Vechten tegen arseen

Het kankerverwekkende arseen komt in Bangladesh van nature voor in de bodem. Doordat het makkelijk oplost in water, komt het in drinkwater terecht. De Wereldgezondheidsorganisatie WHO spreekt van een ‘massavergiftiging’. Wereldwijd worden naar schatting meer dan zeventig miljoen mensen bedreigd door met arseen besmet drinkwater in onder meer India, China, Spanje, Italië en de Verenigde Staten. Ir. Doris van Halem, werkzaam bij de sectie gezondheidstechniek van Civiele Techniek en Geowetenschappen, noemt arseenvergiftiging een probleem op wereldschaal.

In de jaren zestig en zeventig stierf een groot deel van de kinderen in Bangladesh aan diarree en andere ziekten veroorzaakt door het drinken van onveilig oppervlaktewater. Internationale hulpverleningsorganisaties besloten toen grondwaterputten te slaan. De kindersterfte daalde drastisch. Maar pas in 1993 werd duidelijk dat er een massale arseenvergiftiging aan de gang was. Van de acht- tot twaalf miljoen putten bevat meer dan de helft hoge concentraties arseen. Momenteel zijn er tweeduizend dorpen waar elke put gevaarlijk hoge concentraties arseen bevat en achtduizend dorpen waar meer dan tachtig procent van de putten verontreinigd is. 

Bestaande verwijderingtechnieken, zoals de in het Westen gebruikte kunststof membranen of adsorptiefilters, zijn duur. Bovendien kunnen ze de extreem hoge concentraties arseen zoals die in Bangladesh voorkomen niet aan.
Van Halem komt met een eenvoudig en goedkoop alternatief. Haar techniek is verrassend simpel: eerst wordt zuurstofrijk water in de aarde gepompt. Vervolgens oxideert de zuurstof in het water het ijzer in de grond. Geoxideerd ijzer (roest) absorbeert het arseen in de bodem en bindt het, zodat het weer opgepompte water arseenvrij is. Aangezien arseenrijke grond vaak ook ijzer bevat, lijkt het idee levensvatbaar. Het is ook hoopgevend dat Unicef en het departement voor gezondheidstechniek in Bangladesh (DPHE) als partners in het project staan en erg enthousiast zijn. 

Arseen uit grondwater halen blijkt lastig, maar in oppervlaktewater of regenwater zit bijvoorbeeld bijna geen arseen. Overstappen op een andere bron voor drinkwater gaat echter niet zomaar. Van Halem: “Andere waterbronnen hebben als probleem dat ze ziekteverwekkende micro-organismen bevatten. Grondwater bevat die niet en is daarom de veiligste bron voor drinkwater. Want diarree, veroorzaakt door het drinken van water met bacteriën of parasieten, zorgt wereldwijd voor nog veel meer slachtoffers.”
Hoe veelbelovend idee het idee van de arseenbinding ook is, er moet nog heel wat onderzocht worden. “Het moet geen black box worden”, zegt Van Halem. “We moeten precies weten wat er in de grond gebeurt.” Daarom wil ze de komende twee jaar van haar promotie een aantal vragen beantwoorden. De belangrijkste vragen zijn hoeveel ijzer er nodig is voor een betrouwbare filter, hoe arseen zich in de bodem gedraagt en hoeveel water geïnjecteerd moet worden.

Van Halem noemt het verwijderen van hoge concentraties de grootste uitdaging: “Een veilige norm ligt op minder dan tien microgram arseen per liter water, maar in Bangladesh is vijfhonderd microgram per liter geen uitzondering. Als ons grondfilter deze concentraties naar enkele tientallen microgram per liter kan terugbrengen, is dat een enorme verbetering.”
Tests ter plaatse moeten de komende tijd uitwijzen of Van Halems methode de hoge concentraties arseen kan verwijderen. Ze heeft nu bij twee pompen proefopstellingen gebouwd en de grond met duizend liter zuurstofrijk water doordrenkt. Wekelijks krijgt ze nu analyses binnen, maar ze vindt het nog te vroeg om er wat over te zeggen. “We weten dat de techniek na een paar keer injecteren effectiever wordt.” In februari hoopt ze resultaat te zien. Wanneer de aanpak succesvol blijkt, denkt Van Halem dat de techniek ook gebruikt kan worden in rijke landen of in stedelijke gebieden.

