Onderzoek: hoe gif-etende bacteriën studentenhotspot Griftpark kunnen zuiveren

Een tien meter hoge boormachine naast de vijver van het Griftpark wordt even na twaalven opgestart. Meerkoetjes en eenden kijken wantrouwend om als het gevaarte begint te ronken. “Er bestaan maar zes van deze machines en dit is de enige in Europa,” zegt onderzoeker Suzanne Faber. Samen met haar collega Lisanne Keijzer kijkt ze deze woensdag in november vanachter een hek toe hoe de boormachine een nieuwe buis vastkoppelt aan de buizen die al in de grond zitten. De machine trilt het geheel dieper de bodem in waarna met een dunnere buizenreeks een bodemmonster wordt genomen. Het koppelen en trillen van de buizen stopt pas als een diepte van 65 meter is bereikt.

Suzanne Faber en Lisanne Keijzer zijn beiden aan het promoveren. De eerste doet bij de Universiteit Utrecht onderzoek naar de bodemopbouw en het grondwater in het park. Keijzer is voor haar promotie in Wageningen vooral geïnteresseerd in de vuil-etende bacteriën die in het grondwater van het park zijn aangetroffen. Ze wachten geduldig op het moment dat het bodemmonster aan de oppervlakte komt. De teerlucht die vrij kwam bij de twee boringen van vorige week, is nu niet te ruiken. “Vervuilde grond geeft die typische geur. Op deze locatie valt de vervuiling dus mee,” verklaart Suzanne Faber. Bij een eerdere boring naast de Griftheuvel bleek de grond juist zo vuil dat ze het boren hebben gestaakt. Ze wilden het vuil niet dieper de grond in boren.

Een doos vol gif
Het Griftpark is niet altijd een geschikte picknicklocatie geweest. Tot de jaren zeventig stonden hier de Gemeentelijke Gasfabriek, stortplaats de Vaalt en verscheidene fabrieken. Na de sloop werd het terrein op aandrang van de omwonenden omgebouwd tot een park. Bij de aanleg van het park rond 1980 bleek men op steeds grotere hoeveelheden steenkoolteer en andere giftige stoffen te stoten. Een kinderspeelplaats en een enkel bruggetje waren al aangelegd toen werd besloten het park te sluiten en te saneren. De teer, een bijproduct van de gasfabriek, zat tot 35 meter diep in de grond en vervuilde het grondwater. Afgraven bleek te duur dus besloot de provincie de gifgrond te isoleren. Het is een van de duurste gif affaires in Nederland.

De Gemeentelijke Gasfabriek aan de Blauwkapelseweg werd in de jaren zeventig gesloopt. Foto: F.F. van der Werf, 1960  / collectie Het Utrechts Archief

Het verontreinigde terrein werd ingepakt met een 65 meter diepe schermwand. Hierdoor wordt de grond rondom het park van het vuile grondwater beschermt. Bovenop de gifgrond ligt een ‘deksel’ van anderhalve meter dik, bestaande uit grind, anti-worteldoek en schone teelaarde. Een groter probleem bleek de ‘bodem’ van de doos. Deze bestaat uit zogeheten kleilenzen op een diepte van 60 meter. De lenzen sluiten niet goed aan waardoor vervuilt water dieper de grond in kan stromen. Dit is ongewenst omdat de grondlaag onder de klei in Nederland wordt gebruikt voor drinkwaterproductie. Sinds de opening van het park in 1999 wordt het vuile grondwater daarom opgepompt naar een speciale zuiveringsinstallatie in Overvecht. Het drietal pompen zorgt voor een constante onderdruk in het grondwater, waardoor het vuile water niet weg kan zakken.

Microscopische verassing
Gedacht werd dat het pompen minstens een eeuw zou gaan duren, hoewel ook werd gesuggereerd dat misschien bacteriën op den duur de vervuiling zouden opeten en zo het grondwater zouden reinigen. “Deze mogelijkheid werd destijds wel geopperd, maar ik geloofde er niet in”, grinnikt projectmanager Gert Leurink. Vanuit de gemeente ontfermt hij zich al 25 jaar over de nazorg van het park. “Ik werd pas overtuigd van de biologische afbraak toen we in 2007 een nieuwe methode toepasten in onze zuiveringsinstallatie. Het plan was om heel veel lucht door het water te jagen en dit vervolgens te filtreren, maar er kwam helemaal geen vuil in ons filter. We dachten eerst aan een lekkage, maar wat bleek? Een groep van meer dan honderd soorten bacteriën kwam mee met het opgepompte grondwater en blijkt 99 procent van de verontreiniging in de installatie voor ons af te breken.”

