PACAS, een brede blik

29-09-2021
0 reacties

Op deze pagina vind je geslaagde innovaties en pilots, maar ook projecten die nog lopen. Van elke innovatie zie je precies wie er aan werken en in welke fase het project zich bevindt.

Overzicht

Wist u dat er jaarlijks tenminste 140.000 kilo aan medicijnresten in het oppervlaktewater terecht komt? En 95% daarvan heeft eerst een weg afgelegd door de mens, slechts 5% wordt als afval door de gootsteen gespoeld.

Projectleider

Paul Versteeg

Projectteam

Paul Versteeg

Organisatie(s)

Rijnland

Bedrijfsfunctie

Waterketenbeheer

Thema

Schoon water

Technologie

Zuiveringstechnologie

Projectfase

Implementatie/uitrol

Status

Lopend

Wist u dat er jaarlijks tenminste 140.000 kilo aan medicijnresten in het oppervlaktewater terecht komt? En 95% daarvan heeft eerst een weg afgelegd door de mens, slechts 5% wordt als afval door de gootsteen gespoeld. Die 140.000 kilo aan medicijnen die in het water terecht komen, passeren dus een AWZI. Stoffen die we aantreffen in metingen bij de AWZI Leiden Noord zijn o.a. sulfametoxazol, sotalol, metoprolol, irbesartan, diclofenac en claritromycine. Waarschijnlijk zullen deze namen u weinig zeggen, maar het gaat om pijnstillers, antibiotica, antidepressiva en hormonen. Deze stoffen hebben aantoonbaar effect op het aquatisch milieu.

Wat is het probleem?
Er zijn meer dan 2000 humane werkzame medicijnstoffen op de markt. Het onderzoek naar de effecten van al deze stoffen is nog lang niet voltooid. In een studie van het RIVM uit 2016 (pag. 34) (https://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/2016-0111.pdf) staat: Van veel geneesmiddelen en hun afbraakproducten zijn de effecten in het milieu onbekend. Van sommige geneesmiddelen kennen we de effecten wel. Van hormonen is bekend dat ze in het milieu effect kunnen hebben op de voortplanting van vissen; pijnstillers kunnen weefselschade bij vissen veroorzaken, antibiotica beïnvloeden algen en cyanobacteriën, en antidepressiva veroorzaken gedragsveranderingen bij verschillende soorten organismen. Er zijn vrijwel geen normen voor (dier)geneesmiddelen beschikbaar. Sommige antibiotica, antidepressiva, en pijnstillers hebben in het laboratorium effecten op diverse waterorganismen (bijvoorbeeld algen, schelpdieren en watervlooien) bij concentraties die in het veld ook voorkomen. De lokale blootstelling kan dus leiden tot een slechte ecologische kwaliteit.

De moeilijkheid zit hem er onder andere in dat in laboratoria het effect van 1 stof wordt getest op proefdieren, maar in werkelijkheid in een rivier een grote cocktail van stoffen zwerft waarvan het gecombineerde effect (laat staan de bijdrage daarin van een bepaalde stof) zich moeilijk laat vaststellen.

Van gewasbeschermingsmiddelen zijn van oudsher normen bepaald voor veilige waarden. De veilige waarde wordt aangeduid als PNEC (Predicted No Effect Concentration). Van vrijwel al deze stoffen is de veilige waarde bekend. Van (dier)geneesmiddelen is dat niet het geval. Van slechts 19 stoffen is de PNEC bekend, van de in totaal 2000 humane en 900 diergeneesmiddelen. Bij herhaalde metingen wordt in elk geval van 5 stoffen een te hoge concentratie gemeten zoals onderstaande figuur laat zien (bron: RIVM rapport, pag 40). In het RIVM rapport is slechts gezocht naar 80 stoffen. Van de overgrote meerderheid van de potentieel gevaarlijke stoffen weten we dus noch de gevaarlijke grenswaarde noch de mate waarin ze voorkomen in het oppervlaktewater. Tegenwoordig kijkt en onderzoekt men dan ook steeds meer naar (verwante)stofsoortgroepen en niet naar individuele stoffen. De gidsstoffen waarop de focus van verwijdering ligt bij PACAS-installatie op Leiden Noord, staan symbool voor bepaalde stofsoort groepen.



