Je leest:

Ons dagelijks (afval)water

Ons dagelijks (afval)water

Auteur: | 12 juni 2018
iStockphoto

Meer dan 99 procent van al het huishoudelijk afvalwater komt in de rioolzuivering terecht. Dit mengsel van duizenden verschillende stoffen wordt in waterzuiveringen afgebroken zodat het voldoet aan de eisen voor lozing op het oppervlaktewater.

Gemiddelddrinkwaterverbruik
Gemiddeld drinkwaterverbruik door Nederlandse huishoudens, in de jaren 1995 tot en met 2013, in liter per persoon per dag.
Sittrop Grafisch Realisatie Bureau, Nijmegen
Drinkwaterverbruik2
Gemiddeld drinkwaterverbruik door Nederlandse huishoudens in liter per persoon per dag.
Sittrop Grafisch Realisatie Bureau, Nijmegen

In grote delen van de wereld, zoals in Afrika, Azië en het Midden-Oosten, is sprake van een enorm gebrek aan schoon water. Dit probleem is inmiddels zo urgent geworden dat het de komende decennia wel eens aanleiding zou kunnen zijn voor grootschalige migratie van waterarme naar waterrijke gebieden.

In Nederland mogen we ons gelukkig prijzen dat we altijd en overal de beschikking hebben over voldoende drinkwater. Althans, dat lijkt zo. Sommige industriële grootverbruikers nemen nu al drastische maatregelen voor waterbesparing en hergebruik zodat ze ook in de nabije toekomst verzekerd zijn van voldoende water. Een bekend voorbeeld is het chemische bedrijf Dow dat het afvalwater van de inwoners van Terneuzen zuivert tot een kwaliteit die geschikt is als koelwater. In feite wordt het drinkwater in Terneuzen dus tweemaal gebruikt: eerst door huishoudens en vervolgens door Dow.

Minder drinkwaterverbruik

Nederlands drinkwater is van zeer hoge kwaliteit. Het kost, afhankelijk van woonplaats, € 0,8-1,5 per kubieke meter (inclusief belasting). Het drinkwater wordt gemaakt uit oppervlakte- of grondwater. Hiervoor gebruiken de drinkwaterbedrijven naast diverse chemicaliën behoorlijk wat primaire energie, wat overeenkomt met 2-3 procent van wat de gemiddelde Nederlander per jaar thuis aan elektriciteit verbruikt (circa 1.000 kWh). Dus door minder water te verbruiken, besparen we ook energie.

Het is dan ook goed om te constateren dat het gemiddelde waterverbruik door huishoudens een dalende trend laat zien met een afname van 13 procent tussen 1995 en 2013 van 137 naar 119 liter per persoon per dag. Dit komt vooral door de invoering van waterzuinige toiletten en wasmachines. Helaas is in dezelfde tijdsperiode het douchewaterverbruik met maar liefst 34 procent gestegen doordat we steeds ‘comfortabeler’ en langer douchen. Dit is een ongewenste ontwikkeling omdat bij de opwarming van al dat water veel energie wordt verbruikt en het warme water vervolgens via het afvoerputje verloren gaat. Overigens zijn er warmtewisselaars op de markt die een deel van deze warmte kunnen terugwinnen, maar die zijn voor de meeste mensen (nog) onbetaalbaar. In Raalte heeft men een leuke oplossing bedacht. Ze gebruiken de restwarmte van rioolwater om het plaatselijke zwembad mee te verwarmen.

Zwart, grijs en hemelwater

Drinkwater verandert in afvalwater omdat we bij onze dagelijkse activiteiten allerlei verontreinigingen aan het water toevoegen. Bij het spoelen van het toilet ontstaat veruit de meeste vervuiling, reden om toiletwater ook wel zwart water te noemen. Ook het douchewater en het water van de wasmachine zijn vervuild met de verschillende chemicaliën die in tandpasta, shampoos, crèmes en wasmiddelen verwerkt zijn. Alle vormen van afvalwater anders dan het toiletwater worden samen ook wel grijs water genoemd. Alhoewel er meer grijs dan zwart water wordt geproduceerd, ongeveer 70 procent van het totale waterverbruik, is de vervuilingsgraad van het grijze water veel lager.

