Notitie Aan e-nose board Kopie aan Datum Documentnummer Project Auteur 27 juni 2011 21204847 E-nose J.B. Milan en Ray Desmidt Onderwerp Activiteit A, E-nose safety deel A (vast netwerk Pernis) Managementsamenvatting e-neus Safety Pilot 2010 Een recente ontwikkeling is het monitoren van veranderingen van de buitenluchtsamenstelling ten behoeve van geuroverlast, procesbewaking en veiligheid met behulp van het meetinstrument de elektronische neus (e-neus). De DCMR heeft in de periode van augustus tot december 2008 een project voor online geurmonitoring met e-neuzen uitgevoerd. Tijdens dit project was een duidelijke relatie te zien tussen de meetwaarden van de e-neuzen en geurklachten, waarbij de e-neuzen geuremissie waarnamen ruim voordat de eerste klacht bij de meldkamer werd ingediend. Om de mogelijkheden van een online e-neus netwerk voor veiligheidsdoeleinden te onderzoeken, heeft de DCMR samen met Comon-Invent de e-neus safetypilot 2010 uitgevoerd. Dit onderzoek is uitgevoerd in het kader van het E-nose programma van de DCMR met als hoofdopdrachtgevers de Provincie Zuid-Holland en de Veiligheidsregio Rotterdam- Rijnmond. Onderzocht is of e-neus technologie een kansrijk hulpmiddel biedt om sneller en gerichter veiligheidsinformatie te presenteren op basis waarvan beslissingen kunnen worden genomen zoals alarmering, opschaling, aansturen van meetploegen en ontalarmeren. Met toestemming van het Havenbedrijf Rotterdam, Stedin, Eneco en de gemeenten Rotterdam, Vlaardingen, Schiedam en Spijkenisse heeft gedurende een periode van drie maanden een netwerk van 30 e-neuzen continu veranderingen van de buitenluchtsamenstelling gemonitord. De betrokken bedrijven in het Pernisgebied zijn via een voorlichtingsbijeenkomst geïnformeerd. 15 E-neuzen waren opgesteld in het industriegebied op de Vondelingenplaat en 15 in de omliggende woonkernen. De meetresultaten waren zichtbaar op een dashboard met alarmeringssysteem op de meldkamer van de DCMR. Verder hadden de uitrukdienst van de meldkamer en de Chemisch Adviseurs de beschikking over mobiele e-neuzen, die zijn ingezet bij het onderzoeken van diverse voorvallen en incidenten. Afgezien van het ontbreken van incidenten met grote veiligheidsrisico s, zijn er diverse representatieve gebeurtenissen geweest die de potentie van een e-neus netwerk laten zien als hulpmiddel bij crisismanagement. De Safety Pilot 2010 laat zien dat de e-neuzen reageren op veranderingen in de lucht, die worden veroorzaakt door stoffen van industriële gasemissies en incidenten. Dit is een voortschrijdend inzicht en is aanvullend op de ervaringen die bij eerdere e-neus projecten zijn opgedaan. Het netwerk van 30 e-neuzen heeft gereageerd op stoffen die zijn geëmitteerd uit bronnen binnen en buiten het vaste e-neus netwerk. Blad 1 van 1
Doordat het stationaire netwerk na de pilotperiode van 3 maanden kosteloos is gehandhaafd, is gedurende langere tijd ervaring opgedaan. De drie meest opvallende voorvallen die door het stationaire meetnet waargenomen zijn: - Een klachtengolf van 350 stankmeldingen veroorzaakt door het affakkelen van procesgas na een stroomstoring bij de BP-Raffinaderij op 10 mei 2010; - Een klachtengolf van 54 stankmeldingen veroorzaakt door het affakkelen van procesgas na het uitvallen van fornuizen bij de Esso Raffinaderij op 10 september 2010; - Een transformatorbrand op het Shell-terrein van 7 december 2010. De mobiele e-neuzen hebben met name potentie laten zien in het op afstand monitoren van situaties met verhoogde gasconcentraties. Door een e-neus te plaatsen in een object of benedenwinds van een incident kan het concentratieverloop gemonitord worden. Hierdoor kan de situatie in het object of benedenwinds van het incident op afstand bewaakt worden. De drie meest opvallende voorvallen die door mobiele e-neuzen gemonitord zijn: - Het monitoren van het concentratieverloop tijdens geforceerd ventileren na een inpandige CO2-lekkage bij een groothandel in groenten en fruit te Ridderkerk. - Het meten van rookgasmengsels na een brand in een loods op de Heijplaat. - Het detecteren van lekkages van niet geodoriseerd aardgas en van aardgas in concentraties die onder de detectiegrens liggen van de huidige meetapparatuur van Chemisch Advies. Tevens is in de Safety Pilot 2010, mede in