Gezuiverd afvalwater kan helpen tegen droogte

Droge zomers, dalende grondwaterstanden en toenemende waterschaarste: het is een probleem waar Vlaanderen de laatste jaren steeds vaker mee worstelt. Ook deze zomer zal de droogte zich opnieuw hard laten voelen. Landbouwers maken zich zorgen, terwijl ook in het Vlaamse parlement de debatten over droogte, het watertekort en de Blue Deal volop bezig zijn.

Om deze uitdagingen aan te pakken, bundelen onderzoekers aan de VUB hun krachten om op zoek te gaan naar manieren om ons water slimmer te gebruiken in een vernieuwend project rond het hergebruik van gezuiverd afvalwater. Ook de Bodemkundige Dienst van België, Aquafin en Boerennatuur werken mee aan het onderzoek.

Water hergebruiken in tijden van droogte

Het onderzoek is ontstaan vanuit de behoefte om droogte en waterschaarste aan te pakken. "In Vlaanderen hebben we de afgelopen jaren strengere beperkingen gezien op watergebruik in droge periodes, met aanzienlijke gevolgen voor landbouw en industrie", legt Lara Speijer uit, die als hydroloog werkt aan dit project. "Daarom kijken we naar alternatieven, zoals het hergebruiken van gezuiverd afvalwater via een techniek die we subirrigatie noemen. Daarbij wordt het water rechtstreeks in de bodem gebracht, waardoor niet alleen de gewassen van water worden voorzien, maar ook het grondwater wordt aangevuld."

Delphine Vandeputte, analytisch chemicus, staat in voor het onderzoek naar water- en bodemkwaliteit: "We analyseren bodem- en grondwaterstalen om na te gaan hoe veilig en doeltreffend het gebruik van gezuiverd afvalwater is. We kijken onder meer naar de chemische samenstelling van het water en of bepaalde stoffen in de gewassen terechtkomen."

Water sparen door subirrigatie

De innovatieve subirrigatietechniek werkt via een netwerk van drainagebuizen onder de akkers, waarbij het water rechtstreeks in de bodem wordt geïnjecteerd. Zo gaat er minder water verloren door verdamping en wordt het grondwater meteen aangevuld. “Tijdens de droge zomer van 2022 zagen we al opmerkelijke resultaten. Onze proefvelden bleven opvallend groener dan de omliggende velden, en het grondwaterpeil steeg lokaal met zo’n 30 cm”, vertelt Lara.

Behalve techniek en wateranalyse speelt ook communicatie een belangrijke rol in dit project. Want water hergebruiken roept soms vragen op bij het publiek. “Mensen schrikken snel van het idee van ‘afvalwater’, ook al is het gezuiverd en veilig”, aldus Delphine. Daarom zijn ook communicatiewetenschappers Pascal Verhoest en Joke Bauwensbetrokken. Zij onderzoeken hoe je zulke innovatieve oplossingen helder uitlegt en maatschappelijk draagvlak opbouwt. “We spreken echt een andere taal. Maar dankzij de input van communicatiewetenschappers leren we hoe we ons onderzoek beter en begrijpelijk presenteren", vertelt Lara.

Een blik op de toekomst

Het project is nog volop in ontwikkeling, maar de eerste resultaten zijn veelbelovend. In de toekomst wordt ook gekeken naar toepassingen buiten de landbouw, zoals het inzetten van gezuiverd afvalwater voor industriële processen of zelfs voor drinkwaterproductie.“We staan nog maar aan het begin van wat mogelijk is Maar de droogte van vandaag toont aan dat we nú actie moeten ondernemen. Innovatieve oplossingen zoals deze kunnen een sleutelrol spelen in het waterbeheer van morgen", besluit Lara.

Ook in Nederland

Door het veranderend klimaat hebben ook Nederlandse boeren steeds vaker te maken met waterschaarste. Irrigeren met water uit de rioolwaterzuivering zou ook daar een uitkomst kunnen zijn; het is het hele jaar beschikbaar. Maar is beregenen van land met rioolwater ook veilig? Watertechnoloog Erik Vriezekolk van Wageningen University & Research (WUR) zet de eerste stappen om dat te onderzoeken.

Twee jaar geleden gaf onderzoeker Erik Vriezekolk van Wageningen Food & Biobased Research voor het eerst gezuiverd rioolwater aan 3 gewassen: aardappelen, uien en peren. Het water kwam uit een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi), waar zowel huishoudelijk afvalwater – uit wc, douche en wasmachine – als afvalwater van bedrijven en zorginstellingen wordt gezuiverd. Na uitgebreide zuivering wordt dit water beschouwd als schoon genoeg om in beken en rivieren te lozen. Maar als het geschikt is voor de natuur, is het dan ook veilig genoeg om er voedselgewassen mee te beregenen? Om dat te onderzoeken, werkt Vriezekolk in het project EffluentFit4Food samen met (Nederlandse) provincies, waterschappen, landbouworganisaties en bedrijven die watertechnologie leveren.

