Vierde cyclus Robuustheidsonderzoek oppervlaktewaterzuiveringen onderweg

Er komen voortdurend nieuwe stoffen op de markt die uiteindelijk vaak ook in het (oppervlakte)water terechtkomen, bijvoorbeeld als organische microverontreinigingen. Het is onwenselijk dat deze stoffen in het drinkwater terechtkomen. Daarom waken de vier Nederlandse duinwaterbedrijven (Dunea, PWN, Waternet en Evides) er continu voor dat hun zuiveringen robuust genoeg zijn om organische microverontreinigingen en andere stoffen te verwijderen. Sinds 2005 laten zij daarvoor het zogeheten Robuustheidsonderzoek uitvoeren binnen hun collectieve onderzoeksprogramma DPWE.

Robuustheidsonderzoek

KWR, Het Waterlaboratorium (HWL) en de DPWE-waterbedrijven voeren het Robuustheidsonderzoek samen uit. Ze testen in pilotinstallaties van de waterbedrijven hoe goed verschillende zuiveringsstappen een set extra toegevoegde verontreinigingen verwijderen. Het Robuustheidsonderzoek verloopt in vijfjarige cycli en begint met de selectie van de actueel relevante verontreinigingen en het ontwerpen van de onderzoeksopzet voor het doseren (‘spiken’) van deze mix in de verschillende pilot plants.

KWR-onderzoeker Bas Wols: “De selectie van de toe te voegen verontreinigingen hangt onder meer af van hun (potentiële) voorkomen in de bronnen, hun toxiciteit en de analysemogelijkheden. Ook het onderzoek in de pilot plants wordt steeds aangepast aan de actuele wensen en behoeften van de waterbedrijven. In het derde en vierde jaar worden deze onderzoeken uitgevoerd en in het vijfde jaar worden de data geanalyseerd, zodat de waterbedrijven de nieuwe kennis kunnen gebruiken bij het inrichten en bedrijven van hun zuiveringen.”

Bioassays

Vorig jaar zijn de proefopzet en de te testen stoffen voor de vierde cyclus vastgesteld en in 2022 en 2023 vinden de experimenten met toegevoegde stoffen plaats, deels in bestaande pilotinstallaties en deels in nieuwe, die de waterbedrijven nu bouwen. In deze cyclus wordt ook de inzet van bioassays voor en na de spike-experimenten onderzocht: effectgerichte biologische meetmethoden waarbij de reactie van levende cellen of organismen een maat vormt voor de aanwezigheid van (mengsels van) stoffen die een effect hebben op biologische processen en potentieel dus op de gezondheid van mens en milieu. KWR-onderzoeker Astrid Reus: “Er is nu een scala aan bioassays beschikbaar waarmee we effecten op verschillende biologische systemen en processen kunnen signaleren, zoals op de hormoonhuishouding, het DNA, het zenuwstelsel of het immuunsysteem. Op het moment onderzoeken we welke bioassays naar verwachting een respons geven op de twintig stoffen die geselecteerd zijn voor het Robuustheidsonderzoek. Daaruit kiezen we de bioassays voor de spike-experimenten. Daarbij willen we natuurlijk zoveel mogelijk verschillende effecten en mechanismen meenemen.”

Breder beeld waterkwaliteit

Wols: “Door bij het Robuustheidsonderzoek ook bioassays te gebruiken, naast non-target screening en doelstofanalyses, krijgen we een breder beeld van de waterkwaliteit. In de vorige cyclus is hier al mee gestart. In de huidige cyclus doen we dit uitgebreider. We nemen bioassays mee in experimenten zonder toegevoegde stoffen, om te testen of de achtergrond geen signaal geeft, maar ook in de spike-experimenten, om ook eventuele omzettingsproducten op te sporen die kunnen worden gevormd tijdens oxidatieve processen in de zuivering. In de meeste gevallen ontstaan daarbij kleinere, beter afbreekbare stoffen, die bovendien prima worden verwijderd door bijvoorbeeld toegevoegde koolfiltratie. Maar we moeten altijd waakzaam blijven voor stoffen die kunnen ontstaan tijdens de zuivering.”

Genotoxiciteit

Reus start samen met Corine Houtman van HWL momenteel ook een ander DPWE-onderzoek naar bioassays, waarvan de experimenten mogelijk zullen aanhaken bij het Robuustheidsonderzoek. “DNA-schade kan ontstaan door verschillende mechanismen. Een stof die één van die beschadigingsmechanismen veroorzaakt, kan dus bij het ene genotoxiciteit-bioassay wél een signaal geven, maar bij een ander niet. We willen voor waterrelevante stoffen meer inzicht krijgen in welke genotoxiciteitstesten waarvoor gevoelig zijn, zodat we goed kunnen selecteren welke set we het best kunnen gebruiken om de waterbehandeling te bewaken.”

Twintig jaar in data gevangen

“De evaluatie na de derde cyclus van het Robuustheidsonderzoek liet zien dat de oppervlaktewaterbedrijven dit langjarige onderzoek graag willen voortzetten,” zegt Wols. “Het levert belangrijke informatie op voor het inrichten en bedrijven van de oppervlaktewaterzuiveringen. Daarnaast is door dit onderzoek een waardevolle database ontstaan over 20 jaar oppervlaktewaterkwaliteit en 80 relevante stoffen, waar we nog veel wetenschappelijke informatie uit kunnen halen.”