Waterschappen worstelen met PFAS. De stof blijkt overal aanwezig: in elke waterbodem, in elk oppervlaktewater en in rioolwater. Soms in zorgwekkende hoeveelheden. Waterschappen zijn ook zelf PFAS-lozers, want wat er aan PFAS de rioolwaterzuivering instroomt, stroomt er ook weer uit. Het drukbezochte STOWA-symposium ‘PFAS en de waterketen’ liet zien dat het aantonen van PFAS en daarmee ook bronopsporing op stoom komt. Maar een betaalbare, efficiënte verwijderingsmethode is nog niet in beeld. Een totaalverbod lijkt de échte oplossing.

Jarenlang had de rioolwaterzuiveringsinstallatie in Weurt bij Nijmegen last van schuimvorming; op sommige dagen lag de complete installatie onder een schuimdeken. Ondanks een uitgebreide zoektocht naar zeepfabrikanten door de omgevingsdienst bleef de oorzaak een mysterie. Totdat in het voorjaar van 2024 metingen uitwezen dat het om ‘PFAS-schuim’ ging, meer preciezer: om blusschuim. Die ontdekking leidde na een paar weken naar de gezochte bron: een bedrijf dat brandblussers demonteerde voor het oud ijzer. Deze casus, gepresenteerd door Taco van Manen, toezichthouder bij Waterschap Rivierenland, tekent het hoofdpijndossier dat de stofgroep ‘PFAS’ (zie kader) vormt voor waterschappen. De afgelopen jaren zijn meet- en analysemethoden ontwikkeld. Die laten zien dat PFAS overal voorkomt: in grondwater, in oppervlaktewater en in rioolwater. Incidenteel in schrikbarend grote en ongezonde hoeveelheden. De bronnen zijn vaak onbekend, maar samen met gemeente, provincies en omgevingsdienst zijn waterschappen de opsporing gestart.

Tegen wil en dank, zijn waterschappen zelf ook PFAS-lozers. Op elke rwzi komt PFAS binnen. En wat er aan PFAS binnenkomt, blijkt er ook weer uit te gaan, al is dat soms in een andere variant van deze forever chemicals. PFAS stroomt met het effluent naar het oppervlaktewater. Slechts een klein deel belandt in het zuiveringsslib. Daarom onderzocht STOWA de afgelopen jaren of ook PFAS met nabehandelingsmethoden voor microverontreinigingen te verwijderen is op rwzi’s. Maar een betere oplossing is er ook, maakt Monique Plantinga, DB-lid van Wetterskip Fryslån, meteen duidelijk in haar welkomstwoord op het STOWA-symposium ‘PFAS en de waterketen’ in Wageningen. “We willen niet alleen end-of-pipe oplossingen, we willen geen wasmachine voor PFAS zijn. Een totaalverbod is essentieel.”

Het Friese waterschap was het eerste waterschap dat zelfstandig PFAS kon meten begin 2024, vertelt Harry Boonstra, senior adviseur Waterkwaliteit en ecologie. Een noodzaak, want het waterschap worstelt onder andere met een grote PFAS-vervuiling rond vliegbasis Leeuwarden waar door brandweeroefeningen blusschuim in de bodem belandde. Er is een speciaal meetprogramma om de vervuiling te monitoren. In de nabije Jelsumer Faert wordt de PFOS-norm (PFOS: een vorm van PFAS) tot duizend keer overschreden. In een gebied van totaal 1100 hectare zijn waterbodems verontreinigd en is hekkelen, maaien en baggeren van de watergangen uitgesteld om verspreiding tegen te gaan.

PFAS-vervuiling meten, is overigens niet eenvoudig. De eigenschappen die de stoffen aantrekkelijk maken als antiaanbaklaag, blusschuim of waterdichte kleding, maken ze ook lastig grijpbaar voor analyse. PFAS zijn zowel vet- als waterafstotend, goed oplosbaar in water en zeer stabiel. Er zijn bovendien meer dan tienduizend soorten en bij monstername en voorbereiding is het altijd oppassen voor besmetting via bijvoorbeeld kleding, verpakkingen en labmaterialen zelf.

