Intro
Onderzoekers van het AMOLF (Atoom- en Molekuul Fysica) hebben een nieuwe detector ontwikkeld en op de markt gebracht om de (bedoelde of onbedoelde) aanwezigheid van lood in of op materialen in kaart te brengen.
Het blad De Ingenieur schreef erover op 29 november 2023 ( https://www.deingenieur.nl/artikel/betaalbare-loodtest-dankzij-onverwachte-ontdekking ).
De Ingenieur bouwt zijn artikel op een publicatie in het gerenommeerde Environmental Science and Technology ( https://doi.org/10.1021/acs.est.3c06058 , OPen Access), uit welk artikel de hierna volgende afbeeldingen afkomstig zijn. Noorduin is de corresponderend auteur.
Het persbericht op AMOLF is te vinden op https://amolf.nl/news/a-lead-test-based-on-solar-cell-technology .
Photoluminescent lead detection in complex environments and real-world scenarios. Lead detection on (A) soil, (B) glass, (C) pottery, (D) electrical cable cladding, (E) lead-containing tea kettle that is rubbed with melamine sponge, (F) paint, (G) electrical circuit board, (H) footprint of lead-contaminated shoe, (I) waterpipe, and (J) cross-sectioned lead-acid battery. Note that the photoluminescence is brighter in reality than in the photographs.
De detector
Er bestaat nog steeds loodvergiftiging. Dat kan tot ernstige medische problemen leiden (vooral bij kinderen), en zelfs tot de dood.
Weliswaar is met het wegvallen van lood in benzine een belangrijke bron daarvan weggevallen, maar er zijn nog steeds genoeg bronnen over: verf, waterleidingen, stroomkabels, recyclingbedrijven, elektronica en keramiek. En niet te vergeten sommige kleine vliegtuigen die nog op loodhoudende vliegtuigbenzine vliegen (AVGAS) – zie gs-noord-brabant-willen-verbod-op-loodhoudende-vliegtuigbenzine/ .
Unicef schat dat mondiaal meer dan een op de drie kinderen aan loodvergiftiging lijdt (ca 800 miljoen).
Er bestaan al methodes om lood te detecteren: van precieze die alleen in wetenschappelijke kring gehanteerd kunnen worden tot op verkleuring gebaseerde testen die in het veld gehanteerd kunnen worden, onder andere door civil scientists in gemeenschappen.
Ze hebben echter alle hun beperkingen, waardoor je er niet betrouwbaar, gemakkelijk en goedkoop over grote gebieden mee kunt werken.
Bodemonderzoek met de loodtest (foto Amolf)
De nieuwe detector verruimt deze mogelijkheden.
Het pakketje omvat een sprayer die een wolkje van de stof methylammoniumbromide (MABr) over het te onderzoeken oppervlak aanbrengt. Als daar lood inzit of opzit, vormt dat lood met het MABr een verbinding die men een lood halide perovskiet noemt. Die verbinding luminesceert als die met een (met het pakketje meegeleverde) UV-lamp beschenen wordt (wat men in de volksmond een black light noemt).
Door in plaats van Br te kiezen voor mengsels met het chemisch verwante chloor of jood kan men de kleur van de fluorescentie instellen, maar gekozen is voor groen (dat ontstaat met Br), omdat het menselijk oog daarvoor het gevoeligst is.
MABr is niet erg gevaarlijk (lijkt chemisch in de verte een beetje op salmiak), van het oplosmiddel isopropanol zijn ook niet meteen rampen te verwachten zolang je het niet in de fik laat vliegen, en, zoals bekend, moet je niet in een UV-bron kijken. Met enig benul is de testkit gevaarloos te hanteren.
De techniek haalt met het blote oog concentraties van 1 nanogram per mm2 (de concentratie is hier per eenheid van oppervlakte – normaliter geeft een test die per eenheid van volume zoals de 5µg/dL – bloedgrens voor loodvergiftiging). Dit is erg gevoelig.
Met een deskundig bediende camera moet men de 0,05 nanogram per mm2 kunnen halen.
Er is een dosis-effectrelatie (meer lood, meer licht), maar die vlakt bij hogere concentraties op een gegeven moment af.
Soms is lichte voorbewerking wenselijk (bijvoorbeeld een beetje opschuren).
De techniek blijkt verrassend specifiek. De onderzoekers hebben hem uitgeprobeerd met ca 50 chemicaliën en kregen geen vals-positieve of vals-negatieve antwoorden (bijvoorbeeld ook niet van tin, dat veel op lood lijkt).
Het maakt niet uit in welke chemische bindingsvorm het lood is: metallisch, tweewaardig of vierwaardig, het werkt altijd. Hoe dat kan, is nog niet duidelijk.
De test heeft een hekel aan water.
(De eerste twee rijen per drie geven zonder toegevoegde spray de kleur met alleen daglicht resp. met alleen de UV-lamp, en de derde rij met alleen UV-licht met toegevoegde spray.
De bovenste drie rijen gaan over loodverbindingen, de laatste drie over niet-loodverbindingen)
Fundamenteel onderzoek en toeval
De loodtest is een bijvangst van fundamenteel en toegepast wetenschappelijk onderzoek dat eigenlijk over iets anders ging. Lood halide perovskieten staan erg in de belangstelling als materiaal voor zonnecellen en LEDjes.
Daarnaast hobbyde groepsleider Noorduin wat met de manier waarop botten en kalkskeletten in de natuur fossiliseren (zei hij in De Ingenieur). Dat moest ook met loodperovskiet kunnen.
In Coronatijd schoot hem te binnen dat je op deze basis ook een lood-test moest kunnen maken. De spray deed inderdaad zijn dakgoot en de verf op zijn kozijn oplichten.
Bestellen?
De auteurs van de studie in het vakblad hebben een winkeltje opgericht dat hun testsetjes verkoopt. Op https://www.lumetallix.com/ (en dan shop). De set kost €66 excl. BTW.
Testset
De shop biedt ook toegang tot de mondiale NGO Pure Earth tegen giftige hot spots ( https://www.lumetallix.com/contact/pure-earth/ ), en tot de organisatie LEAPP (Lead Exposure and Poisoning Prevention Alliance ( https://leappalliance.org.uk/ ).
Verder is er de gebruiksaanwijzing te vinden op https://www.lumetallix.com/instructions/ .
Zit er wel of geen lood in de verf? (foto LEAPP)