In tien miljoen liter drinkwater mogen maximaal twee virussen zitten. Te meten is deze hoeveelheid niet, maar promovendus Jack Schijven kan nu berekenen na hoeveel dagen door het duin pompen het water schoon genoeg is.
Delen
/strong>
Iemand met diarree zal de oorzaak daarvan eerder zoeken bij het broodje filet americain of de opgewarmde chinees van gisteren dan bij het heldere glaasje water naast het bord. Waarschijnlijk ook terecht, want in de laatste decennia is geen enkele epidemie door vervuild drinkwater gerapporteerd in Nederland. Toch kunnen per jaar maximaal 1600 Nederlanders een infectie oplopen door besmet drinkwater.
Het nieuwste drinkwaterbesluit gaat namelijk uit van een ‘verantwoord risico% van jaarlijks één infectie op tienduizend inwoners. Dit komt overeen met een concentratie aan ziektekiemen van 1,8 x 10-7 per liter. Dit lijkt een concrete limiet, maar twee virusdeeltjes meten in tien miljoen liter water is feitelijk onmogelijk, legt Rivm-medewerker Jack Schijven die maandag cum laude promoveerde bij de Delftse hoogleraar Cees van den Akker. ,,Neem je een monster dan is de uitslag: virusvrij. De pakkans is gewoon te klein. En tien miljoen liter water door een filtertje pompen is ook ondoenlijk.”
Om toch wat zinnigs te kunnen zeggen over de kwaliteit van het Nederlandse drinkwater, ontwikkelde Schijven een eigen rekenmodel. Op basis van zijn berekeningen kan het waterleidingbedrijf in Castricum beslissen tweemaal zo snel te pompen. Het door hen geproduceerde water is na dertig van de zestig dagen in de bodem namelijk al vrij van ziektekiemen, berekende Schijven.
Knorr
Eenderde van het Nederlands drinkwater komt uit de Maas, Lek of Rijn. Het rivierwater rechtstreeks drinken is niet aan de orde. Zwemmen in dit water is ook onverstandig. Het water kan tientallen ziektekiemen per liter bevatten. Een goede kans dus om een flinke diarree op te lopen. De virussen en bacteriën komen erin door uitspoeling van mest op de weilanden, door vogelpoep, maar ook via gezuiverd rioolwater – dat bij lozing op rivieren wel schoon, maar niet steriel is.
Om van rivierwater drinkwater te maken moet het aantal virussen honderd miljoen maal worden verminderd. Dit doen drinkwatermaatschappijen op allerlei manieren. In Nederland vooral via membraanfiltratie en opslag in spaarbekken. Vaak gevolgd of voorafgegaan door filtering door duinen, rivieroevers of zandlagen (bodempassage). Bijna de helft van de waterwinbedrijven past deze klassieke zuiveringstechniek toe.
Voor het zuiveren van grondwater door bodempassage hanteren de maatschappijen een gouden vuistregel, in 1937 bedacht door de Duitser N. Knorr: pomp het water vijftig tot zestig dagen door de bodem en het is schoon. Knorr kon na deze tijd namelijk geen enkele bacterie in het water meer aantonen. Deze ‘wet van Knorr’ hanteren veel bedrijven ook bij het zuiveren van oppervlaktewater. Uit Amerika komen echter aanwijzingen dat zestig dagen soms niet genoeg is om de standaard van 1,8 x 10-7 ziektekiemen per liter te halen. Schijven wilde daarom eensin detail bestuderen hoe effectief de bodem ziektekiemen uit water filtert.
De Rivm-medewerker besmette drie winters geleden voorgezuiverd water in de duinen bij Castricum met een bacteriofaag, een virus dat bacteriën infecteert maar onschadelijk is voor mensen. Het water wordt vanuit een kanaal naar een zestig meter verder gelegen put gepompt dwars door het tussengelegen duinzand. Langs de stroomrichting van het water staan een aantal meetputten en door telkens monsters hieruit te nemen kon Schijven de afname van de virusconcentratie volgen.
,,Waarschijnlijk de meest gecontroleerde veldproef naar bodempassage ter wereld”, zegt Schijven. ,,Ik heb ter voorbereiding veel overlegd met deskundigen. Ik heb zelfs een tourneetje langs Amerikaanse professoren gemaakt.” De drinkwatermaatschappij en gezondheidsinspectie volgden de proef nauwlettend. Voor een andere veldproef met bacteriën kreeg Schijven uiteindelijk geen toestemming. ,,Achteraf gezien niet zo erg. Die bacteriën hadden we na een paar meter toch nooit meer terug kunnen vinden, die hechten veel beter aan de zandkorrels.”
Overlevers
Schijven koos voor de bacteriofaag als model omdat het een hardnekkig ‘beestje’ is. Bacteriofagen zijn klein, even groot als menselijke virussen en honderd maal kleiner dan bacteriën. Het zijn survivors. De kranigste exemplaren kunnen maanden overleven in water. Bovendien hechten ze slecht aan zandkorrels. Als er geen bacteriofagen meer te detecteren zijn, mag er veilig aangenomen worden dat er nog minder virussen en bacteriën in zitten. Om nog zekerder aan de veilige kant te zitten, is de test in de winter uitgevoerd. Dan is de overlevingskans voor fagen het grootst.
