ONGEWENST AANWEZIGE GENEESMIDDELEN

Diverse technieken voor het meten en verwijderen van medicijnresten uit het water

Medicijnresten horen niet in het oppervlakte- of drinkwater, dat is de meeste mensen in West-Europa wel duidelijk, maar het grootschalig meten en verwijderen ervan werd tot voor kort als te kostbaar en onpraktisch gezien. Inmiddels zijn er in Nederland veelbelovende proefprojecten opgestart, waarbij zowel de waterschappen als universiteiten en bedrijven zijn betrokken. Een gesprek met Nadine Boelee (Technology Engineer R&D, Nijhuis Industries) en Steven Nieuwboer (Marketing Officer Nijhuis Industries).

 

VANWAAR DIE GROEIENDE AANDACHT?

Lang voelden biologen en ecologen die waarschuwden voor medicijnresten in het oppervlaktewater zich roependen in de woestijn. Uit laboratoriumonderzoek was wel gebleken dat geneesmiddelen effecten kunnen hebben op waterorganismen - zo kunnen pijnstillers weefselschade veroorzaken bij vissen, kunnen anticonceptiemiddelen zorgen voor geslachtsverandering bij vissen en kan het gedrag van kleine waterkreeftjes en vissen veranderen door antipsychotica. Maar van gericht onderzoek naar en maatregelen voor het reinigen van afvalwater kwam maar weinig. In 2018 is daar verandering in gekomen. Minister van Nieuwenhuizen maakte toen een bedrag van 30 miljoen euro vrij voor het testen van nieuwe zuiveringstechnieken in zuiveringsinstallaties.

“Er is niet een techniek die voor alle medicijnresten kan worden gebruikt. Er zijn allerlei combinaties mogelijk. Het uiteindelijke doel is meer dan 70% verwijdering”

 

Nadine Boelee: “De groeiende aandacht heeft allerlei redenen. Om te beginnen worden de eisen mogelijk strenger - in 2027 zal worden besloten of nieuwe Europese regelgeving m.b.t de waterkwaliteit nodig is. Bovendien wordt de bevolking steeds ouder, en daardoor worden er ook steeds meer medicijnen gebruikt. Jaarlijks belandt er nu wel 140.000 kilo medicijnresten in ons water. Helaas was het aantonen en meten ervan moeilijk en duur: het gaat om heel lage concentraties. Gelukkig zijn de meettechnieken de laatste jaren goedkoper en beter geworden, doordat we veel lagere concentraties kunnen meten." 

Steven Nieuwboer vult aan: “Die hangen af van de effecten van ieder stofje op mens, dier en onze leefomgeving, en die effecten (korte en lange termijn) zijn vaak nog niet goed genoeg bekend. De meeste metingen wijzen uit dat de concentraties die op het moment in het oppervlakte- en drinkwater voorkomen, voor de mens geen gevaar opleveren. Maar veel weten we gewoon nog niet."

 

 

HOE MEET JE DIE STOFFEN DAN?

“Met behulp van LC MS, een combinatie van vloeistofchromatografie met massaspectrometrie, en dat moet dus in het laboratorium worden gedaan. Het gaat om een flink aantal sterk verschillende stoffen: van antibiotica en pijnstillers tot contrastvloeistoffen voor röntgenonderzoek. Er is nu een lijst in Nederland die elf gidsstoffen omvat (zie kader, red.). Die fungeren als gidsparameters voor het hele gamma: het idee is dat er van elk type medicijn één of twee op de meetlijst staan. Men is nog bezig met het ontwikkelen van parameters en standaarden op dit gebied."

 

11 GIDSSTOFFEN ALS PARAMETERS 

Lijst van gidsstoffen die representatief zijn voor medicijnresten, corrosieremmers etc. in afvalwater:

• Benzotriazool, corrosieremmer, matig oplosbaar in water
• Clarithromycine, antibioticum
• Carbamazepine, medicijn tegen o.m. epilepsie
• Diclofenac, ontstekingsremmer / pijnstiller
• Metoprolol, medicijn tegen o.m. hoge bloeddruk
• Hydrochloorthiazide, medicijn tegen o.m. hoge bloeddruk
• Mengsel van 4- en 5-methylbenzotriazool, vliegtuigontijzing
• Propanolol, beta-blokker, medicijn tegen hoge bloeddruk
• Sotalol, beta-blokker
• Sulphamethoxazol, antibioticum
• Trimethoprim, antibioticum

 

NABEHANDELINGSTECHNIEKEN

Globaal gezien zijn er drie methoden om medicijnresten uit afvalwater te verwijderen. Het gaat om technieken die medicijnresten scheiden (filtratietechnieken), afbreken (ozon, uv) of binden (actief kool). Ze verschillen van elkaar in hanteerbaarheid, verwijderingsrendement en kosten.