samenwerking met TNO (OOKN-project van de Gezamenlijke Brandweer), een eerste goede stap gezet voor het opzetten van een fingerprintdatabase voor veiligheidsrelevante stoffen. Het meest opvallende hierbij is dat met behulp van deze (nog beperkte) database en aan de hand van een klachtengolf op 1 februari 2011, het werkingsprincipe voor een kwalitatieve inschatting van de stofklasse is aangetoond. Een nieuw toegevoegde fingerprint in de database kwam nl. overeen met een fingerprint zoals deze ten tijde van de klachtengolf in het klachtengebied werd bepaald. Tenslotte is door een beperkte nadere data-analyse een goede indicatie verkregen dat het principe van automatische patroonherkenning functioneert. Met automatische patroonherkenning kunnen nl. gelabelde fingerprints worden gedetecteerd door het stationair e-neus netwerk. Het voorval van 10 juli en 10 september 2010 geeft een representatief voorbeeld. De Safety Pilot 2010 heeft overall aangetoond dat de e-neus potentie heeft voor het monitoren van veiligheidsgerelateerde situaties. De subdoelstelling om het gedrag van de e-neuzen tijdens een groot incident te onderzoeken is echter niet bereikt vanwege het uitblijven van grote incidenten in of nabij het gebied waar de stationaire e-neuzen staan opgesteld. De Safety Pilot 2010 zal dan ook voortgezet worden in 2011. Blad 2 van 2
Safety Pilot 2010 Onderzoek naar de potentie van e-neus voor veiligheidtoepassingen Onderwerp: Eindrapportage van Safety Pilot 2011 Datum: 26 juni 2011 Opdrachtgever: DCMR Bureau Lucht Auteur: S.K. Bootsma Comon Invent BV Postbus 39 2600 AA DELFT 1
2
Inhoudsopgave Inhoudsopgave 3 Voorwoord 4 Samenvatting 5 Leeswijzer 7 1. Introductie safety pilot 2010 8 1.1 Inleiding 8 1.2 De Safety Pilot 2010. 8 2. Projectomschrijving Safety Pilot 2010 9 2.1 Onderzoeksdoelstelling en deelonderzoeken 9 2.2 De e-neuzen van deze pilot 10 2.3 Het dashboard in de Meldkamer van de DCMR 12 2.4 Werkwijze uitrukdienst DCMR 13 3. De uitvoering van het project 15 3.1 Het trainen van de e-neus in de Safety Pilot 2010. 16 3.2 Labonderzoek waarbij e-neuzen zijn blootgesteld aan bekende gasconcentraties 17 4 Capita selecta van representatieve voorvallen 18 Voorval 1: Trippen van 2 grote fornuizen op de Esso olieraffinaderij in Botlek. 18 Voorval 2: Brand bij RDM loods op de Heijplaat 23 Voorval 3: Storing bij gasmotor E.ON Centrale Barendrecht 24 Voorval 4: Transformatorbrand op de Shell Raffinaderij Pernis. 27 Voorval 5: Stroomstoring Europoort; stank in Rijnmondgebied 30 Voorval 6: CO 2 lek bij een groothandel in groeten en fruit te Ridderkerk 36 5. Conclusies en aanbevelingen 37 Stationair e-neus netwerk 37 Mobiele e-neuzen 37 Kwalitatieve en kwantitatieve data-analyse 37 Bijlage A: Introductie van de E-neus 38 Wat is een e-neus 38 Het trainen van e-neuzen 38 Praktijkvoorbeeld 1: Geurhinder voorval door (stook)olie 39 Praktijkvoorbeeld 2: Geurhinder voorval door ruwe olie 42 Praktijkvoorbeeld 3: E-neuzen en stofspecifieke analysers 52 Bijlage B: Meetresultaten labonderzoek TNO 54 Bijlage C: E-neus onderzoeken van de DCMR-meldkamer 71 3
Voorwoord Een recente ontwikkeling is het monitoren van veranderingen van de buitenluchtsamenstelling met betrekking tot geuroverlast, procesbewaking en veiligheid met het meetinstrument: de elektronische neus of kortweg e-neus. Op verzoek van Veiligheidsregio Rotterdam-Rijnmond en de Provincie Zuid-Holland heeft de DCMR Milieudienst Rijnmond in samenwerking met Comon Invent een project uitgevoerd om de mogelijkheden van een online e-neus netwerk voor veiligheidsdoeleinden te demonstreren. Het project heeft plaatsgevonden in 2010. Gedurende een periode van drie maanden heeft een netwerk van dertig e-neuzen continu veranderingen van de buitenluchtsamenstelling gemonitoord. vijftien e-neuzen waren opgesteld in het industriegebied op de Vondelingenplaat te Rotterdam en vijftien in omliggende woonkernen. Verder had de uitrukdienst van de DCMR-meldkamer beschikking over drie mobiele e-neuzen en had de Chemisch Adviesdienst twee mobiele e-neuzen. De mobiele e-neuzen zijn ingezet bij het onderzoeken van diverse voorvallen en bij incidenten. Hoewel tijdens het project geen grote incidenten in het gebied hebben plaatsgevonden, zijn er wel een aantal interessante gebeurtenissen geweest die de potentie van e-neus netwerken laten zien als instrument voor hulpverleners bij het verzamelen van informatie over verstoringen van de luchtsamenstelling die indicatief zijn voor de actuele luchtkwaliteit in de directe omgeving van de e-neuzen. Dit rapport is een weerslag van het project. In het rapport is een aantal voorvallen uitgewerkt die de mogelijkheden van de e-neuzen tonen. 4
