Sitech en AQZ identificeren samen onbekende stoffen

Achtergrond
Chemelot is een 800 hectare groot industrieterrein in Zuid-Limburg. Het is de thuishaven van ruim 50 fabrieken van verschillende bedrijven. Sitech transporteert het afvalwater van de fabrieken via een rioleringsstelsel van ongeveer 290 kilometer naar de integrale biologische afvalwaterzuiveringsinstallatie (IAZI).

Daar vindt biologische zuivering plaats, waarna het effluent via de zijtak Ur op de Grensmaas wordt geloosd. Het afvalwater wordt 24/7 gecontroleerd. Ger Notermans begeleidt, samen met twee collega’s, de afvalwateranalyses en ziet erop toe dat aan de eisen van de lozingsvergunning wordt voldaan. Voor de analyse en identificatie van onbekende stoffen heeft Sitech samenwerking gezocht met AQZ. Ger Notermans legt uit hoe het speuren naar sporen van deze onbekende stoffen in zijn werk gaat.

Welke informatie is belangrijk voor Sitech?
“Het gaat om informatie die nodig is om te kunnen voldoen aan voorschriften in de lozingsvergunning. In december 2020 hebben we een nieuwe vergunning gekregen in het kader van de Waterwet. De Waterwetvergunning van Sitech dient als een pilot voor heel Nederland.

De vergunning is enerzijds gebaseerd op een lijst van bekende stoffen die door de fabrieken worden gebruikt. Voor deze bekende stoffen zijn maximale concentraties voorgeschreven, waaraan het afvalwater moet voldoen. De gerichte doelstofanalyses die daarvoor nodig zijn, gebeuren door de laboratoria op het terrein van Chemelot.

Daarnaast vraagt de vergunning ook om inzicht in ‘opkomende stoffen’ in het effluent. Om te weten of er ook daadwerkelijk zulke onbekende stoffen in het effluent aanwezig zijn, laten we een non-target screening van polaire stoffen uitvoeren. Daarvoor werken we samen met de experts van AQZ.”

Waarom moeten jullie zulke onbekende stoffen ontmaskeren?
“We hebben die informatie nodig om te kunnen bepalen of de lozing mogelijk een negatief effect heeft op de Maas of op de uiteindelijke drinkwatervoorziening. Een onbekende stof kan immers een toxische stof zijn, dan is er een probleem. Maar het kan natuurlijk ook een stof zijn die minder relevant is. We willen eventuele negatieve effecten uitsluiten, zowel voor de waterinname van de drinkwaterbedrijven als voor de ecologie.”

AQZ voert de non-target screening uit voor Sitech. Welk voordeel levert dat op?
“In eerste instantie hadden we het idee om de screening te laten uitvoeren door de laboratoria op de Chemelot-site. Maar in dat geval weten we niet zeker of we wel goed aansluiten bij de methodes en werkwijze die de drinkwaterbedrijven gebruiken. Synergie is belangrijk zodat we snel en makkelijk met hen kunnen communiceren als er iets aan de hand is.

Omdat de drinkwaterbedrijven aan de Maas hun analyses laten uitvoeren bij AQZ, hebben we daar ook voor gekozen. We kennen AQZ en we kennen de mensen die voor ons de analyses doen.”

Hoe gaat de samenwerking praktisch gezien in zijn werk?
“De vergunning schrijft een wekelijkse meting van het effluent voor. Het effluent van de IAZI, dat op het oppervlaktewater wordt geloosd, wordt dagelijks bemonsterd. Deze dag-monsters mengen we vervolgens voor de hele week. Een deel analyseren we zelf (doelstofanalyses), en een ander deel van de mengmonsters bieden we elke week aan bij AQZ voor de non-target screening.

AQZ rapporteert ons vervolgens alle onbekende componenten die ze aantreffen. Daar hangen ze ook unieke codes aan. De screening werkt met zowel positieve als negatieve ionisatie via de QTOF.”

Wat blijkt uit de screeningsresultaten tot nu toe?
“Sinds 2021 zijn er inderdaad onbekende componenten aangetoond in het effluent. Daarover is ook gecommuniceerd met het bevoegde gezag. De meeste onbekende componenten komen echter maar heel af en toe voor, en vaak in zeer lage concentraties.

De vergunning schrijft ons voor dat, als een onbekende stof meer dan vier keer in het effluent wordt aangetroffen in een concentratie boven de 2,2 µg/l (wat overeenkomt met 0,1 µg/l in het oppervlaktewater), dat we dat melden aan het bevoegde gezag. Daarbij hoort dan ook een plan van aanpak om de onbekende stof te identificeren. Tot nu toe zijn er vijf onbekende stoffen succesvol geïdentificeerd.”

Wat komt er kijken bij het identificeren van die onbekende stoffen?
“Het identificeren van een onbekende stof is heel complex. Voor we dat traject ingaan, proberen we eerst nog te achterhalen of we de onbekende stof ook in het influent van de waterzuivering aantreffen.

In dat geval zouden we immers kunnen proberen om de herkomst van de stof op te sporen bij een van de fabrieken. Daarnaast controleren we periodiek het Maaswater dat de bedrijven op de Chemelot-site innemen, want daar zitten immers ook onbekende stoffen in.

Op de Chemelot-site nemen we vervolgens monsters van de hoofdriolen en van fabrieken die veel afvalwater lozen. Er zijn momenteel ongeveer 100 monsters in behandeling bij AQZ om te achterhalen van welke fabriek een onbekende stof afkomstig kan zijn. Zodra we de herkomst weten, kunnen we nagaan of de stof voor de fabriek zelf een bekende stof is.

Als de stof niet wordt aangetroffen in het influent van de IAZI, wordt de stof gevormd tijdens het biologische zuiveringsproces. In dat geval starten we een identificatietraject op. Daarover gaan we dan in overleg met de deskundigen van AQZ. Zij hebben voor ons een belangrijke adviesrol.”

Waarom is het zo’n uitdaging?
“De gezamenlijke speurtocht begint met de vraag: zien we grote moleculen of brokstukken van moleculen? Met speciale programma’s kunnen we vervolgens een kansberekening uitvoeren. De meest waarschijnlijke componenten proberen we vervolgens in zuivere vorm te bestellen. Daarna kunnen we de stof vergelijken (spiken) en vaststellen of het al dan niet die vermoedelijke stof is.

Op voorhand is het dus niet duidelijk of elke onbekende component binnen een van tevoren aangegeven termijn te identificeren is. Het gaat immers om unieke werkprocessen. Daardoor wordt het hele identificatieproces weleens onderschat. Bij Sitech ervaren we dan ook een behoorlijke tijdsdruk, vooral omdat het bevoegde gezag ons vanwege de vergunning vraagt naar de resultaten. Deze manier van werken is voor ons allemaal nieuw. Sitech en AQZ zijn hierin echt pioniers.”