Selena de Wit studeerde in november af voor haar studie Milieukunde aan het Van Hall instituut. Voor Programma naar een Rijke Waddenzee (PRW) deed zij onderzoek naar verontreiniging in de waterbodem, met medicijnresten die in het oppervlaktewater worden geloosd. Haar onderzoek richtte zich op de uitwisseling tussen het water en de bodem, en het lot en de effecten van de stoffen.
Wat is het lot van stoffen?
Het lot wordt bepaald door de afbraak in rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) en de natuurlijke afbraak in het milieu. En vervolgens door de uitwisseling van stoffen tussen de waterfase en de bodemfase. Deze uitwisseling is berekend door een bestaand model (iMOD) te bewerken en kalibreren. Helaas was het door Corona maatregelen niet mogelijk het model te valideren met de werkelijke verontreiniging in de bodem, omdat er geen lab-analyses uitgevoerd konden worden.
Het lot van het medicijn Diclofenac (pijnstiller en ontstekingsremmer) is dat 29% wordt afgebroken in RWZI’s en natuurlijke afbraak plaatsvindt door fotolyse. Van de reststof komt volgens het model 4x zoveel in de waterbodem terecht als in het water. Stoffen in de waterbodem zullen mogelijk langzamer afbreken door gebrek aan licht dat nodig is voor fotolyse. Hierdoor is er een kans dat Diclofenac in de waterbodem aanwezig blijft. Het lot van het medicijn Carbamazepine (anti-epilepticum) is 9% afbraak in RWZI’s en verwaarloosbare natuurlijke afbraak, wat maakt dat het een persistente stof is. Het model heeft berekend dat van de reststof ruim 6x zoveel in de waterbodem terecht komt als in het water.
Zijn er effecten op het milieu?
Voor de effecten van stoffen zijn acute en chronische risicoratio’s berekend. Dat is het risico, bij acute en chronische blootstelling, dat de concentratie reststof een effect heeft op de organismen die in het water leven. De Predicted No Effect Concentration (PNEC) van de twee stoffen zijn als norm gebruikt om het risico van chronische blootstelling te berekenen, voor acute blootstelling is de Effect Concentration EC50 gebruikt. EC50 is de waarde waar 50% van het maximale effect op organismen wordt bereikt, bij een gegeven blootstellingsduur. Over toxicologische effecten op mariene soorten in de Waddenzee is weinig bekend. Bovenstaande PNEC en EC50 normen zijn bepaald bij labtesten op een of enkele aquatische soorten.
Het risico van de door het model berekende concentraties Diclofenac in de waterfase en in de waterbodem is bij acute en bij chronische blootstelling onder de PNEC. Wel zijn er uit de literatuur effecten bekend, met name op schelpdieren, bij lagere concentraties dan de PNEC weergeeft. De concentratie Carbamazepine in de waterbodem is bij chronische blootstelling wel boven de PNEC norm. Zoals gezegd kon niet met lab-analyses worden gevalideerd of de berekende concentratie overeenkomt met de werkelijke concentratie. Wel is het risico dat er een effect is aannemelijk, omdat het een persistente stof is die blijft accumuleren in het ecosysteem. Ook van Carbamazepine zijn er effecten op met name schelpdieren bekend bij lagere concentraties dan de PNEC weergeeft.
Welke inzichten nemen we mee in vervolgonderzoek?
Een verklaring dat beide medicijn(rest)en grotendeels in de waterbodem terecht komen houdt verband met de fysisch-chemische stofeigenschappen. Het zijn bodemminnende stoffen die makkelijk hechten aan stoffen in de waterbodem (en aan zwevende stof die vervolgens bezinkt). De mate waarin dit gebeurt hangt ook af van bodemsamenstelling, concurrentie van andere stoffen in de bodem en concentraties en verzadiging van de gemeten stoffen in de bodem.
Ook fysisch-chemische processen zoals coagulatie spelen een rol bij het lot van stoffen, in overgangsgebieden zoals zoet-zout of warm-koud overgangen. Zo is de verwachting dat er meer verontreinigde waterbodem te vinden is op het punt waar het zoete water met het zoute water mengt, als gevolg van coagulatie door het hogere ionengehalte in de Waddenzee.
Uit eerder onderzoek door Bert Brinkman in opdracht van PRW kwam naar voren dat de verversingssnelheid van het water in de Waddenzee langer duurt dan verwacht. Omdat de verblijftijd van stoffen dan ook langer zal zijn, gaat Rijkswaterstaat een meetcampagne uitvoeren in de Waddenzee naar een 10-tal stoffen. Voor de selectie van stoffen en meetlocaties en de interpretatie van metingen lijkt het nuttig om stofeigenschappen (water- of bodemminnend) en fysisch-chemisch processen in overgangsgebieden (dichtheid van de watermassa’s en coagulatie) in de beschouwingen mee te nemen.