Door een hoge concentratie bacteriofagen in het kanaal te gieten, kon Schijven over dertig meter de afname van de besmetting in het duin volgen. Daarmee stelde hij een model op dat ook voor lagere besmettingsgraden geldt. In het model zitten parameters als de botsingskans met zanddeeltjes, de zandkorrelgrootte, de sterfsnelheid van het virus, de poriewatersnelheid en de temperatuur. Uitgaande van de besmettingsgraad van het ingaande water, kan de promovendus met het model voorspellen hoe schoon het gefilterde water is. Het water in Castricum blijkt bij de huidige pompsnelheid al halverwege de reis door de bodem aan de norm van twee virussen per tien miljoen liter te voldoen.
Schijven waarschuwt dat dit niet automatisch ook voor andere filtergebieden geldt. Hechting aan het zand blijkt de grootste bijdrage te leveren aan virusverwijdering. De ziektekiemen blijven plakken aan de zandkorrels, waardoor ze zo lang in de bodem verblijven dat ze er vrijwel allemaal sterven. De mate van hechting hangt echter af van het type grond. De eerste laag die het water in Castricum passeert, bevat veel ijzerhydroxiden en organische stoffen. Vooral de positief geladen ijzerdeeltjes houden het virus prima vast. Zand zonder de ijzerhydroxiden hecht echter veel slechter.
Rioolpijp
Met zijn model keek Schijven ook naar de kwetsbaarheid van grondwaterwinning. Hij stelde een worst case scenario op. Het grondwater wordt netjes zestig Knorr-dagen lang door de bodem geleid, maar er ligt een lekkende rioolpijp in de buurt. Het lek is klein genoeg om onopgemerkt te blijven én het zand hecht beroerd. Het resultaat van de berekening oogt niet best. Eendergelijk situatie kan ervoor zorgen dat de virusconcentratie in het opgepompte water ver boven de norm stijgt.
Schijven: ,,Naar mijn gevoel is deze berekening wel reëel. Ik zeg niet dat er groot gevaar is voor besmetting van het Nederlands drinkwater. Ik drink zonder aarzeling uit elke kraan, maar het is genoeg aanleiding om eens te kijken waar rioolbuizen liggen of waar vervuild water het grondwater in kan sijpelen. En hoe goed het zand hecht waardoor het water wordt opgepompt. Dat wordt waarschijnlijk een van mijn volgende projecten.”
In tien miljoen liter drinkwater mogen maximaal twee virussen zitten. Te meten is deze hoeveelheid niet, maar promovendus Jack Schijven kan nu berekenen na hoeveel dagen door het duin pompen het water schoon genoeg is.
Iemand met diarree zal de oorzaak daarvan eerder zoeken bij het broodje filet americain of de opgewarmde chinees van gisteren dan bij het heldere glaasje water naast het bord. Waarschijnlijk ook terecht, want in de laatste decennia is geen enkele epidemie door vervuild drinkwater gerapporteerd in Nederland. Toch kunnen per jaar maximaal 1600 Nederlanders een infectie oplopen door besmet drinkwater.
Het nieuwste drinkwaterbesluit gaat namelijk uit van een ‘verantwoord risico% van jaarlijks één infectie op tienduizend inwoners. Dit komt overeen met een concentratie aan ziektekiemen van 1,8 x 10-7 per liter. Dit lijkt een concrete limiet, maar twee virusdeeltjes meten in tien miljoen liter water is feitelijk onmogelijk, legt Rivm-medewerker Jack Schijven die maandag cum laude promoveerde bij de Delftse hoogleraar Cees van den Akker. ,,Neem je een monster dan is de uitslag: virusvrij. De pakkans is gewoon te klein. En tien miljoen liter water door een filtertje pompen is ook ondoenlijk.”
Om toch wat zinnigs te kunnen zeggen over de kwaliteit van het Nederlandse drinkwater, ontwikkelde Schijven een eigen rekenmodel. Op basis van zijn berekeningen kan het waterleidingbedrijf in Castricum beslissen tweemaal zo snel te pompen. Het door hen geproduceerde water is na dertig van de zestig dagen in de bodem namelijk al vrij van ziektekiemen, berekende Schijven.
Knorr
Eenderde van het Nederlands drinkwater komt uit de Maas, Lek of Rijn. Het rivierwater rechtstreeks drinken is niet aan de orde. Zwemmen in dit water is ook onverstandig. Het water kan tientallen ziektekiemen per liter bevatten. Een goede kans dus om een flinke diarree op te lopen. De virussen en bacteriën komen erin door uitspoeling van mest op de weilanden, door vogelpoep, maar ook via gezuiverd rioolwater – dat bij lozing op rivieren wel schoon, maar niet steriel is.
