Tussen PFAS en plant: hoe biota een rol spelen bij de verspreiding van PFAS in ons water
Toen ik bij Deltares ging werken had ik niet meteen verwacht dat ik aquaria zou inrichten en onderhouden – ik ben niet echt een aquarium fan, ik kijk liever naar het waterleven van een afstandje, of beter nog, op een scherm – maar toch vond ik mezelf ineens verantwoordelijk voor in leven houden van mosselen, waterplanten, wormen en algen in bakken met water. Het bleek een uitdaging, maar wel een relevante: ze lijken namelijk van invloed op de verspreiding van PFAS in ons milieu. PFAS zitten overal – in je jas, in je pan, in de verpakking van je eten, en waarschijnlijk ook in je bloed¹ ² ³. Omdat de groep PFAS moleculen ontzettend handige eigenschappen hebben – ze zijn zowel water- als vetafstotend en ontzettend robuust – worden ze veelvuldig gebruikt in de industrie. Maar hun robuustheid heeft ook een nadeel – we vinden ze overal terug in het milieu. Via ons drinken en voedsel krijgen wij de stoffen binnen, en bij langdurige blootstelling kunnen er gezondheidsrisico’s optreden. Zo kunnen ze bijvoorbeeld ons immuunsysteem aantasten, of mogelijk nier- en testiskanker veroorzaken.
Om te begrijpen waar de PFAS zich bevinden in het milieu, en hoe we de concentraties ervan mogelijk kunnen verlagen, doet Deltares onderzoek naar de verspreiding van PFAS in ons water- en bodemsysteem. Via de Maas en Rijn komt er bijvoorbeeld ongeveer 240 kilogram PFOS (een veelvoorkomende PFAS-verbinding) per jaar ons land binnen, maar er wordt ‘maar’ 185 kg PFOS per jaar gemeten waar de rivieren de Noordzee bereiken. Wat gebeurt er met de overige 55 kilogram? Het zou natuurlijk in de waterbodems van de rivieren opgenomen kunnen zijn – maar na metingen bleek dat er meer PFAS in de waterbodem zat dan je op basis van de in- en uitstroom van onze rivieren zou verwachten. Dat vroeg tot nader onderzoek: wat gebeurt er precies in die waterbodem?
Een hypothese was: de PFAS worden opgenomen in planten en dieren. Uit eerder onderzoek is al gebleken dat vooral vissen veel PFAS accumuleren. Als de biota inderdaad PFAS opnemen, en daarna afsterven, leveren ze dan PFAS na aan het water, of aan de bodem? Of blijft het ‘opgeslagen’ in de biomassa?
Zo besloten we om de invloed van mosselen, planten, wormen en algen op de verdeling van PFAS in het water- en bodemsysteem te testen. We richtten aquaria in met een ‘schone’ waterbodem en biota; de helft met vervuild water, de andere helft met kraanwater. Ineens hing ik maandenlang een paar keer per week boven de aquaria: om watermonsters te nemen, mosselen te voeren en een hele trits metingen uit te voeren: pH, zuurstof, redox, en elektrische conductiviteit. Wat blijkt: het is best moeilijk om met PFAS te werken, juist omdat het overal terug te vinden is; idealiter is het water je enige PFAS-bron, maar hoe zit het bijvoorbeeld met de beluchtingsslangen die nodig zijn om het zuurstofgehalte in de bakken met mosselen op peil te houden?
Het werken met biota levert ook wat praktische (mosselen die water in je gezicht spuiten, minuscule wormen die je niet meer uit de bodem krijgt) en ethische uitdagingen op (ik zou het ook niet leuk vinden om als testobject in een PFAS-aquarium gedumpt te worden). Wat blijkt nog meer: de biota hebben wel degelijk een effect op de verdeling van PFAS in het waterbodemsysteem; PFOS bijvoorbeeld kan ophopen in de biota (vooral de mosselen en waterplanten leken hier goed in) en sommige biota kunnen PFOS afleveren aan de waterbodem of aan de waterkolom als ze doodgaan, wat dus een soort vertraagd concentratie-verhogend effect geeft. Dit lost niet de hele puzzel van de PFAS-verspreiding op, maar legt wel een mogelijk belangrijk mechanisme bloot. Bovendien geeft het te denken: zouden we de planten kunnen inzetten om PFAS uit het systeem te verwijderen?
Ikzelf ben inmiddels geen aquariumopzichter meer, maar blijf wel gefascineerd door de invloed die kleine organismen kunnen hebben op onze wijde wereld.
Met dank aan: Rob van Galen, Jorin Slagmeulen, Fredericke Hannes, Marc Verheul en Arjan Wijdeveld
Referenties
I. A. L. P. van Beijsterveldt, B. D. van Zelst, S. A. A. van den Berg, K. S. de Fluiter, M. van der Steen, and A. C. S. Hokken-Koelega, “Longitudinal poly- and perfluoroalkyl substances (PFAS) levels in Dutch infants,” Environ Int, vol. 160, Feb. 2022, doi: 10.1016/j.envint.2021.107068.
F. Nielsen, F. C. Fischer, P. M. Leth, and P. Grandjean, “Occurrence of Major Perfluorinated Alkylate Substances in Human Blood and Target Organs,” Environ Sci Technol, vol. 58, no. 1, pp. 143–149, Jan. 2024, doi: 10.1021/acs.est.3c06499.
N. Kotlarz et al., “Measurement of novel, drinking water-associated pfas in blood from adults and children in Wilmington, North Carolina,” Environ Health Perspect, vol. 128, no. 7, pp. 1–12, Jul. 2020, doi: 10.1289/EHP6837.
Julia Dorigo
Deltares
Julia Dorigo werkte na haar afstuderen bij Wageningen University twee jaar op de afdeling bodem- en grondwaterkwaliteit van kennisinstituut Deltares. Daar was zij betrokken bij projecten op het gebied van drinkwaterkwaliteit monitoring met moleculaire methodes; het meten en beschrijven van de koolstofcyclus bij nat grondverzet, en onderzoek naar de verspreiding en afbraak van PFAS. Ze was voor die projecten veel werkzaam in het biochemisch laboratorium van Deltares. Eind 2024 is ze teruggekeerd naar Wageningen om aan haar proefschrift te werken over de rol van het bodemmicrobioom in de regeneratieve landbouw.