Samenvatting De DCMR Milieudienst Rijnmond heeft sinds 2005 enkele projecten uitgevoerd met de e-neuzen. Bij al deze projecten lag het accent op het monitoren van geurgerelateerde parameters in de buitenlucht. In dit project is een eerste ervaring opgedaan met e-neuzen in het veiligheidsdomein. De doelstelling van deze pilot studie was om de e-neus potentie voor veiligheid te demonstreren. Onderzocht is of e-neus technologie een kansrijk hulpmiddel biedt om sneller en gerichter veiligheidsinformatie te presenteren op basis waarvan beslissingen kunnen worden genomen zoals alarmering, opschaling, opheffing van alarmen en inzetten en aansturen van de meetploeg. Om bovenstaande doelstelling te halen bereiken zijn drie deelonderzoeken gesteld: 1. Het monitoren van een complex bedrijvengebied met stationaire e-neuzen: onderzoek naar het online in kaart brengen van het effectgebied en de veranderingen in het effectgebied met stationaire neuzen. 2. Monitoring van een complex bedrijvengebied met mobiele e-neuzen: onderzoek naar de toepasbaarheid van het mobiel inzetten van e-neuzen en de vergelijking met conventionele apparatuur. 3. Kwalitatieve en kwantitatieve analyse: onderzoek naar de mogelijkheid van classificatie van emissies en een snelle indicatie van de heersende concentraties in het effectgebied. 1. Stationair e-neus netwerk Tijdens het project was een vast netwerk van dertig e-neuzen operationeel. Het merendeel hiervan was gemonteerd aan lantaarnpalen op een hoogte van vier meter langs wegen op de Vondelingenplaat en in Pernis-Dorp, Spijkenisse, Hoogvliet, Schiedam, Vlaardingen en de Heijplaat.. Alle e-neuzen stonden via een dashboard systeem online in contact met de meldkamer van de DCMR. Elke binnenkomende e-neus waarde werd getoetst op overschrijding van de ingestelde grenswaarden. Het dashboard werd elke minuut ververst met de meest actuele stand van zaken en alarmstatus. Afgezien van het ontbreken van incidenten met grote veiligheidsrisico s, zijn er diverse representatieve gebeurtenissen geweest die de potentie van een vast e-neusnetwerk laat zien als hulpmiddel bij crisismanagement. De drie meest opvallende voorvallen die door het stationaire meetnet waargenomen zijn: - Een klachtengolf van 350 stankmeldingen veroorzaakt door het affakkelen van procesgas na een stroomstoring bij de BP-Raffinaderij op 10 mei 2010; - Een klachtengolf van 54 stankmeldingen veroorzaakt door het affakkelen van procesgas na het uitvallen van fornuizen bij de Esso Raffinaderij op 10 september 2010; - Een transformatorbrand op het Shell-terrein van 7 december 2010. 2. Mobiele e-neuzen Een vijftal e-neuzen was beschikbaar voor de dienst Chemisch Advies en de uitrukdienst van de meldkamer. Deze mobiele e-neuzen met GPS stonden via het dashboard online in contact met de DCMR-meldkamer. De mobiele e-neuzen zijn ingezet bij diverse voorvallen in het gehele werkgebied van de DCMR. Door grafische weergave van de ruwe data van de ingezette mobiele e-neuzen kon een goed inzicht in het bron- en verspreidingsgebied van een emissie worden gegeven. In dit rapport zijn voorbeelden opgenomen waarbij dit goed wordt gedemonstreerd. Het betreft onder andere een geurrit met een mobiele e-neus waarbij verschillende gaswolken van olie en eetbare olie zijn doorkruist die tevens corresponderen met de verschillende geurwaarnemingen. 5
