9-
'
, ,
.
;.! LI..
..'..
-
!. !: .
', .- '
-
.
.'
-:
'
. -. ,
h,-7
::
-<
,--3
.,-;.,:
.-.<:,,.,.,+- -.*
,.
@&.&
7 . .
.... .'
. ,
.. 'a
.
I:.
:: :-.
rrn
, 38
*:-'
'-
.
.
T E C H N I S C H E HOGESCHOOL
Afdeling der Civiele Techniek
Toxicologische aspecten van
drinkwater
33e Vakantiecursus in drinkwatervoorziening
8 en 9 januari 1981 te Delft
Reeds in onderstaande volgorde in boekvorm verschenen de voordrachten van de volgende cursussen:
1. Filtratie; 2. Vervaardiging van buizen voor transport- en distributieleidingen; 3. Winning van
grondwater; 4. Waterzuivering; 5. Hygiie~scheaspecten van de drinkwatervoorziening:
6. Het transport en de distributie van leidingwater; 7. Keuze, aantasting en bescherming van
materialen voor koud- en warmwaterleidingen; 8, 9 en 10. Enige wetenschappelijke grondslagen der
waterleidingtechniek I, I1 en 111; d l . Radioactiviteit; 12. Grondwater; 13. D e Rijn; 114. Nieuwe
ontwikkelingen m de waterleidingtechniek op physisch, chemisch en biologisch gebied; 15. De watervoorziening en de industrie; 16. Gebruik van modcrne statistische methoden; 17. Kunstmatige
infiltratie; 18. D e biologie en de watervoorzie~ng; 19. Snelfiltratie; 20. Physische technologic
van de waterzuivering; 21. Van goed m a r beter water; 22. Het ontwerpen van waterzuiveringsinstallaties; 23. Kwaliteitsbeheersing bij de openbare drinkwatervoorziening; 24. De Maas;
25. D e openbare watervoorziening in de maatschappij van morgen; 26. Watertransport door
leidigen; 27. Regel- en stuurrechniek in het waterleidingbedrijf; 28. De winning en aanwlliig van
grondwater en beihvloeding van de omgeving; 29. Nieuwe zuiveringstechnieken; 30. Distributienetten en binnenleidingen; 31. Dninkwater in breder verband; 32. De drinkwatervooniening in
ontwikkelingslanden.
T. TROUWBORST:
Toxicological aspects of drinkingwater ;
a statement of the problem
The increased level of pollution of the environment
has lead to more uncertainty about the quality of
dr.nk,ng water. Measures to safeguard the quality
of drinking water and its source (the environment) and methods to recognize the toxicological
significance of pollutants became required.
One approach to this involves the development of
water quality standards and increasing the number
of water quality parameters that are to be investigated. Other measures are aimed a t controlling
discharges.
The significance of these measures for drinkingwater quality is discussed. A review is given of
drinkingwater quality in the Netherlands. As
micropollutants in drinking water are many and
varied, current chemical analyses cannot detect
all of them individually. This means that some
uncertainty is be& left about the toxicological
sigificance of thc'r presence. From analyses of
total organics and other group parameters however, an estimate can be made of the maximum
possible level.
J. H. KOEMAN:
Motagenity, carcinogenity and standardization
An outline is given of the basic nlechanisms
underlying the proceises of chemical mutagenesis
and chemical carcinogenesis. Most chemical
mutagens and/or carcinogens are either direct
acting alkylating compounds or are transformed
into alkylatiig metabolites by biotransformation
reactions in the tissues. An evaluation of the
possible congenital disorders, which may originate
from exposure to mutagens is difficult to make
because of the absence of adequate methods for
assessing dose-effect reationshGps.
Carcinogenic chemicals may act either by causing
irreversible genetic effects or by having a
modifying influence on the expression of the
di~ease(e.g. promotor effect, co-carcinogenesis).
For the first group of compounds a 'no effect
level' principle can not be adopted. However, this
may be possible for the latter.
A summary is presented of the classes of
chemical carcinogens distinguished by the Health
Council of the Netherlands. For most chemical
carcinogens dose-effect relationships can be
established in experimental models.
A I-hit model seems te be the most adequate
extrapolation procedure to make a n estimate of
the risk for man. The acceptability of carcinogens is a matter of concern for the society as a
whole. For instance to judge whether a risk of 1
in 10-5 or 1 in 10-6 is acceptable, taken into
consideration the present risk of 1 in 5. The
outcome of the public discussion on the acceptability of carcinogens also determines the efforts
to be made for a reorganization of the drinking
water supply systems in case they contain chemical
mutagens and/or carcinogens. For the time being
it seems advisable to avoid these chemicals as
much as possible in drinking water resources.
B. C. J. ZOETEMAN:
The study of the relationship between
d ~ ~ k water
h g and health
Due to many cases of chemical contamination
of surface water and ground water most research
in Westem-Europe and North-America has been
concentrated on the study of the potential
adverse health effects of the presence of these
contaminants in drinking waters. The present
status of research in the world and of studies
in The Netherlands in particular is described e.g.
in relation to organic micropollutants of drinking
water and cancer.
It is emphasized however that there is a long
tradition in Eastem-Europe and countries like
Germany or France in which a positive effect on
health status is attributed to chemical constituents
of water. A brief review of these positive aspects
of mineral waters is given, including suggestions
for further re~earchareas.
A more close study of the value of the 'water
cures', particularly in relation to the study of the
often found statistical relationship between water
hardness and cardiovascular disease mortality, is
recommended. D~inkingwater constituents can
make us sick but they can also help to cure
certain diseases. In the latter aspect lies a new
task and challenge for the water supply industry.
R. L. ZIELHUIS:
Standards for chemical quality of drinking water:
values and validity
This paper discusses the approach in setting
chemical standards for drinking water quality.
The present standards and recommendations are
insufficiently underbuilt by research, which explicitely deals with drinking water quality. Too
little attention is paid to the total chemical load
from inhaled air, beverages and drinking water
together; the responsible authorities often have
no unified appioach. By extrapolation from ADIand MAC (TLV)-values it is possible to derive a
provisional estimate of drinking water quality, as
long as adequate research has not yet been
carried out. The health-bascd recommendation
and the policy decision both are based upon
ethical decisions. This demands publication of the
documentation and of the decisions taken.
C. L. M. POELS:
Toxicologically testing of products used in public
water supply in The Netherlands
(I) Backgrounds, organisation and certifying
During treatment processes and transport drinkwater is in close contact with many chemicals
and materials. Migration of more or less toxic
compounds out of these materials means
potential contamination of drinking water. In
The Netherlands, chemicals and materials being
in close contact with water are submitted for
toxicological evaluation to the 'Commissie Gezondheids Aspecten Chemicalien en Materialen'
(CGCMD) in which public authorities and the
Netherlands Waterworks' Testing and Research
Inst. (KIWA) are represented.
A. GRAVELAND:
The toxicological evaluation is based on a
Improvement by adsorption
'positive list of compounds' and on concentrations
A survey has been presented on the thermorelated to the acceptable daily intake (ADI).
dynamical equilibria, the adsorption capacity and
For toxicological evaluation of a material of
the kinetics.
chemical, information about the chemical
After some examples of adsorption from the practice composition, purity and toxicological data of the
of drinking water supply a survey is given of the
product itself and of the raw materials, the
different types of adsorbentia used in practice.
manufacturing process and the chemicals used in
At last the improvements and the limitations are
the process, the chemical analysed techniques for
described for the removal of different pollutants
quality control must be submitted. In 1981 positive
lists for PVC and P E will be available. Based
by dZfferenttypes of absorbentia in comparison
on last years' experiences 20 % of the products
with other treatment systems from the point of
view of public health.
submitted were considered acceptable after
toxicological evaluation, while 70 were
acceptable after changing their composition.
(2) Researcl~on n~igrationof toxic co~npoundsto
drinking water
Drinking water supply industry in The Netherlands
is using up to 200 chemicals and materials in
treatment processes and water transport. When
evaluating the toxico1ogica.l aspect of these
products it is not only essential to know their
chemical composition but also to quantify the
potential migration of compounds into water.
Many problems are encountered when migration
studies are carried out in practical situations.
Therefore a standarizcd migration test has been
designed in which relatively large surfaces of a
product are in contact with a relatively small
volume of conditioned water. This test represents
extremely unfavourable conditions, as migration
is, in most cases, highest during the first period
of exposure.
Such migration tests have been designed for lead
migration from pvc piping and for solvents from
coating.
J. VAN DER LAAN:
The influence of pollution on the a_uality of
ground-water
The ground-water in the Netherlands has been
replenished by precipitation. Beside the influence
of the rain the bacteriological and chemical
processes in the unsaturated zone and the aquifer
have affected the quality of the ground-water.
During the last decade it has been discovered
that in some areas the ground-water was heavily
polluted by organic and inorganic contaminants
introduced by man and industrial discharge or
chemical wastes. Examples of the extent of the
polluted aquifer are given. Granular activated
carbon treatment, air-stripping and interceptor
wells have been used successfully to treat water
supplies contaminated with trichloroethylene.
At last some measures for protecting the groundwater new the well supplies are given.
J. C. KRUITHOF:
Side effects of drinking water purification
In the process of drinking water preparation
several purification steps are applied to produce
a safe drinking water from a bacteriological and
toxicological point of view. However the processes
used show also some harmful side effects. These
effects will be presented in this paper. In the
first place some unfavourable aspects of storage
and coagulation will be presented. Also some
potentially negative effects of activated carbon
filtiation will be discussed.
Most attention will be given to the side effects
of chlorination. Especially the production of
halogenated compounds during transport chlorination, breakpoint chlorination and post chlorination will be presented. Also the possibilities
to prevent these side effects will be discussed.
F i y attention will be paid to the use of some
alternative disinfectans such as ozone and chlorine
dioxide. Some details will be given of the
reaction of ozone with organic compounds and
of the production and disintegration of chlorinedioxide.
J. C. SCHIPPERS and A. KOSTENSE:
Water Quality Improvement by Reverse Osmosis
The possibilities of the reverse osmosis process
with rexpect to quality improvement of brackish
water and surface water for drinking water
preparation are reviewed. Examples are given of
attainable removal percentages of inorganic and
organic compounds and of inorganic and organic
micropollutants. The development of new
composite membranes being promising with
respect to the removal of pollutants is
mentioned.
A. BOES:
Toxicological aspects of ddnkingwater ;
concluding remarks
A short survey is given of the papers presented
at the post-graduate course on toxicological
aspects of drinkingwater supply, which has been
held a t Delft Technical University, January 8th
and 9th, 1981.
Safeguarding the quality of drinkingwater has
been recognised as a responsibility shared by
government and water supply industry.
Setting of standards for toxic, mutagenic and
carcinogenic compounds in drinkingwater, as well
as protection of raw-water sources against contamination primarily is a government responsibility.
Topics for concern by water supply industry such
as analysis for quality, control of raw-water
sources, precautions against the introduction or
generation of pollutants in treatment processes or
from pipeline materials, which have been discussed in previous papers, are highlighted.
The significance of good public relations in
addition to high level technical performance is
stressed.
W. VAN DE MEENT:
Hazardous compounds in surface water
Water of the rivers Rhine and Meuse, which is
used as a raw water source for public water
supply, contains several hundreds of organic
cheniical compounds in a concentration range from
0,l up to 10 microgram per liter.
It is made acceptable that, in view of the discharge of both rivers, the occunance of acute
toxic concentrations for human beings, is not
very likely.
Also to cut down the load of chronic toxic
compounds the IAWR and the EC have drawn
up standards for groups of organic compounds.
The results of the monitoring of several of these
groups, such as mineral oil, polyaromatic hydrocarbons, phenols, aromatic amines, toluidines,
phtalates and organic chlorine compounds, arc
compared to the standards. It is established that
these standards frequently have been exceeded.
In the present situation it is not possible to
detennine the toxicity of water on the basis of
the analytical chemical results. Therefore biological
methods were applied to get a better insight into
the effects of river water on living organisms,
such as trouts, trout eggs, mudminnows and
Salmonella Typhimurium (Ames-test). The results
show that water of the river Rhine is toxic for
rainbow trout.
Furthermore it is shown that water of the river
Rhine has a positive mutagenic effect in the
Amestest.
Toxicologische aspecten van drinkwater; probleemstelling
1. Inleiding
10
Terugblikkend op het afgelopen decennium,
mod worden gesteld dat zich in deze
periode op het terrein van de drinkwatervoorziening en de milieuhygiene in het
algemeen ingrijpende vragen hebben aangediend. Verschuivingen van aandachtsvelden hebben zich afgetekend, die grote
betekenis hebben gehad en mogelijk nog
zullen hebben voor verdere ontwikkelingen
op het gebied van de drinkwaterproduktie.
Was tot voor kort de drinkwatervoorziening
in eerste instantie gericht op de distributie
-
70.
60-
4
-i
so-
2
p '0'
60-
:so-
r.
a0
-
30-
Afb. 2 - Gaschromatografische analyse van extracten van rivierwater en stedelijk effluent op organische
microverontreinigingen, detecteerbaar met een electronen invangdetector na scheiding op een 50 meter
glazen capillaire kolom (OV1). Uit: Zoeteman, B. C . J . H20 I2 (1979), blz. 236-240.
van in bacteriologisch opzicht betrouwbaar
drinkwater als CCn van de belangrijkste
preventieve hygienischevoorzieningen, thans
vragen met name de aspecten van de
chemische verontreiniging de aandacht.
Deze ontwikkeling staat echter niet op
zichzelf. De in de laatste decennia snel
toegenomen milieuverontreiniging als
gevolg van de intensivering van de menselijke activiteiten heeft aanleiding gegeven
tot een niveau van verontreiniging van het
milieu dat voor de &inkwate~oortienling
consequenties ging krijgen en vragen opwierp ten aanzien van de betrouwbaarheid
van het uit verontreinigd water bereide
drinkwater. Dat daarbij ook het voordien
onverdachte grondwater in opspraak kwam
zal voor velen een extra verrassing zijn
geweest.
Hoe deze ontwikkeling met name in de
laatste decennis versneld heeft plaatsgevonden kan onder andere worden afgeleid
Afb. I - Hoeveelheidsindexcijfers industrile
produktie Nederland. 1970 = 100, 1950 1976.
-
indexcijfer
I
140I
120-
I
II
,....'"""
..'
/I
1
P"
100-
2.1.i
CI
..' I
' I
80-
.,...:'' /
.... /II
...'
.....
Industrie
60-
.........
........
....
....
II
.....I
40-
20-
/
I
I' chenische nijverheid
---'
/
/--
---*
0
1850
'60
'65
'10
'74
76
uit de toename van de industri'ele activiteiten
(afb. 1). Terwijl in de jaren 1950 - 1976 de
produktie van de industrie als geheel is
toegenomen met ruim een factor 4, nam
de produktie van de chemische industrie in
deze periode toe met een factor 12. Niet
alleen de hoeveelheid maar ook de verscheidenheid van in het milieu voorkomende stoffen zal daarbij zijn toegenomen.
Met de bachikbaarkoming van gevoelige
meettechnieken kon de aanwezigheid van
een groot scala van chemische stoffen
ondertussen ook worden bevestigd (afb. 2).
Hierdoor ontstond een toenemende onzekerheid ten aanzien van de effecten van
de verontreiniging in het algemeen en de
mate waarin deze van invloed is op de
deugdelijkheid van h& drinkwater.
Deze ontwikkeling noopte tot een nieuwe
aanpak voor zowel de drinkwaterproducenten als de overheid:
a. De drinkwaterproducent zag zich in
verband met zijn verplichting tot levering
van deugdelijk drinkwater genoodzaakt om
technische maatregelen te nemen om aan
de mntreiniging het hoofd te biden en
daarbij op mogelijke ontwikkelingen te
anticiperen. De toenemende onzekerheid
noopte tot verdergaande controle.
b. Voor de overheid ontstond een steeds
toenemende taak om de verontreiniging via
regulerende maatregelen in te perken teneinde de kwaliteit van het milieu i.c. de
bron van de drinkwatervoorziening te
kunnen veiligstellen.
De maatregelen welke door de overheid
werden genomen verliepen nu langs twee
hoofdlijnen: emissiebeperking (bestrijding
en herkennring van de verontreiniging bij
de bron) en stellen van kwaliteitseisen.
Het deuhygienische beleid kenmefkt zich
daarbij door aspecten van a) herkennen
b) evalueren c) bestrijden en d) voorkbmen van de verontreiniging.
Het behoeft geen betoog, dat voor een
effectid beleid nauwe samenwerking tussen
de gebruiker (kc. de dridcwakrproducent)
en de o&sid van groot belang is. De uitgangspunten en dfecWiteit van het overhei&aleid ten aanzien van de beperking
van de verontreiniging zullen immers sterk
bepalend zijn voor de - ook op lange
termijn - door de drinkwaterproducenten
in verband met hun verantwoordelijkheid
tot levering van deugdelijk drinkwater aan
te wenden zuiveringstechnieken.
Anderzijds kan worden gesteld, dat de
effecten van de verontreiniging op de na zuivering -verkregen drinkwaterkwaliteit een bdangrijke motivatie vonnen
voor het door de overheid te voeren
sanerings- en randvoorwaardenbeleid. Als
gezamenlijke doelsteilling kan derhalve
worden geformuleerd: het aan de consument lweren van een met redelijke zekerheid als betrouwbaar gekwalificeerd drinkwater, geproduceerd middeils een effectieve
vorm van zuivehng, uitgaande van een
met rdelijke zekerheid betroufiare
kwaliteit van de grondstof.
Bovenstaande aspecten laten zich in het
kader van het onderwerp herleiden tot de
volgende kernvragen:
a. welke aspecten t.a.v. de kwaliteit vragen
de aandacht ?;
b. welke resultaten kunnen van de overheidsmaatregelen worden verwacht ten
aamien van het vdgstellen van de drinkwatervoorziening in toxiculogisch opzicht
op lange termijn en wat zijn daarbij de
uitgangspunten ?
Alvorens op deze aspecten nader in te
gaan is een voorafgaande ori'entatie ten
werden gemeten tussen minder dan 5 en
60 pg lithium per liter (afb. 5). Een verdere
incticatie van de totale hoeveelheid aanwezige stoffen wordt verkregen uit de
droogr&bepaling. Hiervoor worden
waarden gevonden van kle'iner dan 100 tot
900 mg/l (afb. 6). Tot deze waarden wordt
voor een deel bijgedragen door het aanwezige SiOz, welke stof aanwezig is in
concentraties van klainer dan 5 tot 45 mg/l
(afb. 7).
Het verschil tussen het gemeten vaste stof
gehalte en het uit de gemeten anorganische
stof berekende vaste stof gehalte (gecomigeerd voor de omzetting bij droging van
bicarbonaat in carbonaat) is weergegeven
in afb. 8. Hiervoor werden waarden gevonden van - 10 tot
40 mg/l, met een
aanzien van de niveaus van verontreiniging
in drinkwater in Nederland van belang.
2. De drinkwaterkwaliteit af-pompstation
in Nederland
Voor de bewaking en zekerstelling van de
kwaliteit van het drinkwater in toxicologisch opzicht is men in eerste instantie
aangewezen op de chemische kwaliteitscontrole. Gecontroleerd wordt op een groot
aantal parameters die elk voor zich elkaar
aanvdlende informatie geven over de
kwaliteit van het water.
Aan de hand van analyses van ca. 200
pompstations uitgevoerd door het Rijksinstituut voor de Vakgezondheid in het
jaar 1979 in het kader van het jaarlijkse
drinkwaterondenaek in opdracht van de
hoofdinspecteur van de Volksgezoadheid
belast met het toezicht op de hygiene voor
het milieu kan het volgende worden opgemerkt De £requentie verdeling over de
pompstations van de concentratie aan totaal
kation (afb. 3) laat zien, dat er concentraties lager dan 1 tot 16 meq. totaal kation
per liter worden gevonden. De mediane
waarde van de verdeling is 3 meq/l. De
grootste bijdrage tot deze ionen concentratie wordt geleverd door de ionen van
Na, K, Ca en Mg.
Het verschil van de hoeveelheid kation anion geeft een indicatie van de hoeveelheid aanwezige, niet met de genoernde
parameters (afb. 4) gemden - dus onbekende ionen. Dit v m h i l is minder dan
0.25 meq/l, zodat kan worden geconcludeerd, dat de samenstelling van het water
ten aanzien van de anorganische, ionogene
stoffen redelijk g o d gedefinieerd is. De
genoemde parameters hebben op het gemeten niveau geen sterke toxicologische
-
+
concentratie kation
Afb. 4 - Frequentie verdeling pompstations naar
concentratie kation - anion (meqll) (Na+
K+
Ca2+
Mg2+
NH4+
Fe
Mn&
(ClSOb!-?- $ NO3HC03- NO2-).
+
+
+ +
Frequentie verdeling
+
+ +
+
+
+
+
bezwaren, alhoewel beperking ten aanzien
van het natriumgehalte en met het oog op
corrosivitdt gewenst is.
Sommige anorganische stoffen (zoals bv.
Pb, As) kunnen bij relatief lage concentraties reeds toxisch zijn. Met controle doer
incidentele metingen kan hierover valdoende inzicht worden verkregen, waarbij het
van bdang is om ingeval van hoge of toenemende concentraties de oonaak op te
sporen. Zo zijn onlangs door het RIV
analyses uitgevoerd naar het lithium gehalte
in drinkwater, waarbij concentratia
Afb. 3 Frequentie verdeling pompstations naar 2'otaal kation (Na+
NH4+
Fe Mn).
+
- anion (meqll)
+ K+ + CaZ+ + Mg2-t
Afb. 5 - Frequentie verdeling pompsfations naar
Lithium concentratie (pgl).
-
Afb. 6 Frequentie verdeling pompsfations naar
opgeloste vaste stof (mgll).
1
Freauentie verdeling (%)
I
(%I
3
Totaal kation (meqll)
-
-
epgeloste vaste stof (ngll)
I
!
i
Concentratie Si02 (mgll)
I
organische stoffen een evenredige bijdrage
geven tot het KMnOa-getal [I, 21. Alhoewe1 de samenstewg van de organische
stoffen niet bekend is, mag worden gestdd,
dat het grootste deel hiewan van natuurlijke oorsprowg zal zijn.
De laatste jaren zijn ontwikkelingen op
gang gekomen om categorien van stoffen
die in toxicologisch opzicht verdacht zijn,
via zgn. som- en groepsparameters te
meten, zoals 0.a. nu ook in normen in de
EG-richtlijn met betrekking tot de kwalitei'tseisen van water bestemd voor menselijke
consumptie (80/778/EEG) tot uitdrukking
is gebracht (zie tabd I).
Gesteld kan worden, dat door deze meer
specifieke analyses het inzicht in het totale
niveau van mogelijk schadelijkestoffen
groeiende is (zie ook 3.1.).
Frequentie !%)
45,
I
I
-
A f b . 7 Frequentie verdeling pompstations nam
Si02 gehalte (mgll).
enkele uitsdhieter boven 40 mg/l. De grote
verschillen moeten zijn veroorzaakt door
niet geidentificeerde stof (hydraat, organische stof, hydroxiden of nog aanwezig
bicarbonaat).
Dit verschil geeft tevens een indruk over
de onzekerheidsmarge,dat wil zeggen de
hoeveelheid onbekende stoffen, voorzover
het die niet-vluchtige componenten betreft.
Een indicatie ten aanzien van de hoevwlheid organische stof wordt verkregen uit het
- Verdeling pompstations:
KMnO.+-getal
KMn04-getzl, waarvoor waarden worden
gevonden van kle5ne.r dan 5 t& 40, met een
gerniddelde waarde van ca. 6 (afb. 9).
Bedacht moet echter worden, dat niet alle
-
TABEL I Parameters en nornten voor organische stoffen volgens de EG richtlijn betreffende de
kwaliteit van voor menselijke consumptie bestemd water.
Afb. 8 - Verdeling pompstations: opgeloste vaste
sfof gemeten berekend (mgll).
-
Richtniveau
Parameters
Frequentie ( 5 )
30,
vaste stop g e r t k -bereken4(.ll/l)
Afb. 9
(mgll).
Op deze plaats moet worden opgernerkt,
dat voor de vei!ligsteLLing van de drinkwatervooniening - dat wil zeggen het krijgen
van zekerheid ten aanzien van de aanwezigheid van mogelijk schadelijke stoffen
- de bescherming van de bron en het
voork6men van onbekende lozingen de
beste garantie biedt voor de kwaliteitszekerheid. Voor grondwaterwinningenbetekent dit een bescheming van het waterwingebied [3]. Voor oppewlaktewaterwinningen betekent dit inzicht in d e
lozingen en veiligstelling van de innamepunten.
De vraag wordt vervolgens, welke kwaliteit
grondstof vereist is voor de produktie van
betrouwbaar drinkwater. Het antwoord op
deze vraag moet daafbij worden bezien in
relatie tot de aan te wenden zuiveringstechnieken.
I
(RN)
1. Oxydeerbaarheid
(KMn04 in zuur milieu)
mg/l 02
2. Chloroform extract, droogrest
mg/l
3. Koolwaterstoffen na
ether extrade
@dl
4. Fenolen (fenolgetal)
pgll CaHsOH
5. Oppervlakteactievestoffen
(die reageren op methyleen-blauw)
pgll (laurylsulfaat)
6. Pesticiden en aanvenvante
produkten (w.o. PBC, PCT)
a. per afmnderlijke stof
b. totaal
ad1
pgll
7. Andere dan onder 6 genoemde
gechloreerde koolwaterstoffen
pgll
8. Aromatische policyclische
koolwaterstoffen
Maximaal toelaatbare
concentratie (MTC)
1
(de concentratie aan haloformen moet zoveel
rnogelijk worden verlaagd)
-
3. Toxicologische aspecten van de bron
TABEL IIb.
3.1. Uifgangspunten
Hoewel het in principe mogelijk moet zijn
om uit zeer verontreinigd water drinkwater
te maken door toepassing van geavanceerde ( m a r kostbare) technieken, is het uitgangspunt dat de bron waaraan het water
wordt onttrokken een zodanige kwaliteit
moet hebben, dat met relatief eenvoudige
middelen een betrouwbaar eindprodukt
kan worden verkregen.
Deze gedachte vindt zijn weerslag in de
EG-richtlijn betreffende de vereiste kwaliteit van het oppervlaktewater, dat is bestemd voor de produktie van drinkwater
(75/440/EEG). Hierin wordt de vereiste
kwaliteit van het oppervlaktewater verdeeld
in 3 Massen: A1, A2 en As (tabel IIa)
welke gerelateerd zijn aan enkele gangbare
modelproc6d& van zuivering (tabel 1%).
OppervlaktewateI met slechtere kwaliteit
dan aangegeven met de imperatieve grenswaarden voor de klasse A3 mag normaal
d e t voor de drinkwaterproduktie worden
gdbruikt. De kwaliteit A3 wordt hierbij
gezien als een te saneren kwaliteik de lidstaten dienen een actieplan op te stellen
met een tijdschema tot sanering van het
oppervlaktewater, in bijzonderheid dat van
de categorie As. De imperatieve grens-
Definitie van de proc&l& van de wijzen van
behandeling, waardoor oppervlaktewater van de
categorieEn Al, A2 en A3 tot drinkwater kan
worden verwerkt. (terminologie: EEG 751440).
Categorie A1
Eenvoudige fysische behandeling en desinfectie,
bijvoorbeeld: snelle filtratie en desinfectie.
Categorie A2
Normale fysische en chemische behandeling en
desinfectie. bijvoorbeeld: voorbehandeling met
chloor, c&gulatie, uitvlokking, decanteren,
filtratie, desinfectie (definitieve behandeling met
chloor).
Categorie A3
Grondige chemische en fysische behandeling,
raffinage en desinfectie, bijvoorbeeld: chloorbehandeling op het 'break point', coagulatie,
uitvlokking, decanteren, filtratie, raffinage
(actieve kool), desinfectie (ozon, defitieve
chloorbehandeling).
waarden staan vermeld in tabel IIa. Voor
de drinkwaterproducent betekent dit, dat
hij geen water mag innemen dat een
slechtere kwaliteit heeft dan overeenkomt
met de betreffende categone.
Voor de waterbeheerder betekent dit, dat
hij een zorgverplichting h d t voor de
handhaving van de vereiste waterkwaliteit,
waarvoor hij het instrument van de emissieregulering van puntbronnen (WVO) tot
zijn beschikking heeft. De provincie heeft
in dit geheel een 'belangrijke rol te verTABEL IIa - Mininlaal vereiste kwaliteit van
vullen, daar zij verantwoordelijk is voor de
oppervlaktewater in de EG, bestemd voor de
produktie van drinkwater.
vaststdling van de waterkwaliteilspla~en.
In de gevallen waarin de verontreiniging
Maximaal toelaatbare concentratief* van diffuse aard is (bv. toepassing van
bestrijdingsmiddelen) zal het instrument van
A1
A2
A3
1. Kleur
mgfl Pt-schaal 20*
100* 200* de WVO tekort schieten en zullen andere
wettelijke kaders moeten worden aange2. Tmperatuur OC
25*
25*
25*
3. Nitraat
mgp NOB
50*
SO*
50*
wend. De provincie beschikt hierbij over
4. Fluoride mg/lF
1.5
verdere bevoegdheden.
5. Opgelost
De vraag zal rijzen, in hoeverre de vast
ijzer
mgP Fe
0.3
2
te stden normen voldoende garantie geven
6. Koper
mg/l Cu
0.05*
7. Zink
mg/l Zn
3
5
5
of met de voor ogen staande zuiveringsmgll As
0.05
0.05
0.1
8. Arseen
twhnieken een betrouwbaar eindprodukt
9. Cadmium mg/lCd
0.005 0.005 0.005
wordt verkrergen. Hiehij dienen zich de
10. Chroom
volgende vragen aan:
totaal
mgfl Cr
0.05
0.05
0.05
mg/I Pb
11. Lood
mgfl SO4
12. Seleen
13. Kwik
mg/l Se
mgfl Hg
14. Barium
15. Cyanide mg/l Ba
16. Sultaten mg/l CN
17. Fenolen mgp C6H50H
18. Koolwaterstoffen na extr.
petr.ether
mg/l
19. Polycyclische
arornaten
mgp
20. Pesticidentotaal
mgil
21.Amrnoniak mgp NH4
0.05
250
0.01
0.001
0.1
0.05
0.001
0.05
250*
0.01
0.001
1
0.05
0.005
0.05
250*
0.01
0.001
1
0.05
0.1
0.05
0
1
0.0002 0.0002 0.001
0.001
-
0.0025 0.005
1.5
4*
* uitgezonderd gwgrafische weemomstandigheden.
**
95 q& van de monsters moet aan de waarde
voldoen.
N.B. Parameters uit de EG-richtlijn met een
richtwaarde zijn niet in de tabel opgenomen.
geven van het totale niveau van verontreiniging, waarbij elke parameter echter
ook zijn specifieke beperkingen heeft. Met
de KMn04-bepakingwordt slechts een deel
van de aanwezige organische stof gemeten
[I, 21 en de EOC1-bepaling geeft slechts een
ded van de organisch gebonden chloorverbindingen. Dit is 0.a. duidelijk geworden
aan de hand van de recent beschikbaar
gekomen methode van AOC1-bepaling,
wellce een niveau laat zien van ca. 80 pg/l
organisch gebonden chloor (afb. lo), terwijl
de EOC1-bepaling waarden gaf die ongeveer
een factor 10 lager waren.
Bovenstaande gegevens illtlstreren, dat de
huidige analysemethodenw d een redelijk
imicht geven in het nivau van verontrdniging, maar dat daafbij rekening moet
worden ge'houden met aanwezige beperHngen.
In de laatste jaren zijn daarnaast ontwikkelingen gaande om het substraat
(mengse'ls van stoffen) als zodanig op zijn
toxicologische eigenschappen te onderzoeken.
ad 2
Toxiwlogische onderzoeldngen hebben
aangetoond, dat in oppervlaktewater stoffen
voofkomen die schaddijk zijn voor een
aantal aquadsche organismen [14,18], gemeten als ehrodsche toxicit&. Hoewel de
betekenis van de betref fende ondenoekingen ten aanzien van de schadelijkhddsaspeden voor de mens male in veiband
met de verwijdering van toxische stoffen
bij de hinkwateiberdding nog ter discussie
staat, zijn deze ondemekingen reeds van
belang voor het verkrijgen van een algemene indruk ten aanzien van mogelijk
aanwezige torcische stoffen.
Naast bovengenoemde toetsen van chroIyische toxioiteit heeft de laatste jaren een
ontwikkeling plaatsgevonden ten aanzien
van kortdurende testen voor mutageniteit.
