Gezond water, gezonde mensen: hoe we werken aan kennis voor een veiligere toekomst

Verschuivende patronen door klimaateffecten

Een van de onderzoekers die zich dagelijks buigt over de relatie tussen water, ecologie en volksgezondheid is Eline Boelee. Zij is coördinator van het expertisegebied Water, Bodem en Gezondheid bij Deltares en werkt onder meer aan BlueAdapt en werkte eerder ook aan One Health PACT.

BlueAdapt is een Europees project dat onderzoekt hoe de kwaliteit van kustwateren verandert door klimaatopwarming en wat dat betekent voor zwemmers, voedselketens en waterbeheerders. Binnen dit project ontwikkelt Deltares nieuwe kennis en modellen die helpen om gezondheidsrisico’s eerder te herkennen en te beperken. Het One Health PACT project richtte zich op door insecten overgedragen infectieziekten.

Volgens Boelee worden de effecten van klimaatverandering op de volksgezondheid steeds zichtbaarder. Onderzoek binnen het One Health PACT project heeft laten zien hoe complex deze veranderingen zijn.

“Tegenwoordig hebben we het Westnijlvirus in Nederland,” schetst ze. “Dit virus komt via vogels mee uit andere regio’s. Omdat het warmer wordt, veranderen de trekroutes en krijgen we meer besmette vogels die het virus hierheen brengen.”

Tegelijkertijd voelt de huissteekmug, die het virus kan overdragen, zich thuis in licht brak water. Door verzilting en bodemdaling – beide versterkt door klimaatverandering – ontstaan er in ons land meer plekken waar deze mug zich kan voortplanten, met name in de kustgebieden. “Natuurlijke vijanden, zoals waterjuffers en amfibieën, overleven juist weer minder goed in brak water. Hierdoor krijgt de mug meer ruimte, neemt zij in aantal toe en kunnen infectieziekten zich sneller verspreiden,” legt Boelee uit. Het risico beperkt zich niet tot muggen.

Ook in oppervlaktewater krijgen ziekteverwekkers meer kansen door stijgende temperaturen. “We zien dat Vibrio-bacteriën goed gedijen bij algenbloei,” legt Boelee uit. “Ze komen vaak samen voor met fytoplankton, dat zich sterker ontwikkelt bij warmere omstandigheden.” Vibrio kan infecties veroorzaken bij zwemmers door direct contact met deze bacteriën, of bij mensen die besmette schelpdieren eten.

Gezondheidsimpact van temperatuurstijging en extreme neerslag

Binnen BlueAdapt richt Deltares zich vooral op de vraag hoe klimaatverandering de verspreiding van ziekteverwekkers in kustgebieden beïnvloedt. Twee Nederlandse casestudy’s staan daarbij centraal: Katwijk en het Grevelingenmeer.

In het Grevelingenmeer wordt onderzocht hoe Vibrio-bacteriën reageren op temperatuurstijging, algenbloei en veranderende nutriënten condities. Onderzoekers analyseren welke soorten Vibrio-bacteriën aanwezig zijn, of er interacties zijn tussen plankton en bacteriën, en welke rol temperatuur en sedimenten spelen. Die gegevens worden gekoppeld aan klimaatscenario’s om te voorspellen welke gezondheidsrisico’s voor zwemmers of schelpdierkwekerijen kunnen ontstaan.

Het onderzoek in Katwijk richt zich op een ander mechanisme: overstorten door hevige neerslag. “Door plotselinge piekbuien stroomt regenwater sneller af, raken riolen overbelast en neemt de kans op overstorten toe,” vertelt Boelee. Dit zorgt voor tijdelijke pieken in vervuiling langs de kust. Hoewel maatregelen zoals het afkoppelen van regenwater en lokale waterberging helpen om de frequentie en impact van overstorten te verminderen, blijft extreme neerslag een uitdaging.

Om strandbezoekers te waarschuwen voor deze kortdurende risico’s, gebruikt Katwijk de paarse waarschuwingsvlag. “Tegelijkertijd leidt warmer weer tot een toename van recreatie, terwijl het water op sommige dagen juist minder veilig is voor zwemmers.”

