Het microleven dat wemelt in de bodem

Toen begin jaren tachtig het gifschandaal van Lekkerkerk losbarstte, studeerde Sytze Keuning scheikunde aan de Rijksuniversiteit Groningen. Onder een nieuwbouwwijk in dit Zuid-Hollandse dorp aan de Lek bleken honderden vaten met chemische stoffen begraven te liggen, die onder meer het grondwater hadden vervuild.

Deze gifaffaire betekende in Nederland het begin van het grootschalig saneren van vervuilde locaties. Dit gebeurde met name door het afgraven van grond en het wegpompen van water. Maar er bleken meer wegen naar Rome. In opdracht van de rijksoverheid deed de net afgestudeerde Keuning destijds onderzoek naar de biologische afbreekbaarheid van prominente vervuilende stoffen, van olie tot chloorkoolwaterstoffen. Na afloop spoorde zijn hoogleraar hem aan om op basis van die inzichten een eigen bedrijf te beginnen.

Biologische bodemsanering

Zo startte Keuning op de burelen van de universiteit het adviesbureau Bioclear Earth. Inmiddels, veertig jaar later, werkt ook een van zijn dochters in het bedrijf. “Het idee in die tijd was dat zo’n biologische sanering van een vervuilde plek niet haalbaar was, omdat die wel vijfentwintig of dertig jaar zou duren”, zo blikt hij terug. “Maar inmiddels heeft de biologische bodemsanering het helemaal overgenomen. Van de verontreinigingen kun je 70 procent aanpakken met de biologische saneringstechniek.”

Keuning vervolgt: “Neem nou stoffen als per- en trichloorethyleen. Chemische wasserijen, waarvan er zo'n tienduizend in Nederland waren, gebruikten deze stoffen. Als je je pak naar de stomerij bracht, werd het daarmee ontvet. Maar per- en trichloorethyleen zijn zwaarder dan water. Dus als je een lek in je riool hebt, zinkt het vrij snel naar grote diepte. Iedereen wist wel dat bacteriën olie en benzine goed kunnen afbreken. Maar chloorkoolwaterstoffen waren van een andere orde. Dat zijn we toen toch gaan testen met een hoeveelheid grond in een pijp, waar je water doorheen spoelt. We hebben dit opgeschaald naar een echte vervuilde locatie in Drenthe, met reactoren van 25 kuub. En het bleek te werken.”

Keuning legt uit dat je grondwater oppompt, dat je zuivert in een bioreactor. “Daarna infiltreer je het water weer in de bodem, waarmee je ook de bacteriën meespoelt. Na een maand of drie, vier is die bodem daardoor zelf een bioreactor geworden en gaat de zuivering door. Veel van die vervuilde plekken kun je zo in twee, drie jaar saneren.”

Dehalococcoides

Uiteindelijk bleek het te gaan om de bacterie Dehalococcoides ethenogenes. Deze bacterie is dol op per- en trichloorethyleen, eet de vervuilende stof op en breekt de moleculen zodoende af. Dat is namelijk wat bacteriën doen, al zo lang de aarde bestaat. Zelfs de zuurstof die mensen inademen, ontstond als restproduct van bacteriën die koolstofverbindingen in de atmosfeer omzetten.

Het bijzondere aan bacteriën, vertelt Keuning, is dat ze zich relatief snel aanpassen. Ook nieuwe, door mensen gemaakte stoffen weten ze op den duur te kraken. Wel is het een probleem dat mensen het de bacteriën bewust moeilijk maken: een pesticide als DDT vroeger, en een stof als PFAS nu, zijn expres moeilijk afbreekbaar. “DDT was een heel goede insecticide, juist omdat die zo lang werkzaam bleef. Totdat wij erachter kwamen dat het iets té lang werkzaam blijft. Het zit zelfs op de Noordpool. Dus de stof begint zich op te hopen.”