De mobiele e-neuzen zijn ook ingezet bij incidenten waarbij sprake was van de aanwezigheid van gassen in veiligheidsrelevante concentraties. De drie meest opvallende voorvallen die met de mobiele e-neuzen gemonitoord zijn: - Het monitoren van het concentratieverloop tijdens geforceerd ventileren na een inpandige CO 2 -lekkage bij een groothandel in groenten en fruit te Ridderkerk. - Het meten van rookgasmengsels na een brand in een loods op de Heijplaat. - Het detecteren van lekkages van ongeodoriseerd aardgas en van aardgas in concentraties die onder de detectiegrens ligt van de huidige meetapparatuur van Chemisch Advies. 3. Kwalitatieve- en kwantitatieve analyse Onderdeel van de Safety Pilot 2010 was het maken van een eerste verkennende stap voor het opzetten van een database met e-neus profielen. Deze profielen worden de vingerprints van bepaalde stoffen genoemd. E-neuzen zijn onderdeel van lerende systemen. Ze moeten worden getraind om bepaalde stoffen of mengsels te kunnen herkennen. Eén van de facetten van het trainen van e-neuzen is het blootstellen van de e-neuzen aan bekende concentraties van bepaalde gassen of mengsels. De respons van de e-neus op deze blootstelling is een uniek patroon; de vingerprint van het gas. In dit project is een begin gemaakt met het aanleggen van een database met vingerprints van een aantal relevante stoffen het veiligheidsdomein. Hiertoe is een testomgeving gebouwd die in het meetlab van de DCMR is opgesteld. In deze testomgeving zijn vervolgens enkele vingerprints gemeten. Ook heeft TNO hierin een bijdrage geleverd. Binnen een OOKN-project van de Gezamenlijke Brandweer zijn de vingerprints van 10 incidentgevoelige stoffen bepaald in het concentratiebereik van 1 tot 100ppm. Een opmerkelijk resultaat is dat met deze database het werkingsprincipe van een inschatting van de stofklasse door de e-neus is aangetoond. Dit is gebeurd naar aanleiding van een klachtengolf op 1 februari 2011 met 110 stankklachten. Met de DCMR-testopstelling zijn vijf vingerprints gemaakt van mogelijke verdachte stoffen. Deze zijn vergelijken met een vingerprint die tijdens de klachtengolf door een e-neus in het klachtengebied is geregistreerd. Op basis hiervan heeft de e- neus waarneming een bijdrage geleverd aan het opsporen van de bron. In dit projectonderdeel een aanzet gemaakt om de omvangrijke dataset nader te analyseren. Het is mogelijk om de e-neuzen te trainen om bepaalde vingerprints te herkennen. We noemen dit proces het labelen van vingerprints. Met automatische patroonherkenning kunnen gelabelde vingerprints worden gedetecteerd door de e-neuzen. Een voorval op 10 juli 2010 en 10 september 2010 toont dat het principe automatische patroonherkenning in de praktijk functioneert: - Het patroon dat de e-neuzen waarnemen in het verspreidingsgebied van de pluim van de fakkel op 10 september 2010 komt in de tijd en plaats overeen met de gerapporteerde hinder. Dit patroon was eerder door de e-neuzen geroken op 10 juli 2010. Waarschijnlijk is toen ook sprake geweest van het fakkelen van procesgas door Esso. Het patroon van de emissie van 10 september 2010 is als vingerprint ingesteld voor de e-neuzen. De neuzen hebben deze vingerprint tijdens beide voorvallen herkend. Dit is een goede indicatie dat het principe automatische patroonherkenning functioneert. - Bij de e-neus waarnemingen rond het verdeelstation van de Gasunie op 10 september is aangetoond dat de e-neus de vingerprint van het aardgas kan onderscheiden uit meerdere emissies. 6
Leeswijzer Hoofdstuk 1 is een introductie van de achtergronden en inzichten die zijn verwerkt in het projectplan. In hoofdstuk 2 en 3 zijn de opzet en de uitvoering van het project uiteengezet. Hoofdstuk 4 is een weerslag van resultaten in de vorm van de uitwerking van een aantal voorvallen die een representatief beeld geven van de potentie van e-neuzen voor toepassing in het veiligheidsdomein. In hoofdstuk 5 zijn de belangrijkste conclusies en aanbevelingen opgesomd. in het rapport opgenomen zijn drie bijlagen opgenomen: Bijlage A is een introductie van de e-neus technologie. Aan de hand van enkele interessante praktijkvoorbeelden is een uitleg gegeven hoe de ruwe e-neus data wordt vertaald naar menselijk interpreteerbare informatie. Bijlage B is een weerslag van een laboratorium onderzoek waarbij een eerste aanzet is gemaakt voor het aanleggen van een database met verschillende vingerprints. Bijlage C is een weergave van de e-neus onderzoeken van de DCMR-meldkamer. 7