Er zijn ondertussen verschillende ‘standaard’ analysemethoden in omloop. De nadruk ligt soms op een eerste screening, soms op het meten van de meest voorkomende of meest beruchte en persistente vormen, of juist op een breed palet aan PFAS. Boonstra benadrukt dat iedereen welkom is om van de analysekennis en ervaring die het wetterskip heeft opgebouwd, te plukken. Speciale aandacht vragen ook de PFAS-precursors, stoffen die in het milieu uiteindelijk opbreken of reageren tot stabiele PFAS-varianten. De industrie gebruikt een grote variatie aan precursors in producten of als uitgangsstof. Standaard PFAS-analyses omvatten de meest voorkomende PFAS, waarbij precursors vaak onzichtbaar blijven. Dat zorgt voor een onderschatting van de ‘totale last’. In een zogeheten TOP-analyse worden precursors actief afgebroken en geanalyseerd om ook de ‘verborgen’ PFAS-vervuiling zichtbaar te maken.

Bijna alle rwzi’s in Friesland zijn meermaals bemonsterd en er is een start gemaakt met bioassays om meer inzicht te krijgen in de toxiciteit van diverse PFAS. Gemiddeld vindt het waterschap veertien soorten PFAS van de dertig varianten die in hun standaardmeting zitten. Meest voorkomende PFAS-variant in het influent is PFPeA. Boonstra: “We denken aan wc-papier als bron. PFPeA kan namelijk een afbraakproduct zijn van 6:2 diPAP, een PFAS-precursor die vaak wordt gebruikt voor het impregneren van karton en papier. Het komt vrij bij het verpulpen.” Het lab in Friesland analyseerde ook wc-papier om meer inzicht te krijgen. “Maar we zijn nog bezig de puzzel te leggen”, aldus Boonstra.

Vergelijkingen tussen PFAS in het influent van 28 Friese rwzi’s laten soms duidelijke verschillen zien. In hoeveelheden, maar ook in samenstelling. Bij de rwzi’s met de duidelijkste afwijkende PFAS-waarden wordt nu in samenwerking met gemeenten en de Friese omgevingsdienst gemeten in diverse ‘bovenstroomse’ rioolgemalen en putten om mogelijke bronnen op te sporen. Metaalrecyclingbedrijven springen er in negatieve zin uit, stelt Boonstra.

Ook in Lelystad loopt een pilot in PFAS-bronopsporing via het riool, vertelt Remy Schilperoort, specialist Meten in de afvalwaterketen bij Partners4UrbanWater. In opdracht van STOWA, het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, Waterschap Zuiderzeeland en gemeente Lelystad wordt een opsporingsmethodiek ontwikkeld. Betrouwbaar meten in rioleringen is niet eenvoudig. De hoeveelheid water waarin je moet meten, kan sterk fluctueren. Je moet over een langere tijd meten voor een betrouwbaar beeld en de meetapparatuur moet bestand zijn tegen alles wat door het riool stroomt en op of aan je apparatuur blijft hangen. Schilperoort: “We gebruiken kennis en ervaring uit de meetprogramma’s aan virussen en antibioticaresistente bacteriën. Die leveren zelfs per huisaansluiting betrouwbare resultaten.”

Er is een speciale monsterhouder ontwikkeld die een paar dagen in het rioolwater kan worden gehangen of gelegd en materiaal bevat dat PFAS adsorbeert. Een standaardpakket met 42 PFAS wordt gemeten, maar ook PFAS Calux, een bioassay dat in het vooronderzoek als beste meetmethode uit de bus kwam. De strategie is om systematisch stroomopwaarts te meten in de aanvoerende rioolstelsels in opeenvolgende meetrondes om PFAS-bronnen op te sporen. Startend met de stelsels waar verhoogde concentraties zijn gevonden. Dit voorjaar vonden de eerste metingen plaats.

