Innovatieve membraantechnologie moet hormoonverstoorders straks uit afvalwater filteren
Zogeheten endocrine-disrupting chemicals (EDC’s) zijn chemicaliën die boven bepaalde blootstellingsdrempels de hormoonhuishouding kunnen verstoren. Dat houdt gezondheidsrisico’s in. In Vlaamse waterlopen en rivieren liggen de concentraties van EDC’s in ieder geval te hoog om een effect zomaar te kunnen uitsluiten. Samen met Inopsys, een ontwikkelaar van innovatieve methodes en mobiele, on-site waterzuiveringsinstallaties, bekijkt VITO alvast hoe de stoffen met innovatieve membraantechnieken uit afvalwater kunnen worden gefilterd. Opdat er een oplossing klaarligt als straks de milieuregelgeving verstrengt.
Chemicaliën die de menselijke hormoonhuishouding verstoren
Via onze leefomgeving worden we continu blootgesteld aan een brede waaier van chemicaliën. Zolang die blootstelling onder bepaalde drempelwaarden blijft, is er geen probleem voor onze gezondheid. Heel veel chemicaliën zijn daarom onderwerp van strenge regulering. Maar dat geldt niet voor alle chemische stoffen die potentieel gezondheidsproblemen kunnen veroorzaken. Hormoonverstorende stoffen, of EDC’s, worden door wetenschappers al geruime tijd met argwaan bekeken. Deze chemicaliën, die in heel veel producten verwerkt zitten (onder andere in schoonmaakmiddelen, een voorbeeld is bisfenol A), kunnen immers interfereren met de menselijke hormoonhuishouding. Dat kan het risico verhogen op ziekten en aandoeningen waarin hormonen een rol spelen. Diabetes, een verminderde vruchtbaarheid en bepaalde vormen van kanker (onder andere prostaatkanker) zijn er daar maar enkele van. Al is het effectieve en concrete gezondheidsrisico voor vele EDC’s nog steeds niet goed gekend. Dat verklaart waarom tal van deze stoffen voorlopig ondergereguleerd zijn en dus nog volop mogen worden gebruikt in industriële productieprocessen. En waarom ze in waterlopen, rivieren en ook in het grondwater voorkomen in concentraties die niet verwaarloosbaar zijn – ze belanden in het oppervlaktewater via de afvoer van huishoudelijk en industrieel afvalwater.
EDC's of hormoonverstoorders ontsnappen aan conventionele waterzuivering
In Vlaamse rivieren en waterlopen flirten de EDC-concentraties met de drempelwaarden die door wetenschappers zijn voorgesteld als aanvaardbare maximumconcentraties (in wetenschappelijk jargon: predicted no-effect concentrations). Al verschilt de situatie natuurlijk van regio tot regio en van rivier tot rivier. Zo zullen de concentraties in dicht bewoonde en sterk geïndustrialiseerde gebieden hoger liggen dan elders.
Het probleem is dat EDC’s ontsnappen aan de conventionele waterzuivering. En daaraan wil VITO in samenwerking met het Mechelse bedrijf Inopsys iets doen. Inopsys onderzoekt, ontwerpt en ontwikkelt mobiele en modulaire on-site waterzuiveringssystemen, onder meer voor de chemische en farmaceutische industrie. Binnen het afgelopen project SuMEMS, dat werd ondersteund door Catalisti (de Vlaamse speerpuntcluster voor de chemie- en kunststoffenindustrie), onderzocht Inopsys al hoe haar technologie kan helpen bij de on-site zuivering van complexe organische, solventrijke afvalwaterstromen. ‘De verwerking van zulke afvalstromen in de farmaceutische industrie en de fijnchemie gebeurt momenteel nog zeer onduurzaam’, vertelt Dirk Leysen van Inopsys. ‘Eigenlijk worden ze integraal naar een verbrandingsinstallatie gebracht.’ In het kader van het project plaatste Inopsys een demonstratie-installatie gebaseerd op membraantechnologie op de site van een farmaceutisch bedrijf, zodat het afvalwater er ter plekke wordt gezuiverd en verwerkt en er geen trucks meer af en aan moeten rijden.