Om van rivierwater drinkwater te maken moet het aantal virussen honderd miljoen maal worden verminderd. Dit doen drinkwatermaatschappijen op allerlei manieren. In Nederland vooral via membraanfiltratie en opslag in spaarbekken. Vaak gevolgd of voorafgegaan door filtering door duinen, rivieroevers of zandlagen (bodempassage). Bijna de helft van de waterwinbedrijven past deze klassieke zuiveringstechniek toe.
Voor het zuiveren van grondwater door bodempassage hanteren de maatschappijen een gouden vuistregel, in 1937 bedacht door de Duitser N. Knorr: pomp het water vijftig tot zestig dagen door de bodem en het is schoon. Knorr kon na deze tijd namelijk geen enkele bacterie in het water meer aantonen. Deze ‘wet van Knorr’ hanteren veel bedrijven ook bij het zuiveren van oppervlaktewater. Uit Amerika komen echter aanwijzingen dat zestig dagen soms niet genoeg is om de standaard van 1,8 x 10-7 ziektekiemen per liter te halen. Schijven wilde daarom eensin detail bestuderen hoe effectief de bodem ziektekiemen uit water filtert.
De Rivm-medewerker besmette drie winters geleden voorgezuiverd water in de duinen bij Castricum met een bacteriofaag, een virus dat bacteriën infecteert maar onschadelijk is voor mensen. Het water wordt vanuit een kanaal naar een zestig meter verder gelegen put gepompt dwars door het tussengelegen duinzand. Langs de stroomrichting van het water staan een aantal meetputten en door telkens monsters hieruit te nemen kon Schijven de afname van de virusconcentratie volgen.
,,Waarschijnlijk de meest gecontroleerde veldproef naar bodempassage ter wereld”, zegt Schijven. ,,Ik heb ter voorbereiding veel overlegd met deskundigen. Ik heb zelfs een tourneetje langs Amerikaanse professoren gemaakt.” De drinkwatermaatschappij en gezondheidsinspectie volgden de proef nauwlettend. Voor een andere veldproef met bacteriën kreeg Schijven uiteindelijk geen toestemming. ,,Achteraf gezien niet zo erg. Die bacteriën hadden we na een paar meter toch nooit meer terug kunnen vinden, die hechten veel beter aan de zandkorrels.”
Overlevers
Schijven koos voor de bacteriofaag als model omdat het een hardnekkig ‘beestje’ is. Bacteriofagen zijn klein, even groot als menselijke virussen en honderd maal kleiner dan bacteriën. Het zijn survivors. De kranigste exemplaren kunnen maanden overleven in water. Bovendien hechten ze slecht aan zandkorrels. Als er geen bacteriofagen meer te detecteren zijn, mag er veilig aangenomen worden dat er nog minder virussen en bacteriën in zitten. Om nog zekerder aan de veilige kant te zitten, is de test in de winter uitgevoerd. Dan is de overlevingskans voor fagen het grootst.
Door een hoge concentratie bacteriofagen in het kanaal te gieten, kon Schijven over dertig meter de afname van de besmetting in het duin volgen. Daarmee stelde hij een model op dat ook voor lagere besmettingsgraden geldt. In het model zitten parameters als de botsingskans met zanddeeltjes, de zandkorrelgrootte, de sterfsnelheid van het virus, de poriewatersnelheid en de temperatuur. Uitgaande van de besmettingsgraad van het ingaande water, kan de promovendus met het model voorspellen hoe schoon het gefilterde water is. Het water in Castricum blijkt bij de huidige pompsnelheid al halverwege de reis door de bodem aan de norm van twee virussen per tien miljoen liter te voldoen.
Schijven waarschuwt dat dit niet automatisch ook voor andere filtergebieden geldt. Hechting aan het zand blijkt de grootste bijdrage te leveren aan virusverwijdering. De ziektekiemen blijven plakken aan de zandkorrels, waardoor ze zo lang in de bodem verblijven dat ze er vrijwel allemaal sterven. De mate van hechting hangt echter af van het type grond. De eerste laag die het water in Castricum passeert, bevat veel ijzerhydroxiden en organische stoffen. Vooral de positief geladen ijzerdeeltjes houden het virus prima vast. Zand zonder de ijzerhydroxiden hecht echter veel slechter.
Rioolpijp
Met zijn model keek Schijven ook naar de kwetsbaarheid van grondwaterwinning. Hij stelde een worst case scenario op. Het grondwater wordt netjes zestig Knorr-dagen lang door de bodem geleid, maar er ligt een lekkende rioolpijp in de buurt. Het lek is klein genoeg om onopgemerkt te blijven én het zand hecht beroerd. Het resultaat van de berekening oogt niet best. Eendergelijk situatie kan ervoor zorgen dat de virusconcentratie in het opgepompte water ver boven de norm stijgt.
Schijven: ,,Naar mijn gevoel is deze berekening wel reëel. Ik zeg niet dat er groot gevaar is voor besmetting van het Nederlands drinkwater. Ik drink zonder aarzeling uit elke kraan, maar het is genoeg aanleiding om eens te kijken waar rioolbuizen liggen of waar vervuild water het grondwater in kan sijpelen. En hoe goed het zand hecht waardoor het water wordt opgepompt. Dat wordt waarschijnlijk een van mijn volgende projecten.”
Comments are closed.