spm1530 Hertentamen 30 augustus 2012
Uitwerking hertentamen spm1530 30 augustus 2012 14-17 uur
Aanwijzingen:
• U mag gebruik maken van:
– schrijfmateriaal – rekenmachine
– formuleblad en periodiek systeem (afgedrukt achteraan dit tentamen).
• Lees de vragen vooraf door en deel de beschikbare tijd in voor beantwoor- ding van de vragen.
Ommezijde is antwoordvel meerkeuzevragen.
De uitwerking van dit tentamen beslaat 25 vragen, op 13 pagina’s.
Daaronder zijn 21 meerkeuzevragen (40 punten) en drie open vragen (50 punten).
Het totaal aantal te behalen punten was 100. U startte met 10 punten.
Pagina: 1 2 3 4 5 6 9 11 Totaal:
Punten: 2 10 6 11 11 20 16 14 90
Score:
Met de BONUSVRAAG kunt u 10 extra punten verdienen.
Overzicht van de antwoorden
Naam: Studienummer:
Vraagstuk A B C D punten score
1 2
2 2
3 2
4 2
5 2
6 2
7 1
8 1
9 1
10 1
11 2
12 2
13 3
14 2
15 2
16 2
17 3
18 2
19 2
20 2
21 2
Totaal 40
spm1530 Hertentamen 30 augustus 2012
MEERKEUZEVRAGEN
• bij elke deelvraag is slechts ´e´en antwoord juist.
• Een foute keuze geeft aftrek van1/3van het puntenaantal.
• Als u het antwoord niet weet en D – blanco kiest, volgt g´e´en puntenaftrek!
• Beantwoord de vragen op het voorgedrukte antwoordvel en lever dit in!
– begin van de vragen –
Figure 1: Schema van een ”‘hydroskimming”’ raffinaderij Een aantal meerkeuzevragen hebben betrekking op bovenstaande figuur.
1. (2 punten) In figuur 1 geeft een overzichtsschema van een eenvoudige raffinaderij. Dit type raffinaderij staat bekend als een ”‘hydroskimming”’ raffinaderij. De volgende uit- spraak is juist:
A. De flexibiliteit van een een hydroskimming raffinaderij is laag, en er worden relatief veel ”‘zware producten”’ gemaakt
B. De flexibiliteit van een een hydroskimming raffinaderij is hoog, en er worden re- latief veel ”‘zware producten”’ gemaakt
C. De flexibiliteit van een een hydroskimming raffinaderij is laag, en er worden rela- tief weinig ”‘zware producten”’ gemaakt
D. blanco
2. (2 punten) Aardolieproducten worden gekarakteriseerd als ”‘licht”’ of ”‘zwaar”’. Voor de een ”‘hydroskimming”’ raffinaderij zoals gegeven in fig. 1 geldt:
A. Het product kerosine is ”‘zwaarder”’ dan diesel.
B. Het product LPG is het ”‘lichtste”’ product
C. Dat de raffinaderij geen ”‘lichte”’ producten kan maken D. blanco
3. (2 punten) In Europa stijgt al enkele jaren het aandeel diesel-aangedreven personenautos.
Omdat de totale vraag naar motorbrandstoffen min of meer constant is, verschuift zo de vraag van benzine naar diesel. Om dit te volgen kan de eigenaar van een ”‘hydroskim- ming”’ raffinaderij:
A. een vacu ¨umdestillatie eenheid toevoegen, zodat residu wordt gesplitst in ”‘zwaar residu”’ en ”‘lang residu”’
B. een andere ruwe olie inkopen en verwerken C. beide gegeven mogelijkheden zijn onjuist D. blanco
4. (2 punten) Ten opzichte van een ”‘hydroskimming”’ raffinaderij wordt een ”‘integrated”’
resp. ”‘complex”’ raffinaderij gekenmerkt door
A. de aanwezigheid van ´e´en of meer geavanceerde conversieprocessen B. grotere productie van zware stookolie en asfalt (per ton ruwe olie) C. geen van beide bovenstaande kenmerken.
