PFAS in de kas bij een onderzoeksinstituut
Wie op de campus van Deltares richting de Deltagoot loopt komt een glazen kas tegen. In het Westland verder niet zo bijzonder, maar bij een onderzoeksinstituut? In de kas groeien zonnebloemen die deel uitmaken van een experiment naar de bodemreinigende werking van vegetatie. Hoe zit dat? We vragen het aan Tom Bosma, een van de projectleiders.
De kasexperimenten worden gedaan om kennis te ontwikkelen voor een saneringslocatie in Krimpen aan den IJssel. Daar spreken we Arthur van de Velde, hij is senior adviseur bodem en bodemsanering en mede-eigenaar van TTE Consultants. TTE Consultants bestaat inmiddels 26 jaar en is in die tijd vaak betrokken bij complexe bodemsaneringen. Voor de sanering van het voormalige EMK-terrein in Krimpen aan den IJssel is hij door het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat ingehuurd als omgevingsmanager in het projectteam.
Saneren en herontwikkelen
Bosma is onderzoeker bodem en waterkwaliteit, en voordat hij bij Deltares begon werkte hij onder andere bij de WUR waar hij studenten begeleide. Zijn drijfveer is om kennis te ontwikkelen die goed is voor milieu en natuur, het liefst in de rol van een spil tussen praktijk en wetenschap. Hij is al vanaf de jaren tachtig betrokken bij het oplossen van allerlei bodemverontreinigingen, onder andere in Zwitserland. Nu is hij betrokken bij het onderzoeken van PFAS-verwijdering bij de bodemsanering in Krimpen aan den IJssel (Stormpolderdijk). Sinds eind jaren tachtig wordt hier gewerkt volgens de IBC-methode (isoleren beheersen en controleren). In oktober 2018 ondertekent het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat een uitvoeringscontract met Dura Vermeer voor ontgraving van de kern van de verontreiniging om op die manier het terrein weer geschikt te maken als bedrijventerrein. Bij de voorbereiding van de sanering blijkt er ook een lage concentratie aan PFAS aanwezig te zijn in het grondwater. Die loogt langzaam uit vanuit de op het terrein aanwezige AVI-slakken. De PFAS vormt geen risico of belemmering voor het veilig gebruik van het terrein als bedrijfslocatie. Wel zal in de toekomst grondwater afgevoerd blijven worden voor de drainage van de locatie. Door nalevering vanuit de AVI-slakken zal dit water licht verontreinigd zijn met PFAS en voor lozing op het oppervlaktewater gezuiverd moeten worden, omdat de Hollandse IJssel al belast is met PFAS.
Controleren van de omstandigheden
Bosma; ‘Op het EMK-terrein wordt ook PFAS aangetroffen in het onttrokken grondwater. Het ministerie wil daarom graag laten onderzoeken of we dit bijvoorbeeld met adsorptiemiddelen, microbiële afbraak of andere natuurlijke oplossingen zoals vegetatie of eventueel combinaties kunnen zuiveren. Onderzoekers van o.a. KWR, WUR, Universiteit van Leiden en Technische Universiteit Delft werken hier nu samen aan, ieder vanuit hun eigen expertises. Het experiment met de zonnebloemen in de kas op de campus is hier onderdeel van. Op het terrein zelf werken we met meer planten als wilgen, zonnebloemen, berk en riet. Van deze planten weten we dat ze veel PFAS kunnen opnemen. Maar omdat je op zo’n terrein niet alle onderzoekomstandigheden kunt bepalen, zijn aanvullende laboratoriumproeven noodzakelijk. We willen bijvoorbeeld ook nog gaan kijken wat de invloed van licht is op de afbraak. Dat doen we met NanoSIMS en stabiele isotopen. Het is handig dat ons Delta-lab op de hoek zit. Daar is de eerste oogst uit de kas al onderzocht.’
Van de Velde: ‘Heel Nederland heeft inmiddels met PFAS verontreiniging te maken en ons nationale beleid is dat we als we dit tegenkomen, bijvoorbeeld bij een sanering, zo veel als redelijkerwijs mogelijk is uit het milieu te verwijderen. De technieken die we nu voor handen hebben zijn te duur om dit kosteneffectief te doen. Door onderzoek naar de combinatie van methoden willen we dat verbeteren. Op het EMK terrein is de inzet van planten dan ook deel van het onderzoek. Straks is dit oude industrieterrein van 5,5 ha. voor veel geld gesaneerd. Maar het grondwater dat we ook daarna nog moeten blijven oppompen is verontreinigd met PFAS. Een gebruikelijke methode is nareinigen met actieve kool. Lukt het ons om ook een deel met planten te verwijderen dan kost het minder en is het ook nog eens van waarde voor de omgeving’.
Wat zien we in de kas
Bosma vervolgt. ‘In de kas werken we nu met zonnebloemen, die groeien namelijk snel. Die zijn geplant in vakken die gecombineerd zijn met stoffen die de PFAS kunnen vastleggen. Er is dus per vak sprake van een andere combinatie in de ondergrond maar overal stroomt er water onder met een bepaalde hoeveelheid PFAS. De eerste vraag is of de ondergrond de planten helpt of niet. De tweede vraag is hoeveel PFAS de planten dan opnemen. We zien nu al in onze proeven in de kas dat er verwijdering is, de zonnebloemen nemen PFAS op uit het grondwater. In vergelijking met de proeven op het EMK-terrein zelfs meer dan 1000x zoveel.