In industrieel afvalwater is filtratie met actiefkool de meest gebruikte en gevalideerde techniek om PFAS te verwijderen. De langere moleculen uit de PFAS-familie blijven hangen in een actiefkoolfilter, waarna verzadigde kool bij temperaturen boven de duizend graden Celsius wordt verbrand. Alle verzamelde PFAS wordt zo onschadelijk gemaakt. Omdat de filters snel verzadigd raken en verbranding veel energie vraagt, is dit helaas een duur proces dat bovendien voor veel CO₂-uitstoot zorgt. Binnen het STOWA Innovatieprogramma Microverontreinigingen uit rwzi-afvalwater (2019-2023) is gekeken of nageschakelde technieken die al in beeld zijn om microverontreinigingen te verwijderen, ook PFAS meenemen? Bij actiefkoolfiltratie was het resultaat teleurstellend. Alleen de granulaire koolvariant (GAK) verwijdert PFAS en dan tot hoogstens twintig procent, vertelde zelfstandig adviseur en onderzoeker Anja Derksen van AD eco advies. Dat komt doordat rwzi-effluent relatief veel ‘korte’ PFAS bevat die slecht adsorberen. Maar ook omdat andere organische microverontreinigingen in het effluent sterker adsorberen aan de kool en PFAS verdringen. Van de onderzochte nabehandelingstechnieken werkt nanofiltratie het beste voor PFAS. Daarmee haal je zo’n negentig procent uit het effluent. Maar daarbij blijft een grote PFAS-rijke reststroom over waarvoor nog geen oplossing bestaat. En helaas haalt ook nanofiltratie niet de allerkortste PFAS-varianten zoals TFA uit het effluent.

De afgelopen jaren bracht veel inzicht in de PFAS-problemen. Wellicht de belangrijkste is dat een totaalverbod voor PFAS nodig is. De stoffen ‘wegwassen’ op een rwzi is (vooralsnog) ondoenlijk, maar ook niet wenselijk. “STOWA zet in die lijn ook geen onderzoeksprogramma op om dergelijke technologie te ontwikkelen”, aldus programmamanager Afvalwatersystemen Cora Uijterlinde. Wel is er aandacht voor beloftevolle destructietechnologieën (zie kader). En STOWA blijft waterschappen informeren over nieuwe ontwikkelingen.

Eind 2024 stuurde de Unie van Waterschappen namens de Nederlandse waterschappen een brandbrief aan minister Madlener van Infrastructuur en Waterstaat. Daarin stond een oproep voor een stevigere aanpak en meer regie vanuit het Rijk. Sandra Weide-Reynaers, beleidsmedewerker waterkwaliteit en stoffenbeleid bij de Unie: “Als sector zetten we in op een totaalverbod.” In april organiseerde de Unie ook een rondetafelgesprek in de Tweede Kamer waar veel instemmende geluiden te horen waren over een nationaal lozingsverbod.

Nederland, Duitsland, Denemarken, Zweden en Noorwegen deden in 2023 samen een voorstel voor een totaalverbod op de productie, het gebruik en de verkoop van PFAS. Zonder verbod op PFAS zal de stof zich blijven opstapelen in het milieu. Het voorstel wordt inmiddels besproken in Europa. En EUREAU, de Europese Federatie van nationale koepels voor water- en afvalwatersector, lobbyt in Brussel voor steun. Vewin en de Unie van Waterschappen stuurden in april ook een gezamenlijke brief aan Eurocommissaris voor Milieu, Waterweerbaarheid en Circulaire Economie Jessika Roswall. Zij werkt momenteel aan een Europese Waterweerbaarheidsstrategie die moet bijdragen aan voldoende en schoon (drink)water.

De Unie van Waterschappen wijst het Rijk ook op het gevaar dat overheden tegenover elkaar komen te staan in de PFAS-problematiek. Dat kan gebeuren omdat overheden zowel vergunningverlener, toezichthouder als PFAS-lozer kunnen zijn. Bovendien liggen bevoegdheden voor bodem, lucht en water bij verschillende overheden. De UvW organiseert inmiddels tweewekelijks een PFAS-spreekuur en workshops om de vaak taaie, complexe materie in analyse, bronaanpak, zuivering en vernietiging te doorgronden. De PFAS-kerngroep informeert regelmatig bestuurders over de laatste ontwikkelingen. Weide-Reynaers riep waterschappers op vol te houden. De PFAS-crisis wordt pas in volle omvang helder en het tij keren zal nog heel wat inzet vragen. “Maar samen moeten we blijven staan voor gezond, schoon water.”

PFAS, een afkorting voor per- en polyfluoralkylstoffen, is een groep stoffen die extreem stabiel zijn. Ze worden in het milieu niet afgebroken (persistent), wat ze de bijnaam forever chemicals heeft opgeleverd. Omdat ze bovendien goed oplossen in water verspreiden ze zich makkelijk in bodem, water en lucht. Hierdoor krijgen we ze ook binnen.