D. blanco
5. (2 punten) De werking van elke olieraffinaderij berust in hoofdzaak op:
A. chemische reactie van koolwaterstoffen met verschillende reactiesnelheden B. chemische afsplitsing van waterstof van koolwaterstoffen met verschillende mol-
verhouding C:H
C. fysische scheiding van koolwaterstoffen met verschillende kookpunten D. blanco
6. (2 punten) Zoals aangegeven in 1 wordt de belangrijkste schadelijke emissie naar lucht van een olieraffinaderij, SO2, beperkt door zwavelrecovery voorafgegaan aan HDS- en HDT- units (hydro-desulphurisation resp. hydrotreating). Het verschil tussen deze twee units is:
A. een HDS werkt met lichtere voeding en zwaardere condities (P,T).
B. een HDS werkt met zwaardere voeding en lichtere condities (P,T).
C. een HDS werkt met zwaardere voeding en zwaardere condities (P,T).
D. blanco
spm1530 Hertentamen (vervolg) 30 augustus 2012 7. (1 punt) In Nederland vinden aardolieproducten hun weg hoofdzakelijk naar:
A. export, transport en staalindustrie B. export, transport en petrochemie C. export, transport en verwarming D. blanco
8. (1 punt) Monomeren zijn de bouwstenen van polymeren (kunststoffen, harsen, plastics).
De volgende stoffen zijn monomeren:
A. ethaan en ethanol B. etheen en ethanol
C. etheen en glycol (1,2-diethanol) D. blanco
9. (1 punt) Structuurformules zeggen niets over
A. ... de ruimtelijke orientatie van atomen in een molecuul B. ... welke bindingen zich tussen atomen bevinden C. ... de kleur van een molecuul
D. blanco
10. (1 punt) De volgende structuurformule is juist:
A. H3C C CH3
B. H H
C. O O
D. blanco
11. (2 punten) De juiste structuurformule van 2,2-dimethyl-hexaan is
A. C
H H
H C CH3
CH3 C H
H C H
H C H
H C H
H H
B. C
H
H
CH3 C H
CH3 C H
H C H
H C H
H C H
H H
C. C
H H
H C CH3
CH3 C H
H C H
H C H
H H
D. blanco
pag. 3 van 13
12. (2 punten) Stearinezuur of octadecaanzuur is een verzadigd vetzuur met een lange keten (want ’dec’ in octadecaanzuur staat voor 10). Het komt met name in dierlijke vetten voor, maar sommige plantaardige vetten en oli¨en bevatten ook wat stearinezuur. De volgende uitspraak over de structuurformule van dit zuur is juist:
A. De naamgeving ’zuur’ doelt op een uitgang met ´e´en O-atoom
B. Op basis van deze beschrijving is het gedefini¨eerd waar dubbele binding(en) zich bevinden
C. Zuren bevatten per definitie dubbele bindingen tussen C-atomen D. blanco
13. (3 punten) Vaak wordt bij de weergave van koolwaterstoffen de waterstofatomen weg- gelaten omdat dat eenduidig is te doen. De molmassa van C C C C C, waarin dit is gedaan, is:
A. 64,08 [gram/mol]
B. 66,10 [gram/mol]
C. 68,11 [gram/mol]
D. blanco
14. (2 punten) De volgende uitspraak is juist:
A. Benzine bevat geen koolwaterstoffen
B. De structuurformule en molecuulformule van zuurstof bevatten allebei twee O-atomen
C. Dubbele bindingen hebben geen noemenswaardige rol in de reacties waarbij plas- tics worden gemaakt
D. blanco
15. (2 punten) De volgende uitspraak over zuren is juist:
A. Als je diverse zwakke zuren bij elkaar in water oplost, is de hoeveelheid stof van elk van die zuren daadwerkelijk oplost afhankelijk van de hoeveelheden en keuze van alle gebruikte zuren
B. De zuurgraad loopt linear naar beneden met de concentratie zuur
C. Zeep (zoals klassiek gebruikt in handzeep) en is zuur en maakt daarom zo goed schoon
D. blanco
16. (2 punten) Vrij veel zwaveligzuur (een zwak zuur) lost op in 800 [mL] water. De pH is 6,15. De volgende uitspraak is juist:
A. De Kavoor dit zuur uur is relatief klein.
B. De hoeveelheid zwaveligzuur kan, zonder aanvullende gegevens, worden bere- kend.
C. Als de oplossing wordt aangelengd met water dan gaat de pH verder omlaag.
D. blanco
spm1530 Hertentamen (vervolg) 30 augustus 2012 17. (3 punten) 4,6 [mg] salpeterzuur (HNO3), een sterk zuur, lost op in 500 [mL] water. Welke
uitspraak is juist?