In de toekomst hoopt Inopsys samen met VITO een vergelijkbare demonstratie te kunnen doen van een industriële, on-site zuiveringsinstallatie specifiek gericht op EDC’s. De basis daarvoor werd al gelegd in het project Ecoremedi, dat begon in juni 2020 en dat binnenkort afloopt – Ecoremedi staat voor Eco Friendly Removal of Endocrine Disruptors. ‘In dit project hebben we onderzocht hoe we met de innovatieve membraantechnologie en -expertise van VITO en Inopsys oplossingen kunnen ontwikkelen om EDC’s uit afvalwater te halen’, zegt Sara Salvador Cob van VITO. In het project werd overigens niet alleen gemikt op EDC’s maar ook op zogenoemde pro-EDC’s. ‘Dat zijn stoffen die op zich niet schadelijk zijn voor de gezondheid maar die wel kunnen degraderen tot EDC’s.’
Binnen Ecoremedi werd vooral op laboniveau gewerkt. ‘Het ging om kenniscreatie en vergaring van onderzoeksdata waarbij we bijvoorbeeld tests deden op verschillende complexe waterige mengsels en oplossingen’, vervolgt Salvador Cob. Een innovatieve piste om EDC’s te verwijderen is door ze in contact te brengen met bepaalde natuurlijke moleculen, geselecteerd door Inopsys. Het voordeel is dat die moleculen wél met membranen kunnen worden tegengehouden. ‘Via drukgedreven membraanfiltratie zoals nanofiltratie en omgekeerde osmose kunnen we een afvalstroom zuiveren door deze grotere moleculen met daarin de EDC’s af te scheiden.’ De onderzoekers van VITO en Inopsys vonden alvast twee membraantypes die daarvoor zeer geschikt zijn.
Effectieve zuiveringstechnologie voor EDC's
De membraantechnologie blijkt alvast te werken en een voldoende grote zuiveringscapaciteit te bezitten. In vervolgonderzoek moet worden bekeken hoe snel het proces verloopt, hoeveel membraanoppervlak ervoor nodig is en hoe de membranen moeten worden onderhouden. Dat onderzoek kan dan leiden tot een demonstratie op pilootschaal. En daarbij zal allicht ook de spin-off van VITO betrokken worden die eind 2021 opgericht werd. A-membranes produceert immers keramische membranen die geschikt kunnen zijn voor de membraanextractie van EDC’s.
Ondertussen wordt membraanextractie als technologie op zich ook verder onderzocht binnen EASiCHEM, een SBO-project dat opnieuw wordt ondersteund door Catalisti en waarin onder meer scheidingsprocessen via membranen worden bestudeerd en geoptimaliseerd. Dat project, waarin zowel VITO als Inopsys betrokken zijn, loopt nog tot 2023.
Met hun zoektocht naar een zuiveringstechnologie voor EDC’s doen VITO en Inopsys heel proactief onderzoek. Leysen: ‘De kans is groot dat de milieuregelgeving rond EDC’s straks zal verstrengen, en dan kun je maar beter over een effectieve oplossing beschikken.’
VITO en Inopsys werken al vele jaren samen, waarbij ze een lange en rijke ervaring op het vlak van membraantechnologie delen. ‘Onze expertises en activiteiten zijn heel complementair’, weet Leysen. ‘Membranen vormen een fantastische technologie, maar er komt wel wat kijken om ze optimaal in te passen in een scheidingsproces. Er is bijvoorbeeld een voorbehandeling nodig en na de scheiding moeten er allerlei “restjes” worden opgeruimd. Dat soort zaken behoort tot onze specialiteit.’
Waar de samenwerking tussen VITO en Inopsys tot voor kort eerder projectgebonden verliep, wordt die nu vastgelegd in een langdurige samenwerkingsovereenkomst. ‘Dit consolideert onze goede samenwerking tot nu toe en garandeert deze verder op de lange termijn’, zegt Roel Vleeschouwers van VITO. In deze overeenkomst zijn onder meer concrete afspraken gemaakt over de verdeling van intellectuele eigendom. ‘VITO en Inopsys kennen elkaar al heel lang’, zegt ook Leysen. ‘Er is wederzijds vertrouwen en ook in de toekomst blijft VITO onze preferred partner om mee samen te werken.’
Je kan dit artikel ook beluisteren op Spotify.