Ook de totale hoeveelheid energie (GER, Gross Energy Requirement) die met het gebruik is gemoeid loopt behoorlijk uiteen. Tot slot is ook belangrijk welke en hoeveel afbraakproducten er overblijven en of er nog positieve of negatieve neveneffecten van de nabehandeling zijn, zoals het afbreken van (resistente) ziekteverwekkers.

AAN DE BRON OF IN HET GROOT

Steven Nieuwboer: “Daarnaast is er nog een verschil tussen verwijdering aan de bron (gescheiden inzameling van urine, reiniging van afvalwater van ziekenhuizen en dergelijke) en het nabehandelen van communaal afvalwater. Bij het eerste zijn de concentraties natuurlijk veel hoger en kun je je gemakkelijker op specifieke stoffen richten. Nijhuis Industries is zowel betrokken bij decentrale pilotprojecten aan de bron (zoals het UVO3-project in Winterswijk) als bij het behandelen van afvalwater bij een rioolwaterzuivering (Waterschap Aa en Maas). Bij het laatste gebruiken we alleen ozon, in Winterswijk een combinatie van ozon en uv."

GEEN WONDERMIDDEL

Steven en Nadine vertellen dat het de grote verscheidenheid aan stoffen is, die verschillende technieken nodig maakt. Zo komen in het afvalwater van ziekenhuizen veel (geïoniseerde) contrastvloeistoffen voor, die gebruikt worden voor röntgenonderzoek. “Daar zit vaak een joodverbinding in, waardoor ze moeilijk zijn af te breken. Het kost gewoon heel veel energie. Daarom gebruiken we bij het Streekziekenhuis Koningin Beatrix in Winterswijk een combinatie van ozon en uv. De resulterende stoffen kunnen dan meestal veel gemakkelijker biologisch worden afgebroken in een conventionele waterzuiveringsinstallatie (in dit geval zal dat de waterzuivering van Winterswijk zijn)."

COMBINATIES

“Maar," zegt ze, “er zijn allerlei combinaties mogelijk. Er is niet één techniek die voor alle medicijnresten kan worden gebruikt. Ozon wordt vaak in combinatie met actieve kool gebruikt, al moet je dan de geadsorbeerde stoffen toch ook weer verwerken. Gebruik je uv in combinatie met peroxides, dan moet je het effluent weer neutraliseren. Het uiteindelijke doel is meer dan 70% verwijdering, berekend als gemiddelde van de zuiveringsrendementen van 7 (van de in totaal 11) afzonderlijke gidsstoffen."

PROEFCONTAINER

Een essentieel onderdeel van de proefprojecten is dan ook de analyse van de restproducten. Zo onderzoekt de pilotcontainer voor Winterswijk - die door Nijhuis Industries uit Doetinchem is gebouwd - het geïntegreerde gebruik van ozon en uv (UVO3) in een gesloten systeem dat bij het ziekenhuis wordt geplaatst. De container zal van januari tot september 2019 op locatie staan en wordt door het bedrijf vanuit haar hoofdkantoor in Doetinchem gemonitord. Indien nodig kan het hele systeem ook op afstand worden bediend. De proef moet doorslaggevende gegevens over de effectiviteit en rendabiliteit van decentraal zuiveren opleveren, op basis waarvan een volwaardige oplossing voor al het afvalwater van het ziekenhuis kan worden ontworpen.

AA EN MAAS

Bij Aa en Maas gaat het om het opzetten van een proefinstallatie op de RWZI in Aarle-Rixtel, een van de grootste in de regio.

“Er wordt getest hoe het gebruik van ozon op zo'n schaal uitpakt. Niet alleen welk deel van welke stoffen wordt afgebroken, maar ook wat voor resten er overblijven, hun afbreekbaarheid en ecotoxiciteit. Het ozon wordt in het afvalwater geïnjecteerd in hoeveelheden van 1 g per gram DOC (Dissolved Organic Carbon) en dat vertaalt zich weer in 10 mg per liter, die orde van grootte. Het mooie van ozon is natuurlijk dat het gewoon vervalt tot zuurstof, en daarachter zit dan weer een gewone biologische stap."

ROL

De functie van Nijhuis Industries is bij elk project verschillend. In Winterswijk zijn ze verantwoordelijk voor het proces als geheel: waterbehandeling, controle, testen en alles wat daarbij komt. De uv-technologie is afkomstig van Van Remmen UV Technology.

Bij Aa en Maas functioneert Nijhuis vooral als leverancier van de installatie en de techniek. Opvallend is dat het bedrijf zoveel mogelijk in eigen hand houdt: de installaties worden vrijwel compleet in eigen huis ontworpen en gebouwd - van opslagtanks tot schakelpanelen. “Dat maakt ons snel, flexibel en praktijkgericht," zegt Steven. “De lijntjes van onderzoek naar ontwerp en uitvoering zijn heel kort. Dat helpt als je werkt in een sector die volop in ontwikkeling is."