In Nederland maken boeren nog geen gebruik van water uit de rwzi, omdat dit wettelijk niet is toegestaan. Ze maken - net als in Vlaanderen - wel veel gebruik van water uit sloten en beken en van grondwater om hun gewassen water te geven. In de Nederlandse kustprovincies leidt droogte nog tot een extra probleem. Het zoute zeewater dringt in de droge grond. Dit brengt schade toe aan gewassen.

“Op dit moment is de Nederlandse overheid aan het bekijken hoe hergebruik van water voor irrigatie wettelijk te regelen is. Daar levert ons project kennis voor aan”, vertelt Vriezekolk. Water uit de rioolwaterzuivering heeft een belangrijk voordeel: dit water is het hele jaar door beschikbaar. Maar ondanks alle zuiveringstappen in de rwzi is dat water niet helemaal schoon. Het is in ieder geval niet zo schoon als grondwater, dat verder gefilterd is door het zand.

80 stoffen in rwzi-water

Water uit de rwzi bevat lage concentraties van stoffen en organismen die schadelijk kunnen zijn; voor het milieu en mogelijk ook voor de gezondheid. Het gaat om zware metalen, bacteriën, bestrijdingsmiddelen, drugs, hormonen en medicijnen. In die laatste categorie vallen bijvoorbeeld pijnstillers, bètablokkers en antipsychotica. Zware metalen en bacteriën vielen buiten dit Nederlandse onderzoek. Van de overige stoffen werden er 80 gevonden. 50 stoffen verdwenen, 30 andere waren zeer sterk verminderd door extra zuivering

Volgens Vriezekolk is van veel stoffen niet precies bekend bij welke concentratie ze schadelijk zijn voor de gezondheid, maar extra zuiveringsstappen verhogen naar verwachting wel de veiligheid. Hij vergeleek het water dat rechtstreeks van de zuiveringsinstallatie kwam met water dat extra gezuiverd was met ozon en UV. Deze technieken worden ook - wanneer nodig - gebruikt bij het ontsmetten van drinkwater. “Extra zuivering van het water uit de rwzi blijkt behoorlijk effectief: 50 stoffen kwamen niet meer voor in het extra gezuiverde water en bij de andere 30 verminderde de concentratie tussen de 20 tot 100%”, stelt de Nederlandse onderzoeker.

Meten wat de plant opneemt

Vervolgens bestudeerde Vriezekolk het effect van irrigatie met dit extra gezuiverde rioolwater op aardappelen, uien en peren. “We kozen voor een scenario waarin de planten maximaal werden blootgesteld aan het testwater. De grond waarin de planten stonden was hier heel grof van structuur. Dat bevordert de opname van water en stoffen. Zeeklei is bijvoorbeeld veel minder makkelijk doordringbaar. De gewassen kregen bovendien alleen testwater, terwijl gewassen in werkelijkheid ook regenwater opnemen. We testten dus eerst een hogere blootstelling dan we in de praktijk verwachten”, legt Vriezekolk uit.

Aan het eind van het groeiseizoen oogstten ze de aardappelen, uien en peren. Vervolgens maalden ze de gewassen tot pulp en gebruikten extractiemethoden met verschillende oplossingen om erachter te komen welke stoffen aanwezig waren in het gewas.

Extra zuivering maakt verschil

De gewassen bleken via het water kleine hoeveelheden van de onderzochte stoffen op te nemen. In de aardappelen die water rechtstreeks uit de rwzi kregen, zaten nog 11 van de 80 stoffen. Acht hiervan kwamen van medicijnen. Maar dankzij de extra zuiveringsstappen werden er nog maar 4 stoffen teruggevonden in het gewas, en die kwamen slechts in heel lage concentraties voor. Van de 3 gewassen nam de peer de minste stoffen op, wat mogelijk te maken heeft met de langere weg die het water aflegt voordat het vanuit de grond de peer bereikt. Ook nam de ui veel minder op dan de aardappel. Hoe dat precies zit, weet Vriezekolk nog niet, maar wat wel duidelijk is: het ene gewas is het andere niet.

In een volgende studie hoopt Vriezekolk met een aantal boeren een pilot op te zetten. “Dan kunnen we in het veld testen hoe water uit de rwzi in te zetten is als waterbron voor gewassen. Bijvoorbeeld op de Zeeuwse klei en met irrigatie alleen als dat nodig is, omdat er te lang geen regen valt.” Tegelijk zijn er andere open vragen. Wat betekenen de gevonden concentraties van stoffen voor de gezondheid? Hoeveel aardappelen moet je dan eten voordat het schadelijk is? Ook logistieke vragen zijn nog onbeantwoord. Hoe krijg je het water op de goede plek en hoe sla je het veilig op als dat nodig is?

Vriezekolk ziet zijn onderzoek als een basis voor beleidvorming in toekomst. “Als we straks vaker te maken krijgen met extreme droogte, kan dit water van levensbelang zijn. Daarom is het goed dat we nu onderzoeken of het veilig gebruikt kan worden op het land”, besluit de Nederlandse onderzoeker.

VUB/WUR