A. de pH is 4,23 B. de pH is 1,04 C. de pH is 3,84 D. blanco
18. (2 punten) Een van de oplosmiddelen in diverse inkten is 1,2,4-trimethylbenzeen. Zoals veel aromatische stoffen is het een stof met effect op het centrale zenuwstelsel: blootstel- ling aan dampen van producten met dit oplosmiddel kan aanleiding geven tot hoofdpijn, vermoeidheid, zenuwachtigheid en slaperigheid. Welke uitspraak is niet juist?
A. 1,2-trimethylbenzeen zou ook kunnen bestaan.
B. 1,1,4-trimethylbenzeen zou ook kunnen bestaan.
C. 1,2,5-trimethylbenzeen zou ook kunnen bestaan.
D. blanco
19. (2 punten) Het Ozon Depletion Potential (ODP) is een maat voor de invloed die een stof, zoals CFK-13 of HFK-134, heeft op de afbraak van de ozonlaag wanneer ge¨emitteerd door de samenleving. Het ODP van een stof S is hoogstwaarschijnlijk gelijk aan nul als:
A. de stof oplost S in water
B. de stof S geen halogeen-atomen bevat C. de stof S niet reageert met hydroxyl D. blanco
20. (2 punten) Het Ozon Depletion Potential (ODP) kan worden uitgedrukt als het aantal mo- len ozon afgebroken per mol van stof S. Voor CFK’s loopt het ODP uiteen van 100 tot wel 10.000. Dit komt omdat:
A. Er een gat in de ozonlaag zit
B. CFK’s heel stabiel zijn juist in de ozonlaag C. CFK’s de afbraak van ozon katalyseren D. blanco
21. (2 punten) Het gat in de ozonlaag wordt in de poolzomer groter. Dat komt doordat...
A. CFK’s chloorradicalen afgeven die zonlicht absorberen
B. de keten van ozon-afbraakreacties stopt bij gebrek aan zonlicht C. de ozonlaag in de poolzomer warmer wordt
D. blanco
pag. 5 van 13
Open vragen
22. (20 punten) Klimaatsysteem. De aarde kent een snelle koolstofkringloop en een grote wa- terkringloop. Figuur 1 geeft de snelle koolstofkringloop weer. Binnen deze koolstofcyclus zijn nog eens een twee (gekoppelde) kringlopen te onderscheiden. De terugkoppeling van CO2-concentratie naar de groeisnelheid van biomassa is echter niet aangegeven: veel plan- ten groeien optimaal als de CO2-concentratie ongeveer 20% hoger is dan de huidige con- centratie in de atmosfeer.
Figure 2: Snelle Koolstofcyclus
(a) Licht toe met behulp van figuur 2 hoe het versterkt broeikaseffect in hoofdzaak is ontstaan en waarom het zo lastig is er iets aan te doen.
Antwoord:
In de figuur is te zien dat in de snelle koolstofcyclus koolstof “stroomt” van at- mosfeer naar biomassa en terug; en via oceanen naar fossiel en door verbranding weer naar de atmosfeer. De laatste stap is waar de mens ingrijpt op deze cyclus door (op geologische tijdschaal) zeer snelle onttrekking van fossiele grondstoffen.
Een tweede ingreep is verandering van landgebruik, waardoor gemiddeld geno- men (in biomassa) vastgelegde koolstof vrijkomt. De extra CO2is tot nu toe voor ongeveer de helft in de atmosfeer geaccumuleerd, de andere helft is opgenomen door de oceanen. De hoeveelheid koolstof (als CO2 en CH4) in de atmosfeer is klein in verhouding tot de hoeveelheid in biomassa en fossiel. Daardoor stijgt de CO2-concentratie significant, met het versterkt broeikaseffect tot gevolg.