1. Introductie safety pilot 2010 1.1 Inleiding Informatievoorziening is een belangrijk onderdeel van de risicobeoordeling tijdens crises waarbij gevaarlijke stoffen vrijkomen. Bij een incident met emissies van chemische stoffen naar de atmosfeer, is het van belang om continu inzichtelijk te houden hoe de emissie zich ontwikkelt en verspreidt in de richting van de leefomgeving. In de huidige praktijk wordt deze informatievoorziening hoofdzakelijk gebaseerd op door menselijk bediende instrumenten in het incidentgebied. Gasmeetploegen van de brandweer, de DCMR-uitrukdienst en chemisch advies worden bij incidenten en rampen gestuurd naar het gebied om ter plaatste metingen ter verrichten met draagbare detectieapparatuur, zoals PID meters en gasdetectiebuisjes. De meetdeskundigen ter plaatse staan in contact met de meldkamer om hun waarnemingen door te geven. De informatie die op deze manier wordt vergaard is semikwalitatief van aard. Daarnaast zijn in Nederland een aantal mobiele meetwagens met geavanceerde apparatuur beschikbaar. Hiermee kan gedurende het incident de concentratie van een aantal stoffen in de lucht op nauwkeurige wijze worden gemeten. Een netwerk van e-neuzen dat permanent veranderingen in de buitenlucht monitoort, kan meerwaarde hebben op de informatievoorziening. E-neuzen kunnen snel en gericht informatie leveren voor de risicobeoordeling bij incidenten waarbij gevaarlijke stoffen vrijkomen. Het gaat hierbij om actuele gegevens op basis waarvan beslissingen kunnen worden genomen zoals alarmering, opschalen naar een hogere alarmfase en afschalen naar een lagere alarmfase en het inzetten en de aansturing van meetploegen. E-neuzen zijn instrumenten voor het registreren van informatie over kwalitatieve veranderingen in de lokale luchtsamenstelling. In dit project stonden de e-neuzen online in verbinding met de meldkamer van de DCMR. Het dashboard systeem in de meldkamer van de DCMR werd elke minuut geactualiseerd met de meest recente waarneming van alle 30 e-neuzen inclusief de windgegevens. Per e-neus konden de grenswaarden worden ingesteld. Wanneer de signalen van de e-neus een grenswaarde overschreden, dan was dit een indicatie voor een anomalie in de buurt van de betrokken e-neus. Het dashboard systeem maakte hiervan melding aan de meldkamermedewerkers die een vervolgactie konden uitvoeren. 1.2 De Safety Pilot 2010. De DCMR heeft in 2008/2009 de eerste projectmatige ervaring opgedaan met e-neuzen. Tijdens dit project was een tiental e-neuzen opgesteld op luchtkwaliteitmeetstations in het gebied. De waarnemingen van de tien e-neuzen zijn vergeleken met de meldingen van geurhinder die bewoners hebben gemeld aan de meldkamer van de DCMR. Uit een analyse waarbij de hinder meldingen zijn vergeleken met de ruwe e-neus data volgde dat bij 76% van de hindermeldingen de e-neuzen een positieve respons gaven. De 10 e-neuzen stonden tijdens het eerste project opgesteld over een groot gebied. Het bereikte resultaat was veelbelovend. Uit het eerste project is de interesse gewekt om de mogelijkheden van e-neuzen verder te exploreren in een fijnmaziger netwerk. Ook werden de mogelijkheden gezien om de e-neus naast geurdetectie ook in te zetten voor het monitoren van veiligheidsrelevante parameters. Deze twee inzichten zijn in de safety pilot 2010 uitgewerkt. 8
2. Projectomschrijving Safety Pilot 2010 2.1 Onderzoeksdoelstelling en deelonderzoeken De doelstelling van deze pilot studie was om de e-neus potentie voor veiligheid te demonstreren. Onderzocht is of e-neus technologie een kansrijk hulpmiddel biedt om sneller en gerichter veiligheidsinformatie te presenteren op basis waarvan beslissingen kunnen worden genomen zoals alarmering, opschaling, opheffing van alarmen en inzetten en aansturen van de meetploeg. Om bovenstaande doelstelling te halen bereiken zijn drie deelonderzoeken gesteld: 1. Het monitoren van een complex bedrijvengebied met stationaire e-neuzen: onderzoek naar het online in kaart brengen van het effectgebied en de veranderingen in het effectgebied met stationaire neuzen. 2. Monitoring van een complex bedrijvengebied met mobiele e-neuzen: onderzoek naar de toepasbaarheid van het mobiel inzetten van e-neuzen en de vergelijking met conventionele apparatuur. 3. Kwalitatieve en kwantitatieve analyse: onderzoek naar de mogelijkheid van classificatie van emissies en een snelle indicatie van de heersende concentraties in het effectgebied. Tijdens het project was een netwerk van dertig e-neuzen actief. Het merendeel hiervan was gemonteerd aan lantaarnpalen op een hoogte van vier meter langs wegen op de Vondelingenplaat en in Pernis-Dorp, Spijkenisse, Hoogvliet, Schiedam, Vlaardingen en de Heijplaat. De plaatsing en het gebruik van de lantaarnpalen is in overleg en met toestemming van het Havenbedrijf Rotterdam, Stedin, Eneco en de onderhavige (deel)gemeenten uitgevoerd. Bij aanvang van het project heeft de DCMR een voorlichtingsbijeenkomst georganiseerd om de bedrijven op de Vondelingenplaat te informeren over de aard en doelstelling van het project. Daarnaast heeft overleg plaatsgevonden in de Shell-burenraad Figuur 1. Montage van een e-neus aan een lantaarnpaal langs de Vondelingenweg 9