Zwart en grijs water komen samen in het riool terecht en mengen daar met hemelwater. Overigens leggen steeds meer gemeenten gescheiden rioolstelsels aan waarin het vieze afvalwater en schone hemelwater apart worden opgevangen. Het afvalwater gaat dan naar een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi), terwijl het schone hemelwater rechtstreeks naar de plaatselijke gracht of sloot stroomt.

In Nederland wordt gelukkig sinds de jaren 70 van de vorige eeuw meer dan 99 procent van al het huishoudelijk afvalwater ingezameld met riolen en drastisch gezuiverd. Hierdoor zijn afvalwater gerelateerde ziekten uitgebannen en is de kwaliteit van het oppervlaktewater met grote sprongen vooruit gegaan. Mede doordat de Europese wetgeving ook de landen stroomopwaarts verplicht hun afvalwater te zuiveren, zwemmen er tegenwoordig zelfs weer zalmen in de Rijn.

Samenstelling afvalwater

Huishoudelijk afvalwater bestaat uit een mengsel van duizenden stoffen. Deze verschillen niet alleen in de concentratie waarin ze aanwezig zijn, maar ook in hun (biologische) afbreekbaarheid en hun effect op het (aquatische) milieu. Het is onmogelijk om van elke individuele stof de concentratie in afvalwater te meten. Om toch een indicatie te krijgen van de mate van verontreiniging worden een aantal wettelijk verplichte, relatief eenvoudige laboratoriummetingen gebruikt. De belangrijkste metingen hebben betrekking op (biologische afbreekbare) organische stoffen ©, stikstof (N) en fosfor (P).

Het totaal aan biologisch afbreekbare organische verbindingen wordt uitgedrukt als het zogenaamde biochemische zuurstofverbruik (BZV, de hoeveelheid zuurstof die nodig is voor de afbraak van biologisch afbreekbare organische stoffen in water door micro-organismen). Tijdens de meting wordt nagebootst wat er zonder zuivering in het aquatische milieu met deze stoffen gebeurt. Hiertoe wordt afvalwater onder zuurstofrijke omstandigheden in contact gebracht met bacteriën die de organische stoffen naar kooldioxide en water omzetten. Hoe meer zuurstof de bacteriën hierbij verbruiken, hoe sterker de vervuilingsgraad.

Somparameters
Typische concentraties in mg per liter van de somparameters BZV, stikstof en fosfor in huishoudelijk afvalwater en de lozingseis waaraan ze moeten voldoen.
Sittrop Grafisch Realisatie Bureau, Nijmegen
Samenstellingrioolwater
Rioolwater bestaat voor meer dan de helft uit hemelwater en rioolvreemd water, dat is voornamelijk grondwater dat de riolering binnendringt. Een derde is overig huishoudelijk water van bad, douche en keuken. Onze uitwerpselen zijn maar een heel kleine fractie van het toiletspoelwater.
Sittrop Grafisch Realisatie Bureau, Nijmegen

Stikstof en fosfor worden beschouwd als verontreinigende meststoffen die overmatige groei van algen en cyanobacteriën kunnen veroorzaken, ook wel eutrofiëring genoemd. In de zomermaanden is dit goed zichtbaar als groene drab die op kanalen en grachten drijft. Overigens draagt ook overbemesting door de landbouwsector bij aan eutrofiëring omdat de overtollige meststoffen naar het oppervlaktewater uitspoelen. Algen en cyanobacteriën gebruiken zonlicht als hun energiebron en nemen kooldioxide op om nieuwe cellen van te maken. Wanneer al die algen afsterven komen grote hoeveelheden organische stof vrij die weer de ongewenste zuurstofloze condities in het oppervlaktewater veroorzaken. Een bijkomend probleem is dat bepaalde cyanobacteriën (blauwalgen), die zich in de zomermaanden sterk profileren, voor de mens zeer giftige stoffen (toxines) produceren. Het komt regelmatig voor dat er dan een tijdelijk zwemverbod wordt ingesteld.

