Waterkwaliteit meetbaar met laser

De module, onderdeel van het IRLSENS-project, bevat een zogenaamde kwantum­cascadelaser die werkt in het nabij-infraroodgebied, met golflengtes tussen de 7,3 en 11 µm.

Dr. Frank Fuchs, coördinator van het IRLSENS-project, vertelt: ‘Het belangrijkste knelpunt is de lichtintensiteit. Om het mogelijk te maken om waterspectroscopie bij de waterwerken zelf toe te passen, moesten we een krachtiger lichtbron vinden.’ Die krachtiger lichtbron is met de kwantumcascadelaser gevonden; het licht van deze laser is tot duizend keer sterker geconcentreerd dan het licht van de op siliciumcarbide (SiC) gebaseerde apparaten die in laboratoria worden gebruikt.

De module test het water op onzuiverheden middels moleculaire spectroscopie. Elke chemische stof heeft een uniek optisch spectrum en absorbeert en weerkaatst licht dus op kenmerkende wijze. Water zelf absorbeert nabij-infraroodlicht sterk en hierdoor kan de module al kleine concentraties vervuilende stoffen in het water meten.

Een demonstratieinstallatie bij de dam Kleine Kinzig (een locatie die onder meer wordt gebruikt voor drinkwaterwinning) heeft al aangetoond dat de module inderdaad werkt. Ter controle nam men gedurende zes weken elke drie minuten automatisch een watermonster (in totaal dus ruim 20.000 monsters) en mat die vervolgens door. Het apparaat bleek in staat om de concentraties van de aanwezige zoetstof, die medewerkers als simulatiestof hadden toegevoegd, uiterst nauwkeurig waar te nemen zonder een enkele fout te maken. De initiële zorg dat de module wellicht hinder zou ondervinden van de trillingen in de waterwerken bleek ongegrond.

Projectpartner Bruker Optik bouwde de demonstratiemodule en hoopt dat er voldoende interesse is, zodat het apparaat doorontwikkeld kan worden tot een marktklaar product.