Veel vervuilingen op specifieke locaties (puntbronnen) zijn sinds de jaren tachtig verholpen. Veel moeilijker zijn nu de diffuus verspreide vervuilingen, zoals PFAS, gewasbescherming of medicijnresten in het oppervlaktewater. Bij die laatste twee gaat het bovendien om cocktails van stoffen, in plaats van om één stof en dus één bacterie.

In Drenthe test Keunings bedrijf nu ‘eco-engineering’. Daarbij wordt in watergebieden gewerkt met beplanting waarvan bekend is dat zich rond de wortels bepaalde bacteriën en schimmels verzamelen die de vervuilende stoffen wellicht kunnen afbreken. “Dit zijn hele nieuwe uitdagingen, want dit is geen puntbron meer zoals vroeger.”

Het microbioom

In Wageningen werkt Hauke Smidt, hoogleraar complexe microbiële ecosystemen. Hij kent Keuning van vroeger, uit de tijd dat Smidt zelf promoveerde op het biologisch afbreken van vervuiling. Nu richt hij zich meer op het microbioom in de darmen van mensen en landbouwhuisdieren. In dat inwendige ecosysteem van micro-organismen huist veel van onze gezondheid, vertelt hij.

“We weten dat het heel belangrijk is, met name ook voor je immuunsysteem, dat je vooral in de beginfase van je leven in aanraking komt met veel micro-organismen. Het is gunstig dat kleine kinderen af en toe met de handen in de grond zitten. Er is een aantal studies gedaan waarin bijvoorbeeld mensen in Finland en over de grens in Rusland zijn vergeleken. De Finse bevolking kampte met veel meer allergieën dan de inwoners een dorp verderop in Rusland. Daaruit bleek dat het niet gunstig is om met te veel hygiëne op te groeien.”

Gaten in de kennis

Smidt vertelt dat ook het microbioom in landbouwgrond van invloed kan zijn op hoe planten groeien. “Het heeft invloed op wat er in een plant zit qua stoffen, zoals vezels, vitaminen en andere stoffen die wij nodig hebben voor onze voeding. Trek je dit door naar landbouwhuisdieren en hun ontlasting die voor bemesting wordt gebruikt, dan is er nog niet veel over bekend of het uitmaakt of koeien bijvoorbeeld biologisch-dynamisch worden gehouden.”

Smidt is betrokken bij de oprichting van het Holomicrobioom Instituut, dat in 2024 tweehonderd miljoen euro subsidie ontving van het Nationaal Groeifonds van de rijksoverheid. Een van de doelen is de bundeling van kennis. Een ander doel is fundamenteel onderzoek verbinden aan het bedrijfsleven voor de marktuitrol van ‘microbioom-gerelateerde producten’. “Dan gaat het van gezondheid van mens en dier en een duurzaam landbouw- en voedselsysteem tot maatregelen tegen watervervuiling en beperking van de uitstoot van broeikasgassen”, zegt Smidt.

In nevelen gehuld

Het bedrijf van Sytze Keuning houdt zich nu ook met het microleven in de landbouwbodem bezig, vertelt hij in Groningen. Maar net zoals Smidt benadrukt hij dat veel nog in nevelen gehuld is. “In de bodem wemelt het van de micro-organismen, maar wat doen ze daar? In hoeverre kan een boer daar wat mee? Want de boer gebruikt nu de chemie (kunstmest, gewasbeschermingsmiddelen) en het fysische (ploegen, keren en inzaaien), maar in de bodem heb je bijvoorbeeld ook bacteriën die de ziektewerendheid kunnen versterken. En je hebt bacteriën die stikstof uit de lucht kunnen vastleggen in ammoniak en nitraat, zodat de plant het kan opnemen en de boer minder kunstmest nodig heeft. Er gebeurt daar van alles en nog wat”, besluit hij. “Maar we hebben dat nauwelijks in de gaten.”

Door Jurgen Tiekstra