DaaPbij wordt 0.a. gebruik gemaakt van
gevoeligheid voor mutagene stoffen van
bactden in de zgn. Ames-test. Gebleken
is, dat in oppemlaktewater stoffen voor1. welke stoffen kunnen in het uitgangskomen die na extrade en concentrering
produkt aanwezig zijn;
een mutagen effect te zien geven in de
2. wat is de toxicologische betekenis van
Ames-test (afb. 11, ref. 12).
de aanwezige stoffen.
Naar het zich laat aanzien luiden deze
testen een nieuwe ontwikkeling in om de
ad 1
Aanvaard moet worden, dat het onmogelijk waterkwaliteit aan de hand van een biologisch criterium te onderzoeken. Ook deze
zal zijn om alle aanwezige stoffen indivitechnieken
hebben echter onzekerheden,
dueel te herkennen. Uit spectrometrische
0.a.
in
verband
met de te gebruiken
analyses is gebleken, dat een groot scala
extractie
procedure,
keuze van testorganisvan verschllende vaak moeilijk te identifime etc.
ceren stoffen in het uitgangsprodukt aanOpgemerkt moet worden dat bovengewezig is. Voor de routinematige kwaliteitsnoemde
testen pas effect zullen sorteren
controle zijn we daartoe aangewezen op de
som- en groepsparameters: EOC1, KMn04- als !ls'&e worden lih'gepast in onderzoek
g d , TOC1, VOCI, Cholineesteraseremers naar:
a. oorzakelijke agentia en
etc. Deze pammeters kunnen een indruk
PARAMETER:Am b d s l o l as0-echloorvertindingcn (AOCI I i n p p l l
O&&'Flk.nd.
WdW
rm d.Rllnop 23 n2 l q r i l lorn
TABEL IIIa - Lijst van fantilies en groepen van
stoffen. (Oppervlaktewater)
Lijst 1 omvat somrnige afzonderlijke stoffen die
deel uitmaken van de volgende families en
groepen van stoffen die in hoofdzaak moeten
worden gekozen op basis van hun toxiciteit,
persistentie, bio-accumulatie. met uitzonderin~van
die stoffen welke biologisch~omchadelijkzijnof
die snel worden om~ezetin biologisch onschade
lijke stoffen:
1. Organische halogeenverbindingen en stoffen
waaruit in water dergelijke verbindingen kunnen
ontstaan.
2. Organische fosfomerbindingen.
3. Organische tinverbindingen.
4. Stoffen waarvan is aangetoond dat zij in of
via het water een kankemerwekkende werking
hebben.
5. Kwik en kwikverbindingen.
6. Cadmium en cadmiumverbindiigen.
7. Persistente minerale olien en uit aardolie
bereide persistente koolwaterstoffen en voor wat
betreft de toepassing van de artikelen 2, 8, 9 en
14 van deze richtlijn:
8. Persistente kunststoffen die in water kunnen
drijven, zweven of zinken en die enig gebmik
van het water kunnen hinderen.
Afb. 10.
b. methoden om de agentia te verwijderen.
Slechts op deze wijze kan een zinvolnle
terugkoppeling plaatsvinden van het signaleren van de verontreiniging en evaluexen
naar gerichte sanerende maatregelen bij de
bron (zie 3.2.) en gericht ondemek naar
de effectiviteit van de zuivering bij de
drinkwateibereiding.
3.2. Preventieve maatregelen voor bescherming van de kwaliteit van de bron
en toxicologische criteria
3.2.1. Ernissieregulering oppenilaktewater
Voor een doelmatige preventie en zekerstelling van de waterkwaliteit, dient de
verontreiniging te worden herkend en bestreden aan de 'bron. De wettelijke basis
hiemoor is gelegd in de Wet Verontreiniging Oppmlaktewateren en internationaal
in de EG-richtlijn betreffende de verontreiniging veroorzaakt door bepaalde gevaarlijke stoffen die in het aquatisch milieu
van de gemeenschap worden geloosd
(76/464/EEG).
De richtlijn verplicht de lidstaten om voor
lozingen die stoffen kunnen bevatten van
de grijze of zwarte lijst een vergunning af
te geven, waarin ernissienormen zijn vastgelegd.
Voor stoffen van de z.n. m a r k lijst (tabel
IIIa), welke worden vastgesteld op kenmerken van milieutoxiciteit, geldt dat &
verontreiniging moet worden beeindigd en
dat emissienormen worden vastgesteld met
inachtneming van de beste beschikbare
technische rniddelen. Voor grijze lijst stoffen worden de emissienormen vastgesteld
aan de hand van waterkwaliteitsdoelstellingen. Gateld kan worden, dat reeds de
verplichting tot het afgeven van vergunningen een belangrijk sanerend effect geeft
in verband met de hiervoor noodzakelijke
evaluatie.
Voor de toekomst is het van belang, dat
binnen het kader van de genoemde richtlijn
de criteria voor de zwarte lijst stoffen waaronder toxiciteit, bio-accumulatie, persistentie - nader worden uitgewerkt, zodat
middels algemeen geaccepteerde uitgangspunten de herkenbaarheid van zwarte lijst
stoffen wordt verhoogd en een systematische aanpak wordt bevorderd.
Systemen als ernissieregistratie kunnen de
hefkenbaarheid bevorderen.
Voor de diinkwatervoorziening zijn naast
bovengenoemde criteria van milieutoxiciteit
ook nog andere aspecten van belang:
stoffen die op zichzerlf genomen det direct
schadelijk zijn in of via het water en als
grijze lijst stof worden aangcmerkt, kunnen
bij de drinkwaterbereidkg aadeidhg geven
tot ongewenste en mogdlijk schadelijlke
nevenprodukten. In dit veiband kan
worden gewezen op de rol van humuszuren bij de vonning van haloformen en
de invloed van het bromide-ion op de
vorming van gebromeerde verbindingen.
3.2.2. Grondwater emissie
Recent is door de Raad van Midsters van
de EG de richtlijn aangenomen betref f ende
de bacherming van het gron'dwater tegen
verontreiniging veroorzaakt door lozing van
bepaalde gevaarlijke stoffen. Volgens deze
richtlijn is h& verboden om stoffen van
de zwarte lijst in grondwater te lozen (zie
tabel IIIb). H
et regiem van de onderhavige
4. Toxicologische aspeeten van de
dvering
Bij een beschouwing over de effectiviteit
van de zuivering moeten twee verschillende
aspecten worden onderscheiden:
a. verwijdering van toxische stoffen
b. vorrning van nieuwe verbindingen.
MEUSE
A-A
8-8
1
MNSE
I
!
MEUSE.
ao
-
8
Concantrate ( m l ) d
Afb. I1 - Comparison of the mutagenic activity of the rivers Rhine and Meuse in the Ames test.
Sannples were taken at the rivers' enm'es into The Netherlands, concentrated 103-fold (XAD) and
assayed as described in Methods. As control a similar concentrate o f tapwater (The Hague) was
used. Eacht point represents the average o f 5 plates.
Wit: Kreijl e.a. Sci. Total Environ. 15, 137 - 147 1980).
richt2ijn is strikter dan dat van de oppervlaktewaterrichtlijn: in de grondwaterrichtlijn zijn stoffen, die behoren tot de categorieen van de zwarte lijst automatisdh in
eerste aanleg als mart aangemerkt, terwijl
in de zwafk lijst van de richtlijn 761
464/EEG de daartoe behorende stoffen
nader moeten worden aangewezen.
TABEL IIIb - Lijsf 1 van fantilies en groepen
van stoffen. (Grondwater)
Lijst I omvat de afzonderlijke stoffen van onderstaande families of groepen van stoffen, met
uifzondering van die stoffen welke, gezien het
geringe risico van toxiciteit, persistentie en bioaccumulatie, niet geschiit voor lijst I worden
geacht.
Dergelijke stoffen die gezien de toxiciteit, de
persistentie en de bio-accumulatiegeschikt zijn
voor lijst 11, moeten op die lijst worden
opgenomen.
1. Organische halogeenverbindingen en stoffen
waaruit in water dergelijke verbiidiigen k u ~ e n
ontstaan.
2. Organische fosfo~erbiidingen.
3. Organische tinverbindingen.
4. Stoffen die in of via het water een kankerverwekkende, mutagene of teratogene werkiig
hebben.
5. Kwik en kwikverbindingen.
6. Cadmium en cadmiumverbiidingen.
7. Minerale oliin en koolwaterstoffen.
8. Cyaniden.
3.2.3. Produktie van stoffen
In de richtiijn van de EG inzake de bepalingen ten aanzien van de indeling, verpakking en het kenrnerken van gevaarlijke
stof fen (791831IEEG) wordt vereist dat
alvorens een stof op de markt wordt
gebracht, aan de overheid basisgegevens
worden overlegd met betrekking tot de
chemische, fysische en toxicologische
dgenschappen van de stof. Langs deze weg
wordt de fabrikant verplicht zich van te
voren rekenschap te geven van de mogelijke gevaren voor het milieu. Het laat zich
aanzien, dat de betreffende richtlijn een
belangrijk preventief effect zal hebben.
Stoffen die momenteel reeds in produktie
zijn en die voor een bepaalde datum zijn
aangemeld vallen buiten de verplichting tot
onderzoek. In de VS zijn volgens deze
procedure ca. 50.000 stoffen aangemeld,
waaruit een indicatie wordt verkregen van
het aantal potentieel in het milieu voorkomende stoffen.
Samenvattend moet worden opgemerkt,
dat de beschreven maatregelen nog maar
recent van kracht zijn geworden en voor
een deel nog in ontwikkeling zijn. De
maatregelen zijn gericht op herkenning en
bestrijding van de verontreiniging aan de
bron. Verwacht mag worden dat deze
maatregelen in de toekomst een doelgerichte verbetering van de kwaliteit van het
milieu tot gevolg zullen hebben.
Het is nog maar een decennium geleden,
dat geconstateerd werd, dat bij de uit oogpunt van hygiene noodzakelijke desinfectie
door midd-61 van chloor, chloroform en
andere (vluchtige) chIoorkoolwaterstoffen
werden geproduceerd. Niveaus van soms
meer clan 100 pg/l werden gerappotteerd.
De aandacht was daarbij, mede in verband
met de bachikbare analyse technieken in
eerste instantie gericht op de vluchtige
verbindingen. Met nieuwe, recent beschikbaar gekomen analysetechnieken zoals de
OAC1-bepaling is recent aangetoond dat
naast de vluchtige verbindingen ook minder
vluchtige organohalogeen verbindingen
worden gevormd ]5[.
Mede naar aanleiding van bovengenoemde
bevindingen zijn onderzoekingen naar de
gezondheidsaspecten van het drinkwater
mede in relatie tot de kwaliteit van de
bron van sta.rt gegaan. Bekend zijn in dit
verband de epidemiologische onderzoekingen in Louisiana in de VS, met water
uit de Mississippi als bron voor de drinkwatervoomiening. Sommige epidemiologisdhe onderzoekingen suggereren een verschil in het optreden van kanker tussen
gebieden met verscldl in bron voor de
wate~oorziening[6,7].
Recent is in een Frans onderzoek naar
toxicologische eigenschappen van extracten
van drinkwater bij zoogdieren (rat en muis)
gebleken, dat concentraten van chloroform
extracten van uit oppervlaktewater bereid
drinkwater toxische effecten te zien gaven
[9]. Daarbij werd e n afname van de
leeftijd, verhoging van de tumorfrequentie
en een verhoging van enzymactiviteit van
leverenzymen gevonden. De geteste hoeveelheden waren een factor 100 hoger dan
overeenkwam met opname door de mens
met drinkwater op basis van opname per
kg lichaamsgewicht.
Ook bij experimenten met de zgn. Amestest, waarbij getest wordt op de aanwezighdd van mutagene vefbindingen, worden
in concentraten van extracten van drinkwater verhoogde niveaus gevonden bij
drinkwater bereid uit oppervlaktewater.
vergeleken met dat &mid uit grondwater.
De gevonden niveaus in drinkwater in
Nederland (Kreyl, persoonlijke mededeling)
zijn lager dan gevonden in onbehandeld
oppervlaktewater, zodat er een -zij het
voorzichtige -indicatie is, dat de zuive-
ring over het algemeen genomen, afgemeten aan de resultaten van de Amestesten, een gunstig resultaat heeft.
Op dit moment moet echter nog worden
gesteld, dat in het huidige stadium de
onderzoekingen nog geen conclusie toelaten
met betrekking tot de betekenis van de
gevonden resultaten voor de gezondheid
van de mens. We1 maken methoden als de
zgn. Ames-test het mogelijk om via vergelijking de effecten van verschillende
waterbehande'lingsmethoden te ondemoeken. Ook vervullen deze testen een nuttige
rol bij het opsporen van mutagene stoffen
in het algemeen. Een g o d voorbeekd Mervan is bv. de aantoning van mutagene
stoffen in de urine, waarbij een belangrijk
verschil wordt gevonden 'tussen rokers en
niet-rokers [ref. 101.
Bij het gebruik van de betreffende methode
voor evaluatie van de effectiviteit van de
zuiveringsprocessen doet zich het probleem
voor, dat vaak moeilijk kan worden vastgesteld of het gevonden niveau van
mutageniteit een gevolg is van overblijvende restactiviteit uit de bron of dat deze
wordt veroorzaakt door nieuw gevormde
produkten. Gebleken is wel, dat de toepassing van oxydatiemiddelen een bdang-
rijke bijdrage kunnen leveren tot in de
Ames4est gevonden positiwe resuhten.
Bij gebruik van verbindingen met een
lagere reacriviteit als chlooraminen werd
een lager aantal positieven gevonden in de
Ames-test (ah. 12, ref. 11).
Bovengenoemde bevindingen, samen met de
eerder genoemde chernische ontdekkingen
hebben aaaleiding gegeven tot een herbezidng en nadere evalimtie ten aanzien
van de plaats en de mate van het gebruik
van oxydatie c.q. dednfectiemiddelen in
het zuiveringsproces. De aanzet tot w'n
evaluatie in Nederland is 0.a. gegeven in
het KIWA-rapport met betrekking tot de
problematiek van de hdoformen [12].
Momenteel vvint e n verdere evaluatie
plWs in het kader van de KIWA-commissie
inzake de neveneffecten van de chloring.
Bij pogingen om via vermindering van het
chloorverbruik de chemische contarninatie
te vermindmn mag echter de eis van een
in bacteriologisch opzicht hygienisch betrouwbaar drinkwater niet uit het oog
worden verloren. Bij verder onderzoek naar
alternatieve zuiveringsmethoden zal derhalve mime aandacht moeten worden gegeven aan de effectiviteit ten aanzien van
bacteriologische verontreiniging.
-
A f b . 12 Aantal mutanten van stam T A 100 in de Ames test met concentraten van met desinfectie~ziddel(chloor, chlooramine) behandeld water. X-as:volu~negeconcentreerd en getest water;
concentratie toegevoegd chloor: 4,2 ppm CIZ; rest chloor: 0.7 ppm.
Concentratie chlooramine: 4.8 ppm (als chloor): rest chloor: 2,O ppm.
Uit: Cheh e.a. Science 207, 90 - 92 (1980).
Unchlorinated
5. Toxicologische aspecten van de
distributie en vereiste kwaliteit af-tapkraan;
eisen aan chemicaliiin en materialen
5.1. Inferactie van het drinkwafer met
het distributienet
Interactie van het drinkwater met het
distributienet en materialen is een veel
besproken onderwerp en v o m t een reeds
lang bekend probleem getuige de werkzaamheden van een aantal cornmissies op
dit gebied [13, 141. Het probleem is echter
niet specifiek voor de openbare watervoorziening. In Nederland hebiben zich bv.
ernstige gevallen van loodopname met
name voorgedaan bij de particuliere watervoorziening in Limburg in de jaren dertig.
De betreffende gevallen hebben onderwerp
gevormd van een advies van de Gezondheidsraad in 1939 [14]. We1 kan worden
gesteld dat door de openbare watervoorziening een betere controle mogelijk is
geworden. Hierdoor is tevens een grotere
verantwoordelijkheid op een gecentraliseerd
niveau ontstaan. In de laatste jaren heeft
in dit verband de problematiek van de
waterconditionering, centrale ontharding
en de agressiviteit van het water in sterke
mate aandacht gevraagd. Duidelijk werd,
dat voor veiligstelling van het water aftapkraan de daarvoor benodigde optimale
kwaliteit van het water af-pompstation in
nauwe relatie moest worden gezien met de
gebruikte leidingmaterialen,zowel in binnenleiding als hoofdleiding en de methode
van behandeling van het water (0.a. in
verband met na-reacties in het leidingnet,
ref. 15). Daar uiteindelijk de gezondheid
van de consument vooropstaat, ligt hier
voor de drinkwaterproducent een belangrijke verantwoordelijkheid. Zodanige maatregelen moeten worden genomen dat de
kwaliteit van het water waar dit de consument bereikt, gewaarborgd blijft. In termen
van kwaliteitseisen van de EG-drinkwaterrichtlijn (80/778/EEG) betekent dit dat het
water niet agressief mag zijn. Hiermee
wordt beoogd mn zwdanige kwaliteit te
bereiken dat de afgifte van metalen wordt
gerninirnalisewd.
Voor wat betrdt de minimaal vereiste
hardheid, schrijft de EG-richtlijn een
minimaal vereiste concentratie voor van
3 meq/l, welke waafde samen met een
minimaal vere'ist bicarbonaat gehalte twens
een garantie gee& voor een voldoende
buffercapaciteit van het op hardheid gecomgeerde water. Binnen twee jaar zal de
betreffende richtlijn in de Nederlandse
wetgeving moden zijn opgenomen. Daarbij
worden aan e n zesXigtal parameters grenswaarden gesteld.
Het op de betreffendb grenswaafden van
toepassing zijnde regim hangt sterlc af
van de aard van de parameters: de waar-
wassenen en 40 - 50 $6 voor kinderen van
2-3 jaar 1171.
Terwijl bij de normstelling ten aanzien van
b. het vormen van een referentiekader
toxische stoffen volstaan wordt met extravoor het rnilieuhygienisch handelen.
polatie vanaf het dierexperiment en toeNormen scheppen duidelijkhaid en geven
passing van een veiligheidsfactor, geldt dit
een grondslag voor een grotere rechtsIlliet voor de categorie carcinogene stoffen
zekerheid.
waarvan
de werking berust op een geno5.2. Produkten en materialen voor de
toxisch effect. In dat geval is er geen
drinkwatervoorziening
Aan de totstandkoming van normen liggen
sprake van een nul-effect niveau. We1
De vele nieuwe produkten die op de markt
twee ellcaar aanvullende elementen ten
neemt de tumorincidentie (kans op optreworden aangeboden voor de drinkwatergrondslag:
den van een geval) af met de blootstellingsvooniening en de toegenomen noodzaak
dosis. Voor carcinogene stof fen is derhalve
a. toxicologische criteria (c.q. wetenschapom bij de drinkwaterbereidinggebruik te
het uitgangspunt, dat deze steeds zoveel
pelijke criteria);
maken van chemische stoffen, hebben gemogelijk uit het milieu moeten worden
b. haalbaarheidscriteria.
noopt tot procedures voor de beoordeling
geweerd.
Volgens de Nota Milieuhygienische normen
van stoffen en materialen op hun toxiIn de praktijk zal men we1 trachten om
[16] is het uitgangspunt bij de normstelling
cologische eigenschappen. Hierdoor wordt
een indruk te krijgen van het risico van
binnen het miileuhygienisch beleid, dat elke
een inzicht verkregen in de mogelijk aande expositie. Hiervoor moeten dan extramilieubelasting die onnodig is i n d e z i n
wezige stoffen en verontreinigingen en
polatiemodellenworden gehanteerd, waarbij
d a t deze m e t een redelijke inspanning kan
worden extra garanties verkregen voor de
een aanname wordt gemaakt ten aanzien
worden voorkomen, onaanvaardbaar moet
kwafiteit van het afgeleverde drinkwater.
van de relatie tussen tumorincidentie en de
worden geacht.
De beoordeling van de stoffen vindt plaats
expositie. In principe zou via kosten-baten
in een samenwerkingsverband van overheid Hiemit moet worden geconcludeerd, dat
analyses een aanvaardbaarheids(n0n-n)de technische mogelijkheden bij de vasten waterleidingbedrijven, in de Commissie
niveau kunnen worden vastgestdd, zoals
stelling van de normen een belangrijke rol
Gezorrdheidsaspecten Chernicalien en Maonlangs door de EPA [17] is gedaan, waarspelen. De reden voor dit standpunt is geterialen voor de Drinkwatervoorziening
bij een aantal - vrij willekeurige - aanlegen in het feit, dat de vaststelling van het
(CGCMD). In de toekomst zal daarbij
names essentieel zijn voor de uitkomst.
nul-effect niveau voor het milieu (w.o. de
worden gewerkt aan de hand van een nog
Daar met name voor carcinogene stoffen
mens) een aantal onzekerheden omvat,
op te stellen 'positieve lijst' systeem.
geldt, dat de technische mogelijkheden in
zelfs a$ bij extrapalatie van het dierRecent is naar voren gekomen dat ook met
sterke mate bepalend zullen zijn voor de
experiment naar de mens een veiligheidsde mogelijkheid van verontreiniging van
toelaatbare concentraties, kan een normhet drinkwater bij distributie als gevolg van factor wordt toegepast.
stelling voor deze stoffen verstarrend werbodemverontreiniging rekening moet
ken. Dit geldt zeker in een periode waarin
worden gehouden, mede in relatie met de De volgende aspecten geven hiervan een
de ontwikkelingen nog sterk in beweging
illustratie:
gebruikte materialen.
zijn en de problematiek door betrokkenen
1. In het milieu zullen een groot aantal
wordt onderkend. De problematiek van de
verbindingen naast elkaar voorkomen, die,
reactieprodukten gevormd bij de huidige
6. Aspecten van normstelling
hoewel elk in lage concentratie aanwezig,
desinfectieprocessen geeft hier een goed
als totaal een gesommeerd effect kunnen
Het terrein van de drinkwatervoorziening
voorbeeld van
geven of elkaars werking kunnen versteris Bkn van de eerste gebieden geweest
ken (additiviteit, synergisme). In dit opwaarbij normen een belangrijke rol gingen
Zicht bestaat er een verschil met de normspelen voor de garantie van de kwaliteit.
stelling in de arbeidssfeer, waarbij de
1. Meissner, B. Der Kalizcmpermanganatverbrflzich
Door de toegenomen verontreiniging van
der Wasseranalyse. WWT 8, 14 - 20 (1958).
blootstelling veelal betrekking heeft op een
het milieu en het aantal geconstateerde
2. Gubin, A. und H o f f r n a ~W.
, Die Kaliumgevallen van verontreiniging is er de laatste relatief beperkt aantal stoffen.
perinanganatzahl als Mittel zur Beurteilung der
decennia een sterk toenemende behoefte
in Wasser geliisten organische Substanz. Mit2. Uitgangspunt bij de normstelling is, dat
ontstaan aan normen: in het waterleidingteilungen der VGB, 53, 108- -121 (1958).
rekening moet worden gehouden met de
besluit van 1960 waren er nog slechts normen zwakken in de samenleving. Proefdier3. Trouwborst, T. Bronnen van verontreiniging
van grond,vater en Azcn betelcenis. Hz0 14, 4-10
opgenomen voor een zevental parameters.
groepen zijn noodzakelijkerwijs klein in
(1981).
De Wereld Gezondheids Organisatie stelde omvang en geven slechts gedeeltelijk een
4. Prein, A. E., Thie, G. M., Alink, G. M.,
zijn eerste drinkwaternormen op in 1958,
afspiegeling van de spreiding in de menseKoernan, J. H. and Poels, C. L. M. Cytogenic
een herziening vond plaats in 1963 en
changes in fish exposed to water of the river
lijke populatie.
1971, terwijl thans een revisie wordt voorRhine. Sci. Total Environ. 9, 287 - 291 (1978).
3. De opname van stoffen kan per proefbereid waafbij een belangrijk groter aantal
5. Control of organochlorinated compounds in
dier aanmerkelijk verschillen. De mens
drinking water (assessment of alternative treatment
parameters aandacht zullen krijgen. De in
methods). OECD, Paris, 1980.
scheidt vele stoffen ook langzamer uit dan
1980 aangenomen EG-richtlijn betreffende
6. Page, T., Hams, R. H. and Epstein, S. S.
bv. de muis, waardoor bij de mens een
de kwaliteit van voor menselijke consumpDrinking water and cancer mortality in Louisiana.
grotere accumulatie kan optreden. Ook is
tie besternd water (80/778/EEG), bevat
Science, 193, 55 - 57 (1976).
de levensduur (en dus de chronische exnormen voor een zestigtal parameters.
7. Kuma, R. J., Kuma, C. M. and Buncher,
positie) van de mens langer.
Deze richtlijn is bindend voor alle landen
C. R. Ohio drinkingwater sozcrce and cancer
rates. Am. J . Public Health 67, 725 - 729 (1977).
van de EG.
4. De opname kan ook binnen de menseMet het vaststellen van (drinkwater)normen lijke populatie aanmerkelijk verschillen. Zo 8. Dowty, B., Carlisle, D., Laseter, J. L. and
Storer, J. Halogenated hydrocarbons in New
wordt het volgende beoogd:
worden bv. voor de opname van lood
den van toxicologiische en microbiologische
parameters mogen nid worden overschreden, terwijl voor sommige parameters afhankelijk van de locale situatie - overschrijding van de waarden onder bepaalde
omstandigheden kan worden toegestaan.
a. het geven van inzicht in en garantie
v m r de vereiste kwafitait van het eindprodukt;
waarden gemeld van 5 - 10 $6 voor vol-
Orleans drinking water and blood plasma.
Science 187, 75 - 77 (1975).
Mutageniteit, carcinogeniteit en normstelling
9. Truhaut, R., Gak, J. C. et Graillot, C. L.
Recherches sur les risques pouvant resulter de la
poNution chintique des eaux d'alinlentation - I :
etude de la toxicite B long term chez le rat et la
souris des micropollutants organiques chloroform
- extractibles 51 partir d'eaux livr6es B la consommation humaine. Water Research 13, 689 - 697
(1979).
10. Yamasaki, E. and Arnes, B. N . Concentration
o f mutagens from urine by adsorption with the
nonpolar resin XAD-2: cigarette smokers have
~nzctagenicurine. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74,
3555 - 3559 (1977).
11. Cheh, A. M., Skochdopole, J., Koski, P. and
Cole, L. Nonvolatile nuzctagens in drinking water:
production by chlorination and destruction by
sulfite. Science 207, 90 - 92 (1980).
12. Kreijl, C. F. van, Kool, H. J., De Vries, M.,
Van Kranen, H. J. and de Greef, E. Mutagenic
activity in the rivers Rhine and Meuse in the
Netherlands. Sci. Total Environ. 15,137-147 (1980).
13. Rapport inzake de toepassing van koperen
buizen voor waterleidingdoeleinden. Uitgebracht
door de koperen buizen wmmissie, 1934.
14. Ten Berg, J. A. S. en Grotepass, W. Verslag
over het onderzoek in de gemeente HeldenPanningen naar verschijnselen van loodvergiftiging
als gevolg van loodhoudend drinkwater. Vemcht
in opdracht van de Gezondheidsraad. Uitg.
Dekker & v. d. Vegt, Utrecht, 1941.
15. Schwartz, D. J., Saxena, J. and Kopfler, F. C.
Water dism'bution system, a new source o f
nzutagens in drinking water. Environ. Sci. Techno].,
13, 1138 - 1141 (1979).
16. Nota Milieuhygiihische normen 1976. Staatsuitgeverij 's-Gravenhage, 1976.
17. Drinking water and Health. National Academy of Sciences, Washington D.C. (1977).
18. National Interim primary drinking water
renulations; control o f trihalomethanes in drinkinn
water; correction. Federal Register 45. 15542 15547 (1980).
19. Poels, C. L. M. Onfivikkeling van biologische
methoden om de toxicologiscl~elnvaliteit van
water te bepalen. H20 12, 160 - 164 (1979).
Chemische mutagenen zijn stoffen die
beschadigingen kunnen veroorzaken in de
cellulaire structuren en mechanismen, die
verantwoordelijk zijn voor de conservering
en overdracht van erfelijke informatie van
levende organismen. Dat sommige &emicalien een dergelijk ingrijpend (geno-)toxisch
effect teweeg kunnen brengen werd voor
het eerst aangetoond in het begin van de
jaren veertig voor mosterdolie, de stof
waaraan de mosterd zijn karakteristieke
scherpe smaak ontleent. Daarna, en vooral
tijdens de laatste vijf jaar, is een groot aan-
PROF. DR. J. H. KOEMAN
Afdeling Toxicologic
Landbauwhogeschool
Wageningen
tal chemische mutagenen geidentificeerd,
waaronder niet alleen natuurprodukten,
maar ook tal van 'man-made' chemicaliien.
Behalve door chemische stoffen kunnen
mutaties ook worden veroorzaakt door bepaalde typen energierijke straling (UV-, y-),
virussen en spontaan optredende 'missers'
tijdens de replicatie van het genetisch
materiaal. Als verdediging tegen genetische
mutaties beschikt de natuur over mechanismen waarmee de ontstane schade geheel
of gedeeltelijk kan worden hersteld. De
belangrijkste hiervan zijn de enzymatische
DNA-repair mechanismen, het imrnuunsysteem dat afwijkende cellen kan vernietigen, alsmede selectiemechanismen in
populaties via welke organismen met 'ongewenste' eigenschappen worden geelimineerd. De aanwezigheid van dergelijke
herstelmechanismen verklaart, dat het
plantaardig en dierlijk leven zich tot dusver,
ondanks de continu aanwezige mutatiedruk, heeft kunnen ontwikkelen en handhaven. Dit neemt niet weg, dat veel ongewenste mutaties hun stempd drukken op
het leven van de mens en sommige andere
organismen, getuige de aanwezigheid van
een scala van erfelijke afwijkingen. Zoals
hieronder zal worden toegelicht moet ook
de ziekte kanker ten dele worden beschouwd als een gevolg van genetische
mutaties.
cuulstructuren met een relatief overschot
aan electronen. Hiertoe behoren enkele
groepen die frequent voorkomen in biologisch belangrijke macromoleculen zoals
het DNA, RNA en allerlei eiwiten waaronder enzyrnen (0.a. -NH, en -SH-groepen).
I
Wanneer het reactieve electrofiele atoom
een C(+)-atoomis wordt de reactie tussen
het betreffende molecuul en de nucleofiele
groep een alkyleringsreactiegenoemd. Men
spreekt in dit verband van alkylerende
stoffen. Stoffen van dit type bezitten vrijwe1 altijd een hoge toxiciteit, daar zij in
relatief lage doseringen of concentraties
ernstige stoornissen kunnen veroorzaken in
belangrijlke biodhemische en/of biofysische
processen. Het merendeel is mutageen.
Bekende voorbeelden zijn de zogenaamde
mosterdverbindingen, waaronder enkele
kankerchemotherapeutica (via remming
celdeling), het fosgeen en een aantal
vluchtige halogeenkoolwaterstoffen, zoals
het thans in ons laad in opspraak zijnde
pesticide methylbromide.
Belangwekkend is de ontdekking, dat er
stoffen zijn, die in het lichaam van mens
en dier via biochemische omzetting worden
getransformeerd in produkten (metabalieten) met alkylerende eigenschappen. Biochemische onuetting van chemicalien leidt
kennelijk niet altijd tot ontgifting (ddoxicatie) maar ook tot activatie. De metabolieten met alkylerende eigenschappen
hdbben in de regel geen lange levensduur,
daar zij relatief snel langs biochemische
weg worden geinactiveerd en uitgescheiden.
Ze kunnen echter lang genoeg aanwezig
zijn om orgaanschade enlof mutaties te
veroorzaken. Veel van de &ans 'bekende
mutagene stoffen behoren tot d a e laatste
categorie van indirecte mutagenen. Voorbeelden zijn benzpyreen, nitrosaminen, aflatoxine en vinylchloride; deze stoffen zijn
behalve mutageen ook carcinogeen.
De carcinogeniteit van chemische stoffen
Kanker is de naarn voor een complex van
ziekten, waarover in vergelijking tot bijvoorbeeld de microbiele infectiaiekten
relatief weinig bekend is. Het inzicht in de
oorzaken en ontstaanswijze neemt echter
snel toe.