Het is lastig hier iets aan te doen enerzijds omdat er geen (haalbaar) proces is om CO2 weer aan de atmosfeer te onttrekken, de uitstoot van CO2 te verminderen (onze industri¨ele samenleving draait op en is ingericht op beschikbaarheid van fossiele brandstoffen). Je zou ook kunnen zeggen dat wij onze leefstijl hebben in- gericht op beschikbaarheid van fossiele grondstoffen. Ten slotte, het is lastig om over maatregelen te beslissen onder meer omdat de effecten tientallen jaren naij-
spm1530 Hertentamen (vervolg) 30 augustus 2012
len op de emissie van CO2 en andere broeikasgassen, de belangen en de effecten contintentaal en regionaal verschillen.
(b) Welke koppelingen zijn er tussen het klimaat en de grote waterkringloop?
Antwoord:
De grote waterkringloop wordt “aangedreven” door verdamping uit de oceanen.
Een warmer klimaat betekent een hoger gemiddelde temperatuur en meer energie- opslag in de oceanen, waardoor verdamping zal intensiveren en neerslagpatronen kunnen veranderen – meer neerslag, op andere plekken, zwaardere neerslag, ri- vieren die buiten hun oevers treden , oogsten die mislukken etc..
IJskappen zullen smelten bij hogere gemiddelde temperatuur; hierdoor zal de zee- spiegel stijgen en kan de thermohaliene circulatie veranderen – deze heeft een sterke invloed op regionale/continentale temperatuur, en op fenomenen als El Ni ˜no en La Ni ˜na.
(c) De Verenigde Staten zijn deze zomer getroffen door een zeer ernstige droogte; het te- kort aan water (neerslag) heeft een groot deel van de oogst in het Mid-Westen verloren doen gaan. Velen zien dit als een teken van klimaatverandering. Klopt dit? Analyseer kort.
Antwoord:
E´en “weerevent” maakt niet het klimaat. Het klimaat is het gemiddelde weer, de weerspatronen zoals die zich manifesteren over langere tijd. Op zichtzelf hoeft dit dus niets met klimaatverandering te maken te hebben; echter, wellicht past het in een trend van steeds meer, steeds vaker extreem en ander weer.
In mondiale klimaatmodellen wordt radiative forcing [W/m2] gebruikt als maat om de effecten op het klimaat van zeer uiteenlopende emissies en menselijke ingrepen onder ´e´en noemer te brengen.
(d) Leg met een korte, systematische beschrijving van het versterk broeikaseffect uit wat radiative forcing zo geschikt maakt voor het onder ´e´en noemer brengen van (de effecten van) emissies in relatie tot het broeikaseffect.
Antwoord:
Het versterkt broeikaseffect is te zien als een verstoring van de energiebalans van de aarde. Deze wordt uitgedrukt in gemiddelde hoeveelheid zonnestraling die de aarde (aardoppervlak en atmosfeer) bereikt en de gemiddelde hoeveelheid warm- testraling (infrarood, IR) die de aarde verlaat. Beide worden uitgedrukt in [W/m2].
Radiative forcing (letterlijk: stralingsdruk) is gedefinieerd als het effect dat een in- greep – de uitstoot van CO2, een vulkaanuitbarsting, verandering van landgebruik etc. – heeft op die stralingsbalans. Als de radiative forcing positief is wordt de on- balans versterkt, is ze negatief dan wordt de onbalans verminderd.
Critici van maatregelen in verband met klimaatverandering voeren de groeiversnelling voor biomassa wel aan om aan te geven dat het klimaat en het CO2-gehalte zich vanzelf zullen stabiliseren.
(e) Analyseer en beargumenteer kort met behulp van ten minste ’de snelle koolstofcyclus’
of dat te verwachten is, en zo ja onder welke voorwaarden, zo nee: waarom niet.
pag. 7 van 13
Antwoord:
Op zich klopt dit – biomassa/CO2is een stabiliserende koppeling. Laten we eens analyseren of de hoeveelheid vastgelegde CO2 voldoende is. Uit de snelle kool- stofcyclus zien we dat biomassa, de oceanen, fossiel en de atmosfeer de systeem- elementen zijn waar koolstof kan zijn opgeslagen. Het CO2-gehalte in de atmos- feer zal zich nu all´e´en kunnen stabiliseren als de aangroei van biomassa en op- name in oceanen gelijk is aan de onttrekking van fossiel koolstof (en verbranding tot CO2). Het landgebruik van de mensheid laat helaas echter wereldwijd (m.u.v.
delen van Noord-West Europa) een trend zien van verminderde biomassa opstan- den; ook biomassa in de oceanen staat onder druk, niet in het minst door de ver- zuring die de opname van CO2veroorzaakt.
