De toepassing van effectmetingen in de bodem

Hoe meten we (nieuwe) opkomende stoffen die mogelijk een bedreiging vormen voor ons milieu?

De grote hoeveelheid nieuwe stoffen die in het milieu en daarmee ook in de bodem terecht komen vraagt om een andere aanpak dan de standaardmeting van concentraties van stoffen. Deze zogenaamde opkomende stoffen krijgen steeds meer aandacht in het bodemwerkveld. Bij opkomende stoffen gaat het om nieuwe of al bekende stoffen die in het milieu terechtkomen en waarvoor milieukwaliteitsnormen ontbreken. Hierbij valt te denken aan medicijnresten maar ook aan stoffen als pyrazool, PFOA en GenX. Daarnaast ontbreekt er bij deze stoffen kennis over de hoeveelheden, persistentie en verspreiding in het milieu. Ook zijn de effecten op mens en milieu niet altijd bekend.

Het lijkt een onmogelijke opgave om alle opkomende stoffen te analyseren en er normen voor af te leiden. Bovendien, ook al is er een norm gesteld voor een bepaalde stof en blijft de stof onder deze norm, dan kunnen er door een combinatie met andere stoffen nog steeds ongewenste effecten ontstaan.

Meten vanuit een ander perspectief: kijken naar effecten in plaats van concentraties

Een andere manier van het beoordelen van deze opkomende stoffen is om in plaats van de standaardmeting van concentraties van stoffen, het effect van deze stoffen te meten. Met effectmetingen kunnen we de aanwezigheid en effecten van opkomende stoffenEen andere manier van het beoordelen van deze opkomende stoffen is om in plaats van de standaardmeting van concentraties van stoffen, het effect van deze stoffen te meten. Met effectmetingen kunnen we de aanwezigheid en effecten van opkomende stoffen aantonen zonder dat exact bekend is welke stoffen (in welke concentraties) in een monster aanwezig zijn.

Effectmetingen kunnen een beeld geven over de algemene toestand van de bodem. Je zou het kunnen vergelijken met het meten van koorts bij de mens. Bij een vermoeden van koorts gebruiken we een thermometer om onze lichaamstemperatuur te meten. Wanneer de lichaamstemperatuur boven 38 graden Celsius is, is dat een indicatie dat er iets aan de hand is, maar het hebben van koorts geeft niet aan wat de oorzaak ervan is. Afhankelijk van hoe hoog de koorts is, en welke andere symptomen (indicatoren) aanwezig zijn, kun je verder onderzoek laten doen. Zo is het ook met effectmetingen. Als er een bepaald effect gemeten wordt in de bodem, is dat een indicator dat er iets aan de hand is. De oorzaak kan een stof of een mix van stoffen zijn die zich in de bodem bevindt. Afhankelijk van welke effecten gemeten worden en hoe groot die gemeten effecten zijn, kun je besluiten om verder onderzoek te doen naar de veroorzakers van de gemeten effecten. aantonen zonder dat exact bekend is welke stoffen (in welke concentraties) in een monster aanwezig zijn.

Effectmetingen kunnen een beeld geven over de algemene toestand van de bodem. Je zou het kunnen vergelijken met het meten van koorts bij de mens. Bij een vermoeden van koorts gebruiken we een thermometer om onze lichaamstemperatuur te meten. Wanneer de lichaamstemperatuur boven 38 graden Celsius is, is dat een indicatie dat er iets aan de hand is, maar het hebben van koorts geeft niet aan wat de oorzaak ervan is. Afhankelijk van hoe hoog de koorts is, en welke andere symptomen (indicatoren) aanwezig zijn, kun je verder onderzoek laten doen. Zo is het ook met effectmetingen. Als er een bepaald effect gemeten wordt in de bodem, is dat een indicator dat er iets aan de hand is. De oorzaak kan een stof of een mix van stoffen zijn die zich in de bodem bevindt. Afhankelijk van welke effecten gemeten worden en hoe groot die gemeten effecten zijn, kun je besluiten om verder onderzoek te doen naar de veroorzakers van de gemeten effecten.