Dit kunnen we toch niet alleen oplossen?
Erkend wordt in binnen- en buitenland dat medicijnresten in het oppervlaktewater een groeiend probleem is. Vanuit Europa wordt onderzoek geïnitieerd en gesubsidieerd en ook landelijke overheden houden zich nadrukkelijk met dit onderwerp bezig. In Nederland kennen we een Uitvoeringsprogramma “Ketenaanpak medicijnresten uit water”. https://www.rijksoverheid.nl/binaries/rijksoverheid/documenten/beleidsnotas/2019/02/12/ketenaanpak-medicijnresten-uit-water/NL+Uitvoeringsprogramma+ketenaanpak+medicijnresten.pdf



 

Enkele belangrijke elementen uit dit programma (niet uitputtend, nadere toelichting te lezen in het Uitvoeringsprogramma 2018-2022):

  • Ontwikkelen groene medicijnen
  • Milieu-informatie ontsluiten
  • Milieuclassificatie medicijnen
  • Taskforce röntgencontrastmiddelen
  • Verbetermogelijkheden ziekenhuizen
  • Aanpak vloeibare medicijnen
  • Inzameling medicijnafval
  • Leren door geneesmiddelen te verwijderen op RWZI’s
  • Effecten drinkwatervoorziening
  • Duiding over diergeneesmiddelen


De subsidie die genoemd wordt in de VV-besluitnota wordt ook verleend vanuit dit Uitvoeringsprogramma. Het doel van de Rijksoverheid is om te komen tot een brede aanpak waarin iedereen zijn verantwoordelijkheid neemt. In het programma nemen onder andere deel de farmaceutische industrie, het verbond van Apothekers, de ziekenhuizen, drinkwaterbedrijven en waterschappen.

Hoe is het urgentiebesef gegroeid bij Rijnland?
In 2014 heeft de VV-commissie Voldoende en Gezond Water voor het eerst een besluit genomen, namelijk om de aanpak van geneesmiddelen op te nemen in het WBP5 (14.31464; Geneesmiddelen in het (afval)watersysteem; mogelijke aanpak Rijnland; informatienota voor VV-com V&GW). In het WBP5 is de bestuurlijk ambitie vooral gericht op het doen. Op basis van het voorzorgsprincipe is de ambitie geuit voor het toepassen van end-of-pipe maatregelen op 1 of meer (hotspot)awzi’s. In het MJP is daarvoor € 3,9 mln gereserveerd te besteden in 2019 en 2020.

Ook in het Kijk op Waterkwaliteit-traject zijn geneesmiddelen aan de orde gekomen. In feite is dat een herbevestiging van het WBP-5 spoor voor microverontreinigingen. In de VV van 28 maart 2018 is met de Nota Kijk op Waterkwaliteit ingestemd met de ambitie om op volle kracht werk te maken van het lopende waterkwaliteitsprogramma om zo de
waterkwaliteitsdoelstellingen uit het WBP5 en het coalitieakkoord te bereiken. Specifiek voor de waterketen is hierin opgenomen dat, naast inzet op bronmaatregelen, ook end of pipe maatregelen in de vorm van een aanvullende zuiveringsstap op relevante awzi’s nodig zijn om de belasting van het watersysteem met medicijnresten te verlagen. Deze ambitie is bekrachtigd in de 4 juli 2018 VV met de vaststelling van het MJP, waarin concreet gesproken wordt over het bouwen van een PACAS installatie. Met de behandeling van de programmabegroting 2019, in de VV van 21 november 2018, is besloten tot de realisatie van een full-scale onderzoeksinstallatie voor een extra zuiveringsstap op AWZI Leiden Noord. In 2018 verleent de VV middels nota 18.147783 een voorbereidingskrediet voor de bouw van een PACAS op Leiden Noord.

Waarom is eigenlijk gekozen voor Leiden Noord?
Landelijk is een hotspotanalyse uitgevoerd. Gekeken is daarbij naar concentraties van medicijnresten in het effluent, maar ook welk gebied wordt beïnvloed door het effluent van de AWZI. Er zijn bijvoorbeeld AWZI’s die dichtbij uitmalende boezemgemalen liggen, waardoor de verblijftijd maar het kort is, of AWZI’s waar gewoon minder medicijnen op binnenkomen. Leiden Noord is aangemerkt als hotspot (evenals een aantal andere Rijnlandse AWZI’s) omdat aan beide voorwaarden wordt voldaan. Het water van Leiden Noord heeft grote invloed op de Bollenstreek en de wateren rondom de Kaag. Daar komt bij dat er twee grote ziekenhuizen, Alrijne Leiderdorp en Alrijne Leiden, op deze AWZI lozen. Geprobeerd wordt om ook het LUMC om te zetten naar Leiden Noord (LUMC loost nu nog op Katwijk).