EBn van die verworven inzichten is, dat bij
de meeste vormen van kanker genetische
Mechanistische aspecten
mutaties een belangrijke rol spelen bij het
De meeste mutagene chemicalien zijn geontstaan van de ziekte. D e beschikbare
kenmerkt door de aanwezigheid in het
aanwijzingen steunen de hypothese dat het
molecuul van reactieve atomen met elecin ved gevallen gaat om een proces, waarbij
trofiele eigenschappen, d.w.z. atomen waar- een normale cel via een aantal genetische
binnen een relatief electronen-tekort opmutaties stapsgewijs wordt getransformeerd
treedt. Als gevolg hieman kunnen dergelijke in een kankercel. In het jargon van de
moleculen gemakkelijk reageren met zogeonderzoekers spreelct men over een multinaamde nucleofiele groepen, d.w.z. molehit proces, waarbij met het woord hit een
mutatie wordt bedoeld. De 'hits' kunnen
worden veroorzaakt via de 'achtergrond'
zoals virussen, natuurlijke straling, omgevingsmutagenen in de voeding en spontane
processen, alsook via extrinsieke treffers als
gevolg van extra toegediende carcinogene
stoffen. Het totale beeld is echter nog aanzienlijk ingewikkelder daar reeds bekend
is, dat er een groot aantal modificerende
factoren bestaat, zoals kankerpromotoren,
co- en antimutagenen, voedingseffecten en
congenitale determinanten, dat eveneens van
invloed is op het manifest worden van
deze ziekten.
Er is lang getwijfeld aan het belang van
het milieu als bepalende factor voor het
ontstaan van kanker. Dit werd echter
anders toen bleek, dat verandering van
omgeving van grote invloed was op de
aard en incidentie van kanker bij de mens
(migranten-studies), alsook dat de aard van
het beroep bepalend kon zijn voor het
ontstaan van de zielcte (bv. blaaskanker na
expositie aan /3-napthylamine in de rubberindustrie en angiosarcoom na blootstelling
aan vinylchloride in de PVC industrie).
Langs experimentele weg is gevonden, dat
bij een dagelijkse toediening van carcinogene stoffen aan ratten de totale dosis
nodig om tot tumorvorming te komen, des
te Meiner is naarmate deze dosis verdeeld
wordt in Meinere porties die toegediend
worden gedurende langere perioden. Het
verband tussen dosis en tijd kan worden
beschreven met de formule dtn= constant,
waarin d = dagelijkse dosis, t = mediane
tijdsduur van toediening, terwijl de exponent een numerieke waarde heeft die gelegen is tussen l en 5, afhankelijk van de
stof en het experiment. Een belangrijke
consequentie hiervan is, dat zelfs de kleinste dosis een inreversibel effect blijkt te
hebben bij bepaalde carcinogene stoffen.
Men spreekt in dit verband we1 van een
'memory-effect'. Uit het verband kan ook
worden afgeleid, dat het carcinogene effect
toeneemt met de tijd (tijd-effect). Ekn en
ander is in overeenstemming met de hierboven genoemde multi-hit hypothese. Men
kan zich dit proces als volgt voorstellen.
Wanneer een cel in een bepaald weefsel via
een mutatie is getransformeerd in een celtype dat als voorstadium van een tumorcel
mag worden beschouwd (precancereuze
cel), zal dit getransformeerde celtype zich
door deling vermeerderen waardoor de
kans in de tijd toeneemt dat deze gemuteerde celpopulatie opnieuw door een
voIgende mutatie (hit) wordt getroffen en
vervolgens transformeert naar een volgend
precancereus celtype, enz. Het aantal mutaties dat in successie nodig is voor een
volledige transformatie ligt waarschijnlijk
in de meeste gevallen in de orde van
3 B 4.
Uit het bovenstaande moet ook worden
afgeleid, dat zelfs de kleinste dosis een
bijdrage levert aan het uiteindelijk effect,
alsmede dat de aanwezige herstelprocessen
(0.a. DNA repair) niet afdoende zijn.
Er bestaat dus kennelijk geen grenswaarde
waarbeneden de stof geen bijdrage levert
aan het proces van de carcinogenese ('no
effect level'). Ook dit past bij het beeld
van het moleculaire werkingsmechanisme,
immers er is in principe slechts CBn irreversible mutatie nodig voor de transformatie van een cel. Voor de meeste toxische
werkingstypes kan op grond van experimentele gegevens en theoretische gronden
we1 een 'no effect level' worden gehanteerd, daar dan voor de inductie van een
primaire laesie (bv. de remming van een
enzym) we1 een relatief groot aantal
moleculen nodig is.
Wanneer uit experimenteel of epidemiologisch onderzoek blijkt dat onder invloed
van blootstelling aan een bepaalde stof
kanker optreedt mag niet zonder meer
worden aangenomen dat deze stof werkzaam is via een genetisch 'memory-effect'.
Het werkingsmechanisme kan ook berusten
op een co-carcinogeen of promotor effect
waarvoor we1 een 'no effect level' principe
zou kunnen opgaan. Fundamenteel onderzoek naar het werkingsmechanisme zal dan
uitsluitsel moeten geven over de aard van
de werking.
In het in 1978 uitgebrachte advies van de
Gezondheidsraad inzake de carcinogeniteit
van chemische stoffen [zie lit. lijst] worden
de volgende categorieen van carcinogene
stoffen onderscheiden:
I. stoffen die een irreversibel, zichzelf
replicerend effect (imprint, 'memory-effect')
veroorzaken. Dit zijn de volledige carcinogenen en de initiatoren;
11. stoffen die werkzaam zijn via andersoortige mechanismen dan voor categorie I
vermeld. Hiertoe kunnen promotoren en
andere co-carcinogeen werkende stoffen
gerekend worden; voorts stoffen die een
verstoring van hormonale evenwiehten
veroorzaken en stoffen die werlcen volgens
het principe van niet-specifieke prikkeling.
Tenslotte kunnen ook stoffen die onderdrukking of overstimulering van het immuunapparaat bewerkstelligen tot deze
categorie behoren.
Het rapport onderscheidt bovendien op
praktische gronden twee aanvullende categorieen van suspecte stoffen, te weten:
111. stoffen waarop naar aanleiding van de
resultaten van adequate chronische dierproeven of andererelevante proefopstellingen verdenking is komen te rusten zodat
veelal nader onderzoek noodzakelijk is
(doorgangscategorie);
IV, niet te classificeren suspecte stoffen
waarvan na uitgebreid onderzoek niet is
aangetoond, dat zij een volledig carcinogeen of een initiator zijn (categorie I)
ofwel werkzaam volgens een der onder
categorie I1 genoemde werkingsmechanismen of anderszins.
Volgens het advies dienen stoffen behorende tot de categorieen I en 111 in het
algeineen uit de voeding en het milieu te
worden geweerd.
Beoordeling risico's en normen
De beoordeling van de eventuele gezondheidkundige gevolgen voor het nageslacht
van genetische mutaties in de geslachtscellen van de mens is niet of nauwelijks
mogelijk, daar adequate waarnemingstechnieken ontbreken. We1 kan met behulp van
bepaalde toetsen worden nagegaan of
stoffen dominant letale mutaties kunnen
veroorzaken. Mutaties van subtielere aard,
bv. die welke gepaard gaan met het optreden van deficienties in bepaalde enzymatische processen, onttrekken zich echter
grotendeels aan de waarnerning.
De gezondheidsschade die hierdoor zou
kunnen ontstaan, mag evenwel niet worden
onderschat.
Gezien het ontbreken van een 'no effect
level' voor de mutagene werking moet
worden aangenomen dat iedere verhoging
van de mutatiedruk zal leiden tot een toename van de incidentie van congenitale
defecten. Daar met betrekking tot deze
vorm van genetische schade geen dosiseffect relaties kunnen worden opgesteld,
mede als gevolg van de thans nog niet
gekwantificeerde invloed van tal van modificerende factoren, kan het risico op dit
moment niet worden geevalueerd. Dit
leidt onvermijdelijk tot de conclusie dat
een verhoging van de mutatiedruk boven
de natuurlijke achtergrond door chemische
stoffen op grond van toxicologische overwegingen onaanvaardbaar moet worden
geacht. Dit geldt uiteraard vooral voor
stoffen waarvan mag worden aangenomen
dat ze mutageen zijn voor de mens. Het
toxicologisch onderzoek naar deze vorm
van genetische schade verdient veel meer
aandacht dan ze thans krijgt.
De andere vorm van genetische schade, de
chemische carcinogenese, laat zich beter
beoordelen. Hier is het veelal we1 mogdlijk
op grond van dierexperimentele en soms
epidemiologische gegevens een schatting te
maken van de relatie tussen dosis en effect.
Er zijn voorstellen gedaan voor een extrapolatiemodel, de zogenaamde 1-hit-regel
(one hit model), waarmee aan de hand van
de resultaten van dierproeven een schatting
kan worden gemaakt van de kankerincidentie
bij lage blootstellingsniveaus zoals die
voorkomen bij de mens. Het 1-hit model
veronderstelt een lineair verband tussen de
Verbetering door adsorptie
1. Inleiding
logarithme van de dagelijkse dosis en de
logarithme van de tumorincidentie [zie
Voor een goed begrip van wat onder
rappoft Gezondheidsraad]. Dit extrapolatie- adsorptie ter onderscheiding van andere
model is voorzichtig, daar het berust op
fysische scheidingsprocessen dient te worden
de veronderstelling dat de transfonnatie
verstaan, zal eerst aandacht worden besteed
tot kankercel via een enkelvoudige mutatie
aan enige definities van enkele facetten in
(1-hit) tot stand komt. Men houdt op deze
het algemeen en van adsorptie van stoffen
wijze ook reltening met de mogelijke bijuit de waterfase op vaste stoffen, zoals
drage van de eventuele ('natuurlijke')
wordt toegepast in de drinkwaterleiding,
achtergrondcarcinogenen.
in het bijzonder.
De vraag die overblijft is welk risico,
Vervolgens zal worden nagegaan hoe de
d.w.z, welke kankerincidentie wenst de
verwijdering door adsorptie van stoffen uit
maatschappij te aanvaarden als 'prijs' voor
water afhankelijk is van de aard van de te
de verdiensten van een bepaald produkt.
Aanvaardt de maatschappij een kankerincidentie van 1 op 105 of 1 op 106, daarbij
rekening houdend met het feit, dat de
DR. IR. A . GRAVELAND
'natuurlijke' kans op kanker thans 1 op 4
Gemeentewaterleidingen
i 5 bedraagt ?
Amsterdam
Een brede maatschappelijke discussie zal
hierover uitsluitsel moeten geven. De uitkomst daarvan zal tevens bepalend zijn
voor de moeite die men zich moet getroosten voor de sanering van ons drinkverwijderen stoffen, het karakter van water,
water. Voorlopig lijkt het raadzaam
de aard van het adsorbens en de temperamutagene en/of carcinogene componenten
tuur. Met het aldus verkregen inzicht in de
zoveel mogelijk uit dit medium te weren.
thermodynamische evenwichten zal worden
bezien met welke snelheid m.a.w. met welke
kinetiek deze evenwichten worden nageLiteratuur
streefd. Na enkele praktijkvoorbeelden van
Advies inzake de beoordeling van carcinogeniteit
natuurlijke en kunstmatige processen,
Ian che~rtischestoffert. Gezondheidsraad. No.:
waarbij adsorptie optreedt, zal een overzicht
1978119. Rijswijk, 1978.
Brusick, D . Principles of Genetic Toxicology.
worden gegeven van de verschillende soorPlenum Press. New York, London, 1980.
ten adsorbentia zoals die in de praktijk van
Rapport inznlce carcinogene sroffen.Werkgroep
de drinkwaterleiding (kunnen) worden toevan Deskundigen van de Nationale MACgepast.
Commissie. N o . 3/80. Voorburg, 1980.
Tenslotte zal worden besproken wat de
mogelijkheden en de beperkingen zijn van
het adsorptieproces aan de hand van de
groepen van verontreinigingen zoals deze in
de Nederlandse ruwwatersoorten voorkomen
in vergelijking met alle andere bereidingstechnieken.
Hierbij zal met name bijzondere aandacht
worden besteed aan de kwaliteitsverbetering
in toxicologisch opzicht.
Adrorbenr
Van der Waalrktarhl
Wdlerrlolbrug
Afb. 1
8 20 KJ mi
40
- Definities.
Wanneer bepaalde stoffen in een vloeistof
oplosbaar zijn en anderzijds een aanzienlijke
affiniteit tot een bepaalde vaste stof vertonen, kunnen deze stoffen uit de vloeistof
worden verwijderd door de vaste stof in de
vloeistof te brengen of de vloeistof in
contact te brengen met de vaste stof door
de eerste over de laatste te laten stromen,
waardoor de te verwijderen stof zich op de
vaste stof hecht; dit noemt men adsorptie.
De vaste stof waarop de stof wordt gehecht
of geadsorbeerd heet adsorbens en de geadsorbeerde stof heet adsorbaat (afb. l).
Omdat een opgeloste stof affiniteit zowel
tot de vloeistof als tot het adsorbens kan
vertonen, zal in een bepaald systeem een
bepaalde verdeling van genoemde stof over
de vloeistof en het adsorbens optreden,
waarbij een toestand van rninimale energie
wordt nagestreefd. Adsorptie is derhalve
een exotherm proces, dat wil zeggen, een
temperatuurafhankelijk proces. Bij toename
van temperatuur zal de hoeveelheid geadsorbeerde stof afnemen.
De hoeveelheid warmte, die per grammolecuul adsorbaat vrijkomt tijdens het
adsorptieproces wordt adsorptiewarmte genoemd en uitgedrulct in KJJmol. Deze kan
varieren tussen 8 en 400 KJ/mol.
Afhankelijk van de grootte van deze
adsorptiewarmte spreekt men we1 van
fysische adsorptie (8-40 KJ/mol) en van
chemische adsorptie, of chemosorptie (40400 KJ/mol). Chemosorptie zal derhalve
sterker van de temperatuur afhankelijk zijn
dan fysische adsorptie.
Bij fysische adsorptie is derhalve de affi2. Adsorptie
niteit tussen adsorbens en adsorbaat zwak.
2.1. Theorie
Zij berust op Van der Waals krachten of
2.1 .l. Definities
waterstofbruggen. Omdat vrijwel elk grensvlak electrisch is geladen, kunnen ook hier
Om een beter begrip van de termen adsorptie en desorptie te verkrijgen ter onder- reeds electrostatische krachten een bijdrage
in de bindingskracht leveren.
scheiding van andere fysische processen,
Fysische adsorptieprocessen zijn volledig
zoals deze in de proces-technologie worden
toegepast, volgt hieronder een overzicht van omkeerbaar. Hoewel de scheiding tussen
fysische adsorptie en chemosorptie vaak
enkele van deze processen tussen de vermoeilijk is aan te geven - het ene type
schillende aggregatietoestanden [I]:
gas
vloeistof
vast
adsorptie
I
J
desorptie (stril
I'
-I
adsorptie
I
desorptie
1.
gaat geleidelijk in het andere over -krijgt
chemosorptie meer het karakter van
chemische reacties tussen de te adsorberen
stof en de functionele groepen aan het
oppervlak van het adsorbens.
Adsorptie is derhalve de transport van &n
of meer opgeloste stoffen vanuit een vloeistoffase en de hechting op een vaste fase.
Desorptie is het vrijkomen van stoffen hetzij als tegenhanger van adsorptie uit een
vaste fase en het opgelost worden in een
gas- of vloeistoffase, hetzij als tegenhanger
van absorptie het vrijkomen van een bepaalde stof uit een vloeistoffase in een
gasfase. Komt een stof vrij uit een vloeistoffase naar een gasfase dan wordt daarvoor ook we1 de term 'strippen' gebruikt.
Hier zal verder uitsluitend de eerste betekenis van desorptie worden gebruikt. Deze
desorptie en adsorptie zijn twee kanten van
dezelfde medaille, nl. van het thermodynamiscb adsorptie-evenwicht.
2.1.2. Adsorptiecapaciteit
Als een vloeistof, waarin een bepaalde stof
is opgelost, in contact wordt gebracht met
een vaste stof, waarop zich de opgeloste
stof kan hechten, zal zich een voor dit
systeem karakteristieke verdeling van deze
stof in de vloeistof en op het oppervlak
van de vaste stof instellen. Als na enige tijd
in deze verdeling geen verandering meer
optreedt, dan betekent dit dat er zich een
thermodynamisch evenwicht [2] heeft ingesteld. Men spreekt dan van adsorptieevenwicht.
Als een dergelijk evenwicht optreedt, wil
dit niet zeggen, dat geadsorbeerde moleculen zich in evenwichtstoestand niet meer
van het adsorbens-oppervlak kunnen losmaken.
Het betekent echter we1 dat per tijdseenheid
en per oppemlakte-eenheid evenveel moleculen worden geadsorbeerd als gedesorbeerd.
Men spreekt dan ook we1 van een dynamisch evenwicht.
Het betekent ook dat tijdens het adsorptieproces, meer moleculen worden geadsorAfb. 2
- Adsorptie-isotheriizeiz
I
-c
Afb. 3 - Adsorptie-isofhernz van Langnzuir.
beerd dan gedesorbeerd en dat bij het
desorptieproces meer moleculen worden
gedesorbeerd dan geadsorbeerd.
Dit houdt ook in dat bij temperatuursverhoging tijdelij'k meer moleculen zullen
worden gedesorbeerd dan geadsorbeerd en
omgekeerd.
Wanneer vervolgens van een unair-systeem
- een systeem met 66n opgeloste stof wordt overgegaan op een binair, ternair of
mulliple systeem (met twee, drie of veel
stoffen, met elk zijn eigen verdeling over
oplosmiddel en adsorbens) zullen concurrenties gaan optreden tussen de verschillende stoffen op het oppervlak. Hierdoor
ltan de ene stof door de andere van het
oppervlak worden verdrongen. Zo kan er
ook concurrentie optreden tussen oplosmiddel en opgeloste stof.
In de drinkwaterzuivering is water het
oplosmiddel en worden verschillende adsorbentia gebruikt, waarvan actieve kool
momentml het bdangrijkste is.
Dat men met nagenoeg een unair systeern
te maken heeft is meer uitzondering dan
regel. Nagenoeg altijd is het aantal opgeloste stoffen groot. Daarom wordt meestal
met somparameters, zoals TOC, UV,
KMnOa-getal gewerkt. In deze somparameters gaat een groot aantal stoffen van
zeer uiteenlopend karakter, m.a.w. met een
van Frezmdlich.
log C
log $=log k+nlog C
verschillende affiniteit tot water en tot een
bepaalde adsorbens schuil.
Dit betekent, dat polaire stoffen, d.w.2.
stoffen met een groot dipoolmoment, sterk
in water oplosbaar zijn, m.a.w. hydrophiel
zijn en zich derhalve moeilijk uit het water
laten trekken door het adsorbens. Apolaire
of hydrophobe verbindingen hebben een
zwakke verbinding met water en zullen in
het algemeen in grotere mate worden geadsorbeerd. A1 deze factoren maken het
moeilijk watersoorten met verschillende
soorten stoffen m.b.v. mathematische vergelijkingen onderling te vergelijken.
Toch is het nuttig mathematisch het
adsorptie-evenwicht te beschrijven. De verzameling van punten, die bij een constante
temperatuur het evenwichtsverband aangeven tussen de hoeveelheid opgeloste en
de hoeveelheid geadsorbeerde stof in een
bepaald adsorptiesysteem, wordt adsorptieisotherm genoemd.
Een van de eerste mathematische formuleringen voor een dergelijke adsorptie-isotherm langs empirische weg bepaald, is die
van Freundlich:
X
--
kCn, zie voor n = 0,2 en n = 2.0
m
(Afb. 2.a.)
waarin:
x : het aantal grammen adsorbaat per m
gram adsorbens
C : de evenwichtsconcentratie van de betrokken stof in de waterfase
k, n : empirische constanten; k is temperatuurafhankelijk.
Deze vergelijking blijkt in de praktijk
meestal in het lage concentratiegebied de
waargenomen werkelijkheid het best te beschrijven. Bovengenoemde vergelijking kan
ook als volgt in logaritmische vorm worden
geschreven:
X
+
log - = log k
n log C; zie voor n = 0,2
m
en n = 2,O (Afb. 2.b.)
Uit deze lineaire voorstelling kunnen k en
n eenvoudig worden bepaald. Als n klein is,
bijvoorbeeld n = 0,2, spreekt men van
vlakke en als n groot is, bijvoorbeeld
n = 2,O spreekt men van een steile isotherm. Als n > 1 neemt de adsorptie bij
dalende concentratie eerst sterk en daarna
steeds langzamer af, waardoor een volledige
verwijdering in een filter moeilijk te bereiken is. Een hoge waarde van n is derhalve ongunstig. Dit is bijvoorbeeld het
geval bij humuszuren, die meestal een sterk
polair karakter hebben. Bij niet polaire
verbindingen, zoals bij aromatische koolwaterstoffen, heeft n een lagere waarde.
Dan is een vollediger verwijdering mogelijk.
Uit de reciproke grafische weergave kunnen
X
(-1
m rnax
en b eenvoudig worden bepaald.
In het algemeen kan worden gesteld, dat
de adsorptie-isotherm van FreundLich de
werkelijkheid nauwkeuriger bachrijft dan
die van Langmuir.
Het nut van adsorptie-isothermen is gelegen
in het feit, dat enerzijds de effectiviteit
van een adsorptie voor de verwijdering van
organische stoffen uit een bepaalde watersoort kan worden voorspeld en andenijds
kunnen verschillende adsorbentia onderling
In 1916 leidde Langmuir langs theoretische worden vergeleken.
weg de volgende vergelijking voor een
Bij een volledige inventarisatie hoeveel stof
adsorptie-isotherm af:
uit een verontreinigd water door een bepaald adsorbens kan worden verwijderd,
x - a.b.C.
zoals hierboven omschreven, is het ook van
m l+bC
belang te weten welke grootte van adsorpHier is:
tie-oppervlak ter beschikking is. Om een
zo groot mogelijke adsorptiecapaciteit na
x : het aantal grammen adsorbaat per m
te
streven, dient in de eerste plaats het
gram adsorbens
specifiek o p p h k , dit is het aanM &/g
C. de evenwichtsconcentratie van de beadsorbens, zo groot mogelijk te zijn. Bij
trokken stof in de waterfase
actieve
kool bedraagt dit oppervlak 500a en b: constanten
1500 n@/g kool. Dit grote oppervlak wordt
Er zijn in de adsorptie-isotherm van
vooral bereikt niet alleen door het uitLangmuir twee extreme situaties te onderwendig oppervlak, maar vooral door een
scheiden:
groot inwendig oppemlak. Dit wordt berdkt
X
X
doordat macroporien overgaan in porien
bC, 1, d a n k - =
a = (-1
met steeds kleiner diameter tot zogenaamde
m
m rnax
microporien. In verband met een zo groot
X
X
bC << 1, dan is - = (-1
. b.C. (Afb. 3.a.) mogelijke adsorptiecapaciteit dient in de
m
m rnax
tweede plaats het specifieke oppervlak ook
zo goed mogelijk bereikbaar te zijn.
Genoemde isotherm is dan als volgt te
schrijven:
Als de diameter van de microporien zeer
klein wordt kan het zijn dat haar oppervlak
voor grotere moleculen niet of zeer moeilijk
bereikbaar is. De diameter van deze microporien kan worden vergroot door een
De reciproke vorm luidt als volgt:
verdergaande activering. Hierdoor worden
x
x
1+bC
x
1
(-)-I
= (-)-I
-- (-)-I .-. deze porien verder opengebrand. De gemiddelde diameter van microporien bem max m max' bC
m max b
1
x
draagt ca. 10 A en die van macroporyen
(
(Afb.3.b.)
1 pm.
C
m rnax
Afb. 4 - Schematische vergroting van een korrel
actieve kool.
deze filmdiffusie snelheidsbepalend. Daarna
In het begin van het adsorptieproces is
wordt ook hier de concentratiegradient
relatief klein. In de derde plaats vindt
transport in de porien plaats, vanwege de
optredende wncentratiegradient in de
porien.
D a e poriediffusie is de snelheidsbepalende
stap voor adsorptie in de gemakklijk toegankelijke porien.
Men gaat bij de bepaling van de poriediffusiesnelheiduit van een momentane
evenwichtsinstelling tussen de concentratie
in het poriewater en de belading op de
poriewand.
In de vierde plaats vindt transport over het
oppervlak plaats, vanwege de optredende
beladingsgradient. Deze oppervlaktediffusie
is snelheidsbepalend in de moeilijk toegankelijke porien. Dit zal vooral het geval zijn
aan het einde van een adsorptiegang.
In de vijfde plaats verloopt de hechting op
de actieve discrete plaatsen van het adsorbensoppervlak snel t.0.v. de diffusiesnelheden. Adsorptielrinetische studies zijn
alleen met enig succes aan modelsystemen
uit te voeren. Praktijksystemen zijn te gecompliceerd.
2.2. Praktijk
2.2.1. Voorbeelden bij de drinkwaterbereiding
Adsorptie komt in de natuur en ook in de
drinkwaterpraktijk wijd verbreid voor, vaak
in combinatie met andere fysische, chemische en biologische processen.
Enkele voorbeelden hiervan zullen worden
beschreven. Zolang de mensheid bestaat,
maakt zij reeds gebruik van het adsorptieproces, dat zich afspeelt als water door
grondlagen van zand, veen of klei percoleert
in het geval van waterputten.
Wij kennen dit ook bij grondwater, oeveren duiniinfiltratie.
Daarbij k u ~ e enerzijds
n
stoffen door adsorptie uit het percolerende water worden
verwijderd en anderzijdsweer andere stoffen
in oplossing gaan, zoals ijzer, mangaan,
2.1.3. Kinetiek
arnmoniak en humuszuren, afhankelijk van
Naast inzicht in de adsorptiecapaciteit,
de aard van de ondergrond.
Er zijn ook verbindingen, wals het bekende
dient ook duidelijk te zijn waarvan de
adsorptiesnelheid afhankelijk is. Daarvoor
trichloorethyleen, die in bepaalde ondergronden niet worden geadsorbeerd.
is een aantal fasen te onderscheiden
Naast de hier genoemde natuurlijke adsorp(Afb. 4.).
tieprocessen, is er ook een aantal kunstIn de eerste plaats dienen de te adsorberen
moleculen te worden getransporteerd uit de matige processen in de drihaterwereld,
waarbij de adsorptie als nevenproces opwaterfase naar het adsorbens.
Zeker bij voldoende turbulentie (hoge
treedt.
Bij de grondwaterzuiveringworden vlokken
filtratiesnelheid) in de waterfase is d a e
en colloidale deeltjes van ijzerhydroxyde
transportsnelheid voldoende groot en derdoor adsorptie aan het oppervlak van zandhalve niet snelheidbepalend.
korrels van een filter gehecht. Daarnaast
De concentratiegradient is nu1 naderend.
In de tweede plaats dienen de moleculen de kunnen ijzerhydroxidevlokkenuiteraar d
waterfilm, die zich gebonden aan het opper- ook mechanisch worden afgevangen door
koekfiltratie.
vlak bevindt, te passeren.
Bij de ontmanganing worden zuurctofmoleculen op het oppervlak van het katalytische (hydr0)hausmanniet (Mn304) geadsorbered en ge'ioniseerd, waardoor botsende Mn2+-ionen worden geoxideerd en
in het kristalrooster ingebouwd. Bij coagulatie kunnen verontreinigingen behalve door
occlusie in, ook door adsorptie op ijzer- of
aluminiumhydroxidevlokken worden gebonden.
Bij membraanontzoutingsprocessen kunnen
door adsorptie verontreinigingen zich op
het membraan afzetten, waardoor verstopping zal optreden. Hier treedt adsorptie als
ongewenst verschijnsel op. Adsorptie als
min of meer beheersbaar zuiveringsproces
vindt de laatste decennia steeds meer toepassing. Het aantal adsorbentia, dat op de
markt wordt gebracht, neemt navenant toe.
Ook tijdens de distributie dient het adsorptieverschijnsel zich aan, zoals de afzetting
van roestdeeltjes op de binnenwand van
leidingen. Door dergelijke roestlagen kunnen
weer organische stoffen worden geadsorbeerd, als ook sulfaat- en nitraat-ionen, die
door chemische en bacteriologische omzettingen in reuk- en smaakstoffen kunnen
worden omgezet.
wisselaars en non-ionogene wisselaars.
Deze kunnen voor venvijdering van kat- en
anionen worden toegepast, terwijl de anionische wisselaars de laatste jaren ook toenemende belangstelling voor verwijdering
van anorganische stoffen ondervinden.
Sinds enkele jaren zijn ook adsorbentia op
de markt gebracht, die het midden houden
tussen actieve kool en polymere adsorbentia.
Ambersorb is hier een bekend handelsmerk.
Maar ook vele andere. Ieder adsorbens
heeft zijn eigen kwaliteit en mogelijltheden
om een breed spectrum van groepen organische stoffen te adsorberen; andere adsorberen meer een specifieke groep.
Uit toxicologische ovenvegingen is het
steeds noodzakelijk een toe te passen adsorbens te toetsen op zijn eigenschappen,
dat geen ongewenste verbindingen uit het
adsorbens in het water worden opgelost.
3. Verbetering
3.1. Soorten verontreinigingen
Bij de bereiding van drinkwater heeft men
te maken met anorganische en organische
verbindingen.
Bij deze beide groepen komen voor de
menselijke gezondheid zowel schadelijke als
2.2.2. Adsorbentia
niet-schadelijke voor.
Adsofbentia zijn ruwweg te onderscheiden
Van vele stoffen is echter nog niet bekend
in polaire en niet-polaire.
of zij we1 schadelijk zijn en zo ja, vanaf
Bij polaire adsorbentia, zoals aluminiumwelke concentratie dan wel.
oxide, calciumcar'bonaat, glas, ionogene
De anorganische verbindingen, die meestal
ionenwisselaars, kwarts, diatomeenaarde en in hogere concentraties voorkomen kunnen
metallische oxidw berust het adsorptieworden onderscheiden in: kationen, zoals
mechanisme meer op ion-dip001en dipoolNa+, K + , Ca+, Mg++, NHa+, Fe2+,Mn2+
dipool wisselwerking, m.a.w. elektrostatische en anionen zoals: C1-, Br-, SO4=, NO3attractie.
POe=, HC03-, COz.
Bij apolaire adsorbentia, zoals actieve kool, Deze komen meestal voor in het Nedergrafiet, plastics, parafine en metallische
landse grond- en oppervlaktewater, in zosulfiden domineren de Van der Waalsdanige concentratie, dat zij (nog) niet
krachten. Omdat het watermolecuul een
toxisch geacht worden; we1 kunnen zij insterke di-pool heeft, zullen polaire verbindirecte toxische gevolgen hebben, zoals
dingen beter in water opgelost zijn. Zij
PO4= voor de vorming van algen en
worden daarom hydrophiel genoemd. Deze toxinen; hardheid, waardoor de pH en
zullen minder goed op apolaire adsorbentia daarmee het oplossend vermogen voor
worden geadsorbeerd, maar beter op een
zware metalen wordt vastgelegd; bromide,
polaire adsorbens.
waaruit met chloor bromoform kan worden
Apolaire stoffen zullen minder goed in
gevormd.
water worden opgelost en beter worden geadsorbeerd op apolaire adsorbentia.
Afb. 50 - Adsorptie-isotherm van Trichlooretheen.
Deze verbindingen en adsorbentia worden
A TCE ~ e a d r ~ r b e e r d
hydrophoob genoemd. Actieve kool, hetzij
d.1,
GAC
in de poeder-(PAC), hetzij in korrelvorm
(GAC), is het meest gebruikte adsorbens in
de drinkwaterbereiding, meestal voor de
verwijdering van organische stoffen.
Actieve kool is een verzamelnaam. Het kan
uit vele soorten koolstofhoudende grondstoffen worden bereid, zoals hout, turf,
steenkool, bruinkool, cocosnoot etc.
Er zijn ook vele soorten ionenwisselaars in
de handel: sterk- en zwak zure kationwisselaars, sterk- en zwak basische anion-
1 in
TCE.gesdrotbeerd
tn gr/kg GAC
/
l o g 0 ; log 1.5
.
0.55 109 C
0;1.5 c O ' ~ '
I
Afb. 5b - Dzcbbellogarit~ilische adsorptie-isotherm
vair tiichlooretheer~.
Verder de anorganische verbindingen, die
meestal in kleinere concentraties voorkomen, waartoe de groep van m a r e metalen
behoort, zoals: Pb, Cu, Cd, Zn, Hg, Ni,
Cr en Co.
Deze komen vaak voor in concentraties, die
we1 schadelijk geacht worden.
In de tweede plaats is in de groep van
organische stoffen een aantal stoffen te
onderscheiden, die in drinkwater om de
volgende redenen ongewenst zijn:
- toxiciteit, zoals: vluchtige en niet
vluchtige chloorhoudende verbindingen;
poly-aromaten, fenolen, etc.
-
reuk, kleur en smaak
nagroei
-
THM-vorrning uit precursors
- potentiele vorming van reuk, kleur
enlof sinaak tijdens distributie.