Bij de aanleg van het park in de jaren tachtig stootte men op grote hoeveelheden giftig vuil. Op de achtergrond is de Van Swindenstraat in Tuinwijk te zien. Foto: G.J.C.A. Smilda, 1980 / collectie Het Utrechts Archief
 

Buiten het park verrichten de bacteriën al goed werk. Voorafgaand aan de isolatie is een groot deel van het grondwater rondom het Griftpark vervuild geraakt. De verwachting was dat ook hier minstens honderd jaar gepompt moest worden, maar dankzij de bacteriën gaat de reiniging sneller dan verwacht, zegt Leurink. “Honderd jaar pompen hoeft niet meer. Wij zijn nu zo’n twintig jaar bezig en het vuile water rondom het park is al bijna helemaal schoon.”

Gemoedelijke grond
De ontdekking van de bacteriën gaven Leurink het idee voor een grootschalig onderzoek. “Waarom zou je het water oppompen en twee kilometer verderop zuiveren als je de bacteriën ook kan stimuleren ondergronds hun dingetje te doen? Het oppompen en reinigen van grondwater kost jaarlijks 3 ton; de uitdaging is om kosten te besparen op de nazorg door de biologische afbraak van de verontreiniging onder het Griftpark te stimuleren.” Deze ondergrondse afbraak is echter makkelijker gezegd dan gedaan. “In de zuiveringsinstallatie doen de bacteriën het heel goed omdat hier veel zuurstof en turbulentie is. Onder de grond heb je dit niet en is de vervuiling zwaarder, dus is het maar de vraag in hoeverre ze hier vuil afbreken. Hoe de leefomstandigheden er daar beneden uitzien en hoe we het de bacteriën gemoedelijk kunnen maken, zijn we dus nu aan het onderzoeken.”

Vuile monsters
Langzaam maar zeker brengt de boormachine in het Griftpark een bodemmonster aan de oppervlakte. Lisanne Keijzer hoopt dat het monster minimaal met de buitenlucht in aanraking komt. “Sommige van de bacteriën kunnen sterven als ze in contact met zuurstof komen,” en ze wil ze graag levend onderzoeken. In haar promotieonderzoek aan de WUR staat de biologische afbraak van de verontreiniging centraal. “Ik wil de bodemmonsters verontreinigen met extra afvalstoffen om te onderzoeken of, en zo ja welke, bacteriën zich hier op voeden. Voor de afbraak van de verontreinigingen gebruiken bacteriën onder andere nitraat en sulfaat. Door deze stoffen toe te dienen willen we er achter komen hoe we de biologische afbraak kunnen stimuleren.”

De boormachine boort tot een diepte van 65 meter naar bodemmonsters. Foto: DUB
 

UU-promovendus Geohydrologie Suzanne Faber kijkt ondertussen naar de bodemopbouw en de eigenschappen van het grondwater. “Een deel van de verontreiniging lost op en verspreidt zich via het grondwater door verschillende bodemlagen met allemaal een verschillende doorlaatbaarheid.” Met behulp van de boringen wil ze een computermodel maken van de bodem en het grondwater. “Daarvoor kijk ik naar de grondsoorten en vervuiling die we opboren, naar oude bodemonderzoeken die zijn gedaan en naar het grondwater zelf, die we bestuderen met behulp van peilbuizen.” Met het model kan ze zien hoe het water door de grond beweegt.

