Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek
Toekomstige oceaan gevoelig voor verzuring
12 mei 2009
Andreas Hoffman berekent bufferfactor voor Schelde- en oceaanwater
Allerlei chemische en microbiologische processen beïnvloeden de
zuurgraad van natuurlijke wateren. NWO-onderzoeker Andreas Hofmann
ontwikkelde voor zijn promotieonderzoek een nieuwe methode om de
zuurgraad van water nauwkeurig te bepalen. Met deze nieuwe methode
kunnen verschillende chemische processen tegelijkertijd worden
weergegeven, en kan bepaald worden hoe ieder proces de pH-waarde
beïnvloedt. Hij promoveert op 12 mei aan de Universiteit Utrecht.
Hofmann toetste zijn methode onder andere op de rivier en het
estuarium van de Schelde, en ontdekte welke processen de meeste
invloed hadden op de zuurgraad. De rivier de Schelde ontspringt in
Noord-Frankrijk en stroomt via Vlaanderen naar de Noordzee. Onderweg
wordt de rivier aangevuld met regenwater dat voornamelijk via de grond
in de rivier terecht komt. Dit grondwater bevat verschillende
chemische stoffen, waaronder ammonium - een stof die kan ontstaan uit
koeienmest. Nitrificatie, het omzetten van ammonium naar nitraat door
micro-organismen, blijkt het belangrijkste verzurende proces.
Zuur en basisch
Als iets in de scheikunde 'zuur' genoemd wordt, houdt dat in dat het
een pH-waarde heeft die lager is dan zeven. Citroensap heeft
bijvoorbeeld een pH-waarde van twee, zeepsop, een zogenaamde base,
heeft een pH-waarde van 10,5. Alleen zuiver, gedemineraliseerd water
heeft een pH van zeven, en vormt zo het ijkpunt.
Bij het chemische proces van de omzetting van ammonium in nitraat -
nitrificatie - wordt zuur gevormd: de pH-waarde van het rivierwater
neemt dan dus af. Deze verzuring door nitrificatie leidt echter weer
tot hogere CO2-concentraties in het water. Het water kan dit hoge
gehalte aan CO2 niet aan, waardoor het aan de lucht wordt afgegeven.
Bij de CO2-afgifte van water naar lucht neemt de pH-waarde van de
rivier toe (het water word dus minder zuur), omdat het omzetten van
carbonaat en bicarbonaat naar CO2 zuur verbruikt. Zo wordt de
zuurgraad in het Schelde estuarium voornamelijk bepaald door de
tweestrijd tussen nitrificatie en CO2-uitwisseling tussen water en
lucht .
Bufferen
Natuurlijk water heeft over het algemeen de eigenschap zuurproductie
of -consumptie te bufferen. Hierdoor zijn de veranderingen in de
pH-waarde veel minder groot. Hofmann drukt `buffering' uit aan de hand
van een bufferfactor die aangeeft hoe goed een aquatisch systeem tegen
zuurproductie of zuurconsumptie kan zonder dat de pH-waarde sterk
verandert. Hij gebruikte deze bufferfactor om de invloed van de
beschreven processen op de pH-waarde in de Schelde te bepalen. Deze
bufferfactor kan echter ook voor het mondiale oceaanwater worden
berekend. Hoewel de oceaan vrij goed kan bufferen, blijkt dat de
bufferfactor van de oceaan drie tot vier keer lager zal zijn aan eind
van deze eeuw. De toekomstige oceaan zal als gevolg van de opname van
door de mens geproduceerd CO2 dus niet alleen zuurder zijn, maar ook
gevoeliger voor pH veranderingen.
..............................
Meer informatie:
* A.F. (Andreas) Hofmann (Universiteit Utrecht)
* Promotiedatum: 12 mei
* Promotoren: prof. dr. J.J. Middelburg, prof. dr. C. Heip
laatst gewijzigd op 12 mei 2009