2.2 De e-neuzen van deze pilot Het netwerk van stationaire e-neuzen bestond uit 30 e-neuzen die op een hoogte van vier meter aan een lantaarnpaal zijn bevestigd. Op 5 locaties is naast een e-neus ook een windvaan aan de lantaarnpaal gemonteerd. In de lantaarnpaal is een doorvoer gemaakt voor de voedingskabel van de e-neus. De e-neus is voorzien van een batterijpack zodat de e-neus continu operationeel is. Figuur 2. E-neus en windvaan op lantaarnpaal Naast het netwerk van 30 stationaire e-neuzen zijn er tijdens deze proef vijf mobiele e-neuzen ingezet. Dit zijn e-neuzen met een GPS-module waarmee de positie van de e-neus wordt vastgelegd. De mobiele e-neus kan met een magneet op het dak van een auto worden geplaatst. Door langzaam door een probleemgebied te rijden kan het brongebied en de verspreiding van de gaswolk worden vastgelegd. Figuur 4 toont een presentatie van een ronde met een mobiele e- neus. Figuur 3. Mobiele e-neus op een autodak 10
air flow Figuur 4. presentatie van de ruwe e-neus data die tijdens een rit over de Vondelingenweg zijn geregistreerd Figuur 4 toont de ruwe e-neus data van een rit over de Vondelingenweg. De rit voerde langs drie stationaire e-neuzen: VO-1, VO-2 en VO-3. De aanleiding voor het uitvoeren van het onderzoek was een alarmmelding door VO-2 op het dashboard in de DCMR-meldkamer. De presentatievorm is een 3D weergave van de ruwe e-neus data waarbij elke een taartpunt vormt. Het resultaat is dat in een oogopslag de verschillende vingerprints worden getoond. Daar waar de groene dominant was, was er sprake van een duidelijke oliegeur. Daar waar de oranje dominant was, was sprake van een duidelijke geur van eetbare olie. Met inachtneming van de heersende windrichting kwam de oliegeur waarschijnlijk van een schip dat werd ontgast aan de overzijde van de Nieuwe Maas. De geur van de eetbare olie was vrijwel zeker afkomstig van het bedrijf Wilmar Edible Oils. In beide gevallen was er geen sprake van een verhoogd veiligheidsrisico. Gedurende het project bleek dat de e-neus VO-2 veel vaker reageerde op de huisgeur van dit bedrijf. In paragraaf 1.1 (aanpassen aan nieuwe indeling) is vermeld dat de grenswaarden voor alarmering per e-neus dynamisch kan worden ingesteld. Na enkele weken zijn de grenswaarden voor e-neus VO-2 bijgesteld zodat deze minder vaak alarmeerde op de Wilmar huisgeur. Figuur 4 is een goede demonstratie van de potentie van e-neuzen. De afbeelding laat zien dat een e-neus in staat is om op eenvoudige wijze de verschillen in de luchtsamenstelling in een gebied grafisch weer te geven. Het verspreidingsprofiel van de oranje en de groene gaswolk is getoond. 11
2.3 Het dashboard in de Meldkamer van de DCMR De e-neuzen staan via een GPRS-verbinding online in contact met een centrale server. Van de stationaire e-neuzen is elke minuut de actuele signaalwaarde van alle en per e-neus opgeslagen. Van de mobiele e-neuzen was de logfrequentie tijdens gebruik 10 seconden. Elke binnenkomende waarde werd getoetst op overschrijding van de ingestelde grenswaarden. Het dashboard toonde de meest actuele stand van zaken en werd per minuut geactualiseerd. Op het beeldscherm werd in de informatiebalk de alarmstatus getoond. De stationaire e-neuzen zijn weergegeven als rondjes op het scherm. Wanneer de e-neus normaal opereert dan is de kleur van het rondje overeenkomstig het alarmniveau van de e-neus. In het onderstaande geval geeft geen van de operationele e-neuzen een alarm. De rondjes zijn nu wit gekleurd. Een e-neus die door een technische storing niet operationeel is wordt weergegeven door een zwart rondje. Op het scherm zijn ook rode pijlen zichtbaar. Dit is de windrichting die door de windvanen is geregistreerd. In deze pilot wees de pijl in de richting waar de wind vandaan kwam. Figuur 5 toont een opname van het dashboard. De opname laat zien dat de windrichting toen zuidoostelijk tot noordoostelijk was. Figuur 5: Dashboard op computer in Meldkamer van de DCMR 12
