Et rør af massivt guld er velegnet til at opsamle kviksølv som man efterfølgende kan bestemme mængden af i laboratoriet. En ny og billigere version baseret på stålrør med et tyndt lag guld er blevet testet i laboratoriet. Selv om de første eksperimenter var lovende, er det nu vist at denne metode ikke lever op til den usikkerhed på målinger, som er nødvendig for at kunne bruge metoden i praksis Det er de foreløbige resultater af et speciale udført i samarbejde mellem Danmarks Miljøundersøgelser (DMU) ved Aarhus Universitet og Københavns Universitet.

Af Jens C. Pedersen

Et rør af massivt guld er velegnet til at opsamle kviksølv som man efterfølgende kan bestemme mængden af i laboratoriet. En ny og billigere version baseret på stålrør med et tyndt lag guld er blevet testet i laboratoriet. Selv om de første eksperimenter var lovende, er det nu vist at denne metode ikke lever op til den usikkerhed på målinger, som er nødvendig for at kunne bruge metoden i praksis Det er de foreløbige resultater af et speciale udført i samarbejde mellem Danmarks Miljøundersøgelser (DMU) ved Aarhus Universitet og Københavns Universitet.

Det lød smart: I stedet for at bruge et dyrt rør af massivt guld kunne man nøjes med et langt billigere stålrør belagt med nikkel og yderst med et tyndt lag guld til måling af atmosfærisk kviksølv. Patentet lå og ventede lige om hjørnet. Miljøkemistuderende Eike Marie Thaysen lærte imidlertid i løbet af sit speciale at det ikke altid går helt så nemt når man skal lave eksperimentel forskning.

Kviksølv forekommer i meget lave koncentrationer i luften – i Danmark typisk godt 1,5 ng pr. kubikmeter (1 g = 1.000.000.000 ng (nanogram)). Selv så lave koncentrationer er imidlertid vigtige i miljøet. Når kviksølv ophobes i fødekæden, giver det anledning til bekymring.

Kviksølvets kredsløb kendes imidlertid endnu utilstrækkeligt. For at undersøge spredningen af kviksølv er det vigtigt at få målinger som dækker bredt geografisk. Derfor er det interessant at udvikle en metode som er rimeligt nem og billig at udføre.

DMU har tidligere vist at et 3 cm langt massivt guldrør kan bruges til en effektiv og pålidelig opsamling af kviksølv som man efterfølgende kan bestemme mængden af i laboratoriet. Problemet er ”bare” at guld er meget dyrt. Derfor fik seniorforsker Henrik Skov den idé at man i stedet kunne coate et stålrør med et tyndt lag guld. Det blev herefter Eike Thaysens opgave at kalibrere de guldbelagte stålrør, sådan at man fik etableret en relation mellem luftkoncentrationen af kviksølv og rørenes opsamlingsrate.

Så enkelt skulle det imidlertid ikke gå. Eike Thaysen kunne ikke finde nogen sammenhæng mellem koncentrationen af kviksølv i luft og den mængde der blev opsamlet af rørene. Efter at have dobbelttjekket alle målinger og beregninger rettede hun opmærksomheden mod det 80 nm tykke guldlag der danner stålrørenes ydre lag. En korrosionsekspert kunne fortælle at der vil være porer i et guldlag fremstillet ved immersion. Derfor fik Eike Thaysen undersøgt sine rør ved scanning elektronmikroskopi (SEM), og det viste sig ganske rigtigt at guldlaget var porøst (se foto herunder).

Scanning elektronmikroskopi af guldlaget. Pilene viser eksempler på porer på overfladen af guldlaget. Porerne varierer i størrelse og er tilsyneladende vilkårligt fordelt på overfladen. SEM: Zoltan Balogh, KU.

Tilstedeværelsen af porerne betyder at kviksølvet kommer i kontakt med det underliggende nikkellag under prøvetagningen. Eike Thaysen håber, at undersøgelser med infrarød mikroskopi vil kunne afsløre endnu mere omkring forskellene i komposition og morfologi mellem de massive guldrør og stålrør belagt med guld.

Med den forklaring måtte Eike Thaysen imidlertid lægge de coatede rør til side og gennemføre en række målinger med de massive guldrør på tandlægeklinikker i Danmark og i hendes hjemland Tyskland og samt i nærheden af såkaldte ”small scale” guldminer i Tanzania, tæt på steder hvor kviksølv bliver brændt af. Peter Appel fra GEUS udførte målingerne i Tanzania. Dermed sikrede hun sig nogle interessante målinger i både indendørs og udendørs luft til sin specialeafhandling.

Eike Thaysen afleverer sit speciale til maj.

Deltog i åbent hus arrangement

Eike Thaysen begyndte på sit speciale i DMU efter at hun deltog i et åbent hus arrangement for kommende specialestuderende. Hun var mødt frem fordi hun havde hørt, at DMU havde nogen spændende projekter at byde på og var interesseret i at opleve hverdagen på en forskningsinstitution Her besøgte hun Afdeling for Atmosfærisk Miljø hvor hun fik en del gode tilbud til specialeprojekter. I sidste ende valgte hun kviksølvprojektet fordi problematikken omkring tungmetallet fascinerede hende, og fordi hun så frem til at kunne lave feltmålinger med de passive samplere efter valideringen i laboratoriet.

Eike Thaysen tilføjer at hun har været glad for at være på en ”rigtig” arbejdsplads og få kontakt til kollegaer i alle aldersgrupper.

”Det har været gavnligt for mig at opleve forskningsverdenen på DMU, blive inspireret og få skabt nogle kontakter. Beliggenheden uden for Roskilde giver nogle lange arbejdsdage, men det har bestemt være umagen værd”, siger hun.

Stud. scient. Eike Marie Thaysen, tlf. 4630 1108, emt@dmu.dk

Eike Marie Thaysen, stud. scient. i miljøkemi på Københavns Universitet. Skriver speciale med titlen ” Måling af metallisk kviksølv i atmosfæren“. Vejleder på KU: Lektor Matthew Johnson. Vejleder i DMU: Seniorforsker Henrik Skov, Afd. for Atmosfærisk Miljø, Roskilde.

Læs mere:

Gæsteprofessor starter forskningsprogram om kviksølv i Arktis 

Kviksølv koncentreres i Arktis 

Doktorafhandling om forurening i havpattedyr i Grønland 

Årgang 14 nr. 3, 10. marts 2010