinigende stoffen kunnen aanzienlijk variëren. Deze zijn afhankelijk van:

  •     de locatie;
  •     het tijdstip van de dag;
  •     de meteorologische omstandigheden;
  •     de afstand tot de bron;
  •     de hoeveelheid uitstoot van de bron.

Voor alle sensoren geldt verder dat ze worden beïnvloed door omgevingsfactoren. Denk daarbij aan de nabijheid van warmtebronnen, wind, schaduw en luchtvochtigheid. De omgevingstemperatuur blijkt bijvoorbeeld van grote invloed te zijn op de prestaties van de verschillende sensoren en dus op de meetresultaten. Probeer zo veel mogelijk rekening te houden met de omstandigheden in de omgeving bij het meten van de luchtkwaliteit.

Sensoren kunnen het best worden geplaatst op een open plek (op enige afstand van muren en bomen/struiken) en niet te dicht boven de grond. De hoogte van officiële metingen is tussen 1,5 en 4 meter. De invloeden van buitenaf op de sensor kunnen worden beperkt door deze stabiel en gecontroleerd te houden. Dit draagt namelijk bij aan een betere kwaliteit en dus bruikbaarheid van verzamelde data. Scherm de sensor bijvoorbeeld af voor direct zonlicht en plaats het niet op platte daken waarop water blijft staan.

Aantal metingen?

Hoeveel metingen moet ik doen? De zeggingskracht van een enkele meting is beperkt. Metingen winnen aan waarde als er veel van zijn. De beschikbaarheid van veel data maakt vergelijkingen en analyses mogelijk. Op deze wijze kunnen er uitspraken worden gedaan over ontwikkelingen in bijvoorbeeld de luchtkwaliteit in uw straat.

Het is belangrijk regelmatig te meten, met een gelijk interval, e.g. wekelijks, dagelijks, of elke minuut. De frequentie en periode is afhankelijk van het doel waarmee u meet. Wilt u graag weten wanneer de concentratie op uw meetlocatie het hoogste is, of wanneer de concentratie een geldende maximumwaarde overschrijdt? Dan is het belangrijk minimaal een aantal weken te meten. Bent u meer geïnteresseerd in de concentratie gedurende een heel jaar, dan zal over meerdere jaren gemeten moeten worden om een betrouwbaar beeld te krijgen.

Welke sensor?

Welk type sensor kan ik kiezen? Er is een groot assortiment aan sensoren beschikbaar op de markt. Voordat u een sensor gaat kopen is het belangrijk te weten:

  • Welke stof wil ik meten?
  • Waarom wil ik deze stof meten?
  • Hoeveel geld wil ik uitgeven aan de sensor en bijbehorende randapparatuur?

Bij het kiezen van een sensor is het belangrijk om rekening te houden met het meetbereik en de nauwkeurigheid. Ook het bedrag dat u aan de sensor en benodigde randapparatuur wilt uitgeven is belangrijk bij de keuze. De nauwkeurigheid waarmee goedkope sensoren concentraties in de lucht meten, komt uiteraard niet in de buurt van de officiële metingen. Voor een aantal sensoren rapporteren fabrikanten wel belangrijke verbeteringen. Ook vordert het onderzoek naar methoden waarmee de sensoren real time te ijken zijn. Toch blijft het, zelfs met de beste goedkope sensoren die nu te koop zijn, is een uitdaging om zinvol aspecten van luchtkwaliteit te bepalen. Maar sensoren worden steeds beter, en als je ze handig combineert met andere data zoals officiële metingen en/of berekeningen kunnen ze ook nu al nuttige (indicatieve) gegevens opleveren.

Er zijn verscheidene merken en typen sensoren te koop waarbij de kwaliteit en betrouwbaarheid verschilt. Een aantal sensoren wordt getest door de leverancier zelf, de meesten echter niet.Voordat u een sensor koopt, is het goed om op de hoogte te zijn van de gebruikerservaringen van anderen. Op de pagina 'Actief meten van luchtkwaliteit' vindt u de meest gangbare sensoren. 

IJken

IJken, wat is dat? Elk meetinstrument geeft een bepaalde output, bijvoorbeeld een spanning, stroompje, of een geteld aantal deeltjes. Wanneer u gaat ijken (ook wel: kalibreren, van to calibrate) legt u een relatie tussen de output en de daadwerkelijke concentratie van een stof. Als de meetresultaten niet regelmatig worden geijkt, bijvoorbeeld door de meetapparatuur te vergelijken met een officieel meetstation, dan kan de gemeten data niet goed op waarde worden geschat.   