Tenslotte is een aantal biologische verontreinigingen te onderscheiden, zoals bacterien, virussen, algen, hogere organismen,
etc. [4]
3.2. Adsorptie in vergelijkiitg inet andere
processen
Om na te gaan of adsorptie tot verbetering
van de drinkwaterkwaliteit leidt, lijkt het
raadzaam dit te doen met de scope op alle
in de drinkwaterbereiding toegepaste zuiveringstechnieken.
Een groepsgewijze indeling van a1 deze
processen kan de volgende zijn:
oxidatie, m.b.v. 02, 03, H202, C12,
NaC10, ClO2, KMn0.k
-
- adsorptie, m.b.v. PAC, GAC, coagulatie,
filtratie, ionenwisselaars
- filtratie m.b.v. filtermedia
- hyperfiltratie, m.b.v, membranen
- destillatie
- strippen, m.b.v, lucht
- sedimentatie
- milieugevolgen
- kosten
E
l
E4
0
CHBr,
CHBr2CI
CHBrCI2
CHCI,
weeks
-t
Ter adstructie zullen hier twee voorbeelden
volgen: Voor de verwijdering van trichloor&heen (TCE) kan uitsluitend korrelkool
worden gebruikt. De adsorptie-isotherm is
bepaald, zoals weergegeven in afb. 5a en b.
Het ruwe grondwater te Hilversum bevat
1000 tot 1500 ,ug TCE/l; het overige organisch stofgehalte ligt laag (KMnOr-getal
-.. 3 mg/l).
Het gehalte aan TCE in drinkwater dient
bij voorkeur zo laag te zijn, dat het niet
aantoonbaar is, maar in ieder geval niet
hoger dan 1 ygll.
In het kader van bovengenoemde factoren
kunnen de volgende conclusies worden getrokken:
- door middel van adsorptie op korrelkool is een zeer goede verwijderhg van
TCE mogelijk
Afb. 6
-
THM-klant in het water na langzame umdfiltratie.
- kristallisatie, m.b.v. entmateriaal
vorming van butyldisulfide, bacteriien,
hogere orgadsmen, nitrosoarnines en endo- biolo&che degradatie, m.b.v. biologisch
tokes.
actieve filtermedia.
Bij het gebruik van bepaalde ionenwisselaars om de hardheid van water te verlagen
Er van uitgaand dat de gebruikte hulpkunnen weliswaar bijvoorbeeld Ca2+ - en
stoffen als zodanig voldoende grote zuiverMP+- ionen worden verwijderd, maar kan
heid bezitten, m.a.w. geen ondergewenste
de Na+-concentratie toenemen. Bovendien
verontreinigingen bevatten - hier wordt
kunnen indirecte gevolgen van een bepaald
streng op toegaien -is oxidatie het enige
zuiveringsproces zich voordoen, zoals de
in de bovengenoemde processen, waarbij
reeds genoemde verhoogde produktie van
stoffen in andere, met nieuwe eigenschapbromoformen bij chloring van een water
pen, worden omgemt, terwijl d e andere
met een verlaagd organische stofgehaltein
processen in het algemeen bedoeld zijn en
het geval er zich voldoende bromide in dat
als zodanig ook meestal functioneren om
water bevindt.
stoffen te verwijderen. Door oxidatie met
Bij een hardheidsverlaging met ionenwisseozon kunnen peroxides en door oxidatie
la.ars kan een pH-daling optreden, waarmet chloor of chloorderivaten kunnen gedoor het oplossend vermogen voor zware
chloreerde verbindingen, chlorieten of
metalen toeneemt. In dergelijke gevallen zal
chloraten worden gevormd.
bovendien een pH-correctie nodig zijn. Elk
Deze groepen dienen elk apart uit het oogproces, ook het adsorptie-proces, heeft zijn
punt van de genoemde doelstellingen vap
eigen resistente stoffen, randverschijmelen
zuivering, waaronder de volksgezondheid,
en randvoorwaarden.
krltisch te worden baien. Het middel mag
Het is derhalve onmogelijk universele uitniet erger zijn dan de kwaal.
spraken te doen omtrent eenduidige kwaliDoor echter hetzij de vorming van oxidatie- teitsverbeteringen door het adsorptie-proces.
produkten zoveel mogelijk te voorkomen,
Evenals ook alle andere processen zal ook
hetzij de genoemde produkten door een
het adsorptieproces in de context van het
volgende zuivering zoveel mogelijk weer
totale zuiveringssysteern moeten worden
te verwijderen, kan men in een totaal
bekeken.
zuiveringssysteem de negatieve facetten
Bij het doen van e n keuze voor een
minimaliseren en de positieve effecten opzuiveringsstap zullen steeds de volgende
timaheren. In de voordracht van Dr.
J. Kruithof zijn reeds enkele voorbeelden factoren in de beschouwingen betrokken
dienen te worden:
van negatime effecten van verschillende
zuiveringstechnieken vermeld, ook van
- effectiviteit
adsorptieprocessen,zoals actieve koolfiltratie: de uitspoeliag van zware metalen, poly- - neveneffecten
cyclische aromaten en van fines en de
- stabiliteit
- de looptijd van een koolvulling is kort,
daardoor kostbaar en vraagt veel energie
- vanwege wisselende ingangsconcentraties, voldoet effluent in enkele gevallen
niet aan de norm.
De laatste twee beperkingen kunnen worden
opgeheven door met behulp van stripping
over een geperforeerde plaatbeluchter het
TCE-gehaltemet minstens 99 % tot een
constanter niveau te verlagen. Dan wordt
het TCE-gehalte 5-10 pg/l. Dit ligt in het
nagenoeg lineaire deel van de adsorptieisotherm en kan de looptijd van de koolfilters met een factor 4-5 worden verlengd.
Hierdoor worden de exploitatiekosten sterk
verlaagd; evenals het energiegebruik,
bovendien wordt de stabiliteit van de
effluent-kwaliteit vergroot.
Met het water van de duinwaterleiding van
GemeentewaterleidingenAmsterdam zijn
in een negental zuiveringssystemen de invloeden van de volgende zuiveringstrappen
vergeleken:
hardheidsverlaging
ozonisatie
actieve koolfiltiratie
langzame zandfiltratie
veiligheidschloring
In a%. 6 zijn de resultaten weergegeven
voor 8 proehystemen en vom de praktijksi'atie van de duinwatefleiding.
Hieruit zijn onder meer de volgende conclusies te trekken:
- verwijdering van organische stof door
adsorptie op GAC (actieve kool in komelvorm) het grootst
- verwijdering van precursors m.b.v. GAC
het grootst
Onderzoek naar de relatie drinkwater
en gezondheid
voor het verder ontwikkelen van de
kuuroord plannen. En zo kunnen we in
De mens is zich a1 lange tijd bewust van
Nederland niet meer heen om de vraag
de invloed die chemische bestanddelen van
wat er waar is van a1 die oude verhalen
water op zijn gezondheid kunnen uitoefeover geneeskrachtige bronnen.
Als de toxiciteit van bromoformen hoger is
nen, echter zonder precies de oonaak van
In het eerste deel van deze voordracht
dan van chloroformen zoals door sommige
die werking te doorgrodden. Uiteraard zijn
wil ik stilstaan bij de buitenlandse ervaring
onderzoekers wordt beweerd, maar ook
rond het gebmik van water ook allerlei
op het gebied van de geneeskrachtige
door anderen wordt weersproken, dan is de fantasieen ontstaan, die er vermoedelijk
werking van drinkkuren en andere onderverlaging van het organisch stofgehalte
toe hebben geleid dat theorieen over een
delen van de zogenaamde 'hydrotherapie'.
geen verbetering.
heilzame werung van water in het nuchtere
In het tweede deel staat de keenijde van
Dan zouden, als het ruwe water voldoende
Nederland a1 spoedig van tafd zijn geveegd,
de medaille, de mogelijk nadelige ef fecten
bromide bevat, adsorptie op actieve korrelIn de streken ten oosten en ten zuiden
van consumptie van chemische bestandkool en veiligheidschloring met behulp van
van ons land is men tot op de dag van
ddlen van water, op de voorgrond. Op dit
chloorgas of chloorbleekloog elkaar uitpunt is de laatste jaren een sterk vergrote
sluiten.
publieke belangstelling en een intensivering
Dan komt de vraag of desinfectie na een
van de onderzoeksinspanningen te constalangzame zandfiltratie nog we1 nodig is en
teren 'in West-Europa en Noord-Amerika.
zo ja of een ander desinfectans zoals
Na
een korte beschouwing van de hoeveelchloordioxide is te prefereren.
heid water die de Nederlanders consuriieren
Maar voor alles is meer duidelijk inzicht
zal worden stilgestaan bij de voor de gein de toxiciteitsniveaus van de verschillende
zondheid meest relevante bestanddelen van
verbindingen in het bijzonder en van verwater. Daarna zal in het bijzonder aanschillende waterkwaliteiten in het algemeen
dacht worden besteed aan het onderzoek
vandaag echter een andere mening toenodig.
naar de relatie tussen drinkwater en
gedaan. En het geloof elders lijkt ons land
cardiovasculaire aandoeningen resp. kanker.
niet langer onberodd te laten. Kuurreizen
3.3. Toxicologische slotbeschouwing
Tenslotte zal getracht worden de raakvlaknaar het buitenl~ndzoals het Oostenrijkse
In de eerste plaats ontbreekt het aan adeken aan te geven tussen de oude gebruiken
Badgastein en het Roemeense Herculane
quate testmethoden om te kunnen beooren
het tegenwoordige toxicologischeworden
sinds
kort
via
de
pers
aan
de
man
delen of de ene stof of watersoort meer of
epidemiologische onderzoek.
minder toxisch, carcinogeen of mutageen is gebracht. Tot ieders verbazing worden er
serieuze plannen ontwikkeld om in het
dan een andere stof of watersoort. Dit is
nodig om de vraag te lcunnen beantwoorden Groningse Nieuweschans een kuuroord te
2. Over de geneeskrachtige werking
stichten waarbij de woegere glorie van het
of door adsorptie een verbetering van de
van bronwater
Scheveningse Kurhaus zou moeten verblewaterkwaliteit kan worden bereikt.
2.1. Voorkon~envan kuuroorden
ken. Koddigde Vrij Nederland 18 augustus
Bovendien kan deze vraag niet Gnduidig
1979 nog smalend aan 'Nieuweschans
Bronwateren worden ingedeeld naar de
worden beantwoord, vooral als men niet
wordt het Baden-Baden van de veenaard van de chemische hoofdbestanddelen
alleen de directe maar ook de indirecte
kolonien', op 7 januari 1980 nam zelfs de
en naar de temperatuur.
gevolgen in de beschouwingen betrekt.
Grofweg kan een onderschei'd in 4 klassen
Steeds zal het totale winnings-, zuiverings- NRC de moeite te vermelden dat het
gemaakt worden zoals vermeld in tabel I
en distributiesysteemintegraal moeten wor- Ministerie van Economische Zaken
f 250.000,- subsidie voor een proefboring
[Tissandier, 18731. Per klasse is nog een
den beoordeeld 0.a. op zijn gezondheidstweedebg te maken in koude en thermale
merites om tot een afgewogen verantwoord had verleend. In juni 1980 mddde de pers
dat de boring geslaagd was en dat het
bronnen. Vaak is een bron in meefdere
systeem te komen.
Academisch Ziekenhuis in Groningen
klassen tegdlijk in te delen zodat het
interme had voor het zoute jodiumhouclassificeren een arbitrair karakter draagt.
Literatuur
dende bronwater met het oog op de
Een recent indelingsoverzicht geeft Quentin
1. De Leeuw den Bouter, J. A. en De Nie, L. H.
behandellng van huidziekten. Tenslotte
[1969].
Fysisch-Technische scheidingsmetlaoden. DUM
meldde de Volkskrant 5 december 1980
(1967), 15.
Een interessant overzicht van Franz Simon
dat het Midsterie van Ewnomische Zaken
2. Heertjes, P. M. 20e vakantiecursus 1968.
[I8391 faat de versprdding van het gebruik
ca. f 600.000,- beschikbaar had gesteld
pag. 70 e.v.
- in de systemen met sterkste verlaging
1. Inleiding
van organisch stofgehalte, het hoogste gehalte aan bromoformen na c'hloring.
3. KIWA-~nededelingnr. 64 (1981) 1.
4 . EG-rlchtlijnen, de Raad van Europese Gemeenschappen 1980.
5. Mattson, J. S. and Mark, H. B. Activated
Carbon. Marcel Dekker, inc. New York, 1971.
TABEL I
-
Globale indeling bromvateren volgens Tissandier (1873).
Klasse
Kenmerken
Voorbeeld
Toegeschreven werking
Koolzuurhoudend
Afgifte vrij koolzuur
aan atmosfeer
Wiesbaden (D)
Bevordering spijsvertering
Zouthoudend
Hydrocarbonaat- en
sulfaathoudend
Vichy
(F)
Bestrijding ingewandstoornissen, jicht, nierstenen, huidaandoeningen
IJzerhoudend
Uitvlokkimg ijzerhydroxide
bij beluchting, soms aanwezigheid spoormetalen als
arseen en lood
spa
(B)
Bevordering spijsvertering
Zwavelhoudend
Oplosbare sulfiden
Barbges
(F)
Heling van verstuikingen en
stijfheid van gewrichten
TABEL I1
- Voorlcori~ertvan geneeskrachtige bronrleil
in Europa in de 19e eeuw (Franz Simon, 1839).
Aantal bronnen naar type
Land
Beigie
Denernarken
Duitsland
Engeland
Frankrijk
Griekenland
Italie
Nederland
Oostenrijkse staten
(incl. Hongarije,
Tsjechoslowakije)
Portugal
Rusland
Spanje
Zweden
Zwitserland
Totaal
Therrnaal
Koolzuur- Zout
IJzerhoudend houdend houdend
-
-
-
2
29
2
63
6
92
-
-
68
49
18
4
7
Zwavelhoudend
Overig
10
4
137
5
28
-
-
-
-
29
15
-
-
16
1
10
9
397
37
115
6
178
1
3
53
4
11
-
Totaal
61
8
2
-
-
8
-
48
47
18
48
22
13
196
1
15
-
-
-
-
-
12
-
-
-
5
263
8
148
10
119
17
1
1
5
285
-
1
51
1
2
41
1045
18
van geneeskrachtige bronnen ('Heilquellen')
in Europa zien in het eerste deel van de
vorige eeuw.
Een samenvatting hiervan geeft tabel 11.
Opvallend is de mime verbreidheid in
Duitsland, Frankrijk, Italie, de 'Oostenrijkse' staten, Zwitserlad en Rusland. Ook
in Engeladd is in die tijldhet gebruik
behoorlijk populair. En tot op de dag van
vandaag vinden in Engeladd discussies
plaah over heropening van het in 1976
gesloten kuuroord rond de uit de r o m e h e
tijd daterende thermale bronnen te Bath
[Woltz, 19801. De Engelse medische stand
lijkt de hydrotherapie met geneeskrachtige
rnineraalwateren echter voorgoed de rug
te hebben toegekeerd [Harris, 19721.
Het enige kuuroord waarmee Nederland in
het verleden te boek stond is het &bad
te Scheveningen. Het gedenkboek van Mr.
Adam Zijlstra [I9791 over 160 jaar Kurhaus biedt de volgende informatie:
'Het kleine houten badhuisje, dat Jacob
Pronk in 1818 op het Scheveningse duin . . .
liet zetten . . . . verwierf zich a1 gauw de
naam: 'Pronkenburg'. Met zijn vier badkamertjes, waar'in men in een volume van
36 ernmers zijn bad kon nemen in tot 25 "
RCamur verwarmd zeewater . . . . bleef 't
een nederig 'etablissement'.
Dr. Moll, een Arnhemse huisdokter berichtte in zijn 'Gemeenzame brieven over
het Scheveninger Zmbad' uitvoerig over
het nieuwe wonder.
Eerst warme, allengs koelere binnenbaden
en dkn . . . . het waagstuk van het bad in
open zee . . . ; tot slot het drinken van
zeewater, dit alles wordt aanbevolen als
onfeilbaar panacee tegen zo uiteedopende
kwalen als 'reumatische pijnen, verslapping
der buikzenuwvlechten en der spiervezden
van het darrnkanaal, veflammingen, huidziekten, hardhoorig'heid, bloedophooping
naar het hoofd enz. enz. . . .' Het duurde
dan ook niet lang of Pronk ging uitbreiden.
-
7
13
128
-
1
107-
2.2. Waaruit bestaat een hydrotherapie
Rond 1800 waagden beroemdheden als
Goethe zich aan een waterkuur om genezing te vinden van hun ziekten. Goerhe
vertoefde in Bad Lauchstiidt bii Hal!le om
van zijn pijrilijke nierkolieken af te komen
[Boerner, 19791.
De hydrotherapie kent vele varianten, a1
naar gelang het klachknpatroon en de
eigenschappen van het locale bronwater. In
het algemeen zijn de volgende ondeidelen
te herkennen:
- Mootstelling van de huid (ba'den)
- Mootstelling van de ademhalingswegen
(inhalatie)
- blootstelling van de ingewanden
(consumptie).
Blootstelling van de huid en7inhalatie
vinden doorgaans tegelijk plaats tij'dens het
baden in bij voorkeur thermale bronnen.
Ook
zijn er in badhuizen speciale voorIn 1916 beschikt het Kurhaus in de
zieningen
voor het inhaleren van aerosolen
'Binnenbaden' en het 'Inhalatorium' over
van het bronwater.
een reeks van exofische varianten zoals:
De geneeskrachtige werking van de baden,
- een bad met 'kreuznacherzout
f 1,25 waaraan meestal ook fysiotherapeutische
- een bad met dennenaalden extract f 1,25 facjiteiten zijn verbonden, berust primair
op de ontspannende invloed die uitgaat
- mn jo'diumbad
f 190 van het oddergaan van de kuur en de
aandacht voor de kwaall [Harris, 19721.
- een koolzuurbad
Toch lijkt het niet eerlijk hiermee de zaak
- een stijfse'l'bad
ge'hed af te doen. Het voert te ver ge- een lichtbad
detailleerder op deze problematiak in te
gaan, maar oriderzoekingen wijzen op een
- een stortbad
breed scala aan mogelijke fysiologische
- een horizontale douche
effecten zoals:
Een stenen gebouwtje verving al in 1820
het primitieve houten 'debuut'.
Op het wandelhoofd serveert men per glas
natuurlijlce bronwateren zoals Vichy,
Karlsbad, Vittel, Ems en Evian.
het stimuleren van het immunosvsteem in
de ademhdingswegen [Chevance, Lesourd,
19781
-
- het genezen van huidaandoeningen en
Koftom, de in de Verenigde Staten recent
gesignakerde rage van het geven van een
zgn. 'water-party' waarbij Franse mineraalwateren worden geserveerd onder het
motto 'from the center of the eafth . . . to
your health' heeft zich reeds in vergelijkbare vorm aan het begin van deze eeuw
afgespeeld op de Scheveningse boulevard.
Dat deze nieuwe gewoonte van mineraalwater wnsumptie snel om zich heen grijpt
blijkt uit de verdrievoudiging van de omzet
in de US in de periode 1967-1977 tot een
omzet van 200 miljoen dollar in 1977 en
de verdub'kling van de omzet in Nederland in de jaren 1977-1979 (58 miljoen liter
in 1979). Is het overdreven van een
revolurie te spreken? Men grijpt als alternatief voor alcohollische drank en met het
oog op de caloriewije eigensdhappen naar
de eeuwenoude bronwateren zoals Spa,
Contr&xeville,Ev'ian en Perrier en hoopt
tevens te profiteren van de aangeprezen
eherapeutische krachten.
geslachhziekten als syphilis door contact
met zwavelhoudende of jodiumhoudende
wateren [Caujolle, 19571, [Zorin, 19731,
[Manganelli, Novelli, 19751
het verlichten van de pijn van rheumatische aandoeningen waarbij jodide mogelijk
een rol speelt [Garner, 19761
-
- het stimuleren van de hypofyse door
contact met radioactieve en zwavelhoudende waterdamp [Caujolle, 19561.
Gezien ons onderwerp zal langer stil
worden gestaan bij de in de literatuur
beschreven effecten van een drinkkuur op
de gezondheid.
2.3. Geneeskrachtige effecten van
drinkkuren
Daar leidingwater in het algemeen en
rnineraalwater tifdens een drinkwaterkuur
in het bijzonder het hoofdbestanddml van
de dage'lijkse vochtopname van de mens
uitmaken is het niet verwonderlijk dat de
watersamenstefing invloed uitoefent op de
spijsverteting en de daarmee samenhangende verschijnselen. Drinkkuren worden aangewend voor de bestrijding van maagzweren, verstopping, lever-, gal- en pankreaskwdlen en van nierstenen.
Veelal vormt de drinkkuur een waardevolle aanvulling op de door een arts
anderszins voorgeschreven therapie. Een
tamelijk uitgebreide literatuur is voorhanden over de wetenschappelijke betekenis
van drinkkuren [Brailski, 19691, [Willert,
19691, [Schmidt-Kesser, 19691, [Koleskr,
Dobis, 19691, [Stoicescu e.a., 19721,
[Bauer, 19731, [Mielke, 19781.
De primaire werking van een intensief
mineralwater gebruik is het doorspoelof verdunningseffect, waardoor de pH van
een zure maagtrihoud stijgt, de neiging tot
afzetten van histallen in de nieren daalt
en uitspoeling van infectieveroorzakende
bacterien in de ufinewegen wordt bevorderd.
De belangrijkste bestandddlen van mineraalwateren zijn vermoedelijk het HC03-ion en het S0*2--ion. Natriumbicarbonaatwateren hethen een alcaliserend effect op
de maaginhoud hetgeen tot vermindering
van maagpijn leidt. Mineraalwater met een
hoog zoutgehalte leidt door de hoge
osmotische druk tot een snelle leging van
de maaginhoud in de twaalfvingerige
darm.
Adderzijds stimuleren wateren met een
hoog calciumsulfaatgehalteen met vrij
koolzuur de vorrning van maagzuur hetgeen bij personen met een geringe maagzuurproduktie van bdang is.
Sulfaatwateren leiden tot een verhoogde
activiteit van de gal en de alvleesklier en
bij daarvoor gevodige personen tot een
versnelde stoelgang. Als gevolg hieman
zouden ook bepaalde leverkwalen worden
verminderd.
2.4. Mythe en waarheid
Wanneer men tracht het geheel van beweringen en onderzoeksresultatente overzien
dan lijkt ook hier de wmheid in het
midden te liggen. Er zijn duidelijke aanwijzingen dat een regelmatig gebruik van
watertypen met een bepaalde minerale
samensteling maag- en darmziekten hdpen
genezen, een stimulerende invloed op de
gal- en alvleeskliersecretie uitoefenen en het
optreden van 0.a. nierstenen tegengaan.
Gezien deze bevindingen is het niet
onmogelijk dat de samenstelling van het
geconsumeerde water nog verderstrekkende
indirecte gevolgen heeft voor de gezondheid, zoals gevolgen op het cardiovasculaire
systeem en op het functioneren van de
lever.
Het lijkt dan ook niet onwaarschijdijk dat
bij een grotere onderzoeksinspanning op
dit gebied, zoals momenteel w d plaatsviddt t.a.v. de gezondheidsaspecten van de
minerale samenstelling van het leidingwater, verrassende verbanden aan het licht
kunnen komen. Tevens vormen deze oude
wijsheden een stimulans om door te gaan
met het huidige onderzoek op het gebied
van de 'openbarewatervoorziedng en de
volksgezondhdid.
3. Water consumptie in Nederland
Daar het voor de gezondheid van belang
is hoeveel water dagelijks wordt gedronken
en weilke belasting aan chemische bestandddlen hiervan het gevolg is dient de hoeveelheid Ididingwater die door Nederlanders wordt geconsumeerd nader te worden
bezien.
Volgens een studie van het RID en het
Centraal Bureau voor de Statistiek maring
e.a., 19791 bedraagt de gemiddelde totale
consumptie van leidingwater in Nederland
1,14 liter per hoofd per dag. Interessant
hiefbij is dat de ldiidinngwaterconsumptiein
absolute zin toeneemt bij het opgroeien,
maar dat de dagelijkse waterconsumptie/kg
TABEL 111 - Spreiding in consunlptie van
leidingwater in Nederland (Haring e.a., 1979).
% van de personen
hoeveelheid (liters,dag)
0,s
0,l
> l,o
> 1,8
> 2,2
> 3.3
> 4,4
> 5,9
TABEL IV
Voedingsstof
Arsenicum
Calcium
Chloride
Chromium
Fluoride
Fosfor
Jodide
Kalium
Koper
Magnesium
Mangaan
Molybdeen
Natrium
Nikkel
Selenium
Silicium
Vanadium
IJzer
Zink
[
-
lichaamsgewicht bij babies (0,15 l/kg) bijna
een factor 10 hoger is dan bij ouderen
,(0,016 l/kg). De bdasting met drinkwaterbestanddelen van babies is dus 10 x hoger
dan uit de gebruikelijke berekeningen voor
volwassenen naar voren komt. Een andere
belangrijke factor is de relatief grote
spreiding in de hoevedheid individueel
geconsumeerd water. Zo blijkt uit tabel I11
dat 1 OJo van de bevolking dagelijks meer
dan 3,3 liter drinkt en ca. 0,l O/o meer dan
maar liefst 6 liter / dag. Gezien deze f eiten
is het van belang de in de literatuur doorgaans gehanteerde hoeveelheid van 2 liter/
dag (EPA, 1976) [Health and Welfare,
Canada, 19801 voor crivische waterbestaaddelen tevens te evalueren bij consumptievolumina die een factor 3-10 hoger liggen.
4. Voor de gezondheid relevante
waterbestanddelen
Het spreekt voor zich dat uit gezondheidsoogpunt vooral aandacht moet worden
besteed aan die waterbestanddelen waarvoor de &inkwaterbijdrage aan de totale
dagelijkse blootstelling redelijk groot is.
Recent is door de US National Academy
of Sciences een dergelijke evaluatie opgestdd voor de voor de opbouw van het
menselij'k lichaam noodzakelijke rninerale
bestanddelen van drinkwater (NAP, 1980).
Op basis van de gemiddelde waarden blijkt
uk deze tabel r&ds dat drinkwater een
hoofdbron (> 10 O/o bijdrage) is van calcium en fluori'de alsmede van de metalen
koper en vanadium. Rekening houdend met
de grote variaties in waterconsumptie per
Bijdrage van drinkwater aan minerale voeding.
Gemiddelde totale
dagelijkse blootstelling (mgldag)
0,Ol
1000
9000
0,07
1
1500
03
4000
2
300
3
02
(1)
(1) (2)
(1) (2)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1)
(1) (2)
(1) (2)
(1) (2)
(1)
(1) (2)
0,3
(1)
02
(1) (2)
geen data (1)
02
(1)
20
(1) (2)
15
(1) (2)
Gemiddelde concentratie
in Nederlands drinkwater
(mgb) (3) (4) (5))
Gemiddelde
waterbijdrage
in %
0,0003
100
30
[ 0,00011
093
0,03
0,003
3
0,3
10
[ 0,Ol 1
0,0001
30
0,003
I O,@Joll
10
0,003
0,1
03
] : schatting op basis RID metingen en literatuurgegevens uit buitenland (1) (2)
: NAP (1980)
: Health and Welfare Canada (1980)
: Zoeteman en Brinkmann (1976)
: Zoeteman (1980)
: Haring e.a. (1980)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
TABEL V
-
Bijdrage van drinkwater aan totale expositie aan verontreinigingen.
Verontreiniging
Gerniddelde totale
dagelijkse blootstelling (mgldag) (2)
Gemiddelde concentratie
in Nederlands drinkwater
(mgm (3) (4) (5)
Gemiddelde
waterbijdrage
in
qo
ANORGANISCH
TOTAAL STERFTE
Asbest
Barium
Cadmium
Kwik
Lood
Nitriet
Nitraat
Strontium
Sulfaat
Zilver
ORGANISCH
AldrinlDieldrin
3,4 Benz(a)pyreen
Chloroform
DDT-complex
PCB's
Ththalaten
*
[
1
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
[ 0,003 1
0,001
0,1
[ 0901 1
I0,l I
1 0.1 1
<
0,00001
0,000003
0,03
< 0,00001
[ 0,~Oll
0.001
<
<
1
1
60
< 1
< 1
2
: Deze concentratie komt overeen met ca. 0,3 x 108 vezeIs/liter
: Schatting op basis van RID metingen en literatuurgegevens (1) en (2)
: NAS (1977)
: Health and Welfare Canada (1980)
: Zoeteman en Brinkmam (1976)
: Haring e.a. (1980)
: Zoeteman (1980)
leeftijdsgroep en per individuele v~lwassene
zal dddelijk worden dat drinkwater een
belangrijlce rol 'bij de voedhg kan spelen.
In mindere mate (1-10 % bijdrage) geldt
dat in om l a d voor stoffen ak arsenicum,
jodium, magnesium, nawium, Well, ijzer
en zink.
Uiteraard spelen tevens andere factoren
zoals de resorbeerbaarheid uit het spijsvertefingskanaal een rdl bij ,bet evalueren
van de betekenis van betaaddellen van
drinkwater.
Een soortge'lijke evaluatie is ook opgezet
voor enkele anorgbische en organische
vero&Mgingen van drinkwater, zoals
weergegeven in tabel V.
Deze tabel geef%geen uitputtende opsomming van de hdrinkwater aangetoonde
verontr&igingen maar laat zien dat er
ook in deze groep we1 degelijk stoffen zijn
die via het &inkwater in belangrijke mate
aan de totale dagelijkse blootstellitl'g
bijdragen.
Onder de anorganische stoffen zijn dit met
name lood, strontium en sulfaat en in
mindere mate bmium en nitraat. Onder de
lcleine groep van beschouwde organkche
microverontreinigingenspringt chloroform
in het oog. Ook andere gehalogeneerde
koolwaterstoffen die vwlvuldig in drinkwater kumen voorkomen zoals Wichlooretheen en de vele m g diet geideneiceeide
verbindingen die tijdens de behandding van
water m.b.v. dhemische oxidrrtie ontstaan
d e n voor e n gruot dee1 via de waterroute de mens bereiken. V e l minder is dit
het geval voor de vetoplosbare bestrijdings-
middelen en de sterk op vaste deeltjes
adsdberede p6lycyclische aromaten.
In het vervo1'g zal omw'ille van de beschikbare ruimte alleen aandacht worden
besteed aan de waterbestaxrddelen die
mogelijk in verband staan met hat%-en
vaatziekten en kanker.
5. De relatie drinkwater en hart- en
vaatziekten
5.1. Belangrijkste doodsoorzaak
De afgelopen jaren vertoorrt het sterftecijfer in ons land een licht dalende 'tendens,
zoals weergegeven in afb. 1. Onder de
doodsoonaken neemt de sterfte aan harten vaatziekten met bijna 50 % van het
totaal de belangrijkste plaats in. Uit diverse
epidemiologische studies is gebrleken, zoals
straks zal worden k h r e v e n , dat minerale
bestanaden van het drinkwater statistisch
zijn gecorreleerd met cardiovasculaire
sterfte. Daarom kan zonder overdrijving
worden g&eld dat het ophelderen van het
verband tussen de minerale samenstellhg
van drinkwater en de sterfie aan hart- en
vaatziekten op dit moment de belangrijkste
opgave is voor onderzoekers op hdt gebied
van de gezondhddsaspecten van chemische
bestanddelen van drinkwater.
5.2. Epidemiologische onderzoekingen
Meer dan 50 studies in 9 landen zijn uitgevoerd op het gebied van de minerale
samensklling,in het bijzonder de hardheid,
van drinkwater en sterfte aan cardovas-
I
I
Afb. I - Verloop van het sterftecijfer voor mannen
en vrouwen in de periode 1969-1978.
culzue ziekten [NAS, 19771 [Health and
Wellfare Camda, 19801. In het algemeen
komt u'i't
deze zogenaamde 'ecologische'
studies, wawbij vmfbij wordt gegaan aan
individuele risicofactoren zozk rdken,
vaedingsgewoonten e.d., naar voren dat in
grote geografische eenheden hard water is
gecorreleerd met een lage sterfte aan harten vaatdekten [N.A.P., 19801. Recent
onderzoek in het Verenigd Koninkrijk
.[Pocock e.a., 19811 he& bevestigd dat in
dat land een zodanig verband bestaat, dat
in de g&i&en met zadht water (ca. 25 mg/l
CaC03) een 10-15 O/o 2rogere sterfte aan
caf&ovascula!ire ziekten optreedt dan in
gebieden met een matige hardheid (ca.