Daarom ontwikkelt Deltares een voorspellend model dat kan aangeven wanneer bacteriën toenemen in de zee bij Katwijk. De focus ligt op E. coli, een belangrijke indicator voor fecale vervuiling. “We modelleren hoe die bacterie zich gedraagt onder invloed van UV-licht, temperatuur en stroming,” licht Boelee toe. “Op basis daarvan kunnen waterbeheerders wat-als-scenario’s draaien en beter anticiperen.”

Het belang van voorspellend waterbeheer

“Op veel zwemlocaties wordt slechts één keer per twee weken een waterkwaliteitsmonster genomen,” legt Boelee uit. “De uitslag volgt pas twee tot drie dagen later, waardoor het beheer altijd achter de feiten aanloopt.” Stranden blijven hierdoor soms onnodig gesloten of juist te lang open terwijl het gezondheidsrisico hoger is. Ook mossel- en oesterkwekers kunnen hierdoor te maken krijgen met onnodige oogst beperkingen.

Met de nieuwe modellen wil Deltares een systeemverandering in gang zetten: van reactief naar voorspellend waterbeheer. Op termijn moet dit leiden tot realtime waarschuwingssystemen voor zwemmers, kwekers en waterbeheerders.

Microplastics als dragers van gezondheidsrisico’s

Naast klimaatverandering vormt plasticvervuiling een snelgroeiend gezondheidsvraagstuk. Micro- en nanoplastics komen terecht in water, bodem, lucht en voedsel – en inmiddels ook in het menselijk lichaam. Microbioloog Dr. Anniek de Jong werkt bij Deltares aan de projecten MOMENTUM en TULIP. Daarin wordt onderzocht hoe plastic deeltjes zich door watersystemen bewegen en welke microbiële risico’s daaraan verbonden zijn.

“Plastics gedragen zich als transporters,” legt De Jong uit. “Zodra kunststofdeeltjes in water terechtkomen, vormt zich een biofilm waarin bacteriën zich hechten en vermenigvuldigen. Hierdoor kunnen ziekteverwekkers en antibioticaresistente bacteriën zich makkelijker verplaatsen.” Dit mechanisme wordt ook wel het ‘Trojaans paard-effect’ genoemd: de microplastics fungeren als dragers van onzichtbare risico’s.

Een tweede belangrijk mechanisme is het uitwisselen van genetisch materiaal tussen bacteriën. “Binnen biofilms lijken bacteriën sneller DNA uit te wisselen,” zegt De Jong. “Daar horen ook genen bij die resistentie veroorzaken.” Hierdoor kunnen dit soort antibioticaresistente genen zich makkelijker verspreiden in het watersysteem.

Bacteriën en antimicrobiële hotspots in beeld

In het MOMENTUM-project wordt specifiek gekeken naar de mogelijke negatieve gezondheidseffecten van microplastics en hoe die kunnen worden voorkomen. Partners variëren van ziekenhuizen tot universiteiten en onderzoeksinstituten. In dit project richt Deltares zich op het begrijpen van hoe milieufactoren de vorming en samenstelling van microbieel leven op microplastics beïnvloeden. Daarbij is er bijzondere aandacht voor mogelijke ziekteverwekkers en antibioticaresistentie.

De onderzoekers combineerden veldwerk met laboratoriumproeven. “Partners produceerden verschillende soorten plastic. Daarvan werd een deel in het veld uitgezet bij rioolwaterzuiveringen, rivieren en landbouwsloten. Het andere deel werd in het laboratorium onder gecontroleerde omstandigheden geïncubeerd,” vertelt De Jong. De deeltjes werden na blootstelling opgehaald en geanalyseerd om te bepalen welke micro-organismen, ziekteverwekkers en resistentiegenen zich erop hebben gevestigd.

“In aanvullende proeven keken we ook naar de rol van metalen en chemische stoffen, die microbiële stress kunnen veroorzaken. We zagen dat hoge concentraties metalen en chemische stoffen samenhangen met meer resistente genen”. Mogelijk worden bacteriën door stress gestimuleerd om hun resistentiegenen actiever te gebruiken.