De meeste goedkope(re) sensoren komen zonder een echte kalibratie of ijking. Oftewel, de relatie tussen de output en de concentratie van de stof waar het om gaat is onzeker of zelfs onbekend. In sommige gevallen geven de fabrikanten wel een relatie op of staan er relaties op het internet. Het is belangrijk om te bedenken dat de tests van fabrikanten over het algemeen onder vrij strikt gecontroleerde omstandigheden worden uitgevoerd, bijvoorbeeld een stofmeting aan droog stof met een specifieke grootte verdeling of metingen aan gasconcentraties waarbij de concentraties van storende gassen erg laag zijn. Kortom, voor de praktijk van metingen in de buitenlucht zeggen de bijgeleverde ijkgegevens of omrekenformules vaak niet zo veel.  

Hoe ijk ik mijn sensor? 

Het is altijd verstandig om een nieuwe sensor enkele weken naast een officieel meetpunt van het RIVM, de DCMR, GGD Amsterdam of andere instantie te laten meten. De sensor moet zo dicht mogelijk bij het officiële meetpunt worden geplaatst. In de loop van 2017 zal het RIVM bij enkele officiële meetpunten de mogelijkheid hebben om sensoren mee te laten lopen met de officiële metingen (zie project "testen en ijken van sensoren"). De resultaten van de sensor moeten in de ijkperiode systematisch met de officiële meetresultaten worden vergeleken. Met die vergelijking kan worden gecontroleerd in hoeverre de bij de sensor geleverde formules in staat zijn om een goede concentratie te bepalen. Indien de beschikbare formules niet volstaan kan met behulp van de verzamelde data een eigen relatie worden afgeleid om de concentraties te bepalen. In de praktijk zijn verschillende omgevingskenmerken van belang bij de bepaling van concentraties, dit varieert een beetje van stof tot stof.

Gassensoren: NO2 

De bekende sensoren om NO2 te meten zijn allemaal in meer of mindere mate gevoelig voor de temperatuur, de hoeveelheid vocht in de lucht en de concentratie ozon in de lucht. Tussen die drie bestaan ook weer correlaties, dus ze hoeven niet allemaal tegelijk gebruikt te worden bij de ijking van sensoren. Een analyse kan bestaan uit het systematisch tabuleren van de officieel gemeten concentratie, de met de beschikbare ijking van de sensor-leverancier bepaalde concentratie, de temperatuur en/of de vochtigheid en de ozonconcentratie. Door de correlaties tussen de verzamelde data te bestuderen kan een correctieformule worden bepaald om een betere schatting van de concentratie te bepalen op basis van de sensor. Dergelijke correlaties kunnen met Excel worden bepaald. Om een echte fit te doen, waarbij wiskundig de meest waarschijnlijke relaties tussen de gegevens worden bepaald, zijn geavanceerde pakketten nodig. Een voorbeeld hiervan is het pakket R.

Stofsensoren

Het gedrag van goedkope(re) sensoren voor (fijn)stof is nog slecht bekend. Er zijn (en worden) de nodige studies gedaan waarbij meetresultaten van professionele en goedkopere sensoren worden vergeleken. Er zijn veel omgevingsparameters zijn die de kwaliteit van de goedkope sensoren beïnvloeden (denk aan vochtigheid, temperatuur, soort deeltjes, concentratieniveaus, ...). Daarom is het lastig om de resultaten van tests op een locatie te vertalen naar andere locaties en tijdstippen. Uit gestructureerde tests zal moeten gaan blijken wat de kwaliteit en mogelijkheden van goedkope sensoren voor fijnstof zijn.

Eenheden

Hoeveelheden/concentraties gas worden in verschillende maten uitgedrukt. Sommige fabrikanten specificeren de gevoeligheden van hun apparatuur in parts-per-million (ppm) of parts-per-billion (ppb) en andere in microgram per kubieke meter buitenlucht (μg/m3). 