Het kankerverwekkende arseen komt in Bangladesh van nature voor in de bodem. Doordat het makkelijk oplost in water, komt het in drinkwater terecht. De Wereldgezondheidsorganisatie WHO spreekt van een ‘massavergiftiging’. Wereldwijd worden naar schatting meer dan zeventig miljoen mensen bedreigd door met arseen besmet drinkwater in onder meer India, China, Spanje, Italië en de Verenigde Staten. Ir. Doris van Halem, werkzaam bij de sectie gezondheidstechniek van Civiele Techniek en Geowetenschappen, noemt arseenvergiftiging een probleem op wereldschaal.

In de jaren zestig en zeventig stierf een groot deel van de kinderen in Bangladesh aan diarree en andere ziekten veroorzaakt door het drinken van onveilig oppervlaktewater. Internationale hulpverleningsorganisaties besloten toen grondwaterputten te slaan. De kindersterfte daalde drastisch. Maar pas in 1993 werd duidelijk dat er een massale arseenvergiftiging aan de gang was. Van de acht- tot twaalf miljoen putten bevat meer dan de helft hoge concentraties arseen. Momenteel zijn er tweeduizend dorpen waar elke put gevaarlijk hoge concentraties arseen bevat en achtduizend dorpen waar meer dan tachtig procent van de putten verontreinigd is. 

Bestaande verwijderingtechnieken, zoals de in het Westen gebruikte kunststof membranen of adsorptiefilters, zijn duur. Bovendien kunnen ze de extreem hoge concentraties arseen zoals die in Bangladesh voorkomen niet aan.
Van Halem komt met een eenvoudig en goedkoop alternatief. Haar techniek is verrassend simpel: eerst wordt zuurstofrijk water in de aarde gepompt. Vervolgens oxideert de zuurstof in het water het ijzer in de grond. Geoxideerd ijzer (roest) absorbeert het arseen in de bodem en bindt het, zodat het weer opgepompte water arseenvrij is. Aangezien arseenrijke grond vaak ook ijzer bevat, lijkt het idee levensvatbaar. Het is ook hoopgevend dat Unicef en het departement voor gezondheidstechniek in Bangladesh (DPHE) als partners in het project staan en erg enthousiast zijn. 

Arseen uit grondwater halen blijkt lastig, maar in oppervlaktewater of regenwater zit bijvoorbeeld bijna geen arseen. Overstappen op een andere bron voor drinkwater gaat echter niet zomaar. Van Halem: “Andere waterbronnen hebben als probleem dat ze ziekteverwekkende micro-organismen bevatten. Grondwater bevat die niet en is daarom de veiligste bron voor drinkwater. Want diarree, veroorzaakt door het drinken van water met bacteriën of parasieten, zorgt wereldwijd voor nog veel meer slachtoffers.”
Hoe veelbelovend het idee van de arseenbinding ook is, er moet nog heel wat onderzocht worden. “Het moet geen black box worden”, zegt Van Halem. “We moeten precies weten wat er in de grond gebeurt.” Daarom wil ze de komende twee jaar van haar promotie een aantal vragen beantwoorden. De belangrijkste vragen zijn hoeveel ijzer er nodig is voor een betrouwbare filter, hoe arseen zich in de bodem gedraagt en hoeveel water geïnjecteerd moet worden.

Van Halem noemt het verwijderen van hoge concentraties de grootste uitdaging: “Een veilige norm ligt op minder dan tien microgram arseen per liter water, maar in Bangladesh is vijfhonderd microgram per liter geen uitzondering. Als ons grondfilter deze concentraties naar enkele tientallen microgram per liter kan terugbrengen, is dat een enorme verbetering.”
Tests ter plaatse moeten de komende tijd uitwijzen of Van Halems methode de hoge concentraties arseen kan verwijderen. Ze heeft nu bij twee pompen proefopstellingen gebouwd en de grond met duizend liter zuurstofrijk water doordrenkt. Wekelijks krijgt ze nu analyses binnen, maar ze vindt het nog te vroeg om er wat over te zeggen. “We weten dat de techniek na een paar keer injecteren effectiever wordt.” In februari hoopt ze resultaat te zien. Wanneer de aanpak succesvol blijkt, denkt Van Halem dat de techniek ook gebruikt kan worden in rijke landen of in stedelijke gebieden.