Ervaringen met effectmetingen

Effectmetingen worden al in oppervlakte- en drinkwater toegepast, als aanvulling op de chemische analyses, om de kwaliteit van het water te monitoren. In Nederland wordt ten behoeve van de ecologische risicobeoordeling van verontreinigde (water)bodems vaak een zogenoemd Triade-bodemonderzoek toegepast. Het Triade bodemonderzoek bestaat uit drie onderdelen: chemisch onderzoek, ecotoxicologisch onderzoek door middel van bioassays en inventarisaties van organismen in het veld. Deze methode wordt toegepast wanneer er sprake is van een bekende bodemverontreiniging. De resultaten van de effectmetingen worden beoordeeld in combinatie met chemische analyse naar de bekende verontreiniging aangevuld met een veldinventarisatie. De toepassing ervan bij onbekende verontreinigingen biedt nieuwe mogelijkheden.

Typen effectmetingen

Er zijn verschillende typen effectmetingen mogelijk. Een belangrijk onderscheid wordt gemaakt tussen monitoringstechnieken en analysetechnieken. Onder monitoring valt het gebruik van bio-indicatoren, zoals het onderzoeken van de diversiteit en structuur in populaties van organismen in het veld. De veldinventarisaties bij het Triade onderzoek zijn een voorbeeld van deze vorm van onderzoek. Onder de analysetechnieken vallen in vitro en in vivo bioassays. Deze analyses worden uitgevoerd in het laboratorium.

Een praktijkvoorbeeld van het toepassen van effectmetingen

Bij Bioclear earth hebben we, naast de Triade onderzoeken, ervaring met het gebruik van effectmetingen met bioassays. Een voorbeeld is het onderzoek naar riooloverstortbagger. Overstortbagger is bagger die in de buurt van een riooloverstort uit sloten en kanalen wordt gehaald. Deze bagger is vaak vervuild, doordat bij hevige regenval rioolwater en slib in de overstort stroomt. Jaarlijks zorgt het afvoeren van dit mogelijk vervuilde baggerslib voor behoorlijk hoge kosten. In samenwerking met het waterschap Noorderzijlvest heeft Bioclear earth onderzocht of het veilig is om dit slib op een duurzame manier te hergebruiken. Hierbij hebben wij onder andere de mate van hormoonverstoring bepaald. In het rioolwater komen namelijk oestrogenen en xeno-oestrogenen (chemische stoffen die dezelfde werking hebben als oestrogenen) voor. De mate van hormoonverstoring door oestrogenen is bepaald met in vitro bioassays. Een bioassay is een analytische methode om de concentratie of potentie van een stof te bepalen aan de hand van het effect op levende dieren of planten, of op levende cellen of weefsels.  Met in vitro bioassays meten we specifieke effecten zoals hormoonverstoring en schade aan het erfelijk materiaal. Uit het onderzoek kwam naar voren dat, op basis van onder andere de resultaten van de bioassays, de overstortbagger niet ‘viezer’ is en daarmee vergelijkbaar met ‘schone’ bagger. De uitkomst van het onderzoek is dan ook, dat het waterschap de riooloverstortbagger zonder extra risico’s duurzaam kan hergebruiken.

De toekomst van effectmetingen

De onderzoeken naar riooloverstortbagger hebben laten zien dat effectmetingen een waardevolle aanvulling zijn op de huidige standaard chemische analyses. Effectmetingen zijn niet alleen waardevol bij onderzoek naar duurzaam hergebruik van baggerslib, maar ook bij het beter in kaart brengen van de effecten van cocktails van stoffen die in het milieu terechtkomen. Door effectmetingen vaker toe te passen als onderdeel van de ‘diagnose’, zal dit bijdragen aan standaardisatie van deze methode. Een nog betere vertaling van gemeten effecten naar daadwerkelijke risico’s voor de bodem en het bodemleven wordt dan mogelijk en het opent de weg naar grootschalige toepassing van effectmetingen in bodemonderzoeken. Op deze manier krijgen we meer grip op de effecten van opkomende stoffen op ons milieu.

Wordt u geconfronteerd met nieuwe verontreinigingen en wilt u meer weten over effectmetingen, neem dan contact op met Alie Talen.

Alie Talen
Specialist bodem & water