Een in Nederland en Europa veel gebruikte maat voor luchtkwaliteit is “microgram per kubieke meter buitenlucht” (μg/m3). Bij veiligheidstoepassingen, waarbij kortstondig veel hogere concentraties kunnen voorkomen, wordt soms in “milligram per kubieke meter buitenlucht” (mg/m3) gerekend, 1000 keer zo veel. Een andere maat is “parts per billion/million” (ppb/ppm). Dit geeft aan hoeveel gasmoleculen er voorkomen per miljard (billion) luchtmoleculen. Er zit een factor 1000 tussen ppm en ppb. Sensoren voor luchtkwaliteit moeten, om nuttig bruikbaar te zijn, in het gebied van ppb / μg/m3 kunnen meten.

De algemene formule voor de omzetting van ppb naar μg/m3 luidt:

μg/m3 = (ppb)*(12.187)*(M) / (273.15 + °C)

met M het molecuulgewicht van het gas, en er is een druk van 1 atmosfeer aangenomen. Bij 15 graden Celsius is de omrekening van ppb naar μg/m3 voor enkele gassen als volgt:

 
Stofnaam                      Formule        μg/m3 per ppb     
Zwaveldioxide                SO2 2.71
Stikstofdioxide NO2 1.95
Stikstofmonoxide NO 1.27
Ozon O3 2.03
Koolstofmonoxide CO 1.18
Koolstofdioxide CO2 1.85


Oftewel, bij 15 graden Celcius komt 1 ppb Stikstofdioxide overeen met = 1.95 μg/m3. Op het internet zijn verschillende omrekensites, zie bijvoorbeeld:

http://www.lenntech.nl/calculators/ppm/converter-parts-per-million.htm

Reactie toevoegen


Reacties

Is er geen apparatuur te huur? Ik zou de luchtkwaliteit in onze drukke straat wel eens willen meten, maar om daarvoor nou een duur apparaat aam te schaffen...

Ingediend door Erlend Josephy op do, 08-12-2016 | 20:49


@Erlend: niet alle apparaten zijn duur! De goedkopere sensoren zijn al verkrijgbaar vanaf circa 18 euro. Zie ook het overzicht van sensoren en apparaten op deze site: https://www.samenmetenaanluchtkwaliteit.nl/overzicht-sensoren-apparaten-en-kits
Enkel de kosten voor een chip om de signalen van de sensor door te geven, een USB-kabel en voeding komen hier nog bij.
Voor zover wij weten zijn apparaten niet te huur.

Ingediend door CB op di, 20-12-2016 | 11:34


Interessant stukje. De eenheid bij milligram per kubieke meter buitenlucht is overigens verkeerd vermeld. (ug/m3) ipv (mg/m3)

Ingediend door Edwin op za, 31-12-2016 | 10:14


Dank! Een van de mu's moest inderdaad een echte "m" zijn, is aangepast.

Ingediend door wesselij op za, 31-12-2016 | 10:41

Als antwoord op door Edwin


Heeft u hinder van fijnstof van houtrook? Kijk dan eens op http://www.houtrookoverlast.nl

Ingediend door Ben op wo, 22-03-2017 | 15:06


Wij hebben regelmatig (bij zuidenwind) last van stankoverlast veroorzaakt door een vergistingsinstallatie. Kan ik deze stank meten? Zo ja, met welke apparatuur? En is deze stank schadelijk voor onze gezondheid?

Ingediend door HS op vr, 18-08-2017 | 12:40


@HS
Zelf meten: de geur wordt waarschijnlijk door H2S (waterstofsulfide) veroorzaakt. Voor zover wij weten zijn de goedkopere sensoren voor H2S te ongevoelig om zinnige metingen mee te doen. Je meet vooral ruis (nu eens hoog, dan weer laag, maar het zegt niets). Over de gezondheid is in 2015 een publicatie van RIVM verschenen. Ik hoop dat dit antwoord geeft op je vraag. http://www.rivm.nl/Documenten_en_publicaties/Wetenschappelijk/Rapporten/2015/juli/Feitenrelaas_rond_de_aspecten_Gezondheid_en_Veiligheid_van_biovergisting

Ingediend door Samen meten op di, 29-08-2017 | 11:45


Het ijken mag alleen door het ijkwezen gedaan worden wij mogen alleen kalibreren

Ingediend door R Doup op di, 26-12-2017 | 09:47


Beste R Doup, we kennen de definitiekwestie ijken-kalibreren. Soms kiezen we toch voor het woord ijken omdat dat voor niet-experts beter te begrijpen is.

Ingediend door Team Samen Meten op wo, 03-01-2018 | 11:15