Het TULIP-project onderzoekt hoe plastic deeltjes functioneren als transportmiddel voor resistente bacteriën in rivieren. De Jong legt uit dat partners uit Europa en de Filipijnen veld data leveren die Deltares integreert in modellen om verspreidingsroutes en hotspots van antimicrobiële resistentie te identificeren. Hoewel de risico’s in Nederland relatief laag zijn, dragen bronnen zoals waterafvoer van ziekenhuizen en landbouwgebieden wel bij aan de verspreiding van antimicrobiële resistentie.

“Internationaal liggen de risico’s hoger,” vertelt de microbiologe. In sommige tropische gebieden komen meer plastic deeltjes én hogere concentraties antibiotica in water terecht. Bij hoge concentraties antibiotica in het water ontstaat er sterke selectiedruk: gevoelige bacteriën sterven af, terwijl resistente varianten, ook die in biofilms op microplastics, een groeivoordeel krijgen. “De resistente bacteriën groeien dan sneller dan de niet-resistente. Zo kunnen risico’s zich in korte tijd uitbreiden, zeker in gebieden waar mensen dagelijks afhankelijk zijn van rivierwater”.

Resultaten MOMENTUM

Het werk van Deltares binnen MOMENTUM bestond uit twee opeenvolgende fasen. In MOMENTUM 1 lag de focus op het verzamelen van basiskennis over micro- en nanoplastics en het in kaart brengen van mogelijke gezondheidsrisico’s. MOMENTUM 2.0 bouwde hierop voort en verdiept het onderzoek om deze risico’s beter te begrijpen en te analyseren.

Een bredere blik op gezonde water- en bodemsystemen

BlueAdapt, MOMENTUM en TULIP vallen onder dezelfde overkoepelende Deltares-missie: het versterken van gezonde water- en bodemsystemen. Volgens Boelee gaat het om systemen die veranderingen kunnen opvangen en tegelijk gezond blijven voor natuur en mens. “Uiteindelijk draait het om gezond water en een gezonde planeet. Dat is fundamenteel voor de menselijke gezondheid,” zegt ze.

Die brede benadering vraagt om nauwe samenwerking binnen en buiten Deltares. De Jong: “Wij vormen een brug tussen bronaanpak, milieu en gezondheid.” In de projecten wordt voortdurend kennis gedeeld en wordt nauw samengewerkt met partners in het binnen- en buitenland. Terwijl Deltares zich richt op onderzoek en modellering, zorgen andere partners ervoor dat inzichten landen bij beleidsmakers – bijvoorbeeld in Brussel. Daardoor kunnen nieuwe richtlijnen en maatregelen beter aansluiten op de praktijk.

Deze koppeling tussen wetenschap, samenwerking en beleid vergroot de maatschappelijke impact van de onderzoeken. Het leidt tot betrouwbaardere modellen, effectievere maatregelen en een betere aanpak van grensoverschrijdende vraagstukken zoals antibioticaresistentie, plasticvervuiling en klimaatgevoelige ziekteverwekkers.

Gezondheid verankerd in toekomstbestendig waterbeheer

De behoefte aan voorspellende instrumenten zal de komende jaren verder toenemen. Modellen die aangeven wanneer bacteriën toenemen of waar risico’s ontstaan, worden stap voor stap doorontwikkeld. De Jong hoopt dat gezondheid in de toekomst een vanzelfsprekend onderdeel wordt van waterbeheer, in Nederland én daarbuiten: “Zodat negatieve effecten worden voorkomen en positieve effecten juist worden versterkt.”

Ondertussen gaat het onderzoek volop door. Binnen TULIP worden metingen uitgevoerd in onder meer Rome en de Filipijnen. Hier worden plasticdeeltjes uitgezet in de rivier en later geanalyseerd om beter te begrijpen hoe ziekteverwekkers en resistente bacteriën zich op plastics ontwikkelen. Deze velddata worden binnenkort samengebracht om de computermodellen voor verspreiding en biofilmvorming verder te verfijnen.

Het vervolg op MOMENTUM richt zich op andere plastic-blootstellingsroutes en valt daardoor buiten de watergerelateerde expertise van Deltares. De eerste resultaten uit BlueAdapt liggen inmiddels bij Europese beleidsmakers. Eén doel blijft centraal staan: de gezondheid van de samenleving verbeteren én beschermen.