Waterkleuren

Zwart water is gemengd toiletspoelwater met voornamelijk uitwerpselen: urine, poep en toiletpapier. Daarin zit veel organische stof, meststoffen, medicijnresten, hormonen en ziekteverwekkende bacteriën. Doordat het vervuilde water gaat rotten zal het na enige tijd een zwarte kleur krijgen. Per persoon produceren we per dag 1,5 liter urine en poep die met gemiddeld 35 liter water wordt weggespoeld.

Grijs water is al het huishoudelijk afvalwater dat niet afkomstig is van het toilet zoals bijvoorbeeld het water van bad, douche, keuken en (afwas)wasmachine. Door de zeepresten krijgt het uiteindelijk een grijskleur.

Blauw water is hemel- ofwel regenwater. Dit wordt gezien als schoon water omdat het zonder al te veel maatregelen (afhankelijk van de herkomst) geloosd kan worden op het oppervlaktewater. Het kan ook direct naar sloten, kanalen en rivieren stromen of gebruikt worden voor het doorspoelen van de wc of besproeien van de tuin.

Bruin water is het toiletspoelwater met alleen fecaliën in scheidingstoiletten. Per jaar produceert een mens ongeveer 40 kg poep. Poep bevat voornamelijk organische stof en aanzienlijke hoeveelheden bacteriën; verder nog een beetje fosfaat, zink, koper, stikstof en restanten en afbraakproducten van medicijnen.

Geel water is het toiletspoelwater met alleen urine. Urine bevat de nutriënten stikstof en fosfaat in een relatief geconcentreerde vorm. Daarnaast zitten er hormonen en medicijnresten in. Een mens produceert ongeveer 4 kg stikstof en 300 g fosfaat per jaar. Alle Nederlanders samen plassen per jaar dus 64.000 ton stikstof en 4.700 ton fosfaat uit. Dat is ongeveer een tiende van de totale stikstof- en fosfaatbehoefte van de Nederlandse landbouw.

Lozingseisen

Huishoudelijk afvalwater mag pas op oppervlaktewater geloosd worden als de concentraties BZV, stikstof en fosfor aan (wettelijke) lozingseisen voldoen. Hiermee is het voor de waterschappen, die verantwoordelijk zijn voor de zuivering van het afvalwater, eenduidig hoe grondig ze het afvalwater moeten zuiveren.

Overigens zijn deze lozingseisen niet overal hetzelfde. Volgens de Europese wetgeving, vastgelegd in de zogenaamde Kaderrichtlijn Water (KRW), moet oppervlaktewater voldoen aan bepaalde minimale ecologische en chemische eisen. Dit kan aanleiding zijn om de lozingseisen verder aan te scherpen. Bovendien kan de nationale en lokale overheid het aantal eisen waaraan moet worden voldaan, uitbreiden. Als een rwzi zijn gezuiverde afvalwater rechtstreeks op recreatief water loost, de Randmeren bijvoorbeeld, dan mag het geloosde water niet meer dan 900 en 300 zogenaamde kolonievormende eenheden per 100 milliliter bevatten van de fecale bacteriën Escherichia coli en Enterococci. Dit betekent soms dat een extra zuiveringsstap nodig is waarin het water wordt gedesinfecteerd met technieken als oxidatie door ozon, chloorbehandeling of ultraviolette straling.

De concentraties organische stof, stikstof en fosfor in rioolwater zijn eigenlijk niet zo hoog, het gaat slechts om milligrammen per liter. Toch is de potentiële vervuiling enorm, eenvoudigweg omdat we zoveel afvalwater produceren.

Microverontreinigingen

Naast deze ‘bulk’-verontreinigingen bevat afvalwater ook stoffen die aanwezig zijn in nog lagere concentraties, vaak microgrammen, nanogrammen of picogrammen per liter. Het gaat om stoffen zoals medicijnen (antibiotica, de pil, bloeddrukverlagers), afbraakproducten van deze medicijnen, hormonen die via urine in afvalwater terechtkomen, wasmiddelen en stoffen die in persoonlijke verzorgingsproducten voorkomen zoals antibacteriële stoffen, chemische UV-filters en microplastics. Deze laatste groep stoffen komt vooral in grijs water voor.

