Innovatief onderzoek afbraak PFAS

Onafhankelijk kennisinstituut Deltares en onderzoeksinstituut KWR zijn in opdracht van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat in maart 2023 gestart met onderzoek naar de zuiveringsmogelijkheden voor PFAS bij de bodemsanering van het EMK-terrein. Gezamenlijk zoeken ze naar nieuwe technieken om deze stoffen af te breken en vast te leggen. Het onderzoek vindt gefaseerd plaats: via vooronderzoek, het opzetten en uitvoeren van laboratorium- en veldonderzoek en het uitbrengen van advies voor het optimaliseren van de waterzuiveringsinstallatie.

Laboratoriumonderzoek

Na het vooronderzoek is gestart met de volgende fase: het laboratoriumonderzoek. ‘Hier komt kennis vrij die we in de toekomst misschien ook in de rest van Nederland kunnen gebruiken.' Om de technieken in de praktijk te testen is het voormalig EMK-terrein voor beide instituten een interessante testlocatie vanwege de langdurige waterzuivering die op het terrein plaatsvindt. PFAS zijn chemische stoffen die door de mens zijn gemaakt. PFOS en PFOA zijn de bekendste, je kent ze misschien wel van pizzadozen of anti-aanbaklagen van pannen. Maar PFAS vormen ook een risico voor de gezondheid als je ze binnenkrijgt via voedsel of drinkwater. Bovendien zijn de stoffen moeilijk afbreekbaar: het zijn erg sterke chemische verbindingen. ‘Daarom doen we onderzoek naar de afbraak en vastlegging van PFAS’, vertelt Johan van Leeuwen, onderzoeker geohydrologie bij KWR. ‘Want als we weten hoe we PFAS kunnen verwijderen, kunnen we de risico’s verminderen.’

PFAS-toepassingen: vuil- en waterafstotend middel, pan met anti-aanbaklaag, waterafstotende kleding, schoonmaakmiddel, brandblusschuim, maaltijdverpakking, vloerbedekking en textiel — Toepassingen van PFAS

Belangrijke kans

Het voormalig EMK-terrein is aangewezen als proeflocatie voor het onderzoek. Het is lang niet de enige plek in Nederland waar PFAS te vinden is. Maar omdat het terrein nog niet is bebouwd, is de bodem er goed toegankelijk. Dat maakt het voor Deltares en KWR een aantrekkelijke plek om onderzoek te doen.

Ook de Stormpolderdijk zelf profiteert van het onderzoek. Vanwege de aanwezige PFAS moet het grondwater op het EMK-terrein continu gezuiverd worden. Nu gebeurt dat nog met actieve kool, maar met een duurzamer alternatief kan die zuivering straks misschien wel goedkoper en efficiënter plaatsvinden.

Als het onderzoek nieuwe kennis oplevert, vormt het – op de lange termijn – dus een belangrijke kans.

Scope

Hans Groot is projectleider bodem- en grondwaterkwaliteit bij Deltares en vertelt over de opzet van het onderzoek. ‘We weten nog niet veel over de afbraak van PFAS. Internationaal wordt veel onderzoek gedaan op deelaspecten. Eerst zijn we daarom begonnen met een literatuurstudie om richting te geven aan de scope van dit onderzoek. Hieruit zijn drie mogelijkheden naar voren gekomen die we verder hebben onderzocht. Allereerst: kun je PFAS afbreken met micro-organismen, zoals bacteriën en schimmels? De tweede studie richtte zich op de afbraak van PFAS door planten. Tot slot bestudeerden we een fysisch-chemische aanpak. Daarbij draait het om adsorptie: een scheidingsmethode waarbij de PFAS uit het vervuilde grondwater gaat hechten (plakken) aan specifieke stoffen. Welke stof daar precies geschikt voor is moet blijken uit het onderzoek’.

Onderzoekers van Deltares en KWR op het EMK-terrein

Plakgedrag

KWR is verantwoordelijk voor het fysisch-chemische onderzoek. Van Leeuwen legt uit: ‘Om erachter te komen aan welke stof PFAS zich zou kunnen hechten, hebben we een selectie gemaakt van kansrijke stoffen. Het “plakgedrag” van zulke stoffen is namelijk redelijk voorspelbaar. Zeven van deze adsorptie stoffen lijken veelbelovend en de moeite waard om te testen in de praktijk. KRW heeft een kolomopstelling (zie foto's) gemaakt waarmee de testen uitgevoerd kunnen worden. Dura Vermeer is betrokken bij de inbouw van deze proefopstelling binnen het huidige grondwater onttrekkingssysteem op het terrein.

In deze testopstelling op het EMK-terrein creëren we de optimale omstandigheden. We monitoren zo de concentratie van vervuilde stoffen en de effectiviteit van de adsorberende stoffen.’ Als de resultaten positief uitpakken, kan de aanpak uiteindelijk worden opgeschaald. Het uiteindelijke doel van het onderzoek is om een robuuste en kostenefficiënte waterzuivering voor de nazorgfase te ontwikkelen.

Steeds meer nieuwe inzichten

Het onderzoek naar planten en micro-organismen wordt uitgevoerd door Deltares. ‘Dat zou een heel duurzame zuiveringsmethode zijn’, zegt Groot daarover. ‘Er zijn zoveel verschillende micro-organismen; het kan bijna niet anders dat er één combinatie van micro-organismen bestaat die PFAS kan afbreken. De inzichten in dit vakgebied volgen elkaar bovendien in razend tempo op. Wat we vroeger niet voor mogelijk hielden blijkt nu toch te kunnen. We willen laten zien dat er ook voor PFAS-afbraak mogelijkheden zijn. Dat is niet eenvoudig – er bestaan duizenden verschillende PFAS-componenten – maar met dit gefaseerde onderzoek komen we weer een stuk verder.’ ‘De grotere puzzel leggen en dat is heel belangrijk’, vindt Van Leeuwen. ‘PFAS zijn schadelijk voor de volksgezondheid, dus we moeten ervoor zorgen dat mensen er minder aan blootgesteld worden. Vanuit mijn vakgebied kan ik daaraan bijdragen. Dat is mooi werk.’

Groot voegt toe: ‘We staan niet alleen in ons onderzoek. Wereldwijd wordt veel onderzoek gedaan naar dit onderwerp; er komt dus al veel relevante informatie vrij. Door al die kennis samen te voegen hopen we uiteindelijk de grotere puzzel te leggen.’ Kennisdeling is daarom een belangrijk onderdeel van het onderzoek van Deltares en KWR. Op congressen, met publicaties en via workshops delen de onderzoekers de inzichten uit hun onderzoek. Met als doel: een bijdrage leveren aan het PFAS-vraagstuk én de volksgezondheid. Het onderzoek naar PFAS-afbraak op het EMK-terrein duurt in totaal achttien maanden en moet in 2025 afgerond zijn.

Hans Goot, Onafhankelijk kennisinstituut Deltares en Johan van Leeuwen, onderzoeksinstituut KWR — Hans Groot, Onafhankelijk kennisinstituut Deltares en Johan van Leeuwen, onderzoeksinstituut KWR

Voor zowel de betrokken partners bij het voormalig EMK-terrein als de onderzoekers is dit een interessante en spannende periode. Er is hoop dat het zwaar vervuilde voormalig EMK-terrein hiermee aan de basis kan staan van een schoner Nederland.