(f) Geef aan tot welke problemen een klimaat zou leiden dat bij een (flink) hoger CO2- niveau is gestabiliseerd.
Antwoord:
Zoals uitgelegd in het dictaat was het al Svante Arrhenius die voorspelde dat bij een hoger CO2-niveau in de atmosfeer de gemiddelde temperatuur op aarde zal stijgen. Daarmee zullen ijskappen afsmelten en de zeespiegel verder stijgen. Ge- zien dat een groot deel van de mensheid in delta’s woont, levert dit een probleem op. Een stabiel maar hoger CO2-niveau leidt ook tot een intensievere waterkring- loop (zie vraag a) met alle geassocieerde problemen – bijv. smeltwaterrivieren worden regenrivieren met meer variabel debiet – en last-but-not-least tot verzu- ring van de oceanen met gevolgen voor het leven in de oceanen.
Methylbromide (CH3Br) werd tot voor kort op grote schaal gebruikt voor grondontsmetting in de tuinbouw. Het heeft echter een sterke broeikaswerking, en draagt flink bij aan de afbraak van de ozonlaag.
(g) Verklaar waarom emissie van methylbromide in de tuinbouw leidt tot afbraak van de ozonlaag.
Antwoord:
Methylbromide is blijkbaar stabiel genoeg om na emissie uiteindelijk de ozonlaag te bereiken. Aldaar aangekomen zal het onder invloed van UV-straling broom- radicalen afgeven, die ozon in de ozonlaag afbreken.
(h) Leg uit wat de zgn. atmospheric window is.
Antwoord:
Dit is een gebied in het (warmtestraling) spectrum van de aarde waar de atmosfeer maar een klein percentage van die straling absorbeert en terugkaatst – met name CO2 en waterdamp absorberen straling met deze golflengtes niet of zeer weinig.
Daarmee kan deze warmtestraling min of meer ongehinderd naar het heelal ont- snappen.
(i) Hoe kan in het laboratorium de schadelijke broeikaswerking van methylbromide wor- den vastgesteld?
spm1530 Hertentamen (vervolg) 30 augustus 2012
Antwoord:
Door het infrarood spectrum te meten en te correleren aan het atmospheric win- dow.
(j) Welke extra gegevens zijn nodig om te schatten of CH3Br een hoog of juist laag Global Warming Potential (GWP-100) zal hebben?
Antwoord:
Daarvoor is het nodig de gemiddelde levensduur van een CH3Br-molecuul te we- ten. Die wordt bepaald door de stabiliteit van het molecuul en de mogelijke af- braakroutes in de atmosfeer. Er kan in het laboratorium worden getest of methyl- bromide gevoelig is voor zonlicht, hydroxyl etc.
(k) Wat zegt het feit dat CH3Br de ozonlaag afbreekt over het GWP-100 van CH3Br?
Antwoord:
Dat als CH3Br in het atmospheric window absorbeert, dat het waarschijnlijk een broeikasgas is met een GWP-100 groter dan 0. Immers, methylbromide is stabiel genoeg zodat een deel van de emissie onbedreigd de ozonlaag bereikt. Vanwege de katalytische afbraak van ozon door broomradicalen kan ook een klein deel dat de ozonlaag bereikt al schadelijk zijn, waarmee de bijdrage aan het versterkt broei- kaseffect dus toch klein kan zijn.
23. (16 punten) Zoetwaterverziening Nederland ”‘Een stijgende zeespiegel, afnemende rivieraf- voeren in de zomer, langduriger droogteperioden en indringend zout water via de rivieren en het grondwater zetten de zoetwatervoorziening van het land onder druk. Dit leidt tot schadelijke ge- volgen voor de drinkwater-voorziening, landbouw, scheepvaart en (koel)water gerelateerde econo- mische sectoren.”’ (bron: http://http://www.deltacommissie.com/doc/advies_
samenvatting_en_aanbevelingen.pdf).
In 2008 kwam de (2e) Deltacommissie met haar rapport, nadat zij door de regering ge- vraagd was ”advies uit te brengen over de bescherming van Nederland tegen de gevolgen van klimaatverandering“.