170 mg/l CaC03), terwijl een nog hogere
hardheid wehig bijdraagt tot een verdere
verlaging van de sterfie (&ie afb. 2). Het
betreft een onden& in 234 steden bij
Afb. 2 - Geomem'sche gemiddelde van de
standaard mortaliteitsratio (voor alle mannen en
vrouwen van 35-74 jaar met cardiovasculaire
ziekten) voor steden gegroepeerd volgens de
waterhardheid (waterhardheid: I MMOLIL =
100 mg/I CaCOs Equivalent) (Pocock C.S.1981).
1
1
-I s
1
SMR
120
QNGECORRIGEERD
+-4 GECORRIGEERD
WOOR KLIMAAT EN
SOCIOECONOMISCHE
FACTOREN
I
o,i-1o,s-lo,g-1 la-1 i,7-1 2r-12,s-I 2,g-1
WATER HARDHEID ( mmol 1 I)
I
id id 201 4 4
471 331 221
AANTAL STEDEN
4
3d
I
mannen en vrouwen in de leeftijdsklasse
van 35-74 jaar over de periode 1969-1973.
Het berekende verhoogde sterfterisico van
10-15 % is reeds gecorrigeerd voor de invloed van socio-economische en klimatologische factoren (% handarbei'ders, autobezit per huishouden, % dagen met regen,
gemidddde dagtemperatuur) welke alle
ook hoge correlaties met de cardiovasculaire sterfte vertoonden.
In Nederland zijn de resultaten van het
epidemiologische onderzoek minder eenduidig ([Zielhuis, Haring, 19811, hetgeen
moet worden geweten aan het geringe
aantal voor onderzoek in aanmerking
komende steden (17 tot 30) en de kleinere
sprdiding in hardheid vergeleken m& de
situatie in Engeland. Zo komen in Nederland relatief weinig gebieden met zeer zacht
water voor waar het te venvachten negatieve effect julst het grootst is. Een samenvatting van berekende correlaties over het
tijdvak 1958-1977geeft tabel VI.
In het algemeen waren de corrdaliies evenals in Engeland iets sterker met calcium
dan met magnesium. In de beschouwde
periode traden geen significante veranderingen op in de hardheid van het drinkwater van de 17 bestudeerde steden.
Het merkwaardige verschijnsel doet zich nu
voor da't bij het beschouwen van een 30-tal
gemeenten over de meest recente periode
van 1971/ 1977, waarbij de 17 eerdergenoemde steden zijn inbegrepen (tabel VII),
de statistische correlaties geheel verdwijnen
(r = --0,01 voor mannen en r = - 4 1 1
voor vrouwen). Kennelijk is de gepresenteerde uitkomst een toevalstreffer en zijn
grotere ondenoekspopulaties nodig om het
vermoedelijk relatief geringe effect van
waterhardheid op cardiovasculaire sterfte
in ons land aan te kunnen tonen. Geconcludeerd moet dan ook worden dat ons
land zich niet leent voor dit type studies,
hetgeen gezien de recente uitkomsten van
het Engelse onderzoek niet verwonderlijk
is. Op basis van deze gegevens en het
Engelse onderzoek komt de Werkgroep
Gezondheidsaspecten Centrale Ontharding
Drinkwater tot de voorlopige conclusie
TABEL VI - Rangorde correlatie tussett leeftijdgestandaardiseerde cardiovasclrlaire sterfte over de
periode 1958-1977 en water calcilrn~(geitleten in
1977) in 17 gerneenten in Nederland (inannen
en vrouwen van 30 jaar en ouder).
Periode
Correlatie coefficient
vrouwen
mannen
195811962
196311970
197111977
- 0.31
- 0.45**
- 0.36**
* :
** :
*** :
p
p
p
< 0.1
< 0.05
< 0.01
(eenzijdig)
(eenzijdig)
(eenzijdig)
- 0.28
- 0.56***
- 0.36*
TABEL VII - Spearr~lan's rangorde correlatie
coefficienten voor de relatie tirsserz anorganische
~vaterbestanddelenen sterfte aan ischaen~ische
hartziekten en nlaagkanker voor 30 steden over
de periode 1971-1977 (Haring e.a., 1980).
aangetoond [Haring, Zoeteman, 19801 dat
door het veelvuldig toepassen van ontzuring van zacht en agressief water juist
de harde wateren in de praktijk de laagste
pH en de grootste metaalagressiviteit verIschaemische
Maagtonen. Hoewel deze uitkomst de rol van
hartziekten
kanker
Parameter mannen vrouwen mannen vrouwen uit het distributienet opgeloste metalen als
lood en koper minder waarschijnlijk maakt
Calcium
-0,Ol
-0,ll
O,11
0,13
kan het niet worden uitgesloten dat mede
Magnesium -0,19
-0,lO
-0,22
-0,13
Natrium
-0,281 -0,251
-0,12 -0,312 hierdoor het statistisch verband tussen de
Chloride
-0,241 -0,382 -0,06 -0,251 hardheid en de cardiovasculaire sterfte in
SulEaat
-0,342 -0,12
-0,392 -0,342
ons land moeilijk aantoonbaar is.
--
+
Hydrocarbonaat
+ 0,04
-0,04
+
+ 0,12 + 0,19
5.4. Evaluatie
Hoewd het beeld in Nederland door de
2
geringe geografische omvang onduidelijk is
moet op basis van omvangrijkere buitenlandse studies worden uitgegaan van een
dat deslontharding tot een hardheid van
relatie tussen de hardhdid van drinkwater
ca. 150 mg/l CaC03 geen waarneembaar
en verminderde cardiovasculaire sterfte,
effect zal het3ben op de sterfte aan ischaevooral in gebieden met zeer zachte tot
mische hartziekten. Daarmee is echter de
matig harde wateren.
oorzaak van het in andere landen gevonden
Dit gegeven betekent dat ontharding van
statistische verband nog niet opgehdderd
zeer hard tot matig hard water geen aanen kan de vraag of zacht water zou
toonbare gezondheidsrisico's met zich zal
moeten worden opgehard nog rhet afdoenbrengen. Daar het mechadsme achter de
de worden beantwoord.
statistische relatie nog onopgehelderd is
kan van een advies tot opharden van
5.3. Mogelijke verklaringen
zachte wateren nog geen sprake zijn. HoeEen veel gehoorde verklaring wordt gezocht we1 diverse studies het waarschijnlijk maken
dat de hardheidsbepalende stoffen zelf een
in een beschermende werking van de bestanddelen die de hardheid zdf bepalen,
gezondheidsbescherrnendewerking uitoefenen is het niet uitgesloten dat CCn of
waaronder calcium, magnesium, strontium
meerdere andere factoren tevens van belang
en barium.
zijn. Gezien de potentiele betekenis voor
Een gering gehalte van deze stoffen in
drinkwater zou leiden tot een tekort aan
de volksgezondheid blijft verdere studie ter
deze elementen in 'het dagelijkse voedselopheldering van de oorzaken gebo'den.
pakket. Een argument ter ondersteuning
Anderzijds is het van belang bij het evenvan deze hyporhese is dat volgens ondertueel toepassen van centrale deelonthardjng
zoek van H&ing e.a. [I9801 zacht water
met behulp van ionenuitwisseling de introtijdens het koken calcium onttrekt aan
ductie van natriumionen zoved mogelijk
te vermijden. Vooflopige resultaten van
groenten zoals bloemkool, wortelen en
andijvie. In hard water is dit effect geringer onderzoek van Calabrese en Tuthill [I9811
naar de invloed van consumptie door
en het calciumgehalte neemt bij koken in
scholieren van drinkwater dat ca. 110 mg/l
sommige harde wateren zelfs toe.
natrium bevat ten opzichte van drinkwater
Een tweede theorie veronderstelt dat de
in harde wateren veelvuldiger aanwezige
met ca. 10Namg/l geeft een duidelijk
spoorelementen een beschermende werking verschil in bloaddruk t e zien zoals tabel
VIII Uustreert.
hdbben. Hierbij wordt gedacht aan spoorelementen zoals vanadium, lithium en
eventueel mangaan en chroom [NAS, 19771. TABEL VIII - Invloed 17an conslcntptie van
drinkwater ?net een hoog (107 111gIl)resp. laag
Zoals tabel IV laat zien verdient vooral
(8 mgll) natrilirngehalfe o p de bloeddruk van
vanadium aandacht. Overigens zijn er voor
3e jaars scholieren (high school) (Calabrese,
elk van de genoemde dementen hypothesen Tuthill, 1981).
geopperd ter verklaring van hun eventuele
Bloeddruk (mrn Hg)
werking.
Drinkwater
Drinkwater
Een derde theorie veronderstelt dat zachte
met
met
wateren vaker corrosief zijn dan harde
8 mg Na/l
107 mg Na/l
Categorie
wateren en dat de zachte wateren daardoor
Jongens
(n = 145)
(n = 181)
hogere gehalten bevatten aan uit het dis- systolische b.d.
98,O
101,l
Mbutienet opgeloste toxische metalen als
53,7
56,3
- diastolische b.d.
cadmium, lood, koper en zink. Zoals uit
Meisjes
(n=117)
(n=165)
de tabelfen IV en V blijkt zouden vooral
- systolische b.d.
953
97,9
lood en koper potentied een rol kunnen
- diastolische b.d.
54,5
58,l
spelen. In de Nederlandse iituatie is echter
1
p
p
< 0.1 (eenzijdig)
< 0.05 (eenzijdig)
verschil tussen het roken van 1 B 2
sigaretten meer of rninder per dag. Tevens
6.1. Drinkwaterverontreinigingen en
is het haast ondoenlijk dergdijke kleine
kan ker
verschillen met epidemiologisch onderzoek,
Veruit de meeste aan'dacht is de laatste
dat gean rekening houdt met verstorende
jaren bested aan de mogelijk kankerverfactoren, aan te tonen.
wekkende eigenschappen van de groep van
In opdracht van de Cornrnissie van de
stoffen die bij chloring ontstaan. Uit
Europese Gemeenschappen heeft het RID
kwantitatief oogpunt is choloroform dan
in Nederland een vergelijkbaar epidernioook een van de belangrij'kstekkende orgalogisch onderzodk uitgevoerd onder een
nische verontreinigingen van drinkwater.
bevollcing van 4,4 x 106 personen woonDaarnaast zijn echter vele andere gechloachtig in 19 gemeenten. Erikele resultaten
reerde verbindingen in het drinkwater aanhieman zijn weergegeven in de tabellen
getroffen die in dierproeven een carcinoIX, X enXI.
gene werking te zien hebben gegeven.
De resultaten hebben betrekking op de
Voorbeelden zijn vinylchloride en 1,2
leeftijdsgroep van 35-64 jaar en op de
dichloorethaan.
periode 1965-1976 [Kool, 19801. Bij het
Ook niet gechlbreerde carcinogene verinterpreteren van de resultaten moet
bindingen kunnen in het water aanwezig
worden bedacht dat in Nederland he't meest
zijn, zoals benzeen als gevolg van grondge~ndustrialiseerdegebied ook he't gebied
waterverontreinigingen 3,4 benzpyreen
is waar de bevollcing doorgaans wordt
meestal als gevdlg van het gebruik van
voorzien van drinkwater dat is bereid uit
laagwaardige koo'lteercoatings in diswibuoppervlaktewater.
tiebuizen.
Om die reden is ter vergelijking tevens de
Hoewel uit deze opsornming blijkt dat
ster£te aan longkanker 'bestudeerd naast de
organische kanke~erwekkendestoffen in
kankers aan de spijsverteringsorganen. Een
drinkwater kunnen voorkomen is er nog
tweede overweging bij interpretatie van de
grote onduidelijkheid welke stoffen het
gegevens is dat het waarsdhijnllijker is dat
meest van belang zijn in dit verband.
een effect van het drinkwater bij vrouwen
Naast de groep van organische stoffen zijn
optreedt dan bij mannen, daar mannen
ook aaorganische watemerontreinigingen
frekwenter buiten hun woonplaats water
genoemd in verband met kanker. De bezullen consumeren dan vrouwen.
langrijkste voorbeelden zijn asbestvezels
Gezien deze overwegingen b i d t het ge[Millette e.a., 19811 [Toft e.a., 19811 en
geven van het frekwenter voorkomen van
nitraat waaruit in de maag nitrosamines
blaaskadcer bij mannen wanneer het drinkTABEI IX - Correlatie tussen kmlkersterfte voor
kunnen worden gevormd [Fraser en Chil35-64 jarigen over de periode 19654976 bij
water uit oppervlakkewater is berdd
vers, 19811. Over de vermeende caroinogebrzrik van drinkivater bereid ztit oppervlakte~vater (tabal IX) nauwelijks een basis om te
ilerszrs grondivater in Nederland (onderzochte
gene effecten van arsenicum is in wetenspreken van een bevestiging van de
populatie 4.4 s 106 personen).
schappelijke k i n g nog geen eenduidig
Amerikaanse bevindingen.
standpunt bepaald.
Correlatie coefficient
Ten aanzien van de corrdaties tussen
Gezien de specifieke situatie van ons land,
longkanker
blaaskanker
Geslacht
kankersterfte en het chloroforrngehalte van
waarbij het meest in het oog springt de
het drinkwater wordt vooral voor de groep
- 0,53 2
- 0,391
mannen
bedreiging van de d+i&waterkwaliteit door vrouwen
- 0,531
- 0,13
van maagkanlcer een wat consistenter beeld
vervuiling van de bronnen met organische
gevonden. Voor chloroform werd geen
1 : a < 0,05 (eenzijdig)
stoffen, zal uitsluitend worden stilgestaan
significante relaf3e met het voorkomen van
2 : a < 0,025 (eenzijdig)
bij het onderzoek aan de organische verlongkanker gevonden. Merkwaardig blijft
ontreinigirigen. Hiefbij zal achtereenvolgens
dat voor vrouwen een lagere corrdatie
TABEL X - Correlafie tzrssen kankersterfte voor
aandacht worden besteed aan de resultaten
coefficient optreedt dan voor mannen
35-64 jarigen en chlorofornlgehalte van het
van:
drinkwater in Nederland.
(tabel X).
- epidemidogisch onderzoek
Het meest met de hypothese overeenstemCorrelatie coefficient
mende resultaat wordt gevonden bij de
- mutageniteitsonderzoek aan
slokdarmkanker
maagkanker
Geslacht
correlaties tussen het gehalte aan alkylconcentraten
mannen
0,56 2
0,512
benzenen (tolueen, xylenen, ethylbenzeen,
0,21
0,31 1
- toxicologisch onderzoek aan individuele vrouwen
C3-benzenen en (2-benzenen) en sterfte
stoffen.
aan maagkadcer en endeldarm(rectum)1 : cr < 0,1 (eenzijdig) 2 : < 0,05 (eenzijdig)
Doe1 van het 'onderzoek is steeds de
omvang van de risico's te kwantificeren.
TABEL XI - Correlatie tussen kankersterfte voor 3564 jarigen en het gehalte van alkylbenzenen
Tevens is het nodig de voor de mutagenel
in Nederland.
caroinogene werking verantwoordelijke
Correlatie coefficient
stoffen op te sporen teneinde de introductie
dikke d a m
endeldamlongslokdarm
maagervan bij de bron of tijdens de zuivering
kanker
kanker
kanker
Geslacht
kanker
kanker
terug te kunnen drin'gen.
6. De relatie drinkwater en kanker
logische studies in de Verenigde Staten is
recent opgestdd door het Subcommittee
on Epidemiology van het Safe Drinking
Water Committee van de US National
Academy of Sciences [N.A.P., 19801 Het
betreft een 10-tal studies, die bevolkingsgroepen vergelijken die via grondwater of
oppervlaktewa'ter van water worden voorzien, en een dI'ieki1 studies waarbij de
invloed van he't gehalte aan trihalomethanen in het drinkwater wordt vergeleken.
AUe studies lijden aan onvolkomenheden
zoals het diet corrigeren voor beroep,
roken van sigaretten, gdbruik van alcohol
e.d. Ook werd een enkelvoudige waarneming van het gehalte aan trihalomethanen
representatief verondersteld voor de gehele
blootstdlingsperiode. Er zijn geen studies
in de Verenigde Staten verricht waarbij
naar andere stoffen dan de trihalomethanen
is ge'keken.
De 'tweede groep van studies suggereert
dat hogere gehalten aan trihalomethanen
in d r i h a t e r geassocieerd kunnen zijn met
een verhoogde frekwentie van blaaskanker.
Wanneer er inderdaad een causaal ve?band
zou zijn, zou een toename van de chloroform concentratie met 100 pg / l kunnen
leiden tot een toename van 0,3 blaaskanker
sterfgevallen/100.000 inwonersljaar voor
mannen en van 0,2 gevallenl 100.000 inwoners/ jaar voor vrouwen. Men acht dit
soort verschillen vergalijkbaar met het
(Y
6.2. Epidelniologisch onderzoek
Een evaluatie van een dertiental epi'demio-
mannen
vrouwen
1 :
(u
< 0,025
0,431
0,17
(eenzijdig)
0,28
0,572
2
:
(Y
< 0,05
(eelnzijdig)
0,401
- 0,05
0,24
0,592
0,481
0,30
bepalen van mutagene adiviteit met de
Amestest wordt het mengsel stoffen ca.
1000 maal geconcentreerd via adsorptie op
XAD hars gevolgd door elutie met bv.
aceton. Gebleken is dat bij elutie met het
tn!idder polaire diethfleter de mutagene
stoffen niet van de XAD gedesorbeerd
worden. Het betreft dm relatief polaire
stoffen die bij de voorheen gebruikdlijke
gaschromatografische ana'lyse niet zijn
bepaald
Ook heeft het mutageniteitsonderzoekgeleerd dat bij de Rijnwaterextracten de
gem&en mutagene activiteit hoger is na
meta'bole activering terwijl de gemeten
mutagene stoffen in drinkwater geen metabole activering behoeven. Daarnaast blijkt
bij h k e n van water do mutageniteit ervan
niet Ye verdwijnen. Dit wekt ,& suggestie
dat het de moeilijk oxideerbare, relatief
p d s t e n t e en rdatief polaire orgadische
6.3. Mutageniteitsonderzoek
stoffen zijn die het meest voor de mutageniteit van het drinkwater veran'twoofdeHet besproken epidemiologisch onderzoek
lijk zijn.
is direct gericht op de mens maar biedt
Nader onderzoek met behulp van prepaweinig houvast ten aanzien van de wetenschappelijke bewijsvoering van de mogelijke ralliieve dunne laag chromatogafie en hoge
druk vloeistof-vloeistof chromatografie
oorzaken van schadelijke effecten. Voor
$in& plaats om in deze bdangrijke kwestie
dit lkabte m u men het liefst de stof of
meer hdderheiid te krijgen.
groep van stoffen in het water zien aanVast s'taat weil dat de relatief apolaire en
getoond waarvan via dierproeven of uit
v1uahtige stoffen waarover de laatste jaren
bv. beroepsmatige bloot&eXngis komen
zovwl te doen is, zoals chloroform, vinylvast te staan dat zij kankerverwekkend
chlofide en tiiclrlooretheen, met de mutazijn.
genitditsscreeningstesten niet worden meeHet mutageniteitsondemek met screengenomen. Dit is enerzijds het gevolg van
ingstesten is een gebied dat hier tussen
verdamping tijdens de bepalingsprocedure
tigt. Wameer in een drinkwaterextract
mutageniteit met bijvoorbee'ld de Ames test en adderzijds zijn een aantal van d a e
vluchtige halogeenkoolwaterstoffen negatie
wordt aangetoond is het niet zeker of de
in de Ames test.
stoffen ook als kankerverwekkend voor de
mens moeten worden gezien noch is bekend Geldkkig is over de aanwezigheid van deze
groep van stoffen en hun toxicolo~sche
welke stoffen voor het gemeten effect verbetekenis uit dierproeven d het een en
antwoordelijk zijn. Toch bieden de snelle
mutageniteitsscreeningstestenveel perspec- ander bekend.
tief, daar ze de meeste potentieel gevaar6.4. Toxicologisch onderzoek aan
lijke stoffen opsporen en een sturende inindividuele stoffen
vloed uitoefenen op het omvangrijke analytisch-chemische onderzoek dat nodig is
Tot de groep van Vluchtige vermoed9lijk
om de aard van de mutagene stoffen
cardinogene stoffen die voor drinkwater
vast te stden. De laatste jaren is in
van belang kumen zijn behoren:
Nederland door het RID daarom veel
aandacht aan dit onderzoeksgebied besteed.
- chloroform
Ook is een gezamedijk onderzoekprogramrna met de VEWIN en het KIWA
voor de komende jaren opgesteld waarbij
- 1,2 dichloorethaan
de KIWA-RID Comrnissie Toxic@logie
een begeleidende functie v d t .
- vinylchloride
Uit 'het tot nog toe uitgevoerde RIDTen aanzien van de veelal bij grondwaterodderzoek [Van Kreijl e.a., 19801 [Kool
verontrdniging 'betrokken stof fen zoals
e.a., 19811 blijkt dat de voor de mutagenitetrachloorm&ham, trichlooretheen en
teit van het Rijnwater verantwoordelijke
tetrachlooretheen zijn slechts beperkte toxistoffen in 'bdlangrijke mate bij de drinkcdlogische gegevens voorhanden waardoor
waterbereiding kunnen worden verwijderd.
een eendddige uiYspraak over het a1 dan
Soms echter wordt nog ca. 10 O/o van het
d e t carchogeen zijn van deze stoffen nog
niveau van activiteit in het Rijnwater in
ontbrdt.
het drinkwater aangetroffen. Voor het
kanker. Hier is zowel een hogere correlafie
coeficient bij vrouwen als bij mannen
aanwezig (tabel XI).
H& in Ameiikaanse studies IWilliamson,
19811 ook we1 genoemde verband met
W e darm(c01on)kanker komt niet erg
overtuigend uit het Nederlandse materiaal
naar voren.
Samenvattend geven de epidemiologische
studies w d aanleiding een eventuele rol
van drinkwaterten aanzien van tumoren bij
spijsvertdingsorganen nader te onderzoeken,
doch is het uiterst moeilijk via epidemiologisch onderzoek tot een sluitende M j s voering en risicuschattingte komen. Daarbij blijkt uit de Nddeflandse gegevens niet
een overheersend .belarug van de chloring
en daarmee samenbangende nevenprodukten
zoals in de Amerikaanse literatuur we1
wordt veronderstdd.
Meer gegevens over de vermoede carcinogeniteit zijn voorhanden m.b.t. de volgende
weinig vluchtige verbindingen:
- 3,4 benzpyreen
- 2,4,5 trichloorphenol
- DDT
- hexachloorbenzeen
Van sommige verbindingen zoals DDT is
gebleken dat zij vermoedelijk Iliiet genotoxisch zijn maar als promotors werken.
Het voert te ver hier nader op de problematiek van classificatievan kanikerverwekkende stoffen in te gaan. We1 dient te
worden opgemerk!t dat 'de beperbe lijst van
karrkerverwekkende stoffen die in drinkwater kumen voorkomen onvoldoende
houvast biedt om de resultaten van het
mutageniteitsonderzoekte verklaren. Ook
zijn de gevonden geha1en doorgaans lager
dan de gehalten die in epiderniologische
studies tot een meetbaar effect zouden
kunnen ieiden.
Op basis van het diertoxicologisch onderzoek bij meer dan CBn organisme en
gebruikmalcend van een zg. 'lineair multifase extrapolatiemodel' voor een levenslange blootsteUng van een volwassene van
70 kg die 2 liter water per dag consumeert,
kan berekend worden dat de onderstaande
concentraties in drinkwater een risico van
kankersterfte van 1 op de 100.000 zouden
betekenen [US EPA, 19801.
In de Nederlandse situatie blijven de concentraties van de in tabel XII genoemde
stoffen doorgaans beduidend beneden daze
bemkende grenswaar'den. V e r g e l i j k b
genswaarden worden momenteel voorgesteld in het kader van het opstellen van
de nieuwe WHO Guidefines for Drinking
Water Quality.
7. Slotbeschouwing
Warmeer men tot slot tracht de veelheid
TABEL XI1 - Drinkwater concentraties voor
carcinogene stojjen berekend voor e m kankersterjte risico van I :105 voor een levenslunge
bloofstelling bij 2 lifer waterldag consumptie en
op basis van een 'lineair inultijase extrapolatie
model' (US EPA, 1980).
Berekende concentratie
Stof
Benzeen
3,4 Benz(a)pyreen
Chloroform
1,l Dichlooretheen
1,2 Dichloorethaan
Hexachloorbenzeen
2,4,6 Trichloorphenol
Vinylchloride
(rgP)
10
0,Ol
30
093
10
0,Ol
10
30
aan studies en gegevens te overzien, dan
moet in eerste instantie worden gesteld
dat de moderne wetenschap niet tegenspreekt wat de afgelopen eeuwen is beweerd, nl. dat de chemisehe bestanddelen
van diinkwater de menselijke gezondheid
bei'nvloeden. Epidemiologische onderzoekingen, zelfs in zo'n klein land als Nederland, geven aanwijzingen in die richting,
a1 zijn het soms aanwijzingen die helemaal
niet in onze kraam te pas komen. Interessant is bijvoorbeeld om de in tabel VII
vermelde gegevens nog eens te bezien.
Weliswaar wordt geen verband met de
bestudeerde hardheid en de ster£te meer
gevonden, maar w d suggereren de cijfers
dat een hoog gehalte aan natrium, chloride
en sulfaat bevorderlijk zou zijn voor het
tegengaan van ischaernische hartziekte en
maagkanker ! Zijn we dan met dit op het
eerste gezicht onlogische resultaat niet
terug bij de oude mineraalwater theorie
en well'licht bij de aan sulfaat toegeschreven
werking van een snellere doorstroming van
de maag en de darmen ?
Mijns inziens moet uit deze gegevens geconcludeerd worden dat de onderzoeksgroepen die zich concentreren op hetzij de
effecten van organische stoffen hetzij op
die van anorganische stoffen zich beter
bewust moeten worden van de interacties
van %de sooffen bestanddelen op het
menselijke organisme. Tevens lijkt het me
gepast wanneer de tegenwoordige onderzoekers, waartoe ik mezelf ook reken, zich
zouden verwaardigen zich meer te verdiepen in de buitenlandse literatuur op het
gebied van de geneeskrachtige bronnen.
Onmiskenbaar is dat chemische bestanddelen van drinkwater ons ziek kunnen
maken, maar ook kunnen zij ons helpen
bij het genezen van bepaalde kwalen.
Wij zijn ermee veftrouwd ervoor te zorgen
dat gevaren effectief worden bestreden.
Daar komt nu bij de behoefie om de
mogdijkheden van water tot genezing en
gezondheidsbescherming beter te leren
kennen en gebruiken. Hierin ligt ook voor
de openbare wate~oorzieningeen nieuwe
taak opgesloten.
Een nieuwe taak die, zoals betoogd, op een
lange traditie kan bogen.
Literatuur
Adema Zijlstra, A. (1979). Het Kzirharts van
badltzn's tot Ievend ntonurner~t.J. N. Voorhoeve,
Den Haag, 9, 43.
Bauer, K. M. (1973). Die Trinkkur bei Erkrank~tngertdes Harnsysterns. Med. Welt, 24, 361.
Boerner, P. (1979). Goethe. De Haan, Haarlem.
Brailski, Chr. (1969). Ueber die Behandlung
tirancher Erkrankungen nrit brtlgarischen Mineral~tdssern.Arch. Physikalische Therapie, 1, 81.
Calabrese, E. J. and Tuthill, R. W. (1981). The
inflzience o f elevated levels o f sodium in drinking
~vateron ele~tzerttaryand high school students
in Massachrisefts. In: Water Supply and Health
(Ed. H. van Lelyveld, B. C. J. Zoeteman). Elsevier, Amsterdam, 117.
Caujolle, F. (1956). Les activit6s biologiqzies des
de France. La Nature, 84, 300.
eaux ~~zinerales
Caujolle, I?. (1957). Actualitd du therntalis~~re
sziIfu,d. Toulouse Medical, 3, 321.
Centraal Bureau voor de Statistiek (1979). Statistisch Zakboek. Staatsuitgeverij, 's-Gravenhage.
Chevance, L. G. et Lesourd, M. (1978).) Etride
cytochbnique qrta~tiitativede I'i~iri~zzoto-stimulation
locale cles r~z~iqziercses
re~~~iratoires
par ~ i n een11
tlterrnale. La Nouvelle Presse MCdicale, 7,
no. 30, 2625.
Franz Simon, J. (1839). Die Heilqtiellerl Ertropa's.
Verlag von Albert Forstner, Berlin.
Fraser, P. and Chiivers, C. (1981). Health aspects
of nitrate in drinking water. In: Water Supply
and Health (Ed. H. van Lelyveld, B. C. J. Zoeteman). Elsevier, Amsterdam, 103.
Garner, J. (1976). Hungar-'s physicians believe
in hot ininera1 water tlterapj~.CMA Journal,
114, 633.
Haring, B. J. A., Karres, J. J. C., Poel, P. van
der en Zoeteman, B. C. J. Onderzoek naar de
gebruiksge~ooontenbij drinhvaterconsu~nptiein
Nederland. H 2 0 (12) 1979, blz. 212.
Haring, B. J. A. and Zoeteman, B. C. J. (1980).
Corrosiveness o f drinking water and cardioBull. Env. Contam.
vascular disease ~~zortality.
and Tox., 25, 658.
N.A.P. (1980). Drinking Water and Health,
Volrtrrze 3. National Academy Press, Washington
D.C., 265.
NAS (1977). Drinking Water and Health. National
Academy of Sciences, Washington D.C.
Pocock, S. J., Shaper, A. G. and Packham, R. F.
(1981). Studies o f Ivater qztality and cardiovascular disease in the United Kingdoin. In:
Water Supply and Health (Ed. H. van Lelyveld,
B. C. J. Zoeternan). Elsevier, Amsterdam, 25.
Quentin, K. E. (1969). Beurteilri~rgsgrtt~rdsijtze
und
Anfordeno~genin Mineral- rind Heil~uiisser.In:
Handbuch der Lebensmittelchemie Bd. 8, Teil 2,
Springer, Berlin, 1043.
Schmidt-Kessen, W. (1969). Mineral~t~assertri~zlrkrtre~zbei der Behandlung von Magen-DartnErkrattkungen. Arch. Physikalische Therapie, 5,
306.
Stoincescu, C., Lanidis, R., Bircav, Carutasu, A.
und Serban, C. (1972). Phnr~~znlcodynar~tische
Wirkzmgerz des hj'potonen Sclt~ttefel-Mi~~eral~~~assers
bei Trinkkurer~in Mangalin art1 Sch~vnrzenA4eer.
Z. Physiother., 24, 455.
Tissandier, G. (1873). L'eazt. Librairie Hachette
et Cie, Paris, 255-284.
Toft, P., Wigle, D., Meranger, J. C. and Mao, Y.
(1981). Asbestos and drinking water in Canada.
In: Water Supply and Health (Ed. H. van Lelyveld, B. C . J. Zoeteman). Elsevier, Amsterdam, 77.
US EPA (1976). Nationul Interir~zPrii~taryDfinking Water Regulations. US Environmental Protection Agency, Washington, D.C., EPA-5701
9-76-003.
Haring, B. J. A., Delft, W. van, Zielhuis, R. L.
and Zoeteman, B. C. J. (1980). Epiderniolodcal
study on the relationship behveen ~vaterquality
and healtlt paranreters in the Netherlands (Part 1).
Intern RID-rapport CBH 80-11.
US EPA (1980). A~itbientWater Quality C~iterin.
EPA-44015-80-series,Washington D.C.
Harris, R. (1972). Hydrotherapy in arthritis.
Practitioner, 208, 132.
Health and Welfare Canada (1980). Griidelines
for Canadian Drinking Water Quality 1978.
Ministry of Supply and Services Canada, Ottawa,
(Cat.No. H48-10/1978-1E).
Williamson, S. J. (1981). Epidenziological studies
on cancer and organic conzpounds in US drinking
ltraters. In: Water Supply and Health (Ed.
H. van Lelyveld, B. C. J. Zoeteman). Elsevier,
Amsterdam, 187.
Kolesir, J. und Dobis, J. (1969). Der Einflrtsz
des Trinke~rsvon nlkalischertt Mineral~vasserauf
die Magertselrretion. Arch. Physikaliiche Therapie,
5, 321.
Kool, H. J. (1981). Organic constituents in
drinking ivater versus cancer mortaliiy in The
Netherlands (in press). In: Water Supply and
Health (Ed. H. van Lelyveld, B. C. J. Zoeteman).
Elsevier, Amsterdam, 135.