PFAS worden toegevoegd aan allerlei producten omdat ze water-, vet- en vuilafstotend zijn. Ze zitten bijvoorbeeld in smeermiddelen, voedselverpakkingsmaterialen, blusschuim, antiaanbakpannen, regenkleding, textiel, cosmetica, voeding, elektronica en papier. In blusschuim zorgen ze voor stevig schuim dat vlammen goed smoort door de toevoer van zuurstof weg te nemen. Ook de landbouw blijkt een belangrijke bron, veel pesticiden breken af tot PFAS-stoffen. Op plekken waar ooit PFAS is geproduceerd, verwerkt of gebruikt is de bodem regelmatig sterk verontreinigd. Bluslocaties, maar ook de omgeving van producent Chemours in Dordrecht, zijn bekende voorbeelden. In eieren van hobbykippen lijken PFAS zich opvallend genoeg op te hopen, net als in zeeschuim. De overheid roept op deze eieren niet te eten en zeeschuim te mijden.

PFAS zijn zo stabiel omdat de moleculen vooral bestaan uit koolstofatomen omringd door fluor; de koolstof-fluorbinding is een van de sterkst mogelijke binnen een molecule. PFAS is een grote stofgroep; er zijn tienduizend varianten bekend. Ze verschillen in moleculelengte en/of de aanwezigheid van andere chemische bindingen dan C-F.

De meest bekende en beruchte PFAS zijn GenX, PFOA en PFOS. Van deze stoffen is bekend dat ze een schadelijk effect hebben op het immuunsysteem, op de lever en het cholesterol in bloed. Ook kunnen ze nier- en testiskanker veroorzaken. De schadelijkheid is net als bij andere stoffen afhankelijk van de hoeveelheid waarin, en tijdsduur waarin mensen of dieren worden blootgesteld. Voor lang niet alle PFAS zijn de gezondheidseffecten overigens goed onderzocht.

Op korte termijn is PFAS ‘wegwassen’ op een rwzi of uit een vervuilde waterbodem geen reële mogelijkheid. Maar er duiken continue nieuwe ideeën en technologieën op. Meest veelbelovend zijn destructieve technieken, methoden waarbij PFAS ook daadwerkelijk wordt afgebroken (‘gemineraliseerd’) en niet langer schadelijk is. Nu verplaatst het probleem zich vaak, benadrukt afvalwatertechnoloog Jair Dan van adviesbureau Witteveen+Bos. Dan leidt een door STOWA gefinancierd onderzoek naar PFAS-destructie met een kogelmolen. Dat is een compact apparaat waarin PFAS in vaste vorm door kleine roestvrijstalen balletjes en een katalysator voor 99,9 procent kan worden afgebroken (mechano-chemische afbraak). Althans, dat vertelt de producent van de kogelmolen.

Deze bewering wordt vooralsnog ondersteund door wetenschappelijk onderzoek. Een eerste haalbaarheidsstudie wees uit dat dit procedé viermaal minder energie vraagt dan vernietiging via verbranding van actiefkool. Dat gegeven leverde een go op voor een praktijkonderzoek. De kogelmolenmethode lijkt bijvoorbeeld geschikt om PFAS verwijderd uit grondwater, afvalwater en drinkwater te vernietigen.

Om PFAS in vaste vorm te verkrijgen – nodig voor destructie in een kogelmolen - moet de stof vanuit water eerst worden geadsorbeerd. Dat kan bijvoorbeeld met actiefkool of andere adsorbentia. Met een oplosmiddel wordt het PFAS gedesorbeerd waarbij het in geconcentreerde vorm vrijkomt, en vervolgens nog verder geconcentreerd via membraanfiltratie. Wanneer het concentraat wordt ingedampt, rest een vast mengsel van PFAS en zouten. De eerste experimenten om PFAS op deze wijze te isoleren, leverde de nodige schuimproblemen op, vertelt Dan. Maar inmiddels is het gelukt om vaste stof te verkrijgen en beginnen de proeven met de kogelmolen. Doel is om de samenstelling van de uiteindelijke producten te bepalen en te onderzoeken hoeveel energie het procedé vraagt. Wanneer de methode in de praktijk werkt voor vervuild grondwater, is een volgende onderzoeksvraag of ook PFAS-vervuild afvalwater kan worden opgeschoond. De kogelmolen zou een duurzamer alternatief kunnen zijn voor de huidige best beschikbare technologie: het verbranden van PFAS geadsorbeerd aan actiefkool.

Demonstratiefilmpje over de werking van een kogelmolen

PFAS-schuim bij rioolwaterzuiveringsinstallatie Weurt bij Nijmegen