(a) In feite gaat de Deltacommissie hier in op de het zoetwatersysteem van Nederland. Wat zijn grosso modo de functies van dit systeem?
Antwoord:
Water voor mensen: het voorzien van de behoeftes van mensen aan drinkwater, persoonlijke hygi¨ene en overig huishoudelijk gebruik;
Economische functie: verzekeren van beschikbaarheid en levering van water aan land- en tuinbouw, en de industrie
Ecologische functie - veerkrachtige, gezonde ecosystemen, die leiden tot natuur- lijk, schoon water en, bio-diversiteit
(b) Welke functies krijgen in deze samenvatting g´e´en aandacht van de Deltacommissie?
pag. 9 van 13
Antwoord:
Uit de quote en het antwoord op a) is duidelijk dat de Deltacommissie (hier) geen aandacht besteedt aan de ecologische functies van het zoetwatersysteem van Ne- derland; daarmee onderschat zij indirect het belang van een gezond waterig eco- systeem voor schoon oppervlaktewater, voor drinkwaterbereiding, recreatie, vis- stand etc.
(c) De functies van ons zoetwatersysteem staan al langer onder druk door vervuiling cq.
grote milieudruk. Beschouw kort de hoofdcategorie¨en van vervuiling cq. kwaliteits- eisen voor oppervlaktewater
Antwoord:
• fysische kwaliteit cq. verontreiniging – op deze aspecten scoort Nederland nog redelijk goed. Erosie, zand, slib en fysieke objecten vervuilen wel het water maar niet in ernstige mate
• chemische waterkwaliteit – aanwezigheid van stoffen die het leven in het water be¨ınvloeden dan wel toxisch maken. Van nutri¨enten (stikstof, fosfaat) tot (zware) metale (koper, cadmium, zink etc.) tot residuen van pesticiden.
Door de intensieve landbouw, industrie en scheepvaart staat op al deze pun- ten de Nederlandse waterkwaliteit onder druk in veel gebieden. Eutrofi¨ering leidt zomers tot algenbloei en giftige stoffen (groene soep; blauwalg die toxi- nes produceert).
• biologische waterkwaliteit – zuurstofgehalte in relatie tot biologisch afbreek- bare stoffen, rotting, ana¨erobe afbraak. Het gaat hier vooral om lozing van koolwaterstoffen die maken dat het water zuurstofloos wordt. Daarnaast aanwezigheid van pathogene micro-organismen.
(d) Welke vormen van vervuiling cq. milieudruk op het Nederlands zoetwatersysteem zullen verergeren als de voorspelde effecten van klimaatverandering werkelijkheid worden? Licht kort toe.
Antwoord:
De chemische en biologische waterkwaliteit wordt gevoeliger, omdat organismen in het water sneller groeien bij hogere temperatuur, en omdat water bij hogere temperatuur minder zuurstof kan bevatten. Fysische waterkwaliteit kan achteruit- gaan op het moment dat door hevige neerslag rivieren buiten hun oevers treden.
E´en van de meest besproken aanbevelingen van de Deltacommissie is om het peil van het IJsselmeer met maximaal 1,5 m te verhogen. ”Daarmee kan tot na 2100 onder vrij verval worden gespuid op de Waddenzee. Het peil van het Markermeer wordt niet verhoogd.
Het IJsselmeer behoudt zijn strategische functie als zoetwaterreservoir voor Noord-Nederland, Noord-Holland (...)”’
(e) geef een definitie van duurzaam watergebruik.
Antwoord:
Duurzaam watergebruik is watergebruik waarmee wij in onze behoeften voor- zien zo dat ´o ´ok toekomstige generaties de mogelijkheid hebben in h ´un behoefte te
spm1530 Hertentamen (vervolg) 30 augustus 2012
voorzien (naar de ”‘Brundtland-definitie”’. Dus (1) het systeem zo gebruiken dat er nu en in de toekomst voldoende is (duurzaam/sustainable) (2)dat eenieder vol- doende mogelijkheden heeft in zijn behoefte te voorzien (gelijke kansen / equity) en (3) dat culturele en ecologische diversiteit behouden blijft (diversity).
(f) leidt peilstijging van het Ijsselmeer tot verduurzaming van het Nederlandse zoetwa- tersysteem? Beargumenteer waarom (niet).