Kool, H. J., Kreijl, C. F. van, Kranen, H. J. van
and Greef, E. J. de (1981). Toxicity assessment o f
organic contpozntds in drinking water in The
Netherlands. In: Water Supply and Health (Ed.
H. van Lelyveld, B. C. J. Zoeteman). Elsevier,
Amsterdam, 135.
Kreijl, C. F. van, Kool, H. J., Vries, M. de,
Kranen, H. J. van and Greef, E. J. de (1980).
Mutagenic activity in the rivers Rhine and Meuse
in The Netherlands. Sci. Tot. Env., 15, 137.
Manganelli, F. i Novelli, G. G. (1975). Studio
sulla crenoterapia con particolare rignardo alle
acqrte di Sirrnione. Riv. Ital. Ginecol., 56, 187.
Mielke, U. (1978). Trinkkrtren bei Magen-Erkrankungen. Z. Allg. Med., 54, 1050.
Millette, J. R., Boone, R. L., Rosenthal, M. T.
and McGabe, L. J. (1981). The need to control
asbestos fibres in potable water supply systems.
In: Water Supply and Health (Ed. H. van Lelyveld, B. C. J. Zoeternan). Elsevier, Amsterdam, 91.
Willert, H. (1969). Trinkkrtren bei Leberkranlrheiten. Arch. Physikalische Therapie, 5, 337.
Woltz, W. (1980). Beesties in Batlt. NRC Handelsblad, 9 augustu;, Z5.
Zielhuis, R. L. and Haring, B. J. A. (1981).
Water hardness and nzortality i n The Netherlands.
Jn: Water Supply and Health (Ed. H. van Lelyveld, B. C. J. Zoeteman). Elsevier, Amsterdam, 35.
Zoeteman, B. C. J., Brinkmann, F. J. J. (1976).
Hriman intake of arinerals froln drinking lvater
in the Eltropean Conrnrunities. In: Hardness of
Drinking Water and Public Health, Pergamon
Press, Oxford/New York, 173.
Zoeteman, B. C. J. (1980). Sensory assessrnenf o f
water quality. Pergamon Press, Oxford.
Zorin, P. M. (1973). Iodine-bror~zirnn~vatersin
treattnerlt o f patients with syphilis (in Rus., Eng.
abs.). Vestn. Dermatol. Venerol., 47 (March), 42.
wordt. Betreft dit het voork6men van te
vroege sterfte, van 'echte' (dat wjll vcrlgens
veten zeggen: 'lichamelijke') ziekte, van
subjectief ervaren hinder, van vroeg optredende voor de mens zelf nog niet waarneembare verstoring van lichaamsfuncties ?
Het is duidelijk dat het gekozen criterium
sterk de normwaarde bepaalt.
De Gezondheidsraad [Verslagen 19771 heeft
de volgende omschrijving gegeven (enigszins gewijzigd) voor 'gezondheid', zoals die
ten grondslag zou moeten liggen aan de
normering van milieubelastingen: 'Gezondheid is een in beginsel niet statische toestan'd van het organisme, waarvan het
functioneren, naar dgen oordeel en vollgens
deskundigen nliette wensen overlaat, bezien
in het licht van de gegeven lichamelijke en
geestelijke vermogens, afgemeten aan
leeftijd en geshcht, de toestand van de
bevolKing waartoe het individu behoort en
getoetst aan inzichten zoals die bestaan
afhankelijk van de stand van de wetenschap en daarop stoelende doe'leinden in
de gezondheidszorg, tijd waarin men leeft,
cultuurpatroon en maatschappelijke opvattingen'.
Deze omschrijving dient geoperationaliseerd
te worden, zowe'l naar de aard van de
tjlootstelling, in casu drinkwaterconsumptie,
alsook naar de blootgestdde groep. Dat
wil zeggen: voor bdbies die per dag zo'n
600 B 800 rnl drinkwater via hun flesvoeding drinken op aridere wijze dan voor
bejaarden in een bejaardentehuis (een verschil van bijv. 250 ml/kg naar 10 ml/kg
lich. gew.), voor warme landen anders dan
voor ons land met regen, wind en soms
wat zonneschijn.
Ook verwerpt ,deze omschrijving het onderscheSd tussen nadeel voor de gezon'dheid
(lichamelijke Zickte) Cn hinder, want beide
belemmeren het functioneren in de samenleving, en beide belasten op korte of lange
termijn het welbevinden. Terecht vraagt
Zoeteman [l978,1979a, 1979bl dan ook
aandacht voor .bewaking van met name de
smaak van drinkwater, origeacht of we
hier nu van een kans op 'echte' ziekte of
op 'hinder' moeten spreken.
Ook gaat het niet alleen om bescherming
van de gezondhdd van de mensen die het
drinkwater gebruiken, maar ook om bescherming van toekomstige generaties:
derhalve ook om voork6men van aangeboren afwijkingen, van effecten op de
dragers van de erfelijkheid (genen).
3.3. Risicogroepen
De gegeven omschrijving van gezondheid
slaat niet op een zgn. standaard-mens, een
theoretisch 'gemidddd' mens die niet bestaat. Er kan een groot verschil in gevoelighei'd bestaan tussen en binnen groepen
mensen, ook binnen dezelfde persoon a1
naar zijn leeftijdsfase: babies, adolescenten,
zwangeren, bejaarden, zieken. De normst&ng A1 dan ook moeten zijn afgesteld
op de bescherming van de zgn. risicogroepen, gekenmerkt hetzij door gewoonten of door noo'dzaak veel water te drinken,
hetzij door verhoogde gevoeligheid t.a.v.
bepaalde chemische stoffen. Uit een landelijke enqugte onder 4640 personen maring
et al, 19791 bleek dat volwassen mannen
gem. 1.19 (maar spreilding van 0.1-9.8)
1/dag en volwassen vrouwen gem. 1.09
(01.-8.0) l/dag dronken (juni 1976). De
kwaliteitsnorm zal op de grote gebruikers
moeten zijn afgestdd, d.w.z. zij zal een
zodadge veiligheidsmarge moeten inhouden
dat ook de groot-gebruikers nog geen
nisico lopen (zie echter punt 5). Indien er
verspreid individuen leven met extreem
hoge gevoeligheid, dan zullen voor dezen
wellicht speciale voorzieningen getroffen
moeten worden, indien het technisch-economisch niet mogelijk is zulk 'fool-proof'
water voor alle NedeFlanders te verschaffen. Dit brengt ons op een zeer belangrijk
punt: de soms noodzakelijke afweging
tussen gezondheidkundige advieswaarden
en de mogelijkheden tot realisering hiervan
in de praktijk.
3.4. Procedure
Aan de normstelling t.a.v. de buitenluchtkwaliteit gaat een deskundigenadvies van
de Gezondheidsraad vooraf. Binnen het
Ministe$ie van VGZ en M H wor'clt mede
op basis hiervan het beleid bepaald. In de
regel wordt de aanbevolen advieswaarde
gehanteerd, maar de beleidsafweging onttrekt zich in ons land nog aan de mogelijkheid van operibare parlementaire discussie;
althans het advies gaat niet tegelijkertijd
naar parlement en ministerie. Overigens
bestaan er ook juridische problemen om
voor de buitenlucht beleidsnormen in te
voeren binnen het wettelijk kader. We1
streeft het ministerie ernaar hierin veranderingen aan te brengen [Min. VGZ en
MH, 1979[.
Voor zover bekend is in ons land alleen
voor de arbeidssituatie de procedure sinds
1977 goed geregeld (Nat. MAC Comm.
1978). De normstelling verloopt hier volgens een vnste procedure:
van Sociale Zaken komen. De Nat. MACCommissie is verplicht om geargumenteerd
een eventude afwijking van de advieswaarde in de openbaarheid ter discussie te
stellen. De achterbannen hebben de gelegedheid in deze discussie mee te praten.
Er dient derhalve zowel een gedocumenteerd gezondheidkundig adviesrapport te
bestaan als een beargumenteerd beleidsrapport.
Het is niet duidelijk geworden hoe de
drinkwaternormen en aanbevelingen in
Nederland tot stand komen. Voorzover na
te gaan bestaat er geen gezondheikikundige
documentatie. Het wordt evenmin duidelijk
hoe enerzijds gezondheidsbescherming en
anderzijds technologic en economie een rol
spelen bij de besluitvorming. Hetzdfde
geldt voor de EG: bij de Richtlijn-1979
ontbreekt een documentatie over hoe en
waarom men tot dezs getauen gekomen is.
Deze opmerking houdt zeker niet in dat
er in om land maar 'wat gerommdd'
wopdt. De autor'iteiten en de waterwinbe'drijven stellen zeker alles in het werk
om 'zo gezond mogelijk' &inkwater af te
leveren. De gebruiker heeft echter geen
middd om de aan de normen ten grondslag liggende beredenering zelf te (doen)
toetsen. In de V.S. heeft de Nat. Acad. of
Science we1 een uitgebreide documentatie
opgesteld, waarvan Calabrese [1978[ een
samenvatting geeft.
De beleidsoverwegingen in de V.S. zullen
zeker niet per defini'i'ie gelijk zijn aan die
in o m lankl. Ik stelde reeds dat de grote
mate van gelijkheid b s e n de verscmlende
normen, inclusief die uit de USSR [Zielhuis 1977b1, n!iet zonder meer tot zo'n
grote tevredenheid aanleiding behoeft te
geven. Hoe is het mogelijk dat er een zeer
grote discrepantie bestaat tussen de officiele
pormen voor de buitenlucht en voor de
lucht op de werkplek, terwijl die voor
drinkwater ongeveer gelijk zijn? Zeer
waarschijnlijlc berusten de waarden eerder
op overeenkomsten tussen beleidsmensen,
maar niet op een grondige discussie tussen
gezondheidkundige adviseurs.
3.5. Milieucornpartinlenten
P i t brengt om tot een belangrijk punt van
onvrede met de situatie in Nederland.
1. Eerste stap: een Werkgroep van D a Toen wij in de Gezondheidsraad criteria
kundigen brengt een gedocumenteeid rapvoor het stellen van normen t.a.v. de
port uit, resulterend 'in een advieswaarde,
buitenlucht uitbrachten aan de M5n. VGZ
die slechts op gezondheidkundige overen MH, verwachtten wij tevens dat dit
wegingen is gebaseerd.
,ertoe zou leiden dat er meer uniformiteit
2. Tweede stap: de Nat. MAC-Commissie, in denktrant, aanpak, definities zou komen
waarin vertegenwoordigers van werknemers t.a.v. de normstelling voor andere milieucompartimenten (voeding, water). Alleen
(de werkelijke risicodragers), werkgevers
(veranbvoorddlijk voor de situatie in de
voor de lucht op de werkplek is dit geon'dernemingen) en de overheid, gezamenr d s e e r d (twee verschillende rninisteries),
maar dit is alleen te danken aan overlap
lijk tot een beleidsadvies aan de Minister
van personen die zitting hadden in diverse
commissies. Van andere zijde is echter
nauwelijks gereageerd, ook niet uit de
Afdelingen van het Miin. van VGZ en MH
zdf. Zo blijven wij zitten met gebrek aan
uniformiteit in normstelling voor verschillende milieucompartimenten.
Het betreft hier niet alleen een noodzakelijke uniformering in procedure en gehanteerde begrippen. De mens is aan vele
stoffen blootgesteld thuis, op bet werk en
in het algemene m?lieu; en thuis niet a k n
vanuit drinkwater, maar ook vanuit
voeding, rookgewoonten, cosmetics, em.,
bijv. voor chroom, lood, arsenicum, voor
Na en K. Het is nog ingewikkelder. Moore
et a1 [I9791 onderzochten de invloed van
het koken in waterige loodoplossingen op
het loodgehalte in voedingsmidde!len. In
allle onderzochte vodingsmidd@len(wortels, kool, e m e n , macaroni) 'bleek lood
opgenomen te worden vanuit het kookwater; deze toename was sterker dan overeenkwam met de toename van loodconcentratie in het water, behalve voor thee
en koffie. Haring en Van Delft [I9811
kookten aar'dappden, bloemkod, wortelen
en andijvie in water van verschillende
hardheid en met verschiUend loodgehalte:
ijzer, mangaan en kalium werden in hard
en in zacht water aan h& voedsd onttrokken, in hard water met betrekkelijk
hoog loodgehalte steeg het loodgehalte in
het voedsel, in zacht water met lager loodgehalte daalde heq zacht water onttrok
meestal calkium aan het voedsel, terwijl dit
in hard water toenam; zink werd in beide
gevallen aan het voedsel onttrokken; koper
werd noch onttrokken, noch extra opgenomen. De samenstelling van het drinkwater
kan dus de samenstelling van de voeding
beinvloeden en andersom.
De mens reageert echter op de in het
lichaam opgenomen hoeveelheid chemische
stoffen verregaand onafhankelijk van de
opnameweg en de bron. Het gaat om zijn
totale belasting, en niet alleen die vanuit
het water, het voedsel of de lucht alleen.
In een onderzoek dat in 1979 uitgevoerd
werd bij 565 4-6-jarigekinderen in Nederland bleek dat onder kinderen die een
huisgenoot hadden die in zijn werk met
lood in aanraking h a m , het gem. PbB
iets hoger was. Ook bleken er aanwijzingen voor e n verband met het verkeer
ter plaatse, de ouderdom van het hu'is,
de lengte van loden waterleiding [Ligeon
et al, 19811. Dit soort voorbeelden is
gemakkelijk aan te vullen met veel andere
ondenoeken dders, en ook voor andere
stoffen dan lood. In een land waar hetzij
van nature, hetzij door algerneen geaccepteerde leef- of voedingsgewoonten een
verhoogde blootstelling aan een bepaalde
stof plaatsvindt, zal de drinkwate~norm
dienovereenkomstig lager moeten liggen.
LD-50-test levert hierover geen of onvoldoende aanwijzingen;
Dit geldt bijv. bij &inken van ook loodhoudende wijn, 1 5 2 l/dag [Boudene, 19751. - onderzoek van de toxicokinetiek: mate
van resorptie in de darm, ornzetting van
de stof in zgn. metabolieten, opslag in
4. Het stellen van kwaliteitsnormen:
depots, verdelingspatroon over organen,
speciiile aspecten
wijze en snelhei'd van uitscheiding;
4.1. Toxicologische basisgegevens
- onderzoek naar het effect van de stof
Wdke toxicologische gegevens dienen nu
op het organisme (toxicodynar?~iek)
bij
bekend te zijn om tot een volgens de
toediening gedurende enkele weken of
huidige maatstaven verantwoord gezon'dmaanden
levensduur) en bij langdurige
heidkundige advieswaarde (eerste trap, zie
toediening (zo mogelijk gehele levensduur,
3.4.) te kunnen komen? Dan mogen wij
maar minstens zes maan'den);
er van uitgaan dat deze eisen vergelijkbaar
- onderzoek naar carcinogeniteit, mutazijn met die, welke door diverse overheden
geniteit, e~nbryotoxiciteit,teratogeniteit,
worden gesteld aan de toxicologische bereprodulctie (meer-generatie-onderzoek).
oordeling van voedseladditiva: d.w.z. stoffen die hetzij opzettalijk aan voedingsmidOp basis van deze on'derzoeken, en dit bij
dellen worden toegevoegd (bijtr. emulgatoverschillende soorten proefdieren, komt
ren, conserveermiddelen, kleurstoffen),
men tot zgn. dosis-effect (D-E) relaties, die
hetzij er onopzettelijk in terehtkomen via
aangeven de toename in intensiteit van
het basisprodukt zelf (bijv. bestrijdingsmidbepaalde effecten bij toename van de dosis.
delen) of via produktiemethoden en/of uit
t'ele stoffen oefenen pas een werking un
De
overhei'd
kent
verpakkingsmateriaal.
indien een bepaalde drempd-dosis overzgn. positieve lijsten, die aangeven welke
sdhreden wordt (niet bij meeste carcinostof, en in welke concentratie deze in
genen en mutagenen). Men spreekt 'dan
voedingsmiddelen mag voorkomen, c.q. er
van een 'no-effect-level' (NEIL), of van een
aan mag worden toegevoegd (Warenwet en
'no-adverse-effect level' (NAEL): in het
Bestrijdingsmidddenwet); de Keuringseerste geval gaat het om dlk effect, in het
diensten van Waren oefenen hier de
tweede om een uit oogpunt van gezondheid
controle uit .
als nadelig te beschouwen effect.
Deze concentraties worden afgeleid van de
Men heeft echter te maken met proefzgn. Acceptable daily intakes (ADI), d.w.z.
dieren, die onderling in toxicokinetiek en
'de hoeveelheid van een stof die dagelijks
-dynamiek, en derhalve in D-E-rdaties
via het dieet kan worden opgenomen gekunnen verschiblen. Men moet nu extradurende het gehele leven zonder merkbaar
poleren naar de mens, die hier opgevat
risico, beoord&ld op basis van alle bekende
wordt als een andere diersoort (interspecies
gegevens op dat moment' [WHO, 19741.
variabiliteit, speciesspecificiteit): de ene
Onder 'zonder merkbaar risico' wordt
soort of stam reageert anders (kwalitatief)
verstaan de praktische zekerheid dat geen
of sterker/ma&er (kwantitatief) dan de
schade aan de gezondheid zal optreden.
andere. Bij extrapolatie naar de mens
De AD1 is bedodd als richtlijn, en niet als
neemt men in de regel de N(A)EL van de
grenswaarde in jur'idische zin. Zij bevat een
gevoeligste sooft of stam als uitgangspunt.
'vwldoende grote veiligheidsmarge die een
Bovendien is er met name bij de mens
incidentele overschrijding toelaat, mits de
sprake van verschil in kinetiek en dynamiek
gerniddelde opname over langere tijd onder
binnen de soort: intraspeciesvariabiliteit.
de AD1 blijft'.
Wij hebben immers te maken met babies,
volwassenen, bejaarden, mangeren, zieken.
De WHO [1974, 19781 noemt 0.a. de volOm deze twee soorten vaiiabiliteit te overgende onderzoeken, die uitgevoerd moeten
bruggen voert men een veiligheidsfactor
worden om tot een beoordeling van het
(v.f.) in. Voor beide neemt men als uitgezondheidsrisico (kwalitatief en kwantitagangspunt een v.f. = 10, zodat men uittief) te kunnen komen:
komt op een v.f. = 100. (In het geval van
- acute toxiciteitstest: een eenrnalige dosis carcinogeniteit, dat in dit artikd niet ter
wordt toegediend; observatieperiode2-4
discussie staat, voert men een andere
weken; de duur en de grootte van de werprocedure uit). Dit is geen wet van Meden
en Perzen, maar een uitgangspunt voor de
king wordt vastgestdd. Bekend is onderzoek van LD-50, d.i. die dosis, waarbij
gedachtenvorming. Men kan om verschil50 % der proefdieren overlijdt. Er rijzen
lende hier niet nader te bespreken redenen
hoe langer hoe meer bezwaren tegen deze
zowel een kleinere als een gotere v.f.
overgewaafdeerde test: wij zijn immers niet Uezen. Met name indien reeds verschillengeinteresseerd in eenrnalige dodelijlce bloot- de gegevens over de inwerking van de stof
stelling, maar vooral in de kans op effecten op de mens beschikbaar zijn, vaak afop den duur na herhaalde toediening. De
komstig uit de arbeidsgeneeskundige toxi-
(x
zien!lijlk verscWen bij opname vanuit
10 % als het procentueel aandeel van de
water of vanuit voedse'l.
AD1 vanuit drinkwater, om zodoende tot
HeY odangs door de Gezondheidm'd uitwaterkwalitei'tsnormen te komen, nu niet
gebrachte rapport over de maximaal toebepaald op een algemeen aanvaarde gelaatbare concentratie aan natrium in drink- dachtengang berust.
wa*er [Verslagen, 1980al 'beschouwt e n
Zo gaat het, behoort het althans te gaan,
Wij he&n reeds geconstateefd dat er we1
t.a.v. voedingsmiddelen, waar men werkt
bijdrage van 10 % van de totale natriumveel onderzoekgegevens bestaan om te
opname van& het drinkwater amptabel.
met positieve lijsten. T.a.v. buitenlucht,
komen tdt ADI's voor opname via de
lucht op de werkplek en hdaas ook drinkIYit percenbge wordt op zijn rninst aal
toMb voeding, maar n~uwdlijksexpliciet
dubieus, As het Na-gehalte van drinkwater voor opname via drinkwater. Ta'bel I1
water heeft men vooralsnog genoegen te
in de loop der jaren stij'gt: in 1949 'bevatte
nemen met zgn. negatieve lijsten: men
gee& edcele ADI's voor 'belangrijke stoffen,
SlechYs 1 % van de totale hoeveelhdd geoordeelt of de niet 'bedoelde aanwezigheid
mals die in Neddand gehanteerd worden,
di&?bueerd drinkwater meer dan 100mg/l; alsmdde de hiermede overeerrkomendeopvan e n stof risico's oplevert voor de
gezondheid, en legt dan bovenbegrezingen m 1973 was dit opgwlopen tot ruim 7.5 %.
name voor een voilwassene (65 kg) per dag
Op grond van een nag todlaatbaar geachte
aan. Dit levert dan de kwaliteitsnorm. Aan
[Verslagen, 1980bl. Indien - in analogie
totale opname van 6 g NaCl per dag, kwam met het Gaondheidsraadsddyies voor
drinkwater zal men niet gauw iets toevodgen om het water smeuiger of lekkerder men tot een grenswaarde van 120rng Na/l
natrium - 10 % hiervan geleverd zou
voor &inkwater, wat over'igens iager is dan mogen worden door &inkwater, en i d e n
te maken of een mooie kleur te geven.
de EG-norm. Echter, het percentage 10
Men heeft te maken m d stoffen die er
aangenomen wordt dat de rmrptie vanuit
komt uit de lucht vallen, en wordt niet
hdaas in voorkomen, bijv. vanuit het
water overeenkomt met die uit het voedsel,
grorid- of oppemla'ktewater, of vanuft de
geargumenteerd. Voilgens Calabrese [I9781 en de dagelijkse consumptie op 2 1wordt
leidingen. De kwaliteitmormen zijn nooit
heeft men in de V.S. geen norm voor Na
gesteld (met de zeer stake waterdrinkers
als optima bdoeld: men moet st&
wordt nog geen rekening gehouden),
aangegeven omdat er onvoildoendewetenproberen er zover mogelijk onder te blijven. schappelijke basis was. Hij citeert een
kunnen we mn schatting maken van de
Gaon'dhddkuncfi'gen kumen hoogstens
voorstel uit de staat Massachusetts van
maximaal aanvaardbare concentratie in
zeggen drtt drinken van water met bepaalde 20 mg/rl, wat overeenkomt met een aandrinkwater @aMe kolom).
beveling van de American Heart Associaconcenkaties vreemde stoffen zeer waarKeren we nu terug naar de EG-Richtlijn
tion, Ben van 270 mg/l door een Adiesschijnlijk geen risico op zal leveren, maar
(Tabel I), dan kunnen we deze vergelijken
'ideaal' is het nooit.
commissie van de EPA, en BBn van
met de geschaik aanvaardbare waarde
Nu mo&en wij helaas constateren dat er
100 mg/l door de Nat. Acad of Science.
(Tabel 111). Hieruit blijkt dat er een redeAan deze verschillen l!igtmede een verschil lijke overeenstemming bmtaat, als we een
t.a.v. de problematiek van dfialcwa*rnomering veel rninder uitvoer'ig onderzoek in beoordehg van het aanvaardbaar gefactor < 3 naar wmzijden niet als grote
verricht is en wordt dan t0.v. de vo&gsacht procentueel aandeel vanuit drinkwater discrqanPi~bmchouwen. T.a.v. arsenicum
middelenadditiva, terwijl - zoals zal
ten grondslag. In een bespreking van de
en nitriet moeten we echter aid zo gerust
aanbevolen maximale wncentraties van
blijken -beide hun eigen experimenteelzijn. De eerste heeft betrekking op totaal
toxicologische aanpak vergen.
organische stoffen wees Cailabrese erop
As, en dit ml in de v o e b g w d voordat de EPA urlging van een percentage
narnelijk uit organisch As bestaan, dat niei
van 20 % en een veiiigheidsfactor van 500,
carcinown is, en in drinkwater uit anor4.2. A fleiding uit ADZ ?
terwijl lde National Academy of Science
ganisch As, dat -a.lhm in hoge 'doses Als er dan weinig specifiek op de drinktwee altermrieven voofleg& 6611 uitgaancarcinogeen 2s. Vdlgens Pershagen [I9801
waterproblematiek gericht ondemek is
de van 20 %, BBn van 1 %, en in beide
zou per mg As/J het huidkankerridco met
uitgevoerd, kan men dan uitgaan van de
gevallen met e n veiI!igheidsfactor van 1000 15 % toenemen m 70 jaar M o o Y s t ~ g ,
vastADI-waarden die voor de v&g
@&en maar beperkte informatie over
wat overen m u komen met een 1 % risico
gesteld zijn? Dit is nog maar de vraag.
bngddig ~xiciYei&onderzoekaanwezig
bij 50 pgll &&water, zijnUe de EG-norm,
Irnmers, bij de opname via de voeding is
was). Uit d m v o o ~ ~ d moge
e n het
die oxigeveer 1/3 van de vdgens T a h l I1
rekenirig gehouden met de procentuele
duideilijk
worden
dat
de
aanname
van
gesdhawe
n m is. Ook ta.v. nitrid is de
resorptie van de stof vanuit de w>eding
via de maagdarmwamd mar het blo&.
Deze verschilt naar chemische eigenschapTABEL I1 - Hoogst aanvaardbare belasting via de voeding voor de mem voor enkele elementen en
pen van de stof, en naar ieeftijdsfase. De
stoffen; gewyzigd overgenomen uit Verslagen, enz. (1980b) en berekende maximale concentraties in
vraag is nu of de resorptie vanuit drinkdrinkwater (2 lldag, 10 % aandeel)).
water v e r g e l i j h r is met die uit de
AD1
Per persoon
Berekende max.
voedidg. De aard van de chemische verpglkg 1ich.g.
van 65 kg
Jaar van
conc. in drinkbinding speelt hierbij ook een rdl, bijv.
m mg
vaststelling
water in &g/I
Contaminant
per dag *
anorg. As in water en organ. As in
arsenicum
50
3.25
1967
160
voedihg. Bovendien kan een sbf an'ders
cadmium
1
0.065
1972
3.3
opgelost of gebonden zijn in water d m in
koper
500
32.5
1974
1625
voeding. Het is voorts bekend dat bijv.
kwik
0.7
0.045
1978
2.2
lood
7
0.45
1974
22
vaor 10od de resorptie bij een lege maag
nitmat
5000
325
1974
16250
groter is dan bij gevulde maag. Sommige
nitriet
200
13
1976
650
personen hdbben de gewoonte om de dag
aldrin/dieldrin
0.1
0.006
1977
0.3
te beg3nnen met alleen water, koffie of
5
DDT en stofw. prod.
0.325
1969
16
a-HCH
10
0.650
1977
32
thee te &in!ken, krwijl zij g e n of muweheptachloor en -epoxide
0.5
0.03
1970
1.5
lijks ontbijt g&m&en. Ook drinkt men
HCB
0.6
0.04
1974
2
tussen de vodngen in. Derhalve: de
werkelijke opname van de stof kan aan* Enkele per week opgegeven ADI's zijn per dag omgerekend.
cologie, kan men tot een kleinere v.f.
adviseren. Zo komt men tot de AD1 =
N(A)EL
TABEL 111 - Vergeliiking van EG-drinkwaterk+valiteitsnornten uit Tabel I met geschatte
n~axiniaalaanvaardbare concentraties vlg. Tabel 11,
in pg/Z.
Geschatte
EG-norm
(1)
arsenicum
cadmium
koper
50
5
3000
(na 12 uur
stilstand)
kwik
lood
nitraat
nitriet
1
50
50000
100
Max.Conc.
(2)
(2)
(1)
160
3.3
1625
o:5
(gemiddeld
water)
2.2
22
16250
650
2
0.5
0.3
6
in long en maagdarm en een consumptie
van 2 1 water per dag, wort& de maximale
5a
1
concenbatie in &inkwater -- - a mg.
10x2 4
Daar wij voor de algemene bevollcing
rekening moeten houden met een grotere
inter-individuelespreiding voor werknemers, wordt een vdiligheidsfactor 10
[Zidhuis en Van der Kr&, 19791 ingevoerd. D~ maximale concentratie wora
van de AD1 (Tabel 11) zijn er, behalve
weer voor koper, grote discrepatrtks VOOr
de gec'oreerde @c?den aldfin/did'drin
en heptachloor. Waarschijdijk berust de
van de AD1 afgeleide norm op betere
gegevens dan die afgeleid van de MAC,
er is bij de drinkwaternorm*ening
gehuden met de wer'kelijk voorlcomende
wncentratiies, die dan gemakkelijk zo'n
lage norm zouden lcunnen realiseren.
Overigens is bij de Nederlandse MACwaafden voor DDT en heptaohloor (nwg)
geen rekeding gehouden met de posi'eve
carcinugeniteitsproevenbij de muk, die
we1 in de voorlopige nieuwe EPA-aanbevellingen verwerkt zijn (aie Tabel V).
1
dan -a mg/il = 25 a pgfi, overeenkomend
40
met een MAC = a mg/m3.
Cala'brese [I9781 voerde we1 per stof
geschatte norm niet zo bevredigedd, omdat
eventueel verSChxende factoren voor
er steeds kam l r e s ' t op vorming van
4.4. S ~ i e l e r e i ?
de fractionele morptie, maar de onzekermcinogene nitmarnines in de darm, met
heid over Ueze fra&m maakt zo'n schatMet nadruk wordt er op gewezen dat deze
name intlien er tevem Vit. C-gekek is
f!ingsprou?dure allen maar schijn%aarbeter. schattingen van drinkwaterkwaliteitsnormen,
[Weigburger, 19801. AZ met al, %ebbenwij
Bovendien gaat hij in zijn voorbeeld uit
uitgaande van de AD1 of van de MAC,
een 'ekere onderbouwingvan de EGvan TLV's uit 1958, welke inmiddels aanzelcer geen ga?d aiternatief zijn voor een
normen kunnen verschaffen, uitgaande van
zienlijk gedaald zijn, en wij gaan uit van
expliciet op drinlcwaternormsteU!ing gede Am's voor voeh&ddelen. D a e
baseerd chroIrisch toxiciteikmnderzoek.
de mmeny:ee'l (19g0) ofiCieel @deride
ondeibouwling maakte echter g&ruik van
Men kan het &Ifs 'Spiel&ei' noemen, die
Nederlandse waarden.
e*ele wetenschappelijk en *ondheidDe ~ e s f i t e van
n deae exercitrie zijn weerdan b c h blijkt een zekere orde van grootte
kuadig onvoldoende oaderboudde aangegeven in Tzbd IV, waarih ook een
aan te geven als men geen Mere gegevens
names.
ter b e s c W n g heeft. Men moet overigens
vergelijking met de uit de ADI-waarde
ook bedenken dat de EG-Richtlijn niet
afgeleide normen is gwgeven, alsmeih met
4.3. Afleiding uit M A C - w a a r d e n ?
de EG-norm. Dan blijlct dat bij extrapolatie per se de meat vzlide behoeft te zijn;
Calgbrese [I9781 geeft nog een andere
althans, de documentatie hiervoor ontop basis van de MAC-waarde voor 'de
methode aan om tot schatting van de
breekt. Om tot verarrtwoorde normen voor
metalen de EG-normen ni& worden overdfinkwa-ormen
te komen en
door
&inkwater te komen is beslist expfioiet
schreden, en dat er mIfs voor koper en
dit te gam van de MAC-warden zoals
hierop gericht mderzoek nodig, evenals dat
voor lood een vwl lagere schaMng uit
die in de V.S. bijv. door de Am. Conf.
gel& voor normen voor buitenlucht, lucht
komt. Dit is overigens gemakkelijk te verGov. End. Hygienists en in om litmi door
uaren: de kopernorm voor wmter op de werkplek, en voeding.
de Nat. MAC cOITlm.jaarlijks gwuwliceerd berust dwhk op h& voorkijmen van
Bovendien client deze exercilie tevens als
worden [Ar'beidsinspeie 19801. Men meet
argument om binnen de deskundigen- en
kopersmaak, voor $e avbeid echter op predan wel bedenken dat er t.a.v. de val?&teit
belddsgroepen van de overheid, die zich
;
vedtie van koperkoom ( ~ ~ 0en) voor
van TLV- en MAC-waarden grotere
met vemchi!llende deucompartimenten
lood gel& zeker dat de resorptie in de
reserve dient t e bestaan dan t.a.v. de
bezighouden, nu eindelijk eens aan e n
long aanzienlijk groter is dan in het maagvalidit& van AD1's, daar er in
lbwe
hfel te gaan a i e n om tot uniforme criteria
dannkanaal. Als wij beidenken dat waarveel uitgebreider dierexp-schijnlijk in de nabije toekomst de MACgeW1 vaak
en beleiUsa'dviaen te komen. Zo er a1 een
rimentee1 onderzoek aan ten gradslag
geu,ndhe1dkuIldige argumentaCie bestaat,
waarden voor cadmium en lood (zie ook
ligt; boveddien gelden TLV's-MAC'S
client deze op &am afgestemd te zijn
WHO 1980) in om land aa&ienlijk zullen
s l c h b voor volwassenen, die 8 u/'dag,
(de 3.5.).
dalen, wor& h& verschil n ~ groter.
g
40 u/wk, 20 B 40 jaar lang blootgtsteld
Hoe de verschiklende aanbevelingen voor
In vergelijking met de schatting op basis
worden, en derhalve rri& voor kinderen,
voor lninder gepredisponeerden3 det
TABEL IV - Nederlandse MAC-waarden in ntg/m3 en daaruit geschatte mavimaal aanvaardbme
voor bloowefing van de wieg tot hen @f.
concentraties in drink~vater,in &g/l; vergelijking ,net o p basir van AD1 afgeleide nortiZen en met
Er is ook meestal nog geen rekeniltg geEG-norm.
houden met effecten op het nageslacht.