De indruk zou overigens kunnen ontstaan dat ziekenhuizen de grootste bijdrage leveren aan de emissie  van medicijnresten. Dat is niet zo. Landelijk gezien komt maar 10% van alle medicijnresten in het water terecht via ziekenhuizen, 90% komt gewoon uit huishoudens.
In de lijst van stoffen met een waarde boven de grenswaarde staat bijvoorbeeld diclofenac, een vrij verkrijgbare pijnstiller/ontstekingsremmer. Tegelijk is uit wetenschappelijk onderzoek[1] aangetoond dat diclofenac dodelijk is voor gieren, arenden en andere vogels. Maar liefst 99% van de populatie gieren in Zuidoost Azië is bezweken aan nierfalen (meting 2008).

Op veel RWZI’s in Nederland is helemaal geen ziekenhuis aangesloten, en anders over het algemeen maar 1 ziekenhuis. Leiden Noord is in dat opzicht uniek dat we maar liefst drie ziekenhuizen kunnen aansluiten op 1 AWZI. Daarmee kunnen we de effectiviteit in hoge mate testen.

Waarom PACAS en wat is het eigenlijk?
PACAS staat voor Powdered Activated Carbon in Activated Sludge. Dat betekent dat we actief kool doseren in de beluchtingstank. Actief kool is in feite hetzelfde als Norit, wat u kunt gebruiken bij diarree. Het poederkool bestaat uit een zeer poreus materiaal waar allerlei stoffen en bacteriën zich aan binden. Het poederkool vermengt zich met het slib en wordt zo samen met het slib afgevoerd om te worden verbrand bij HVC in Dordrecht. Daarbij worden alle stoffen bij hoge temperatuur geoxideerd en blijven er geen schadelijke restanten over. Omdat in een beluchtingstank maar een bepaalde maximale hoeveelheid slib aanwezig kan zijn, moet een zuivering enige overcapaciteit hebben om een PACAS erbij te plaatsen. Als de zuivering al volbelast wordt, past een PACAS er simpelweg niet meer bij. Awzi leiden Noord heeft deze overcapaciteit.

STOWA heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar deze techniek, in het rapport (voorzien van een samenvatting) kunt u meer diepgaand lezen over deze techniek.

https://www.stowa.nl/sites/default/files/assets/PUBLICATIES/Publicaties%202018/STOWA%202018-02%20Pacas.pdf

Nadeel van de techniek is het gebruik van steenkool, wat niet bepaald bekend staat als duurzame bouwstof. Er wordt gewerkt aan duurzamere alternatieven, onder andere door roostergoed te pyrolyseren, maar tot die alternatieven beschikbaar komen zitten we aan steenkool vast.

PACAS is op dit moment de goedkoopste beschikbare techniek om medicijnresten te verwijderen. Voor geïnteresseerde VV-leden is de SSK-raming beschikbaar bij Bestuursondersteuning. Een nadeel van de PACAS zijn de jaarlijkse exploitatiekosten. Voor elektriciteit, personeel en extra slib rekenen we op ca. €300.000 per jaar. De inkoopkosten voor poederkool zijn moeilijk in te schatten, maar hebben we (conform STOWA-rapport) geschat op €325.000 per jaar. Het onderzoek gaat zich uiteraard ook richten op verdere kostenverlaging.

Zijn er alternatieven?
Er zijn veel technieken op de markt, maar slechts 2 beschouwen wij als levensvatbare, bewezen en betaalbare opties: PACAS en Ozonisatie.

Ozonisatie is het oxideren van verontreinigingen. Hierbij wordt ozon (molecuul O3) toegevoegd aan het water. Omdat er een O-atoom teveel aan het zuurstofmolecuul is gebonden, springt deze makkelijk over naar andere molecuulketens. Deze verontreinigingen “breken” daardoor in stukken uiteen. De gedachte achter deze techniek is dat er onschuldige molecuulketens overblijven.