Wat gebeurt er uiteindelijk met de planten?
Bosma: ‘Hiervoor kijken we ook naar het buitenland, met name de Zweedse Landbouwuniversiteit (SLU). Men heeft daar een vergelijkbare proef met planten en combineren die met andere technieken. Zij kijken bijvoorbeeld naar elektrolyse om PFAS af te breken. Zij gebruiken wilgen in een nabehandeling en oogsten die om er pellets voor een biomassacentrale van te maken. Vervolgens kijken ze of de PFAS in de pellets volledig verbranden. Het is namelijk niet zo makkelijk om PFAS te verbranden. Ga maar na, het zit juist daarom in blusschuim. Maar inderdaad, het is ook iets om voor onze situatie verder te onderzoeken.’ Ook Van de Velde ziet dit nog als een uitdaging. ‘Net als in adsorbentia worden ook in planten de PFAS uiteindelijk geconcentreerd en dat blijft de uitdaging. Wat doe je uiteindelijk met de plantenresten? Goed om te weten dat daar ook al door anderen kennis voor wordt ontwikkeld en dat we dat meenemen’.
PFAS-afbraak
Bosma: ‘In de bakken op het EMK-terrein hebben we ook gekeken naar de PFAS in het in- en uitstromende water. We zagen dat FOSAA verdwijnt en dat PFOS (de meest giftige PFAS) juist toeneemt. Dat is belangrijk om te weten, maar natuurlijk niet wat je wil. In het laboratorium doen we daarom aanvullend onderzoek naar de afbraak van PFAS. Het lastige is dat totale afbraak nu nog niet wordt gezien, niet door ons, en niet in het internationale onderzoek. Wel zien we met name PFOS verdwijnen in onze proeven, gekoppeld aan een toename van kleinere PFAS. Het lijkt erop dat de PFOS in kleinere stukjes wordt geknipt. De kleinere PFAS zijn gelukkig minder giftig dan PFOS, dus in die zin is dat positief. We weten bovendien dat er bacteriën zijn die de fluor eraf kunnen halen. Met ons onderzoek willen we uiteindelijk een oplossing bereiken op basis van een combinatie van technieken waarmee PFAS uit bodem en grondwater wordt verwijderd en uiteindelijk volledig afgebroken. Door gebruik te maken van planten als een deel van de oplossing, kunnen ook doelstellingen voor een beter leefklimaat en biodiversiteit in de stedelijke omgeving worden gerealiseerd.’
Op de Stormpolderdijk, het voormalige EMK-terrein, werken diverse partners samen aan de PFAS verwijdering. KWR en Deltares onderzoeken de inzet van diverse technieken, ze zoeken ook in hun eigen kennisnetwerk naar de juiste combinaties. Dura Vermeer en TTE Consultants brengen de praktijkkennis in en bekijken samen met het ministerie wat de best mogelijke toepassing is om mogelijk op te schalen. Van de Velde: ‘Samenwerking tussen kennis, praktijk en het Rijk leidt vaak tot een goede en werkbare oplossing. Dat is in ieder geval mijn ervaring. De oplossingen blijven niet in een rapport op de plank liggen maar worden daadwerkelijk toegepast in de praktijk waarbij dan weer dooronwikkeling plaats vindt. Aan de andere kant heeft onderzoek ook tijd nodig. Nu is er op laboratoriumschaal al effect (10% verwijdering door planten) geconstateerd maar wat betekent dit voor de praktijk. Van de Velde: ‘Ik verwacht dat er over drie jaar een combinatie gevonden is die goed werkt voor het PFAS grondwater op het terrein’.
Wat hoop je uiteindelijk te bereiken
Bosma: ‘Als het gaat om PFAS dan hoop ik echt dat we het gebruik tot aanvaardbare proporties kunnen terugbrengen. Waar dat niet kan, bijvoorbeeld in het geval van medicatie, moeten we er beter mee leren omgaan. Ik zou graag een bijdrage leveren aan de kennis die daarvoor nodig is. Want deze stoffen breken niet of nauwelijks uit zichzelf af en kunnen schadelijk zijn voor gezondheid en milieu’.
Van de Velde: ‘Hopelijk draagt de oplossing voor het EMK-terrein uiteindelijk ook bij aan betere PFAS verwijdering op andere Nederlandse locaties want dat is wat we willen bereiken. Hij sluit af met ‘ik werk al ongeveer dertig jaar aan bodemsaneringsprojecten. Toen ik begon was de innovatie op dat moment onderzoek met de afbraak van verontreiniging van VOCl (Vluchtige Organische Chloorverbindingen) en BTEX (Benzeen, Tolueen, Ethylbenzeen, Xylenen) door bacteriën. Toen we daarmee begonnen, waren er veel kritische geluiden. Het zou niet mogelijk zijn op die schaal. Nu is dit al normale praktijk. Kortom het heeft tijd nodig maar als we willen en ook blijven investeren in kansrijke oplossingen, dan lossen we onze problemen op’.