Max. aanvaard- Geextrapoleerde Gei5xtrapoieerde
Tenslotre is het nog cmwaarschijnlijker
bare conc. in lucht
conc. in
waarde
aan te nemen dat de fraction& resorptie
van werkplek
drinkwater
vlg. Tabel I1
EG-nonn
vanuit longen en maagdarmkanaal glijk
arsenicurn
0.5
13
160
50
ml zijn a n de resorptie van& voeding en
0.05 *
1.25
3.3
5
water in het maagdarmkanaal.
koper
1
25
1625
3000
(na stilstand)
De berekening gaat dan als volgt: MAC
0 05
1.25
2.2
1
('Outen)
a mg/mS; per 8 uur bij matig m e arbeid
3.75
22
50
0.15 *
wordt 10 m3 in- en uitgeademd; retentie
aldrin/dieldrin
0.25
6.3
in 1bngen wor& &d
op 50 % van 10a;
DDT en stofw. prod.
1
25
16
het respiratoiire aarbod bedraagt dan 5a
HCH **
0.5
13
32
0.5
13
1.5
heptachloor
mg. Indien wij weer uitgaan van een bijdrage van 10 % V O O rekening
~
van het
* : het ligt in de lijn der verwachting dat deze 'waarden binnenkort zullen &en.
drinkwater, mn gdijke fradonele resorptie ** : als a-HCH.
TABEL V - Voorlopige EPA-aanbevelingen voor ~t~atcr~hvaliteitsitort~~eil,
ingedeeld volgens de er
aan ten grondslag liggende criteria (Stara et al, 1980). in pg/l.
Stof
a. op buds yan /tutt~anecarcinogeniteit
arsenicum
benzeen
vinylchloride
Effecten
Aanbeveling
-
huidkanker mens
leucaernie mens
levertumor mens
b. op basis van gegevens over chronische toxiciteit
cadmium
toxiciteit - mens
lood
lood in bloed gehaltes - mens
toxiciteit - dierproef
nikkel
toxiciteit - dierproef
chroom
toxiciteit - dierproef
thallium
toxiciteit - dierproef
pentachloorphenol
endosulfan
toxiciteit - dierproef
c. o p basis van organoleptische eigenschappen
koper
zink
hexachlorocyclopentadieen
acenaphtheen
2-chlorophenol
d. o p basis van cmcinogenifeit in dierproef
2-Cdiitrotolueen
chloroform
tetrachloorkoolstof
tetrachloroethyleen
heptachloor
DDT
e. op basis van TLV-MAC
ethyleenbenzeen
trichloornaphthaleen
tetrachloornaphthaleen
pentachloornaphthaleen
hexachloornaphthaleen
octachloornaphthaleen
fibroadenoom - rat
levertumor - muis
levertumor muis
levertumor muis
levertumor - muis
levextumor - muis
-
1100
3.9
1.5
0.39
0.15
0.08
waterkwaliteit tot sbmd kunnen komen,
proeven met muizen als doorslaggevend
met gebruikm~kingvan vo1Uagen verbeschouwt.
schillende benaderingen, komt go& uit in
Het feit dat Tabel V zo weinig stoffen
een recent overzicht van voorlopige aanvermeldt, die we1 in de US-norm en in de
bevalingen voor waterkwalitelhnormen
EG-RichClijnvoorkomen, is zeker niet een
door de EPA [Stara et al, 19801, zoals
bewijs dat voor deze stoffen we1 valdoende
Samengtwatin Tabel V. H o m l dil artikel
basisgegevens bescldkbaar zijn. We zullen
zich richt op niet-carcinogenestoffen, zijn
verscWlende merhoden van 'Spielere? of
enkdle vol!lddigh~?&halveEer we1 weermeer vertrouwenweklrend geformuleerd
gegeven. Als we hiermede de EG-Richtlijn 'Educated guesses' of 'Questhates' te baat
vergdijlken, Mijken maar weinig stoffen
moeten nemen o m de bestaande Teemten
hiemit in Tabel V voor te komen. Voor
op te mllen.
arsenicum heeft de EG kennelijk o m l doende rekening gehouden met het risiw
op kanker, wat leidt tot een factor 2500
als verschil, wat ook geldt voor de buidige
Noimen &enen vast@Ed te worden via
VS-norm; de organoleptische eigenschapeen zgn. tweestapsprocedure (3.4.). De gepen van Icoper worden wellicht in de V.S.
stefde norm is h e r nie%'waardevrij'
er&ger beoorrdeld dan in de EG en in
om'dat heY een 'beleidsmrm is: afweging
om land; n.Mc01komt verrassenderwijs
van wat geacht wordt dat 'zou moeten'
hoger uit in de voorlbpige EPA-mbevetegenover wat geacht wor& dat 'zou
ling, hoewel in de laatste jaren g a e k e n is
kunnen'. Maar ook In de eerste stap: het
dat bepaxlde weinig oplmbare Ni-verbinbbtaddkornen van de advieswawde, spden
dingen carcinogen zijn zowel 'bij mens
waaide-oofdden mee. De deskundigen
als dier.
moeten de bestaande gegevem van dierDe vermdlding van enkele carcinogene
proeven, van casu'istische mededingen
stoffen in Tabel V illus'treert dat, mast de
over vergit%&gsgevaIlen, van. epi'demiostoffen met een drempelwamde voor effect, lagkche ondenoeken bij tie mens toetsen,
men zich terdege dient te rwfiseren dat
en m mogelijk tnt een cornensus komen.
veel stoffen met vermoedelijk geen dremDit is z&er d e t een rou'tinematig stuk
gelwaarde evenens in &inkwater kunnen
rekenwerk, maar het vereist bijv. een oorvoorkomen, ails men tennrinste de positieve dm1 over de relmn%ievan de gehanteerde
criteria voor aanslag op het gezond zijn
(3.2.). Er worden keuzes gedaan. In de
eerste plaab moet men afwegen we&
criterium bepalend is: bijv. ziekte, hinder ?;
dit is een kwalitatieve keuze.
Indien een bepaald effect als criterium
gekmen is, mot% men zich afvragen
welke intensiteit er van voork6men moet
worden, of dat 'een beetje' geen kwaad
kan: kwantitatieve keuze. Voorts moet men
pith rekernchap geven van de risicogroepen: moet men zich ook baseren op
enkele personen, bijv. 1 op 1000, 1 op
100 000 onder de bevolking die gewoonlijk
8 B 91 water per dag drinken, of op
sp&a!Ie rXm's voor bijv. patienten met
e r m e nierfunctiestoomk (3.3 .): tolerantiekeuze-bevolking.Ook speelt de vraag of
zo'n aiie%-gewenst-effect,bijv. d n d e r goede
smaak, maar zo nu en dan op mag treden
of nooit of altijd: tolerantie-keuze tijd
[Zidhuis 1977aI. Tenslo'tte zal men e n
ve'Mghddsfaotor moeten vaststellen, wat
steeds het resubat moet zijn van een welpverwogen oordeel, en niet van idakkeloos
toepassen van getallen fZie1huis en Van der
Kreek 19791. Omdat dergdijke keuzes ge&an moeten worden, 6n omdat de evahatie van dierexperimenteel onderzoek
weer andere dakundigheid vereist dan van
epidemiologisch onderzoek, moet de discussie gevoerd worden 'birmen een groep
van deskundigen, bij voorkeur weer met
verschfllende deskundigen, en diet door
een of twee personen d e n .
In een openbaar advieswaarde-rapport
dienen de gemaak'te keuzes explicit3 geargumenteerd te worden, wdat niet aNen
de LMeidsmakers,maar oak de bevalking,
eventueel via hun eigen de&kun&gen,weten
waar zij aan toe zijn, en zij zo nodig de
gernaalrte keuzes kan aanvden. He't stellen
van normen berust steeds op wawchijnlijkheden, op kansen, *derhalvegepaard
gaadd met onzekerhakn. De redamekeuze:
'koop vefighdd als u deze auto aanschaft'
is niet meer dan een Beugen; men kan:
hoogstens een 'ge~oel'van veiligheikl, en
e'en grdtere 'kans op veiligheid' kopn,
maar he%is en blijft een kwatie van
kansen. Dit gddt ook voor kwaliteibmrmen. Bovendien geldt bijv. t.a.v. de
buiteducht, de lucht op de werkplek, en
oak in &ere zin t.a.v. de kwalf'teit van
drinkwater, zeker intemationaal gezien, dat
de deskundigen vaak zelf in mindere mate
die lucht inadernen of dat water drinken
dat door hen voor andmen nog aanvaardbaar geacht mrdt [Wink en Ziedbdis 19751.
Die andwen, en dat zijn er ontelbaar velen,
in derlei gradatim van le~fgewoontesen
gsvoeligheid, bpen he%risico dat afgeschat
wordt door een Heine groep, die in de
mgd vaak zl'f in Were led- en woonombmiighwkn verkeeft. Het s t d e n van
C. Biemond et al. Handboek voor Milieubeheer,
deel I Waterbeheer. IJmuiden, Vermande, 1975.
Stara, J. F., Kello, D. and Durkin, P. Human
health hazards associated with chemical contamination of aquatic environment. Env. Hlth
Perspect. 34 (1980), 145-158.
Verslagen, Adviezen, Rapporten. Advies inmke
advieswaarden voor de kwaliteit van de buiten7. Samenvatting
lzrcht. Algemene beschouwingen, Mu. Vgz en MH
1977, nr. 40.
Chemische drinlcwaterkwaliteit:
Verslagen, Adviezen, Rapporten. Maxiinaal toeKeren wij nu terug naar de in het begin
normtelling en waarden
laatbare concentratie aan naniunt in drinkwater.
gestalde vfagen, dan kunnen wij tot de
Min. Vgz en MH 1980, no. 6.
DiY artikd 'bespreekit vooral de algemene
valgende wndlwies komen:
Verslagen, Adviezen, Rapporten. Be~vakingsaanmk voor het normeren van de cheMens en Voeding. Staatstoaicht op de
progran~n~a
- Normen voor de chemische kwaliteit
misshe drinlcwateikwaliteit. Het blijkt dat
volksgezondheid. Min. Vgz en MH 1980b, no. 8.
van drinkwater zijn in de regwl onw1doende de huidige normen en aanbevelingen onWeisburger, J. H., Marquardt, H. and Mower,
H. F. et al. Inhibition of carcirwgenesis: vitamin
otfdefiouwd door expliciet hierop gericht
vdldoenue zijn ondefbouwd door explliciet
C and the prevention of gastric cancer. Preventive
onderzoek van &er en mens; de situatie
op drinkwaterkwafiteit gerricht onderzoek.
Medioine 9 (1980), 352-361.
voor kwaliteitsnormen voor voedsd is
Te weidg m r d t rekening gehouden met
Wink, A. en Zielhuis, R. L. Het stellen van
gunstiger dan voor die van drinkwater.
de btde b$las'birrg vanuit lucht, voedsel,
norriten voor de arbeidsomgeving als vorm van
riskant gedrag. T.soc. Geneesk. 53 (1975), 802807.
dranken en drinkwamter; ook organisato- De geconstateerde mate van overeenWorld Health Organization (WHO). Toxicofisch
is
er
vaak
geen
untiforrniteit
in
aanstemming in gelkieende &inkwaternormen en
logical evaluation o f certain food additives with
pak. Door extrapolattie vanuit ADI- en
a review of general principles and of specifications.
ambevdingen berust met of nauwelijks op
controleefbare docurnenta&ie en/ of beleids- MAC-waarden kan men tot een voofl~pige Geneva, WHO, 1974. Techn. Report Series no. 53.
schatting komen van de diinkwatarkwaliteit, World Health Organization (WHO). Methods
overwegingen. In Nederland ontbreekt e n
used in establishing permissible levels in occupajn afwachting van explliciet hiefop gericht
hichtelijke procedure hoe de normen tot
fional exposure to harmful agents. Geneva, WHO,
odderzoek.
Vanwege
hert
feit
dat
nomen,
stand komen.
1977. Techn. Report Series no. 601.
w w d tijdens het va&teIen van k t beldd
World Health Organization (WHO). Principles
- KwaIitdYsnormen dienen niet als opand methods for evaluating the toxicity of
alsook a1 vooxtlien tijdens de gezondheidtimale waarden beschouwd te woiden;
chemicals, Part I. Geneva, WHO, 1978. Environkundige evaluatie, berusten op waafde
ment. Hlth Crit. No. 6.
men dient er steeds wver mogelij'k ondes
ooidelen, is openbaarheid van de aan de
World Health Organization (WHO). Recommended
ie blijven.
norm ten grontklag liiggende gegevens en
health-based limits in occupational exposure to
heavy metals. Geneva, WHO, 1980. Techn. Report
keuzes verdst.
- Afhankelijk van het gestelde criterium
Series No. 647.
komt men twt verschillende normen. De
Zielhuis, R. L. Standards setting for work congebezigde criteria zijn onvoldoende'bekend.
ditions as risky behaviour. In: Ph. Grandjean,
ed. Standards Setting. Copenhagen, ArbejdsLiteratuur
- Er bestaat onvolkloende inaicht of, en
miljofondet, 1977a.
Arbeidsinspectie. Nationale MAC-lijst 1980.
- zo ja - hoe de nmmen afgestemd zijn
Zielhuis, R. L. Differences in standards between
P no. 145.
op risicogroepen.
Easf and West. In: Ph. Grandjean (ed.).Standards
Boudene, Cl., Arsac, Fr. en Meininger, J. Etude
Setting. Copenhagen, Arbejdsmiljofondet, 1977b.
des taux de plomb dam I'air et dans la
- Daar de bevoWing reageert op btale
Zielhuis, R. L. Achtergronden van nortitstelling
population en France. Arh. Hig. Rada 26 (1975),
belasting aan een chemische stof vanuit
voor luchtlnvaliteit. In: W. J. Beek et al, Hand179-189.
boek voor milieubeheer, deel 11. Zorg voor de
drinkwater, v o d n g , ingeademde lucht,
Calabrese, E. J. Metl~odologicalapproaches to
luchtkwaliteit, IJmuiden, Vermande, 1976.
deriving environmental and occupational health
enz. moet d&e als uitgangspunt gekozen
Zielhuis, R. L. and Notten, W. F. H. Permissible
woiden. D&veeist muwe afstemming van standards. New York, Wiley 1978.
levels for occupational exposure; basic concepts.
Europese Gemeenschappen (EG). Richtlijn van de
m e i d t.a.v. de diverse milieucompaxtiInt. Arch. occup. environm. Hlth 42 (1979),
Raad betreffende de hvaliteit van voor menselijke
269-281.
menten. wat momenteel o n v o ~ ~ e n d e
consumptie besternd water. Nr. 5380179, 1979.
Zielhuis, R. L. and van der Kreek, F. W. The
Haring, B. J. A., Karres, J. J. C., van der Poel,
glaatsvindt. Het aaatraardbare aandeel van
use o f a safety factor in setting health based
Onderzoek
naar
het
P.
en
Zoeternan,
B.
C.
J.
de opname vanuit &&water behoeft
permissible levels for occupational exposure.
drinlnvater in Nederland. H20 (12) 1979, 213-216.
nadere bezinning.
I. A Proposal. Int. Arch. occup. environm. Hlth
Haring, B. J. A. en van Delft, W. Onderzoek nam
42 (1979), 191-201.
de uibvisseling van metalen en mineralen tussen
- Door extraplatie vanuit bestaande
Zoeteman, B. C. J. Sensory assessment and
voedsel en water tijdens het koken van voeding.
kwaliteitsnormen voor de voeding of de
chemical composition of drinking water. Diss.
Arch. environm. Hlth 36 (1981), 33.
R.U. Utrecht, 1978.
lucht op de werkplek kan - overigens
Ligeon, A., SallB, H. J. A., =elhuis, R. L. en
Zoeteman, B. C. J. Smaak en chernische samenPieters, H. J. Lood in bloedgehaltes van 4-6-jarige
met gebruikmaking van onvoldoende gestelling van drinlnvater, T.soc. Geneesk. 57
In'ndereit. T.soc. Geneesk. ter perse, 1981.
verifieerde aannames - een voorlopige
(1979), 304-308.
Min. Volksgezondheid en Mieuhypi'ene. Notitie
schatting gemaakt wor&n van de orde van Intetttieprogramma ter onderbouwing van milieuZoeteman, B. C. J. De chemische zintuigen en
gezondheidsbescherming. T.soc. Geneesk. 57
grootte van maximaal aanvaardbare conhygienische normen, april 1979.
(1979), 336-342.
Moore, M. R., Hughes, M. A. and Goldberg,
centraties in drinkwater. Dit kan dienen
D. J. Lead absorption i n man from dietary
om tot voorlbpige normen te komen, in
The effect of cooking rrpon lead concenafwachting van de resultaten van explioid op sources.
trations of certain foods and beverages. Int.
&inkwatemormstelNing geridht oadezzoek.
Arch. occup. environm. Hlth 44 (1979), 81-90.
Nat. MAC Comrnissie, Werkgroep van Des- De kwaliteitsnormen berusten uiteinkundigen. Uitgangspunten bij advisering inmke
delijk op kern, met alleen gemaakt door
MAC-~vaarden.T.soc. Geneesk. 56 (1978),
de beleidsinstanties, maar ook reeds
suppl. I, 3-15.
tijdens de gezondheklkundige evaluatie van Pershagen, G. Cmn'nogm'city of arsenic.
Conference on metal carcinogenesis. Atlanta,
het basis-materiaal. Men komt bier nooit
maart 1980; te publiceren in Environrn. Hlth
tot zekesheden, maar hoagstens tot kansen
Perspectives, 1981.
op afwezigheid van gestoorde gezondheid.
Sohaeffer, C. 0. Normert van krcwliteit. In:
normen is niet w ~ d e v r i j ook
; de ethiek
s p d t een rol. Aileen dit a1 vereist openbaar'heid, wat conkole op de gedane keuzes
mogelijlc maakt.
Dit vereist openbaarheid van de gezondheidkundige docurneniatie van de beleidswerwedngen, met conkole hierop Via
bevoegde organen.
Keuring op toxische aspecten van produkten, toegepast in de
Nederlandse drinkwatersector
1. Achtergronden, organisatie en attestverlening
Inleiding
Op zijn weg van de bron naar de consument komt het drinkwater in contact met
verschillende soorten materialen. Bovendien wordt het water in vele gevallen
behandeld met een aantal chemicatien om
de gewenste eindkwaliteit te bereiken.
Elke con~tactmogelijkheidvan deze materialen en chemicalien inet het water houdt
in principe de mogelijkheid in om stoffen
vanuit deze materialen en chemicalien in
het water over te laten gaan. Tot de
stoffen die enerzijds door migratie en
: Hoofdinspecteur van de Volksgezondheid, belast met het toezicht
op de Hygiene van het Milieu
Secretariaat : Inspectie van de Volksgezondheid,
Sector Drink- en Industriewater
1 lid
: Inspectie van de Volksgezondheid,
Directie Drink- en Industriewatervoorziening
1 lid
: lnspectie van de Voiksgezondheid,
Afdeling Water
1 lid
: lnspectie van de Volksgezondheid,
Inspectie Levensmiddelen
2 leden
: Rijksinstituut voor Drinkwatervoorziening
2 leden
: Rijksinstituut voor de Volksgezondheid
2 leden
: Keuringsinstituut voor Waterleidingartikelen
Voorzitter
TABEL I1 - Sar~zenstelliizgsribcor~rt~lissie
tosiciteit (CV4).
Voorzitter
anderzijds door oplossing in het drinkwater
terecht komen behoren ook schadelijke
stoffen. Doordat de afgelopen decennia de
verscheidenheid van materialen en chemicalien die in de drinkwatersector toegepast
worden steeds groter is geworden, is ook
het gevaar toegenomen dat het drinkwater
op ontoelaatbare wijze gecontamineerd
wordt met toxische stoffen.
Dit probleem onderkemend heeft het
KIWA, tezamen met het Rijksinsrituut
voor Drinkwatervoorziening en de
Inspectie van de Volksgezondheid rond
1970 he1 initiatief genomen om een commissie op te richten die de produkten die
met drinkwater in contact komen toxicologisch te beoordelen. Na een officieuze
start in 1974 werd in 1976 de Commissie
Gezondheidsaspecten Chernicalien en
Materialen Drinkwatervoorziening
(CGCMD) ge'installeerd door de Directeur
Generaal voor de Milieuhygiene van het
Ministerie van Volksgezondheid en
Milieuhygiene.
De samenstelling van de CGCMD is weergegeven in tabel I. De besluiten van de
CGCMD worden door de Subcommissie
Toxiciteit (W4) voorbereid. Deze commissie
van toxicologen (voor samenstelling zie
tabel 11) voert de eigenlijke toxicologische
beoordeling uit en adviseert de CGCMD
omtrent de te nemen besluiten.
In de periode 1976-1979 heeft de CGCMD
een 30-tal produkten positief beoordeeld.
Op grond van de ervaringen die in dtie
jaren werd opgedaan, besloot de CGCMD
medio 1979 een nieuw systeem te hanteren
bij de toxicologische bwordeling van produkten die met drinkwater in contact
komen. Dit systeem komt sterk overeen
met het beoordelingssysteem dat in het
kader van het Verpakkingsmiddden- en
: Rijksinstituut voor de Volksgezond-
heid
Szcretariaat : Keuringsinstituut voor Waterleidingartikelen
1 lid
: Rijksinstituut voor Drinkwatervoorziening
1 lid
: Nederlandse Vereniging Federatie
Kunststoffen
Gebn~iksartikeler~besluit
(Warenwet) wordt
toegepast en heet het 'Positieve Lijst
Systeem'. Dit systeem zal hieronder nader
uiteengezet worden.
Het positieve lijst systeem
De definitie van de Positieve Lijst van
produkten die met drinkwater in contacl
komen luidt:
de Positieve Lijst is een lijst van grondstoffen, hulpstoffen en verontreinigingen
waarvan het gebruik op toxicologische
gronden toegestaan wordt bij de vervaardiging van produkten die met drinkwater
in contact komen (dat wil zeggen: met
uitsluiting van alle andere stoffen gebruikt
lnogen worden).
Dit betekent in de praktijk, dat er 3 categorieen stoffen onderkend worden:
a. stoffen die zo weinig toxisch zijn dat
daaraan op toxicologische gronden geen
beperkingen gesteld worden;
b. stoffen, die een zodanige toxiciteit
bezitten dat, afhankelijk van hun toxiciteit,
aan de migratie in drinkwater of hun
gehalte aan verontreinigingen, beperkingen
worden gesteld;
c. stoffen, die zo toxisch zijn dat hun
toepassing in produkten die met drin'kwater in contact komen op toxicologische
gronden niet toelaatbaar wordt geacht.
De stoffen in de categorieen a. en b.
worden op de Positieve Lijst vermeld
tezamen met hun eventuele maximale
~nigratiehoeveeilhedenof gehaltes aan verontreinigingen.
Per produkt- of materiaaltype zul'len
positieve lijsten opgesteld worden. Van
groot belang is, dat deze lijsten openbaar
zullen zijn, zodat de fabrikanten er bij
hun produktontwikkeling rekening mee
kunnen houden en de waterleidingbedrijven
weten wat toxicologisch a1 dan nliet aanvaardbaar wordt geacht.
De toxicologische basis van de beoordeling
De basis van de toxicologische beoordding
van een schadelijke stof (grondstof, hulpstof, onzuiverheid) is de Acceptable Da?ly
Intake (ADI). Dit is de hoeveelheid van
een stof die de mens dagelijks maximaal
mag opnemen zonder dat dit schadelijk is
voor zijn gezondheid.
De AD1 is in principe gebaseerd op de
resultaten van goed uitgevoerde toxicologische onderzoekingen met proefdieren.
De 'no toxic effect level' (in mg/kg
lichaamsgewicht) van een bepaalde stof bij
een proefdier (rat, muis, konijn, hond e.d.)
wordt meestal door een factor 100 gedeeld
en geeft dan de 'no toxic effect level' bij
de mens. Vermenigvuldigd met het
lichaamsgewicht (gemiddeld 60 kg) levert
dit de AD1 op (zie afb. 1).
Voor carcinogene, mutagene en teratogene
stoffen gelden andere principes met betrekking tot de eventuele toelaatbaarheid.
Toxische stoffen worden vaak niet alleen
via voedsel, maar ook via drinkwater en
de ingeademde lucht ougenomen. De onderlinge verhoudingen tussen deze drie opnamemogelijkheden kunnen sterk variben
voor de verschillende stoffen. Men neemt
we1 aan dat niet meer dan 10 % van de
toelaatbare opname van toxische stoffen
door de mens via het drinkwater mag geschieden. Dit percentage wordt gehanteerd
bij de berekening van de maximaal toelaatbare gehaltes van toxische stoffen in
&inkwater.
Rekening houdend met een dagelijkse
waterconsumptie van 2 1 mag een volwassen persoon 1/20 deel van de AD1 per
liter drinkwater opnemen.
Op basis van deze uitgangspunten beslist
de CGCMD welke stoffen op de Positieve
Lijst geplaatst worden.
Afb. 1 - Acceptable Daily Intake (voor conventioneel toxische stoffen).
no toxic effect level (mg/kg)*
x 60**
100
bepaald in tenrninste een 90-dagen
subchronisch toxiciteitsonderzoek
gerniddeld lichaarnsgewicht van een
mens
ADI:
*
**
-
TABEL I11 Overzicht van chemicaliZn die
veelvuldig door Nederlandse waterlddingbedrijven
gebruikt worden.
chloor
chloorbleekloog
bleekpwder
ozon
na~chloriet
kaliumpermanganaat
Eerrosulfaat
Eerrochioride
Emichiofide
aluminiumsulfaat
natriumaluminaat
zoutzuitr
koolzuur$as
zwavelzuur
natriumhydrocarbonaat
natriumcarbonaat
natronloog
ongebluste kalk
gebluste kalk
actieve kool
ammoniumchloride
zwaveldioxide
De Positieve Lijst voor chemicali&
De Positieve Lijst van chemicalien die met
drinkwater in contact komen zal bij voorkeur gebaseerd zijn op d~zelfdeprincipes
als vermeld in de algemene richtlijnen van
de 'Voedsdl- en Vaedingsraad'. De belangrijkste principes zijn:
1. de gebruikdmi8 van een chenricalie
dient zo laag mogelijk te zijn om het
gewenste effect te verkrijgen;
2. de gebruikte c h e m i d e dient za zuiver
mogwíijk te zijn;
3. de gebruikte chemiealie alsmede de
daarin aanwezige verontreinigingen mogen
niet 'leiden tot concentraties daarvan in
drinkwater die aanleiding kunnen geven tot
schzdelijke effecten op de consument.
Deze drie principes d e n &oe leiden dat,
afhairkelifk van de toepassing en de plaats
in het zuiverimgsproces, op toxicalogische
graden, eisen gesteld zullen worden aan:
a. de maximale gebruiksdosis van de
chemicalïe;
De Positieve Lijst voor materialen
De Positieve Lijst voor materialen die met
drinkwater in contact komen is grotendeels
gebaseerd op dezelfde psincipea ais het
Verpakkingsmiddelen en Gebruiksartikelen
Besluit (Warenwet). Dit wil zeggen, dat per
materiaalsoort zoals de kunststoffen PVC,
PE, polyesterharsen e.d., metalen zoals
koper, messing e.d. en steenachtigematerialen zoals asbestcement, beton e.d., lijsten
van grond- en hulpstoffen worden opgesteld die gebruikt mogenworden bij de
vervaardiging van produkten die uit deze
materialen gemaakt worden. Vele gronden hulpstoffen die bij de vervaardiging van
Na vergelijking van de samenstelling met
de Positieve Lijst zal aan de hand van de
in de Positieve Lijst geste- &en een
chemisch analytisch o ~ o e iaan
r heit
produkt uitgwoerd worden. Voor chemicaliën houdt bit in dat het gehalte aan
omiverh&n chemisch amlytisch bepaald zal worden en vergeleken wordt met
de in de Positieve Lijst gestelde eisen.
Voor materialen zal aan de hand van een
simulatieproef bepaard worden of de
migratie van toxische componenten in
drimkwater beneden de in de Positieve Lijst
vermelde migratiehieten blijft. Dit laatste
onderzoek w d t volgens een bepaalde
opzet uitgevoerd. Deze wo& uiteengezet
in het tweede deel van deze publicatie.
Het attest toxicologische aspecten
Gegevens nodig voor de toxicologische
beoordeling
Voordat een produkt toxicologisch beoordeeld krui worden dienen een groot aantal
gegevens bij het KIWA bekend te zijn.
Deze omvatten minimaal de volgende
zaken:
-
TABEL IV Enkele in de drinkwatersector
toegepaste materialen.
a. Kunslstofjen
b. Metalen
PVC (hard, zacht)
koper
PE (HDPE, LDPE)
gietijzer
messing
PVCJCPE
Polybuteen
brons
PolyeJter
staal
Polyurethaan
c. Sfeemchfigematerialen
Epoxyhars
Polyacetaat
asbestcement
Polyamide
beton
Natuurrubber
cementhing
kalk/cementmengsels
SBR
2. ten minste cte volledig kwalitatieve
chemische samenstelling van eindprodukt
en grorudstoffen;
3. miverheid van eindprodukt en grondstof fen;
4. beschrijving van het fabricageproces
en opgave van proceschemicafiiin;
Afb. 2
- Schema van de toxicologische beoordeling en ATA-verlening volgens 'Positieve Lijst' systeem.
Fabrikant
i
b. de samenstelling van de chemicalie;
c. de zuiverheid van de chemicalie.
Deze eisen zullen in de Positieve Lijst van
de betreffende chemicalie vermeld worden.
Tabel III geeft een overzicht van de
chemicaliën die veelvuldig door de Nederlandse waterleidingbedrijvengebruikt
worden.
5. toxiciteitsgegerens;
6. analytische methoden ter controle van
de samenstdìing van h& proufukt.
& diverse materialen worden toegepast
zdlilen bij een goede verwerking en bij een
normaal gebruik van de materialen niet
schadelijk blijken te zijn voor de gaondheid van de consument. Voor een aantal
grond- en hulpstoffen zu'llen echter, vanwege hun toxiciteit, eisen gesteld dienen
te worden aan de hoeveelheid die in drinkwater mag overgaan. Deze zogenaamde
maximaal toelaatbare specifieke migratie
zal in de Positieve Lijsten vermeld worden
en komt overeen met wat voor drinkwatermaterialen toxicologisch toelaatbaar wordt
geacht.
Tabel IV vermeldt een aantal veel toegepaste materialen in de drinkwatersector.
KIWA
i
aanyraag
i .."""....""......:
..................,.,.a
toxicologische
gegevens van
.grond- en hulpstoffen
1
chemisch/te~hnische
gegevens
van grond- en hulpstoffen
i
vergelijking me! Positieve Lijst
i
j opdracht
V
toxicologische beoordeling
door Subcommissie Toxiciteit (W4) chemisch analytisch onderzoek
i
beoordeling gegevens
.
volgens Positieve Lijst
voorstel voor plaatsing op de
Positieve Lijst van stoffen
..
j rapport
i
i eindrapport
CGCMD
i
i+
directevr KIWA
'i
i
vaststellen van de Positieve Lijst
van grond- en hulpstoffen
ATA
i
fabrikant
Teneinde ervan verzekerd te zijn dat produkten die met drinkwater in contact
komen ook werkelijk aan de gestelde eisen
voldoen en blijven mldoen heeft de
CGCMD het KIWA verzocht een zodanige
procedure te onkwikkelen dat een en ander
effectief gerealiseerd zou kunnen worden.