De wijze van het onschadelijk maken is dus elementair verschillend tussen PACAS en ozonisatie. Bij PACAS worden stoffen verwijderd en verbrand, bij ozonisatie worden ze opgeknipt in kleinere delen. Waar de wetenschappers het nog niet over eens zijn is wat de mogelijk schadelijke effecten zijn van de lozing van dergelijke geknipte stukjes op het waterleven: is het middel erger dan de kwaal?
In Duitsland en Zwitserland wordt dan ook meestal nog een extra filtratiestap (zandfiltratie) toegepast, waardoor de kosten sterk verhoogd worden. Awzi Leiden Noord beschikt al over zandfilters voor extra nutrientenverwijdering maar deze capaciteit moet dan uitgebreid worden.
De kostenopbouw tussen beide systemen is geheel anders. PACAS is relatief goedkoop in aanschaf (investeringskosten), maar kent relatief hoge exploitatiekosten. Bij ozonisatie is het precies andersom: de bouw van een installatie is duur, maar de jaarlijkse kosten zijn lager dan een PACAS van vergelijkbare omvang. Ozonisatie kost gebruikt daarentegen weer veel meer energie dan PACAS.

Om al deze redenen is op Leiden Noord door de VV gekozen voor een PACAS-installatie.

Waarom wordt soms gesproken over medicijnresten en soms over microverontreinigingen?
Met PACAS en ozonisatie wordt in feite een scala aan stoffen verwijderd cq opgeknipt. Een belangrijke groep daarin vormen de medicijnresten, maar er zijn ook andere groepen stoffen. We zullen deze hier kort bespreken:

  • Gewasbeschermingsmiddelen. Jaarlijks komt zo’n 17.000 kilo aan gewasbeschermingsmiddelen in het aquatisch milieu terecht (grotendeels via afspoeling landbouw). Van deze stoffen zijn over het algemeen de gevaargrenswaarden (PNEC) goed bekend. Deze middelen worden door beide technieken WEL bestreden.
     
  • PFAS (o.a. GenX, PFOA en PFOS). Deze stoffen staan sinds kort in de belangstelling. Het RIVM heeft tijdelijke grenswaarden vastgesteld, ook voor grondwater. Helaas is over deze stoffen nog veel onbekend. Met name is voor water een grenswaarde afgegeven voor de stof HFPO-DA (2,3,3,3-tetrafluor-2-(heptafluoropropoxy) propaanzuur, of FRD902/FRD903). Naar verwachting zal PACAS deze stoffen wel bestrijden, ozonisatie lijkt deze stoffen weinig te doen.
     
  • Microplastics. Plastic kennen we allemaal wel. Maar wist u dat veel producten zoals zeep, shampoo, conditioner en lippenstift voor een groot deel bestaan uit piepkleine plastic bolletjes, de zogenaamde microplastics? De Plastic Soup Foundation heeft maar liefst 550 polymeren geïnventariseerd die in producten voorkomen. Bij onderzoek worden deze deeltjes overal in het lichaam teruggevonden, in nieren, lever, milt, etc. De toxiciteit is nog niet vast komen te staan. De plastics binden zich vooral het slib (literatuur spreekt over 90%) en worden daardoor vooral  via de slibverbranding verwijderd. Beide technieken, PACAS en ozonisatie hebben GEEN effect op de aanwezigheid van microplastics.


 

[1] Oaks JL, Gilbert M, Virani MZ, Watson RT, Meteyer CU, Rideout BA, Shivaprasad HL, Ahmed S, Chaudhry MJ, Arshad M, Mahmood S, Ali A, Khan AA (2004) . Diclofenac residues as the cause of vulture population decline in Pakistan. Nature 427 (6975): 630–3 . PMID14745453DOI10.1038/nature02317.
 

Afbeeldingen

0  reacties

Cookie-instellingen
Cookie-instellingen sluiten

Cookie-instellingen

Deze website maakt gebruik van cookies. Lees meer over cookies in onze cookieverklaring.


Deze cookies verzamelen nooit persoonsgegevens en zijn noodzakelijk voor het functioneren van de website.

Deze cookies verzamelen gegevens zodat we inzicht krijgen in het gebruik en deze website verder kunnen verbeteren.

Deze cookies zijn van aanbieders van externe content op deze website. Denk aan film, marketing- en/of tracking cookies.