Het gebruik van fossiele brandstoffen heeft de laatste decennia gezorgd voor een
aanzienlijke toename van het koolstofdioxide-gehalte van de atmosfeer. Men neemt aan dat
deze toename invloed heeft op het klimaat op aarde: het versterkte broeikaseffect. In het
artikel ‘Versnelde verwering’, dat in mei 2002 in het tijdschrift Natuur en Techniek heeft
gestaan, wordt een methode besproken om koolstofdioxide uit de atmosfeer vast te leggen
via een natuurlijk proces: de verwering van het mineraal olivijn. Onderstaande tekst bevat
delen uit dit artikel. Lees deze tekst en beantwoord vervolgens de vragen van deze opgave.
De mensheid onttrekt enorme massa’s materiaal aan de aarde (ertsen en mineralen, fossiele | ||
brandstoffen, grondwater) of voegt ze eraan toe (kunstmest, bevloeiing, opslag van afval, | ||
CO2), vrijwel zonder zich zorgen te maken om de consequenties. Tegelijkertijd bestaat er | ||
grote huiver tegen grootschalig gebruik van bestaande natuurlijke processen om de | ||
5 | schadelijke gevolgen van menselijke ingrepen om te buigen. Te denken valt aan voorstellen | |
om voedselarme delen van de oceaan bij te mesten met mestoverschotten. De verhoogde | ||
algengroei zou CO2 aan de atmosfeer onttrekken. Het voorstel om de natuurlijke verwering | ||
van het mineraal olivijn (zie kader onderaan de pagina) een handje te helpen, om de door de | ||
mens veroorzaakte toename van het CO2-gehalte van de atmosfeer terug te dringen, roept | ||
10 | onmiddellijk dezelfde weerstand op. Vreemd, omdat bekalking van landbouwgronden een | |
algemeen aanvaarde maatregel is, hoewel kalk (in tegenstelling tot olivijn) geen gunstig | ||
effect heeft op de CO2-vastlegging. | ||
Onlangs is het voorstel gelanceerd om CO2 bij puntbronnen zoals olieraffinaderijen en | ||
kolencentrales af te vangen en daarmee bij verhoogde temperatuur silicaten om te zetten in | ||
15 | carbonaten. Met het silicaat olivijn blijkt de reactie snel te verlopen - binnen hooguit enkele | |
uren - en de producten zijn gehydrateerde amorfe silica (H4SiO4) en magnesiumcarbonaat. | ||
Een nadeel is dat deze twee vaste stoffen gemengd vrijkomen; het proces zou met een | ||
simpele scheidingsstap moeten worden uitgebreid om deze twee vaste fasen in min of meer | ||
zuivere vorm te verkrijgen. Naar verwachting kan het gevormde silica in bouwmaterialen | ||
20 | worden toegepast. Kostenbesparend bij deze technologie kan wellicht zijn dat aparte | |
ontzwavelingsinstallaties niet meer nodig zijn. In de rookgassen aanwezig zwaveldioxide en | ||
zwavelzuur worden namelijk ook door olivijn geneutraliseerd en vastgelegd als MgSO4. | ||
Behalve als technologie om puntbronnen van CO2 te behandelen, kan dezelfde reactie ook | ||
op een extensieve, goedkopere en meer natuurlijke manier worden ingezet. Ter bestrijding | ||
25 | van de effecten van zure regen wordt veel akkerland regelmatig bekalkt. Om de paar jaar | |
moet deze behandeling worden herhaald. In Nederland willen we de komende jaren een vrij | ||
groot landbouwareaal aan de landbouw onttrekken en transformeren tot bossen. Een | ||
olivijnbehandeling van het land, voordat zo’n bos wordt geplant, is dan aan te bevelen. | ||
Daarmee wordt ook het effect van zure regen tegengegaan. |
Chemische verwering van olivijn verloopt als volgt: Mg1,85Fe0,15SiO4 + 4 CO2 + 4 H2O → 1,85 Mg2+ + 0,15 Fe2+ + H4SiO4 + 4 HCO3- Deze reactie wordt gevolgd door: 1,85 Mg2+ + 0,15 Fe2+ + 4 HCO3- → Mg1,85Fe0,15(CO3)2 + 2 CO2 + 2 H2O Laten we als gedachte-experiment eens uitrekenen hoeveel olivijn we theoretisch nodig zouden hebben om 20% van alle CO2 uit de atmosfeer om te zetten (naar het niveau van het jaar 1800). De massa van alle CO2 in de atmosfeer is ongeveer 2,5·1018 gram. Als we voor de dichtheid van olivijn 2,5 g cm-3 nemen, dan is er om 20% van het CO2 uit de atmosfeer te halen ongeveer 320 km³ olivijn nodig. Zo zou een stoflaagje olivijn op het land een serieuze bijdrage kunnen leveren aan de bestrijding van het broeikasgevaar. |