Universiteit Leiden

nl en

Spin-off sterrenkunde: watervervuiling meten met je mobieltje

Leidse sterrenkundigen en ecologen ontwikkelen een instrument waarmee iedereen met een smartphone de kwaliteit van het oppervlaktewater kan meten. In dit internationale citizen science-project MONOCLE werken wetenschappers samen met de lokale bevolking in Tanzania, Brazilië en vier Europese landen.

Het eerdere iSPEX-opzetstukje. Promovendus Oliver Burggraaff werkt aan een opvolger die past op alle smartphones.

Het laagdrempelige meetinstrument - een opzetstukje voor mobieltjes - kan over een paar jaar ook beschikbaar komen voor Nederlandse burgerwetenschappers, zo hopen sterrenkundige Frans Snik en hoogleraar Ecotoxicologie Martina Vijver. Maar de primeur gaat naar andere landen. In het onlangs gestarte Horizon 2020-onderzoek MONOCLE meten wetenschappers samen met de bewoners de kwaliteit van het water. Het gaat om het Balatonmeer in Hongarije, Loch Leven in Schotland, het Tanganyikameer in Tanzania, de Donau-delta in Roemenië en het merengebied bij Stockholm in Zweden.

Goed drinkwater

Snik: ‘Deze plekken zijn gekozen omdat de deelnemende burgers – zoals vissers en bewoners die goed drinkwater willen hebben – er veel belang bij hebben om simpel en snel goede metingen te verrichten.’ De onderzoekers verifiëren met hun instrumenten, zoals drones, boeien en satellieten, de metingen van de bewoners.

Spin-off sterrenkundige technologie

MONOCLE borduurt voort op het grote succes van Sniks citizen science-project iSPEX, in samenwerking met ruimtevaartorganisatie SRON, het RIVM en het KNMI. Duizenden Nederlanders hielpen in 2013 de hoeveelheid fijnstof in de lucht te meten en in 2015 nog eens door duizenden inwoners van grote Europese steden zoals Athene en Londen. Dat deden zij met behulp van een iSPEX-opzetstukje op hun iPhone en een speciale app, beiden ontwikkeld door Snik en zijn collega’s. Snik: ‘Het is een spin-off van onze sterrenkundige technologie om te meten of er op planeten rond andere sterren vloeibaar water en zuurstof aanwezig zijn die kunnen duiden op tekenen van buitenaards leven.’

Opzetstukje 3D printen

Het fameuze iSPEX-opzetstukje, dat niet meer past op de smartphones van nu, bevatte een meetinstrument dat gebaseerd is op spectropolarimetrie. Met deze analysetechniek kan de concentratie fijnstof in de lucht vastgesteld worden door de eigenschappen van het licht van de blauwe lucht te meten. Voor MONOCLE wordt iSPEX verder ontwikkeld om de kleur en zo de kwaliteit van water te meten. De Leidse promovendus Olivier Burggraaff werkt aan een nieuwe versie die naar verwachting in het najaar van 2019 klaar is. Burggraaff: ‘Het moet op iedere smartphone passen en in de toekomst kunnen belangstellenden het opzetstukje zelf 3D printen. De grote uitdaging is om de data vanuit allerlei soorten camera’s van verschillende soorten smartphones te verwerken en gelijk te trekken.’

Samenwerking met Centrum voor Milieukunde Leiden

Het Centrum voor Milieukunde Leiden (CML) van de universiteit neemt ook deel aan het project. Het CML doet onder andere onderzoek naar de kwaliteit van oppervlaktewater en de gevolgen van milieuvervuiling. De samenwerking met Sterrenkunde zorgt voor een belangrijke impuls, stelt Martina Vijver van het CML. ‘De kwaliteit van het water wordt op veel plekken veelal handmatig gemeten, onder andere door ter plaatse de pH-waarde vast te stellen of monsters mee te nemen naar het lab. Sterrenkundigen kunnen van héél ver weg iets héél nauwkeurig meten. Wij kijken hoe we elkaar kunnen helpen en zo worden andere werelden aan elkaar gekoppeld.’

Weer en water

De onderzoekers van het CML kunnen onder andere helpen bij het duiden van de kleur van water. Met een foto de kwaliteit van water beoordelen is niet eenvoudig, legt Vijver uit. De waterkleur wordt door allerlei factoren bepaald zoals het weer. Bij een donkere lucht wordt het water ook donkerder en bij veel wind woelt er sediment omhoog waardoor het water troebeler wordt. Daarom moeten de deelnemers aan dit project ook een foto nemen van de lucht boven het water. 

Voeten op aarde

Snik: ‘Voor ons, sterrenkundigen, is het ook spannend. Wij zijn gewend om op een hoge berg metingen te verrichten in het heelal en nu blijven we met onze voeten op aarde en moeten we lokale bewoners werven en gemotiveerd houden.’ Daarom hebben de sterrenkundigen en de ecologen nog een andere partner binnen de faculteit: de onderzoeksgroep van Anne Land die onderzoek doet naar citizen science.

Nog geen snelle introductie in Nederland 

Geïnteresseerde burgers in Nederland moeten nog een tijd geduld hebben. Er zijn nog geen concrete plannen laat staan financiering om het nieuwe opzetstukje ook hier te introduceren, maar de onderzoekers hopen dat dit over een paar jaar mogelijk is. Vijver: ‘Nederlanders houden erg van water en een rondje fietsen op zondag. Het zou geweldig zijn als ze dan ook af en toe een sloot willen fotograferen.’

(LvP)