Alhoewel deze zogenaamde microverontreinigingen (nog) niet specifiek in de wetgeving zijn opgenomen, staan ze momenteel wel in het middelpunt van de belangstelling. In rwzi’s worden ze niet of nauwelijks verwijderd en in het aquatische milieu kunnen ze, soms in combinatie met soortgelijke stoffen, allerlei negatieve effecten veroorzaken. Zo is een relatie aangetoond tussen vrouwelijke hormonen (oestrogenen) die in ‘de pil’ zitten en geslachtsveranderingen bij vissen. Een ander voorbeeld is het antidepressivum Prozac waarvan is aangetoond dat het de voortplanting van zoetwatermosselen remt.

Het is de verwachting dat op langere termijn wel regelgeving voor de lozing van microverontreinigingen zal komen, alhoewel het erg lastig is om een oorzakelijk verband aan te tonen tussen hun aanwezigheid en een negatief effect op het aquatische ecosysteem. In Zwitserland heeft men inmiddels besloten hier niet langer op te wachten en rwzi’s alvast uit te breiden met extra zuiveringsstappen waarmee microverontreinigingen worden verwijderd, zoals oxidatie met ozon en adsorptie aan actieve koolfilters.

Rioolwater spreekt boekdelen

Huishoudelijk afvalwater bevat een mengsel van chemische stoffen waaronder allerlei stoffen die door het menselijk lichaam zijn uitgescheiden als gevolg van consumptie of blootstelling eraan. Daar zitten drugs en afbraakproducten bij, maar ook bijvoorbeeld stoffen die in het lichaam als gevolg van ziekte kunnen ontstaan.

Meting van de concentraties van deze stoffen in het rioolwater voordat deze een rioolwaterzuiveringsinstallatie (rwzi) binnenkomen, levert waardevolle informatie over de hoeveelheid en het soort stoffen waaraan de bevolking is blootgesteld. Dat kan ook heel lokaal. Zo zijn riool­watermetingen recentelijk gebruikt om de consumptie van alcohol, nicotine, (illegale) geneesmiddelen en doping door amateur­atleten te schatten.

Sinds een jaar of zeven zijn rioolwatermetingen gebruikt om het drugsgebruik in grote en kleine steden in Nederland en Europa in kaart te brengen. Dat gebeurt door gemiddelde concentraties gedurende 24 uur te meten en te vermenigvuldigen met de hoeveelheid rioolwater die gedurende die tijd naar de rwzi wordt aangevoerd. Deze gegevens worden inmiddels jaarlijks door het Europees waarnemingscentrum voor drugs en drugsverslaving (EMCDDA) op het internet geplaatst om de verspreiding in Europa en regionale verschillen in kaart te brengen.

Amfetaminemdmarioolwater
Hoeveelheden amfetamine (links) en ectasy (MDMA) (rechts) gemeten in het rioolwater van Europese steden in 2017. In Nederland wordt gemeten in Amsterdam, Utrecht en Eindhoven om zo het drugsgebruik in kaart te brengen.
Europees waarnemingscentrum voor drugs en drugsverslaving (EMCDDA), 1995-2018

Soms worden restanten van drugs ook rechtstreeks in het riool geloosd, bijvoorbeeld wanneer illegale productielaboratoria van drugs hun afval opruimen (daar zitten altijd restanten van het product zelf bij), of wanneer drugsproducenten vermoeden dat een politie-inval op handen is. In Nederland zijn directe lozingen in rioolwater van ecstasy en amfetamine regelmatig aangetoond. Het is met speciale meettechnieken mogelijk om rechtstreeks geloosde drugs te onderscheiden van drugs die door het lichaam zijn uitgescheiden.

De aanwezigheid van (grote hoeveelheden) drugsafval in het rioolwater kan de zuiveringsefficiëntie van een rwzi beïnvloeden. Bovendien kunnen drugs die slecht verwijderd worden in rwzi’s in het ontvangende oppervlaktewater terechtkomen. Het is nog niet bekend wat voor invloed dat op het waterleven kan hebben.

In dit filmpje van NOS op 3 zie je hoe je met behulp van rioolwater drugsgebruik kunt aantonen.

Pim de Voogt

Lees het volgende artikel van het thema ‘Afvalwater’

Dit artikel is een publicatie van Stichting Biowetenschappen en Maatschappij.
© Stichting Biowetenschappen en Maatschappij, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 juni 2018

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.