Indra Waardenburg
- Gedetailleerd ruimtelijk model
- Multi-inzetbaar
Hoe door mensen gefabriceerde nanodeeltjes (ENP’s) zich in het oppervlaktewater verspreiden was tot nu toe vooral voer voor speculatie, maar een nieuw model van Wageningen UR geeft voor het eerst een gedetailleerd beeld. Met NanoDUFLOW, het gedetailleerde ruimtelijke model van postdoc-onderzoeker dr.ir. Joris Quik en zijn collega’s dr.ir. Jeroen de Klein en prof.dr. Bart Koelmans, zijn onder andere gezondheidsrisico’s van ENP’s beter in te schatten.
‘Op metaal gebaseerde nanodeeltjes van minder dan 100 nm zijn nauwelijks te meten in het milieu en de concentraties hiervan worden daarom ingeschat met hulp van modellen. De bestaande modellen richten zich echter alleen op gemiddelde concentraties in het water, waardoor risico’s voor mens en milieu lastig kunnen worden ingeschat’, aldus Koelmans, hoogleraar milieuchemie en ecotoxicologie aan Wageningen UR en Imares.
Het nieuwe model is een afgeleide van het bestaande waterkwaliteitsmodel DUFLOW dat onder andere uitspraken doet over stroming, sedimentatie en zuurstofconcentratie in water en rivieren.
Koelmans: ‘Slibtransport is enigszins vergelijkbaar met het transport van nanodeeltjes. Door concepten uit het nano-onderzoeksgebied te koppelen aan hydrologie hebben we een model ontwikkeld dat alle relevante interacties tussen verschillende deeltjes berekent en beslist over het bezinken of verder stromen in de rivier.’
Een van de belangrijkste parameters in het model is de hechtingsefficiëntie, de kans dat twee botsende deeltjes aggregeren. Aan de hand van diverse experimenten met ENP’s en natuurlijke nanodeeltjes ontwikkelden de onderzoekers een berekeningsmethode om de hechtingsefficiëntie in te schatten.
‘Om het model verder te valideren doen we momenteel metingen in de rivier de Dommel. Ons model lijkt de processen met ENP’s goed te beschrijven. De relatief grote nanodeeltjes ( > 100 nm) in de Dommel komen overeen met de voorspelling van een snelle aggregatie’, aldus Koelmans.
Aangezien NanoDUFLOW een generiek model is en afgestemd kan worden op de kanaalstructuur van een bepaald stroomgebied is NanoDUFLOW multi-inzetbaar en zal dit model ook binnenkort gebruikt worden in het onderzoeksproject naar micro- en nanoplastics in Nederlandse binnenwateren (Technologies for the Risk Assessment of MicroPlastics), dat eind april van start ging.