Antwoord:
Ja, in enge zin - door een groter spaarbekken te realiseren, wordt toekomstige generaties (meer) mogelijkheden geboden jaarrond in hun zoetwaterbehoefte te voorzien. In ruimere zin, neen of twijfelachtig, immers, met de peilstijging op zich wordt equity niet verbeterd, en het is maar zeer de vraag of culturele en ecologi- sche diversiteit blijft behouden of wordt bevorderd (een aantal plaatsen rond het Ijsselmeer zal definitief van karakter veranderen, uit de gegeven tekstquote is niet duidelijk of er een impact is van de peilstijging op het ecosysteem in het Ijssel- meer).
(g) welke mogelijkheden ziet u voor verduurzaming van de Nederlandse zoetwatervoor- ziening? Licht kort toe.
Antwoord:
In het algemeen kunnen we zuiniger en effectiever met water omgaan, dienen we te investeren in verdere (seizoens) opslag (dit is de-facto de suggestie van de Deltacommissie) en waar mogelijk (industrieel) grondwatergebruik te vervangen door oppervlaktewatergebruik. Diffuse verontreiniging door de land- en tuin- bouw dient te worden teruggedrongen en voorkomen. Industrieel en stedelijk afvalwater moet (verder) worden gezuiverd. Omdat Nederland “het afvoerputje”
van NW-Europa is, zijn afsraken met landen stroomopwaarts onontbeerlijk - over wateronttrekking, over lozingen en voorkomen van vervuiling. Dit alles is no- dig om belemmeringen om daadwerkelijk oppervlaktewater te gebruiken zoveel mogelijk worden weggenomen. Wat betreft verduurzaming van het grondwater- gebruik is te overwegen de grondwaterstand waar mogelijk te verhogen, en ver- harding terug te dringen, zodat de recharge toeneemt.
24. (14 punten) Afvalwater
Het Lowlands festival vindt elk jaar plaats in de Flevopolder, op het evenemententerrein van Walibi Flevo bij Biddinghuizen. Gedurende 3 dagen genieten 60.000 liefhebbers van muziek. Het festivalterrein is te beschouwen als een tijdelijk stadje met 60.000 inwoners - die overnachten op Lowland campings. De dichtstbijzijnde bebouwing ligt op 20 km afstand. Al het afvalwater opgevangen in de sanitaire voorzieningen van het terrein en campings wordt daarom met tankwagens afgevoerd naar een geschikte afvalwaterzuive- ringsinstallatie (AWZI) in de buurt.
Experts van de LU Wageningen hebben voorgesteld om op een hoek van het terrein een kleine, Individuele Behandelingsinstallatie Afvalwater (een IBA) in te richten, waar al het afvalwater wordt opgeslagen en gedurende de rest van het jaar wordt verwerkt. In een IBA wordt met behulp van micro-organismen het afval afgebroken. Er hoeft g´e´en zuiverings-
pag. 11 van 13
slib afgevoerd te worden. Het effluent van deze installatie zou dan op het nabijgelegen Veluwemeer kunnen worden geloosd.
(a) met hoeveel extra belasting wordt de AWZI geconfronteerd [v.e.]?
Antwoord:
Een [v.e.] is een vervuilingseenheid, de hoeveelheid vuillast die ´e´en persoon pro- duceert gedurende een jaar. Tijdens Lowlands is er dus een toename van 60.000 [v.e.]
(b) bereken de ontwerpcapaciteit van de IBA.
Antwoord:
• De twee belangrijkste ontwerpkeuzes zijn de hydraulische belasting (hoe- veel afvalwater verwerkt de installatie per seconde, uur of dag) en de belas- ting met vuil - hoeveel [v.e.] of BOD.
• Voor de eerste kunnen we een schatting maken, bijvoorbeeld elke bezoeker spoelt 100 liter water per dag naar het riool (toiletgebruik + douchen). Low- lands duurt 3 dagen, ebn we nemen aan dat alle bezoekers de volle drie dagen aanwezig zijn. Dat betekent een totaal van 18.000 [m3] afvalwater ge- produceerd, dus een belasting van de IBA van 18.000/365 = 49[m3/dag].
