Organische microverontreinigingen is de verzamelnaam voor allerlei synthetische (= kunstmatige) organische stoffen die in afval- en oppervlaktewater kunnen voorkomen in concentraties van nano- of microgrammen per liter. Het gaat om duizenden verschillende stoffen, allemaal met hun eigen stofeigenschappen, toepassingen, lozingsroutes en effecten op mens en ecologie.

Bekende stoffen in wet- en regelgeving

Sommige stoffen zijn al tientallen jaren in beeld waardoor er al veel over bekend is. Denk aan PAK, PCB, bestrijdingsmiddelen en hormoonverstorende stoffen. Veel stoffen staan in (Europese) wetgeving en bijvoorbeeld op de lijst met prioritaire en prioritair gevaarlijke stoffen van de Kaderrichtlijn Water. Daarmee zijn milieukwaliteitseisen bepaald en is voorgeschreven dat het gebruik van deze stoffen moet worden beperkt of zelfs beëindigd. Door hun persistente karakter breken sommige van deze stoffen onder normale omstandigheden niet of nauwelijks af en kunnen ze nog lang in het oppervlaktewater voorkomen.

Minder bekende nieuwe stoffen

Andere stoffen zijn pas recenter in beeld gekomen waardoor de kennis erover nog beperkt(er) is. Denk bijvoorbeeld aan microplastics en nanodeeltjes. Deze stoffen worden dan ook wel nieuwe stoffen of opkomende stoffen genoemd. Normstelling voor deze stoffen is vaak nog in ontwikkeling. Momenteel krijgen geneesmiddelen veel aandacht. De bronnen, routes en vrachten naar het milieu zijn dankzij veel onderzoek inmiddels goed in beeld, maar de effecten op het watermilieu zijn nog maar gedeeltelijk bekend.

Over andere nieuwe microverontreinigingen is veel minder bekend. De bronnen en routes zijn soms in beeld, maar niet of nauwelijks gekwantificeerd. Ook over de mogelijke effecten op waterorganismen is meestal weinig bekend. Soms is alleen aangetoond dat deze stoffen in het watermilieu voorkomen. Door voortschrijdende inzichten en betere analysemethoden neemt het aantal stoffen en stofgroepen dat in beeld is als mogelijke microverontreiniging ook nog steeds toe.

Figuur A Bron van organische microverontreinigingen in afval- en oppervlaktewater: medicijnen (Bron: pexels.com /jeshoots)

Stoffen en stofgroepen

Microverontreinigingen worden vaak ingedeeld in categorieën. Dat gebeurt op basis van gebruik van de stoffen (geneesmiddelen, bestrijdingsmiddelen), op basis van effecten (hormoonverstorende stoffen) en op basis van stofeigenschappen (microplastics, nanodeeltjes). In grote lijnen gaat het om de volgende categorieën (met – voor zover al beschikbaar – een link naar meer informatie):

persistent organische stoffen (PAK, PCB);
geneesmiddelen (humane en diergeneesmiddelen);
hormonen (natuurlijk en synthetisch);
stoffen met onbedoelde hormonale werking (hormoonverstorende stoffen);
gewasbeschermingsmiddelen en biociden;
overige stoffen (zoals desinfecterende middelen, PFAS, geurstoffen, antioxidanten, schuimremmers, anticorrosiemiddelen, uv-filters, weekmakers, brandvertragers en stoffen uit persoonlijke verzorgingsproducten);
microplastics (plastic deeltjes kleiner dan vijf mm);
nanodeeltjes.

Emissieroutes en de rol van riolering

De afvalwaterketen vormt voor veel microverontreinigingen een belangrijke route naar het oppervlaktewater, maar het is zeker niet de enige route. Microverontreinigingen verspreiden zich ook via directe uit- of afspoeling van en vanuit de bodem. Ook komt een belangrijk deel van de vracht met de grote rivieren mee vanuit het buitenland. Een andere emissieroute is verspreiding via de lucht en directe depositie. Microplastics ontstaan vaak doordat grote stukken plastic in kleinere stukken uiteenvallen.

Via afvalwater

Microverontreinigingen komen in water terecht tijdens allerlei industriële productieprocessen, via uitscheiding door mens en dier, bij bemesting van landbouwgrond en bij gebruik van bestrijdingsmiddelen in de landbouw. Maar ook door particulieren door het gebruik van persoonlijke verzorgingsmiddelen (Engels: personal care products (PCP)) of andere consumentenproducten. Veel microverontreinigingen komen vervolgens met het afvalwater via de riolering bij rwzi's terecht. Hier wordt een deel van de stoffen verwijderd door afbraak en adsorptie aan actief slib. Wat niet wordt verwijderd, komt met het rwzi-effluent in het oppervlaktewater terecht. Via een landelijke hotspotanalyse rwzi's is (voor humane geneesmiddelen) in beeld gebracht welke rwzi's de grootste emissies kennen (en waar mogelijke maatregelen dus het effectiefst kunnen zijn).