2.4 Werkwijze uitrukdienst DCMR In gevallen waarbij het dashboard in de Meldkamer een alarmering van een of meerdere e- neuzen aangaf, heeft de uitrukdienst deze melding onderzocht, indien er geen situaties waren met een hogere prioriteit. De uitrukdienst onderzocht de situatie ter plaatse door het verrichten van zintuiglijke waarnemingen nabij de betreffende e-neuzen en benedenwinds. Figuur 6 meerdere e-neuzen in alarm. De uitrukdienst beschikte tijdens de proef over een smartphone waarmee geurwaarnemingen kunnen worden ingevoerd in het systeem. De geur en de intensiteit die de medewerkers ter plaatse waarnamen is met deze module ingevoerd. Figuur 7: Smartphone waarmee zintuiglijke geurbeleving zijn ingevoerd 13
Naast het invoeren van de zintuiglijke waarneming is met de PID-meter (of meetbuisje) bepaald of er een meetbare uitslag mogelijk was. De gemeten concentratie is in ppm genoteerd en in het verslag gezet. Indien er stank werd waargenomen, was het de taak van de uitrukdienst om de bron op te sporen, zoals bij regulieren uitrukken. De uitrukdienst heeft korte rapportages van de veldonderzoeken gemaakt. Over het algemeen is een aardige overeenkomst is geweest met de waarnemingen van de DCMR-meldkamer. In de meeste gevallen was de concentratie te laag om op een PID-meter een uitslag te geven. In Bijlage C is een overzicht van de onderzoeken weergegeven. 14
3. De uitvoering van het project Tijdens de monitoring fase van het project was het dashboard zichtbaar op een computerscherm in de meldkamer van de DCMR zoals hieronder afgebeeld. De informatie op het dashboard werd elke minuut geactualiseerd. Een Figuur 8. Dashboard van het e-neuzen netwerk tijdens de Safety Pilot 2010 Wanneer de luchtsamenstelling verandert kan bij een bepaalde concentratie de ingestelde grenswaarde worden overschreden. Omdat in het begin van de Safety Pilot 2010 niet bekend was welke grenswaarden moesten worden ingesteld, is gestart met een aantal grenswaarden die zijn gebaseerd op de ervaring die is opgedaan in eerdere projecten met de e-neuzen. Er zijn vier kleurniveaus gedefinieerd: Niveau wit geel oranje rood melding geen verhoging verhoging verhoging De laatste waarde van elke e-neus wordt vergeleken met de alarmniveaus. Dit bepaalt de kleur van het rondje op het dashboard. Elke kleurverandering naar één of meerdere hogere niveaus gaat gepaard met een akoestisch signaal (pieptoon) en een tekstmelding in de informatiebalk. De kleur van de informatiebalk wordt bepaald door het hoogst waargenomen alarmniveau. Dit is in figuur 9 getoond. De e-neuzen BU-02, BU-03 en BU-04 zijn in alarm. BU-02 is in alarmniveau rood. De andere twee in niveau geel. De informatiebalk is nu rood vanwege BU-02. 15
Figuur 9. De e-neuzen BU-02, BU-03 en BU-04 zijn in alarm Om meer informatie over het alarm te verkrijgen kan met een muis op een van de e-neuzen worden geklikt. Er verschijnt dan een pop-up scherm met daarin de grafiek van de afgelopen 4 uur. Daarnaast bestaat de mogelijkheid om de data van de laatste 8 en 12 uur te bekijken. Getrainde e-neuzen kunnen een indicatie geven over de gassoort die ze herkennen. Voor deze herkenning wordt een aantal een rekenkundige bewerkingen verricht op de ruwe e-neus data. Dit leidt tot patronen die worden vergeleken met andere informatiebronnen. In de pop-up scherm van figuur 9 staat vermeld: Stofomschrijving: Onbekend. Dit betekent dat de e-neus geen vingerprint herkent. Het is mogelijk dat het voorval informatie oplevert voor het leerproces. Bij een volgende waarneming zal de e-neus dit patroon dan wel herkennen. 3.1 Het trainen van de e-neus in de Safety Pilot 2010. De ruwe e-neus data moeten worden vertaald in menselijk interpreteerbare informatie. Dit betekent dat de ruwe e-neus data nog moeten worden bewerkt. Hiervoor zijn verschillende methodieken beschikbaar, dan wel in ontwikkeling. De belangrijkste methodiek betreft het vergelijken van de ruwe e-neus data met informatiebronnen die aan een menselijk interpreteerbare maat zijn te herleiden. Onder menselijk interpreteerbare maat worden onder andere gerekend: Meldingen van (geur)hinder door mensen aan de meldkamer van de DCMR; Observaties en metingen door DCMR-medewerkers van de uitrukdienst en chemisch advies; CIN-meldingen; Resultaten van luchtmetingen met (stofspecifieke) veldinstrumenten voor gasanalyse; Resultaten van laboratiumonderzoek waarbij een e-neus is blootgesteld aan bekende concentraties van gassen of gasmengsels. 16
