Scriptiebank overzicht

Dit proefschrift onderzoekt de eliminatie van prioritaire vluchtige organische stoffen (VOS) door middel van actieve botanische biofilters via een gecombineerde experimentele en modelleringsbenadering. Het onderzoek richt zich op de verwijdering van benzeen, tolueen, ethylbenzeen, xyleen, formaldehyde en acetaaldehyde (BTEXFA)-verbindingen, die vertegenwoordigers zijn van binnenluchtverontreinigingen die een reële bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid. De experimentele benadering gebruikte een actief botanisch biofilter (ABB) en microbiële biofilters (MB's) om de prestaties van VOC-verwijdering onder verschillende randvoorwaarden te evalueren. Eerst werd een studie naar ABB-acclimatisatie uitgevoerd. Zodra de filters volledig operationeel waren en VOS verwijderden, werd een studie naar luchtsnelheidsvariatie uitgevoerd om de verwijdering bij verschillende luchtstroomsnelheden te documenteren. Tegelijkertijd werd een nieuw 3D multiphysics-model ontwikkeld op basis van computationele vloeistofdynamica om de aerodynamica van het MB-substraat, VOC-transport, en verwijderingsfenomenen te karakteriseren.

De effecten van acclimatisatie op VOC-verwijdering varieerden afhankelijk van de specifieke VOC, met verschillende patronen zichtbaar tussen BTEX, formaldehyde en acetaaldehyde. Verder werd aangetoond dat acclimatisatie door herhaalde VOC-blootstelling de efficiëntie van BTEX-verwijdering significant verbeterde. De studie naar luchtsnelheidsvariatie onthulde een complexe mix van effecten die de prestaties van ABB beïnvloeden, met veel verschillende reacties op luchtstroomverhoging tussen VOS. Een aerodynamisch submodel werd succesvol gevalideerd met experimentele gegevens, terwijl het volledige voorlopige model ruimte voor verbetering liet.

Dit onderzoek vergroot het begrip van botanische biofiltratiemechanismen en biedt praktische inzichten voor het optimaliseren van op ABB-gebaseerde binnenluchtzuiveringssystemen, en draagt bij aan duurzame toepassingen in stedelijke biowetenschap en engineering.

Er zijn wereldwijd tienduizend ecodorpen: zelfvoorzienende gemeenschappen waar mensen in harmonie leven met de natuur en met elkaar. In Vlaanderen bevinden zich slechts vier van dit soort plekken, veel minder dan in Wallonië en Nederland. Hanne, Lowie en Zoë bezoeken verschillende ecodorpen om te onderzoeken hoe zelfvoorzienend je kan leven in Vlaanderen.

In deze studie wordt onderzocht hoe Conservation Gardening kan toegepast worden binnen openbaar groen. Dit gebeurt aan de hand van een uitgebreide marktanalyse waarin de beschikbaarheid van vaatplanten die op de Rode Lijst van Vlaanderen staan op webshops wordt nagetrokken. Van de beschikbare planten word de standplaats afgeleid aan de hand van de Ellenberg-indicatorwaarden. Vervolgens worden de verschillende standplaatsen van elkaar gescheiden, gedefinieerd en gegoten in meerdere keuzetabellen. Dit alles wordt samengebracht in een uitgebreide, maar overzichtelijke Excel-werkmap die gebruikt kan worden bij het bepalen van welke planten in verschillende situaties toegepast kunnen worden. Ten slotte worden enkele praktische cases uitgewerkt van beplantingsplannen in openbaar groen, ter inspiratie voor groenbeheerders en groendiensten.

In deze scriptie wordt de effectiviteit van een filter als strategie voor het verbeteren van de binnenluchtkwaliteit tegen fijnstof onderzocht met behulp van simulaties in Dymola. Hiervoor is er een nieuwe indeling voor fijnstofdeeltjes ontwikkeld, gebaseerd op de toxiciteit van verschillende deeltjesgroottes en afgeleid uit de literatuur. Deze nieuwe indeling heeft als doel de tekortkomingen van de bestaande grootte-indelingen te vervangen die de grootte- en bronafhankelijke toxiciteit van fijnstof generaliseren. Na het ontwikkelen van een filtercomponent en het aanpassen van een bestaand multi-zone model, werd de schadelijkheid van de fijnstofconcentratie die de binnenomgeving bereikt en het vermogen van filters om dit te voorkomen, onderzocht in verschillende scenario's. De invloed op de algehele binnenluchtconcentratie van PM werd waargenomen voor verschillende buitenomgevingen en verschillende filters. Daarnaast werden ook de invloed van PM dat door koken wordt uitgestoten, het verschil tussen 100% ventilatie en vraaggestuurde ventilatie en de implementatie van open ramen gesimuleerd. Bovendien werden de invloed van variatie in filterefficiëntie, de levensduur van het filter en het daaropvolgende energieverbruik onderzocht. De resultaten tonen aan dat een HEPA-filter de binnenluchtconcentratie van PM voor alle schadelijke deeltjesgroottefractie voldoende kan verlagen, terwijl een grof en fijn filter dit niet kunnun. Koken en het openen van ramen ondermijnen echter de effectiviteit van het filter in zodanige mate dat een gezonde binnenomgeving niet langer kan worden gegarandeerd. Een voorlopige analyse van het energieverbruik en de levensduur van het filter toont aanzienlijke extra energiekosten aan bij het gebruik van filters, evenals een levensduur die aanpassing vereist van het bereik dat door fabrikanten wordt voorgesteld. Analyse van de huidige testnormen voor filters laat zien dat deze niet voldoende zijn om een goede vergelijking tussen verschillende filters te waarborgen. Het aantal DALY's voor blootstelling aan PM2.5 was in alle scenario's minstens vier keer kleiner wanneer er een HEPA-filter aanwezig was. PM bleef echter de meest schadelijke verontreinigende stof, vóór stikstofdioxide, ozon en formaldehyde.

Luchtkwaliteit is internationaal gezien een zeer groot probleem met ernstige gezondheidsschade als gevolg. Om dit aan te pakken, hebben wij de mogelijkheid om TiO2 toe te voegen aan asfalt onderzocht. Het gebruik van TiO2 in asfaltmengsels kan zonne-energie omzetten in chemische energie die op zijn beurt gebruikt kan worden om allerlei afvalstoffen af te breken.

In deze studie werd onderzocht hoe vervuilende moleculen in de omgevingslucht kunnen worden afgebroken via fotokatalyse. De gebruikte katalysatoren zijn Titaniumdioxide en wolfraam.

Dit werk omvat een uitgebreide en geïntegreerde beschrijving van klimopbladeren-geassocieerde microbiële gemeenschappen in het kader van fytoremediatie van luchtvervuiling.

 
De behoefte aan groen
 
“Landschapsverdriet is nostalgie en nostalgie is een teken van ontworteling”, zegt Maartje Somers. “Het komt voort uit de menselijke behoefte aan een landschap waar de dingen tenminste even op hun plaats blijven. Het tempo en de schaal van veranderingen is echter te groot geworden, waardoor te veel landschap ‘onleesbaar’ is geworden. Maar in de verbeelding van de mens huist nog altijd de voortploegende boer, als symbool, als bewerker van ons landschap.