Via hemelwater

Een andere emissieroute loopt via hemelwater. Microverontreinigingen van straten en daken vermengen zich met afstromend hemelwater en komen direct (via hemelwateruitlaten of gemengde overstorten) of indirect (via de rwzi) in het oppervlaktewater terecht. Ook foutaansluitingen zijn een bron van microverontreinigingen vanuit de hemelwaterriolering.

Rol hemelwateruitlaten

STOWA heeft in 2018 op basis van buitenlands onderzoek verkend hoe belangrijk de riolering is als emissieroute van microverontreinigingen. Conclusie is dat naast rwzi-effluent water uit hemelwateruitlaten ook veel microverontreinigingen kan bevatten en dat deze uitlaten voor een aantal stoffen een belangrijker emissiebron kunnen zijn dan de rwzi. Dit geldt dan vooral voor stoffen die de rwzi goed verwijdert. Momenteel vindt onderzoek naar de Nederlandse situatie plaats.

Figuur B De afvalwaterketen als bron van microverontreinigingen (Bron: GAW | Stichting RIONED)

Effecten van microverontreinigingen in oppervlaktewater

De concentraties microverontreinigingen in oppervlaktewater zijn vaak erg laag. Ook zijn de effecten op de ecologie van veel stoffen nauwelijk (of zelfs helemaal niet) bekend. Toch zijn de meeste wetenschappers het erover eens dat de (mogelijke) effecten van microverontreinigingen op waterorganismen wel degelijk serieus genomen moeten worden, omdat:

waterorganismen vaak langdurig (zelfs levenslang) blootgesteld worden aan een cocktail van microverontreinigingen en een deel van die stoffen speciaal ontworpen is om doelgerichte biologische effecten te hebben (bijvoorbeeld: geneesmiddelen, hormonen en bestrijdingsmiddelen).
sommige effecten in eerste instantie erg subtiel lijken, maar op de lange termijn toch een grote invloed kunnen hebben op de omvang en het voortbestaan van hele populaties. Een kleine verstoring in bijvoorbeeld de hormoonhuishouding van een organisme kan een ietwat verminderde seksuele activiteit veroorzaken, waardoor de balans tussen aanwas en sterfte verstoord raakt en een hele populatie kan verdwijnen.

Chronische effecten

Door de grote verscheidenheid aan stoffen is ook het aantal in studies waargenomen effecten van microverontreinigingen zeer groot. Het gaat dan niet vaak om acute kortetermijneffecten, maar meer om chronische effecten die zich uiten in een verminderde groei of een afnemend aantal nakomelingen. Voorbeelden hiervan zijn de effecten van antibiotica en het desinfecterende middel triclosan op de groei van (blauw)algen.

Andere specifieke effecten zijn verschillende vormen van hormoonverstoring, verstoring van seksueel gedrag, verstoring van zwemgedrag en ontregeling van voedingsactiviteiten.

Een laatste belangrijk effect is de zogenaamde bioaccumulatie: het ophopen van microverontreinigingen in vooral vissen. Voor zover bekend zijn de risico's voor de mens (door het eten van vis) laag. Naar de risico's voor de vissen zelf (en organismen hoger in de voedselketen) is nog niet veel onderzoek gedaan.

Mengseltoxiciteit

Complicerend bij het onderzoek naar effecten is dat niet alleen de invloed van individuele stoffen op organismen een rol speelt, maar ook de mengseltoxiciteit: het effect op organismen van de vaak langdurige blootstelling aan het mengsel van allerlei (giftige) stoffen in het water. Onderzoek laat zien dat sommige stoffen vooral in combinatie met andere stoffen negatieve effecten hebben op de ecologie in het water. De normstelling van stoffen in de KRW is gebaseerd op individuele stoffen en houdt (vooralsnog) geen rekening met mengseltoxiciteit.

Maatregelen

Er zijn verschillende mogelijkheden om de emissie van microverontreinigingen te reduceren. In grote lijnen zijn dat:

Bronmaatregelen: de stoffen minder toepassen. Hierbij is het soms de vraag of alternatieve stoffen niet óók toxisch zijn.
Technische maatregelen bij rwzi's: de stoffen verwijderen voordat het rwzi-effluent in het oppervlaktewater terechtkomt (de 4e zuiveringstrap).
Deelstromen van afval(water) apart behandelen, zoals in speciale zuiveringsinstallaties bij ziekenhuizen en verzorgingstehuizen.

Of en waar in de waterketen maatregelen noodzakelijk zijn en wie de kosten daarvoor moet(en) dragen, is nog onderwerp van een brede discussie.

Meer informatie

De informatie op deze pagina is gebaseerd op o.a. STOWA (2014)¹, STOWA (2018)², de thema-pagina ‘nieuwe stoffen’ van STOWA, de helpdeskwater.nl en het RIVM.

¹ STOWA (2014). Microverontreinigingen in water. Een overzicht. Rapport 2014-45, STOWA, Amersfoort.
² STOWA (2018). Verkenning belang emissieroutes riolering voor organische microverontreinigingen. Rapport 2018-72, STOWA, Amersfoort.

PFAS - poly- en perfluoralkylstoffen