Verenigt onderzoek
Naast de twee promovendi van de UU en WUR werkt ook onderzoeksinstituut Deltares mee aan het driedelige bodemonderzoek. Deltares kijkt waar de verontreiniging zit, waar die uit bestaat en of deze al biologisch wordt afgebroken, vertelt microbioloog Jan Gerritse in het lab van het instituut. “We zijn vooral geïnteresseerd in het giftige steenkoolteer. Hier zitten makkelijk oplosbare stoffen in zoals benzeen en naftaleen die zich via grondwater kunnen verspreiden. Afgelopen voorjaar hebben we onder andere deze stoffen opgemeten. Momenteel bestuderen we bodem- en grondwatermonsters in het lab en onderzoeken we of de verschillende bacteriesoorten al bezig zijn de vervuiling in het grondwater af te breken.”

Het is nog niet duidelijk in welke mate dit al gebeurd, zegt Gerritse, maar dat valt te onderzoeken. Hij trekt een kist met flesjes open. “Hier zit overal vers grondwater van het Griftpark in. Daar hebben wij stoffen als ijzer, nitraat en sulfaat aan toegevoegd die bacteriën kunnen gebruiken om het vuil af te breken. Nu is het afwachten of dit ook daadwerkelijk gaat gebeuren.” Door onder de grond naar diezelfde stoffen te kijken, kan Gerritse zien of er nuttige bacteriën zitten. “Als er nitraat of sulfaat uit de grond verdwijnt, dan weet je dat daar iets gebeurd. Een duidelijker beeld krijgen we pas als we de bacteriën ontdoen van hun DNA en dit onderzoeken op de capaciteit om stoffen af te breken.”

Gerritse verrijkt vers grondwater van het park met nitraat en sulfaat om te onderzoeken of en wanneer bacteriën het vuil afbreken. Foto: DUB
 

De onderzoeksresultaten van Deltares en Keijzer worden uiteindelijk door Suzanne Faber gekoppeld aan het model dat ze van de bodem en het grondwater maakt. “Als ik die resultaten verwerk in het model dan krijgt die een voorspellende functie. We kunnen dan in een paar realistische scenario’s schetsen waar het vervuilde grondwater zich bevindt en hoe het de komende jaren gaat verspreiden. Breken de bacteriën het vuil af dan kunnen we dat aan het model terugzien.” Fabers model is daarnaast essentieel bij het ontwikkelen van een methode om de afbraak te stimuleren. “We weten dan zoveel over de situatie dat we samenwerkend met de natuur een methode kunnen bedenken die beter is dan het pompen. Ideaal zou zijn als de bacteriën met weinig hulp de verspreiding van het vuile grondwater kunnen stoppen.”

Inenten
Voordat het zover is zal er volgend jaar eerst opnieuw geboord moeten worden. Pas als deze laatste monsters worden genomen en peilbuizen voor het grondwater zijn geplaatst, is er genoeg informatie beschikbaar om tot een proefmethode te komen, vertelt Gert Leurink. “En die methode kan vanalles zijn. Het liefst ontwikkelen we een manier om de bacteriën per groep aan te sturen, zodat ze efficiënt om de beurt hun ding kunnen doen. Wat ook kan is dat we de bacteriën inenten in de stroombanen van het vuile grondwater, of rondom de verontreinigingen zelf.” Alvorens het onderzoek in het park wordt toegepast, zal er een pilot komen. Volgens Jan Gerritse kan het nog vijf jaar duren voordat er uiteindelijk een methode op groot schaal wordt aangewend.

De toepassingen van het bodemonderzoek beperken zich niet alleen tot het Griftpark. Volgens Leurink zou dergelijke bacteriegroepen met de opgedane kennis ook op andere verontreinigde plekken ingezet kunnen worden. “Je hebt natuurlijk heel veel gasfabrieken binnen en buiten Nederland gehad. Deze verontreinigingen zijn vaak moeilijk aan te pakken dus kan het zijn dat we de bacteriën ook hier kunnen toepassen.” Duur hoeft dat niet te zijn volgens Leurink. Onder het mom van open source wetenschap kun je de bacteriegroep gemakkelijk krijgen. “Wij hebben er zat dus je mag hem gewoon hebben. Het onderzoek wordt voor 90 procent betaald met belastinggeld van de Rijksoverheid. De logische voorwaarde hiervoor is dat wij alle kennis en ervaring die wij opdoen gratis met iedereen delen. Zo onderhouden wij contact met geïnteresseerde Belgische overheden die dezelfde gasfabrieken hebben gehad.”