3.2 Labonderzoek waarbij e-neuzen zijn blootgesteld aan bekende gasconcentraties Onderdeel van de safety pilot 2010 was ook het maken van een eerste verkennende stap voor het opzetten van een database met vingerprints. Door de e-neus in een gecontroleerde omgeving bloot te stellen aan bekende stoffen en mengsels kan de e-neus respons worden onderzocht. Door het uitvoeren van dit deelonderzoek is meer duidelijkheid verkregen of het vingerprint principe voldoende onderscheidend vermogen heeft om de stofklasse van een geëmitteerde stof te herkennen in niet zuivere gaswolken. Ook is meer inzicht verkregen of het gebruik van een kalibratiecurve voor een eerste indicatie van de emissieconcentratie een reële mogelijkheid is. Ten behoeve van dit project onderdeel is voor deze pilot is een testomgeving gebouwd die in het meetlab van de DCMR is opgesteld. Daarnaast heeft TNO, binnen een OOKN-project van de Gezamenlijke Brandweer, op verzoek van de DCMR lab metingen verricht t.b.v. het bepalen van vingerprints van 10 incidentgevoelige stoffen. In dit project zijn door TNO de vingerprints voor onderstaande stoffen bepaald in eeb concentratiereeks van 1-100 ppm. Furfural (C 5 H 4 O 2 ) Benzeen (C 6 H 6 ) Waterstofsulfide (H 2 S) Zoutzuur(HCl) Benzine 95 Propaan (C 3 H 8 ) Blauwzuur (HCN) Zwaveldioxide (SO 2 ) Allylchloride (C 3 H 5 Cl) Chloor (Cl 2 ) Bijlage B. is een weergave van de resultaten van dit onderzoek. 17
4 Capita selecta van representatieve voorvallen In deze paragraaf is een aantal gebeurtenissen nader uitgewerkt die tijdens het project zijn voorgevallen. Het betreft hier een selectie van verschillende opmerkelijke voorvallen. De uitwerkingen zijn een weerslag van de werkwijze waarbij is onderzocht hoe de ruwe e-neus data zijn te vergelijken met menselijk interpreteerbare informatiebronnen. Voorval 1: Trippen van 2 grote fornuizen op de Esso olieraffinaderij in Botlek. Op 10 september 2010 ontvangt de meldkamer van de DCMR tussen 7:00 en 8:00 uur diverse klachten uit Vlaardingen en Schiedam met omschrijving rotte eieren/h 2 S/rottingslucht. De uitrukdienst heeft de overlast niet meer vastgesteld. Op basis van de meteorologische gegevens en de meldingenplot kon worden bepaald dat de veroorzaker in het industriecomplex Botlek-Zuid lag. Vanaf 21:41 tot 02:00 ontvangt de meldkamer opnieuw stankmeldingen uit Vlaardingen en Schiedam met omschrijving rotte eieren/h 2 S en zwaveldioxide (SO 2 ). De uitrukdienst heeft de meldingen onderzocht en na onderzoek toegewezen aan de Esso olieraffinaderij in Botlek. Om 20:00 uur heeft dit bedrijf een CIN melding gedaan van het trippen (uitvallen) van twee grote fornuizen behorend bij het bedrijfsonderdeel crude-destillatie. De oorzaak van de geuremissie was het wegvallen van de pilot lucht naar de branders van de fornuizen. Het gevolg hiervan was een verhoogd fakkelaanbod van koolwaterstoffen met sporen van zwavelwaterstof (H 2 S). Het affakkelen heeft geleid tot 54 stankmeldingen. De redenen waarom dit voorval zo interessant is. 1. De emissiebron ligt zuidwestelijk van het vaste e-neus netwerk; 2. Er is een CIN-melding door het bedrijf gemaakt waardoor in ieder geval de oorzaak en bron van de tweede hindergolf bekend; 3. De wind is dusdanig dat een groot deel van het vaste e-neus netwerk gedurende de hindergolf in de ochtend in de pluim lag; 4. Een deel van de e-neuzen lag duidelijk buiten de pluim. Hierdoor is vergelijking tussen de onderlinge e-neus patronen mogelijk. Immers, e-neuzen buiten de plot mogen het patroon niet waarnemen; 5. Er waren 14 geurklachten in de ochtend en 54 klachten in de avond; 6. In de klachtenplot stond een aantal e-neuzen opgesteld. Hierdoor is een vergelijking tussen e-neuzen en de klachten mogelijk; 7. De voorvallen zijn door de uitrukdienst van de DCMR onderzocht. 18