Qua hydraulische belasting kiezen we dan 50 [m3/dag]
• Lowlands duurt 3 dagen. De ontwerpcapaciteit voor de vuillast is dus 60.000×
3/365 = 493[v.e.]. In de praktijk zal men dus kiezen voor 500 [v.e] of wellicht 600 [v.e.] om wat marge te hebben.
(c) teken een systeemdiagram waarmee u de inrichting van het IBA systeem voor Low- lands weergeeft en op hoofdlijnen beschrijft.
Antwoord:
Een IBA zal eenvoudiger zijn dan een (traditionele) afvalwaterzuiveringsinstalla- tie (AWZI) en bestaan uit
• eenvoudige voorzuivering - hierin worden grove bestanddelen en zand te- gengehouden.
• biologische behandeling. Hier wordt in een relatief groot bassins het water door micro-organismen ontdaan van organisch verontreinigingen. De micro- organismen groeien daardoor aan tot bepaalde hoeveelheid biologisch zui- veringsslib.
• onderhoud - omdat een IBA geen verdere voor- of nabehandeling kent zal in verloop van tijd wellicht wat inert materiaal of slib zich in de zuiveringstank ophopen, waarmee de capaciteit dan wel de effici¨entie zal afnemen. Met een bepaald interval zal dan ook een deel van de bodem van de IBA geleegd moeten worden.
• als het effluent daadwerkelijk in het Veluwemeer wordt geloosd kan het systeem worden voorzien van een element voor het doden van pathogene micro-organismen (met UV-licht of ozon)
Een correct systeemdiagram bevat in ieder geval de twee belangrijkste systeem- elementen, een systeemgrens, en de inputs (afvalwater, lucht) en outputs (effluent,
spm1530 Hertentamen (vervolg) 30 augustus 2012
lucht met CO2en H2O van afbraak organisch materiaal.
(d) verklaar waarom de IBA geen of maar zeer weinig ”‘zuiveringsslib”’ produceert.
Antwoord:
De IBA wordt zo bedreven dat de micro-organismen vooral de vervuiling gebrui- ken als voeding om in leven te blijven, niet om te groeien. De hoeveelheid te ver- werken vuillast per dag kan beperkt gehouden worden (laag-belaste installatie).
(e) wat vindt u van het idee om het effluent op het Veluwemeer te lozen? Beargumenteer.
Antwoord:
Dat is beter dan het op lokaal (klein) oppervlaktewater te lozen, maar houdt nog wel een risico in omdat het rendement van een IBA niet veel hoger dan 80-90%
zal zijn. Het effluent spuien op het Veluwemeer houdt dus een behoorlijke punt- lozing in - het equivalent van het afval van zo’n 100 personen, elke dag weer! Ook bevat de IBA geen mechanische of chemische zuivering, en is er het gevaar van microbi¨ele verontreiniging als daar geen voorziening voor is getroffen.
25. (10 punten (bonus)) In ”‘Onderzoekers willen wolken maken (http://nos.nl/artikel/
409460-onderzoekers-willen-wolken-maken.html)”’ wordt een al enige jaren be- kend idee voor geo-engineering op 22 augustus gebracht als nieuwsfeit. Op basis van het ge- geven dat na 9/11 door het ontbreken van vliegtuigcondensporen de gemiddelde tempera- tuur op aarde 1 graad hoger werd hebben onderzoekers geopperd op grote schaal wolken te gaan maken door met speciale schepen op de oceaan grote hoeveelheden zoutkristallen in de atmosfeer te blazen. Door zo condensatiekernen in de atmosfeer te brengen, zou extra wolkvorming optreden, en de aarde kunnen afkoelen. Daarmee biedt dit geo-engineering idee compensatie voor de opwarming die het gevolg is van de uitstoot van broeikasgassen.
Critici vinden dit een zeer gevaarlijk idee - ingrijpen in het wereldwijd klimaatsysteem met globale, continentale en wellicht regionale effecten tot gevolg. Analyseer kort wat deze geo-engineering waar te weeg kan brengen, wat er (on)bekend is over mogelijke effecten en koppelingen, en beargumenteer dan uw standpunt cq. visie: is dit een route die de mensheid op moet gaan?
Antwoord:
Voor de bonusvraag is bewust geen oplossing opgenomen in deze uitwerking.
– – – Einde van de vragen – – –
pag. 13 van 13