Ook de drinkwaterbedrijfstak, bij monde
van het College van Bedrijfsdirecteuren,
heeft zich voorstander van een dergelijke
procedure getoond.
Op basis van de kenmerken van het
Positieve Lijst systeem heeft het KIWA
besloten de toxicologische beoordeling van
produkten uit te voeren volgens het Attestsysteem. Daarbij wordt aan de hand van
algemeen bekende c~iteria(hier de Positieve
Lijst vastgestdd door de CGCMD) door
middel van onderzoek bepaald of een produkt aan die criteria voldoet. Hier is dus
sprake van een beperkte zekerheidsstelling
en we1 uitsluitend met betrekking tot de
gestelkIe criteria. Wanneer een produkt aan
de criteria van de Weffende Positieve
Lijst voldoet kan het KIWA een zogenaamd
Attest ToxicwlogischeAspecten (ATA)
verlenen.
Procedure ter verkrijging van het Attest
Toxicologische Aspecten
Op venoek van de fabrikant stuurt het
ICIWA een aantal formulieren toe waarin
onder meer gedetailleerde vragen staan
met betrekking tot de samenstethng, zuiverheid en toxiciteit van het produkt en zijn
samenstellende componenten. Deze gegevens worden getoetst aan de door de
CGCMD opgestelde positieve lijst. IComen
alle samenstellende componenten v66r op
de positieve lijst dan volgt het migratie-,
c.q. zuiverheidsonderzoek, waarna de
resultaten daarvan opnieuw vergeleken
worden met de in de positieve lijst vermelde eisen. Voldoet het produkt ook
hieraan, dan verleent llet KIWA een Attest
Toxicologische Aspecten. In de ontkennende gevallen wordt op het produkt geen
ATA verleend onder opgave van redenen,
zodat de fabrikant eventueel maatregelen
kan treffen of verbeteringen kan aanbrengen (zie afb. 2).
De ATA wordt verleend onder voorwaarde
van de toepassing waarvoor het produkt
is aangevraagd en de eisen gesteld in de
Positieve Lijst. Na verlening van de ATA
zal het KIWA jaarlijks meermalen een
controle uitoefenen op de constantheid in
samenstelhng van het produkt en de eisen
gesteld in de Positieve Lijst voor zover
deze betrekking hebben op het te onderzoeken produkt. Een en ander wordt in
detail in een overeenkomst h s e n fabrikant
en KIWA geregeld. Ondanks de verlening
van een ATA en de daarop uitgmefende
controle blijft de fabrikant primair verant'
woordelijk voor de gezondheidsaspecten
van zijn produkt ten opzichte van de
drinkwaterconsument.
De gehele procedure van de ATA-verlening
Cn controle word gekemnerkt door een
str&t vertrouwelijke behandehng van alle
informatie die door een fabrikant aan het
KIWA wordt verstrekt. Door deze gegarandeerde ver-trouweIijkheid is de
industrie bereid mee te werken aan de
totstandkoming van een effectieve toxicologische beoordeling van zijn produkten
die in de drinkwatersector afgezet worden.
De toxicologische beodeling zal een vaste
keuringseis worden bij alle produkten, die
onder een KIWA-keurmerk (garantiemerk
of attest) vallen en die een voldoende
contact hebben met drinkwater bestemd
voor consumptie. Dit geldt ook voor drinkwaterchemicalien waarvan de eerste technische attesten, met als vast onderdeel het
Attest Toxicologische Aspecten, in de
loop van 1981 gereed zullen komen.
Naar verwachting zuflen de eerste positieve
lijsten voor materialen (PVC en PE) begin
1981 gereedkomen. De procedure van de
toxicologische beoordeIing w o M dan door
de eenvoudige opzet en de algemeen bekende eisen kort van duur. Het is dan ook
te verwachten dat binnen afzienbare tijd
het grootste deel van de produkten die in
contact komen met drinkwater toxicologisch aanvaardbaar zal zijn. Dat dit een
noodzaak is, is in de afgelopen jaren gebleken, getuige het feit dat
a.
20 % van de aalrgeboden produkten
direct toxicologisch aanvaardbaar was;
70 O/o pas na receptuurwijziging
b.
toxicologisch aanvaardbaar was en
c.
10 % op toxicologische gronden niet
toelaatbaar bleek.
Aangezien veel produkten in een laat
stadium van de zuivering of tijdens de
distributie met het drinkwater in contact
komen is het vaak niet meer mogelijk de
verontreinigingen te verwijderen. Dit
betekent dat vooral door een controle
vooraf zekerheid verkregen moet worden
omtrent de gezondheidsaspecten van de
toegepaste produkten. De voorgestelde
procedure, voldoen aan Positieve Lijsten,
ATA-verlening en controle verschaft
deze zekerheid.
--
Keuring op toxische aspecten van produkten, toegepast in de
Nederlandse drinkwatersector
2. Onderzoek naar de afgifte van toxische stoffen aan drinkwater.
De afgelopen 4 decennia zijn in de drinkwatersector veel nievwe materialen en
chemicalien toegepast. Naast vele traditionele materialen zoals onder andere
asbestcement, beton, gietijzer, koper, PVC
en polyetheen vinden de afgelopen 10 jaar
ook veel nieuwe kunststof matefialen zoals
epoxyharsen, polymter, polyamiden, polyurethanen en dergelijke hun toepassing in
de drinkwatersector. Ofschoon minder
spectaculair zijn er de afgelopen 15 jaar
ook nieuwe drinkwaterchernicalien op de
markt verschenen. Een belarrgrijke nieuwe
C. L.M. POELS
KIWA NV
produktgroep vormen de vlokiiulpmiddelen
zoals die op organische basis zoals polyacrylamides, quaternaire ammoniumverbindingen, polyamides enz. en die op
amrganische basis zoals de polyaluminiumpolyaluminiumsulfaten en dergelifie.
In totaal worden er in de Nederlandse
drinkwatersector tegen de 200 verschillende
en
gebruikt. Een
overzicht van de meest gebmikte chemiis gegeven in tabel 'I'
calien en
respectievelijk tabel IV van deel 1.
Op zijn weg van de bran naar de
komt
water
in 'Ontact met
vaak zeer verscMk1ende3produkten.
Het contact van water met produkt zal
Oplossenvan
onvermijdelijk leiden tot
be~aaldebestanddelen van die produkten
in het water. Het is uit oogpunt van volksgaondheid zeer belangrijk dat men de
betekenis van deze contaminatie van het
deze contaminatie
drinkwater
in principe schadelijk en dus ongewenst
kan zijn. Dit is geen eenvoudige zaak
omdat vele produkten zeer complex van
samenstelling zijn en de fabrikant vele
tientallen stoffen ter bmchikking heeft
staan om hot produkt de gewenste eigenschappen te geven (zie tabd I). In de
ineeste gevallen is het eindprodukt zelf niet
of nauwelijks toxisch, het bevat echter
meestal toxische stoffen zoals monomeren
merit
Afb. I - Migratieproefopsielling voor hei bepalen van de nligratie van ioxische stoffen uii
proefplaatjes.
en additieven die niet volledig met elkaar
tot het polymeer gereageerd hebben. Juist
deze niet fysisch of chemisch g&onden
veron'treinigingen kunnen in het drinkwater
overgaan.
Naast kennis van de volledige samenstelling
van een produkt en de toxiciteit van alle
samenstellende componenten is het derde
belangrijke element bij de toxicologische
beoordeling de hoeveelheid van de toxische
stoffen die in bet drinkwater overgaat.
Daarbij meet men principieel onderscheid
maken tussen materialen en chemicalien.
zuMenstoffen vanuit
Bij
produkt naar het drinkwater migreren. Bij
chemicalien lossen toxische verontreinigingen in het drinkwater op.
Voor beide produktgroepen is het beschikbaar zijn van goede en gevoelige analytischchemische methoden voor het bepalen van
het gehalte aan toxische stoffen een vereiste. Bij chemicalien kan men meestal
volstaan met de bepaling van het gehalte
van de verontreiniging in de chemicalie.
TABEL I - De positieve lijsi voor PVC (PVC-buizen en PVC-afdichiingsfolies)bevat een groot aanfal
stoffen die in de navolgende categorieZn ingedeeld Icunnen ivorden:
Categorie
monomeren
initiatoren
emulgatoren
emulsiestabilisatoren
stabilisatoren
antioxidanten
Aantal
15
18
11
10
23
11
Categorie
glij- en losmiddelen
weekmakers
UV-absorptiemiddelen
kleurstoffen en pigmenten
overige hulpstoff en
Aanta]
15
16
8
Afhankelijk van de dosis waarin men de
betreffende chemicalie doseert kan men
eenvoudig berekenen wat de maximale
concentratie is waarin de verontreiniging
in het drinkwater kan voorkomen.
Voor materialen is deze zaak aanzienlijk
complexer. Wordt door dosering van een
chemicalie onder constante procmcondities
een constante hoeveelheid van een verontreiniging continu toegevoegd, bij materialen
zal de migratie van toxische stoffen in de
tijd afnemen en we1 verschillend afhankelijk van het materiaaltype, het produktieproces, de samenstelling van het materiaal
en de aard van de stof die migreert.
Andere 'problemen' die zich bij de bepaling
van de migratie uit materialen kunnen
voordoen zijn:
Brgrate afmetingen van een produkt
zodat de be~afingvan de migratie onder
praktijkomstandigheden technisch niet uitvoerbaar is;
- zodanig lage concentraties van rnigre-
rende stoffen onder stromend watercondities dat analytisch-chemische methoden
niet gevoelig genoeg zijn om de concentratie van de gemigreerde stoffen te bepalen;
- de invloed van het drinkwater (pH,
temperatuur, hardheid) op de migratie.
Deze problemen kunnen grotendeels opgelost worden door de migratie t e bepalen
in een modelsysteem waarbij onder vaste
condties een relabief groot materiaaloppervlak in contact gebracht wordt met een
relatief klein volume water (zie afb. 1).
Andere belangrijke kenrnerken van dit
modelsysteem, verder te noemen de standaardmigratieproef zijn:
1. gedurende 1 uur spoelen van de proefstukken met water en naspoelen met gedestilleerd water;
2. extractiewater: gedestilleerd water dat
150 mg COa per liter bevat (pH = 4,6);
3. extractieduur: 3 periodes van elk
72 uur;
4. temperatuur extractiewater: 20° 1
3 "C.
Na elke extractieperiodewordt het exlractiewater verwijderd en bewaard voor
analyse. Het proefstuk wordt vervolgens
afgespoeld met gedestilleerd water, en aan
vers extractiewater blootgesteld. De navolgende praktijkomstandigheden hebben
de basis gevormd voor de standaardmigratieproef:
- extractiewater met 150 mg COp/l: dit
is extreem agressief water. Het komt echter
overeen met het meat agressieve type
drinkwater in Nederland;
voor de meate toepassingen van waterleidingmaterialen is de contacttijd materiaal-water in extreme maar reele omstandigheden 3 dagen (extra lang week-end,
verblijf tijd leidingwater in eindpunten van
wijken en dergeli~ke);
-
gebruiksperiode te beoordelen en de overige
ruim 99 O/o van zijn levensduur buiten
beschouwing te Iaten. Ter compensatie van
de extreme proefopzet en de duurzaamheid
zijn omrekenfactoren van de standaardmigrabieproef naar de praktijksituatie ingevoerd. Deze omrekenfactoren zijn voor
de versctdtende categorieen produkten
verschillend.
tendens is de globale migratie in de 3e
extractieperiode toch acceptabel.
Over het algemeen is de globale migratie
van kunststoffen zeer laag. Epoxycoatings
laten in de eerste migratieperiodes vaak
een verhoogde globale migratie zien. Deze
neemt in de tijd echter meestal af tot een
aanvaardbaar laag niveau.
Bij bepaalde polyetheen buizen kan de
globale migratie reeds vanaf het begin
piterst laag zijn. Andere polyetheen buizen
geven soms in de 2e rnigratieperiode een
duidelijk verhoogde globale migrabie te
zien die daarna weer afneemt.
Globale migratie
Met de globale migratie wordt bedoeld:
de migratie van alle componenten tezamen.
De globale migratie wordt bepaald door
droogdampen van het extractiewater en
weging. Dit betekent dat bij deze procedure
de vluchtige verbindingen buiten de bepaling vallen. De globale migratielimiet is
gesteld op 15 mg/dmz. Dit betekent dat,
ook waImeer er geen specifieke migratielimieten zijn omdat bijvoorbeeld de samenstellende componenten weinig toxisch zijn,
de migratie daarvan tach beperkt wordt
door de globale migratielimiet. De globale
migratielimiet is een kchnische eis die,
wanneer het fabricageproces goed in de
hand gehouden wordt, voor kunststoffen en
metalen goed haalibaar is. Voor steenachtige
materialen ligt dit moeilijker omdat daaruit
de migratie van calciumverbindingen hoog
is. De globale inigratie van een cementcoating laat dit duidelijk zien (zie afb. 2).
De aanvankelijk zeer hoge globale migratie
neemt echter sterk af maar blijft in vergelijking met kunststoffen hoog. Gezien
het weiaig toxische karakter van de calciumverbindingen en de sterk afnemende
Loodmigratie uit PVC-buizen
PVC-waterleidingbuizenmoeten -tab&seerd worden om aan de technische
specificaties neergelegd in Keuringseisen
49 van het KIWA te kunnen vopdoen.
Tn de meeste Europese landen wordt de
stabilisatie van PVC uitgevoerd met loodverbindingen zoals: normaal loodstearaat,
dibasisch loodstearaat, tribasisch loodstearaat en dibasisch loodfosfiet. Loodstabilisatoren zijn nodig om bij de hoge temperaturen waarbij PVC-buizen gefabriceerd
worden te voorkomen dat de PVC ontleedt.
De loodstabilisabren verbeteren de thermische shbifiteit en maken daardoor de
fabricage van PVC-buizen mogelijk.
Uit onderzoek is reeds lang bekend dat
loodstabilisatorenuit PVC naar drinkwater
lcunnen migreren. Afb. 3 laat van een zeer
recent onderzoek zie hoe uit 2 nieuwe met
verschillende loodstabilisatoren gestabiliseerde buizen van 2 verschillende fabrikan-
- de temperatuur van het leidingwater is
meatal lager maar in hete zomers en in
binneninstallaties loopt de watertemperatuur vaak op tot 20 "C.
De standaardmigratieproef is een compromis tussen eenvoud van opzet en praktijkomstandigheden met uitzondering van de
extreem hoge oppervlakte/volumeverhouding. Een van de belangrijkste doelstellingen hierbij is dat met behulp van de
standaardmigratieproef een grote mate van
zekerheid verkregen wordt dat het materiaal onder praktijkomstandigheden geen
aanleiding geeft tot schadelijke effecten op
de consument.
Zoals reeds gesteld is de standaardmigratieproef in zekere zin extreem. Daar komt
nog bij dat het aspect van de duurzaamheid van de materialen niet meespeelt in
de proefopzet. Waterleidingmaterialen
hebben vaak een levensduur van 20 jaar
of meer. Bovendien neemt de aanvankelijk
na verloop van tijd tot
verhoogde *tie
uiterst lage waarden af. Het zou dan ook
niet r e k l zijn een materiaal met betrekking
tot de migratie uibluitend op de- eerste
--
Afb. 2
-
Globale rnigratie van verschillende materialen (bepaald volgens standaard migratieproef).
cement coating
m---• epoxy coating
A-.-.-A
PE-buis
0-0
-
migratieperiodes van 3 dagen
1
TABEL I1 - Migrafie van lood uif nieuwe
PVC-buizen in leidingwater (praktijksirnulatie).
Behandeling
-
-*-----a
Buis nr.
0
a
148
13
6
7
17
2,2
0,7
5,l
4 2 <0,1
-
176
18
11
9
24
5,l
52
4 2 <0,1
-
2,2
-
1
2
3
4
5
buis a
buis b
pg lood/l
dag
6
12
1
2
3
4
5
U
Behandding 1:
2:
3:
4:
5:
-
18
-
-
-
-
16 uur stilstand van het water.
1x
doorstromen van
2x
1 volume buis3x
inhoud
1 uur stilstand van het water.
1
Opmerkiig:
1. analyse op dag 0 met AAS
2. -: < 5 pg lood/l volgens AAS
3. analyses op 6 O , 12" en 18" dag met polarograaf
(detectiegrens: 0,l pg loodjl).
0
2
4
6
--c
I
-
TABEL 111 - Loodfehalte in drinkwafer uit loden
leidingen (pg ~ 6 ~ 1 ) :
8
10
12
periodes van 3 dagen
Afb. 3 Loodmigratie uit 2 verschillende nieuwe PVC-bzcizen (bepaald volgens standaard migratieproef).
ten de migratie van lood verloopt. Gedurende 30 dagen is om de 3 dagen volgens
de statidaardmigiratieproef het loodgehalte
van het extractitwater 'bepaald. De 2 PVCbuizen laten een geheel verschillend
migratiepatroon zien. Beide migratiepatronen worden echter regelmatig geconstateerd
bij bdde buisfabrikanten:
a. een regelmatige afname in de loodconcentratie tot een laag niveau dat na de
6 extractieperioden min of meer constant
blijft;
b. een afmme in de loodmigratie die een
aantal pieken laat zien en die minder snel
afneemt naar lage loodconcentraties.
Verodersteld wordt dat de loodmigratie
birmen de aangegeven grenzen in de tijd
afneemt, waapbij nog niet duidelijk is
welke factoren een bepaald afnamepatroon
veroonaken.
De loodgehaltes, zoals bepaaM tijdens de
standaardmigratieproef, zijn wehwaar aan
de hoge kant maar blijwn vanaf de 3e
migratieperiude beneden de eis voor de
loodmigabie van 0,3 mg/l zoals vermeld
in Keuringseisen 49 voor PVC-buizen. De
relatief hoge loodgehdtes wonden veroorzaakt door de lange migratieperiode en
vooral de lage pH van het extractiewater.
Bekend is dat zware metalen bij lage pH
veel stefker migreren dan bij hoge pH. Dit
blijkt onder andere uit een parallel onder-
Minimaal
Gemiddeld
Maximaal
3
60
66
370
440
1
zoek aan PVC-buizen uit dezelfde produktiecharge. Daarbij is onder praktijkomstan,dighedende loodmigratie naar leidngwater
bepaald. De resultaten zijn vermerd in
t a k l 11. Na de gebmikelijke spoelprocedure
is na 16 uur &stand van het leidiningwater
de loodconcentratie bepaald. Deze was
voor bdde nieuwe buizen aanzienlijk maar
neemt na doorstroming sterk af. Staat het
water vervolgens C6n uur stil in de buis,
dan neemt de loodconcentratie weer direct
toe. Na de eerste serie monsters is volgens
een vast programma van doorstroming het
waterverbruik in een huisinstallatie gedurende 6 dagen gesimuleerd. Daarnti is
volgens hetzelfde schema wederom de
loodcomentratie in het leidngwater bepaakd. De loodconcentratie bleek in beide
buizen rra 6 dagen reeds lager dan
0,005 mg Pb/l te zijn terwijl nog eens
12 dagen later de loodgehakes lager waren
dan 0,0001 mg Pb/l (na correctie voor de
blzmco).
Wit de resultaten mag, voor de betrokken
PVC-buizen, geconcludeerd worden dat
onder praktijkomstandigheden de loodmigratie uit nieuwe PVC-buizen zeer snel
kan afnemen tot aiveaux lager dan
0,0001 mg Pb/l.
Bovendien blijkt dat de shndaardmigratieproef inderdaad extreem is, en dat de
invoering van omrekenfactoren een reele
zaak is. Dat met betrekking tot de belasting
van de consument met lood via drinkwater -
Bedrijf 1
Bedrijf 2
een grote vooruitgang is geboekt door de
vervanging van loden buizen door met
lood gestabiliseerde buizen blijkt uit tabel
111. Uit dit onndrzoek, uitgevoerd bij
enkde bedrijven, blijkt dat het gemiddeld
loodgehalte van het drinkwater in een instatlatie bestaande uit loden leidingen in
willekeurige tapmonsters gedurende de dag
ligt tussen 0,06 en 0,07 mg Pb/l [Elzenga,
19781.
Migratie van oplosmiddelen
De migratie van oplosmiddelen uit oplosmidddhoudende coatings levert regelmatig
problemen op.
Oplosmiddelhoudende coatings bevatten
voordat zij aange'bracht worden vaak
tussen de 30 en 60 O/o oplosmiddelen. Een
aankl veeigebruikte oplosmitfdelen staan
in tabd IV. De overige bestanddden zijn
voornamelijk de hars en de harders. In
vele gevallen wordt op de te beschermen
ondergrond eerst een zogenaamde primer
aangebracht. Deze primer bevat ook oplos-
-
TABEL IV Veel gebrzrikte oplosntiddelen voor
epoxycoalings.
xyleen
ethylbenzeen
tolueen
ethanol
isobutanol
isopropylakohol
butylacetaat
ethylacetaat
methylisobutylketon
methylethylketon
aceton
cyclohexanon
+--+
0-0
A-.-.-A
Afb.4
- Migratie
coatings goed in de gaten gehouden moet
worden. Dit te meer daar herhatiltielijk
gebleken is dat receptuur wijzigingen juist
bij de oplosmiddden doorgevoerd worden
en vergeten wordt dit te mdden aan de
keurende instantie.
xyleen
tolueen
methyl isobutylketon
migratieperiodes van 3 dagen
I
van oplosi~tiddelenuit Epoxy coatings (bepaald volgens standaard ntigrafieproef).
middelen echter die moeten grotendeels
uitgedampt zijn voordat de tweede laag
aangebracht mag worden. De totale dikte
van de 2 watinglagen ligt meestal tussen
de 200 en 300 p en is zelden groter dan
500 p.
Afhankdijk van het gehalte van de oplosmiddelen, de dikte van de coating, de aard
van de oplosmiddelen en de uitharding van
de coating duurt het langer of korter
voordat de oplosmiddelen voldoende uitgedampt zijn om de coating met drinkwater in contact te mogen brengen. Het
uitdampen van de oplosmiddelen kan geforceerd worden door hogere temperaturen
en extra ventilzttie. Dit bevordert tevens de
uitharding van de coating.
Uit onderzoek is gebleken dat het uitdampen van coatings enkele maanden kan
duren voordat er zdfs sprake is van een
afname in de migratie van de oplosmiddelen. Afb. 4 laat het verloop van de
migratie van een drietal oplosmiddelen zien
bij een goede en een s'lecht uitgeharde
epoxycoating. Duidelijk is het verschillende
gedrag van de diverse oplosmiddelen te
zien, wat, naast de specifieke fysischl
chemische eigenschappen, vooral veroorzaakt wordt door het gehalte van het
oplosmiddel in de coating.
Coating A laat voor xyleen en tolueen een
toenemende migratie in de tijd zien. Dit
vindt voornamelij'kzijn oorzaak in de
nalevering van d a e oplosmiddelen uit de
diepere lagen van de nog niet goed uitgeharde coating. Dat deze uitharding lang
kan duren b-lijkt uit het feit dat na een
maand spoelen vaa de coating met leiding-
water de migratie van xyleen en tolueen
niet lager was.
De coating A werd op gron,d van de hoge
en toenemende migratie in de standaardmigratieproef afgekeurd.
Wanneer een fabrikant veel aandacht besteedt aan de juiste verhouding van de
samenstel~lendecomponenten en deze goed
laat uitharden, dan kan de migratie van de
oplosmiddelen zeer laag zijn en is er geen
risico voor de vdksgezondheid. Een voorbeeld van een dergelijke coating is coating
B (zie afb. 4).
Dat de migratie van oplosmiddelen we1
degelijk een gevaar voor de gaondheid
van de comument kan hebben is afgelopen
jaar enkele malen gebleken bij schepen. In
BBn geval bleek in de drinkwatertank van
een 'buffenlands schip een xyleengehalte
tussen de 0,75 en 0,95 mg/l voor te komen.
Een groot deel van de bemanning werd
ziek en moest onder medische behandeling
gesteld worden. Ofschoon hier sprake is
van een extreme situatie (relatief kleine
drinkwatertank en lange verblijfduur van
het dri~llkwaterin de tank) geeft dit toch
aan dat de migratie van oplosmiddelen uit
TABEL V
- IJzerhoudend coagulatientiddel.
Voorlopige richtwaarde
Verontreiniging
(mg/l)
prim. arom. amines
sec. alif. amines
kwik
lood
cadmium
nrseen
*:
Waterleidingbedrijyen, en vooral die bedrijven die oppervllaktewater verwerken
gebruiken in toenemende mate chemicafien
bij de bereiaing van drinkwater. Deze
chemicalien, waarvan een deel continu aan
het drinkwater begevoegd wordt, bevatten
verontreinigingen die niet of onvolledig
tijdens de zuivering worden verwijderd.
Het is dan ook niet bijvoofbaat uitgesloten dat dit risico's voor de gezondheid
van de consument met zich mee kan
brengen [Masschelein, 19781.
Dit probleem is de afgelopen jaren binnen
de waterleidingbedrijfstak uitvoerig bestudeerd door de KIWA-Studiecommissie
Beoordeling Chemicalien Dritllrwatervoorziening. D a e Studiecommissie heeft recent
haar eindrapport uitgebracht en een
KIWA-mededeling doen uitgaan (KIWAmededeling N. 65). Deze KIWA-mededeling bevat onder andere een raamwerk
voor de te stellen criteria aan drinkwaterchemicalien, waaronder de toxicologische
criteria. De toxicologische criteria worden
vastgesteld door de CGCMD. De er~aring
van de afgelopen jaren heeft geleerd dat
de toxicalogische criteria niet altijd en bij
voortduring gehaald worden. Een voorb&ld daarvan is te zien in tabel V m a r
voor een ijzefhoudend vlokmiddel naast de
voorlopige toxicologische richtwaarden de
resultaten van drie jaar contrcvle-onderzoekingen vermdd staan. Het blijkt &t gedurende de eerste 2 jaar mn aantal voorlopige richtwaarden werschreden werden.
Pas het afgelopen jaar bleek de fa'brikant
zijn produktieproces zodanig goed onder
controle te hebben dat aan alle voorlopige
richtwaarden voldaan kon worden. Het
betrof in dit geval een vlokmiddel dat
primair voor de bereidi~gvan drinkwater
geproduceerd werd. Bij neven- of afvalprodukten zijn de problemen vaak groter.
Zo werd een aantal jaren geleden een
eveneens ijzerhoudend vlokrniddel afge-
< 0,5
< 3,O
< 0,Ol
<3
<0,5
<1
overschrijding van de voorlopige richhvaarde.
1978
Controle resultaat (mg/l)
1979
1980
De invloed van verontreinigingen op de
kwaliteit van het grondwater
keurd dat een aanbl sterk kankerverwekkende bijtsremmers bevatte. In de meeste
gevalilen blijken drinkwaterchemicalien, na
de nodige aanpassingen met betrekking tot
de gehaltes van verontreinigingen, op
toxicologische gronden aanvaardbaar.
Samenvattend mag geconcludeerd worden
dat het van groot bdang is dat alle produkten die met drinkwater in contact
komen toxicologisch beoordeel'd worden.
Daarnaast is voor deze produkten een
voortdurende controle op de constantheid
van samenstefling en de toxicologische
eisen noodzakelijk.
Alleen dan is er sprake van een systeem
dat onder de gegeven omstandigheden een
zo groot mogelijke waarborg imhoudt dat
het drin!kwater niet op ontoelaatbare wijze
gecontarnineerd zal worden.
Literatuur
1. Elzenga, C. H. J. (1978). Materialell: waterk~~mliteitsen gezondheidsaspecten. Publicatieblad
NAVEWA, p. 111-130.
2. Masschelein, W. G. (1978). Reagentia en
additieven gebruikt bij de behandeling van water
bestend voor menselijk verbruik. Publicatie
NAVEWA, p. 131-179.
van Drink~vatercher~~icaliarl
3. Ki~~aliteilsaspecfen
(1980). KIWA-mededeling nr. 65.
1. Inleiding
Zowel de bewoners als het bedrijfsleven
hebben a1 van oudsher gekozen voor de
eenvoudigste en goedkoopste methode van
afvalstoffenverwijdering. Was een vestiging
aan het water gelegen, dan verdwenen de
ongerechtigdheden in het water.
De problemen die deze handelwijze met
zich brengt zijn a1 uitvoerig aan de
orde geweest. Ook de vele epidemieen die
de mensheid hebben geteisterd waren een
gevolg van een onvoldoende scheiding
tussen lozing in oppervlaktewater en het
gebruik ervan als drinkwater.
Waren er geen waterlopen in de omgeving
dan verdwenen de restanten van de welvaart a1 of niet via een kuil in de bodem.
Als we de nieuwsmedia mogen geloven
had het achter ons liggende jaar veel weg
van het jaar van de bodemverontreiniging.
Met een kleine variatie op een gezegde
van een bekende conferencier zou men
kunnen stellen:
'Het grondwater is nog niet verpest, maar
er wordt aan gewerkt'.
Nu zijn het niet alleen de waterleidingbedrijven die belang hebben bij een constante doch bovenal betrouwbare kwaliteit
van het grondwater; het geldt evenzeer
4jb. 1
- Ongecontroleerd slorten.
voor particulieren, de voedingsmiddelensector en voor agrarische doeleinden, a1
zullen de normen voor wat betreft de verschillende gebruiksdoelen kunnen verschillen.
Hoe komt het, dat de gevolgen van
lozingen e.d. in de bodem nu met regelmaat bekend worden ?
- Het waarnemen van een verontreiniging
in het grondwater is rninder eenvoudig
dan in rivierwater, daar het in het laatste
geval dikwijls zintuiglijk of via een eenvoudige monsterneming kan worden vastgesteld (reuk, vissterfte).
Om van grondwater een monster te kunnen
nemen dient meestal op de gewenste plaats
een put (waarnemingsfilter) aanwezig te
zijn. Het water zelf is zonder meer niet
zichtbaar. Een grondwaterverontreiniging
manifesteert zich meer als een sluipend
gevaar.
- Een ander punt is de geringe verplaatsingssnelheid van het grondwater (ca. 10
meter per jaar) onder de hier geldende
omstandigheden. Afgezien van allerlei
fysische, chemische en biologische processen in de bodem zal een verontreiniging
zich ten hoogste met de snelheid van het
grondwater kunnen verplaatsen en een
verontreiniging op enige afstand van een
winput kan dus vele jaren onderweg zijn.
Ingeval van de Rijn ligt de verplaatsingssnelheid van het water in de orde van
1meter per seconde.
Na een ongeluk kan de rivier weer vrij
snel 'schoon' zijn.
- Hoewel een bodemverontreiniging
meestal nabij het aardoppemlak een aan-
vang neemt, kan een winning veel dieper
en bijvoorbeeld onder minder doorlatende
lagen zijn gesitueerd waardoor de gevolgen
van een verontreiniging voor het aldaar
gewonnen water meestal minder ernstig
zijn en het zeer lang kan duren voor een
en ander wordt onderkend.
- Verder spelen de laat op gang gekomen
industrialisatie in Nederland en de tot
voor kort surnrniere mogelijkheden om
organische stoffen in water te analyseren
nog een aanzienlijke rol.
2. Indicaties grondwaterverontreiniging
Praktisch elke bodemverontreinigingheeft
na verloop van tijd invloed op de kwaliteit
van het grondwater.
De vraag rijst of de waterleidingbedrijven
een te groot vertrouwen hebben gehad in
het supergrote langzame zandfilter, dat
watervoerend pakket wordt genoemd.
Mogelijk dat het hier en daar het geval is
geweest, maar reeds in 1954 is er onder
auspicien van de Raad van Bijstand van
de in KIWA-verband Samenwerkende
Waterleidinglaboratoria een KIWA-mededeling uitgegeven, samengesteld door wijlen
dr. R. D. Mulder en die handelde over de
verontreiniging van grondwater.
Vooral in het buitenland, waar de industrialisatie eerder op gang was gekomen,
waren a1 vele voorbeelden bekend, waaronder de gevolgen van lozing van zuren,
aromaten, m a r e metalen en arsenicumverbindingen. Het drinken van met arsenicum vergiftigd grondwater heeft in Italie
en Zuid-Afrika enkele tientallen doden tot
gevolg gehad.
In Nederland waren naast het aantrekken
van brak water van mariene oorsprong
slechts enkele kleine voorvallen bekend.
Het enige geval dat hier wat meer bekendheid heeft gekregen is de verontreiniging van het grondwater op de Liebergerheide ten oosten van Hilversum door
infiltratie van deels gezuiverd rioolwater.
De vorengenoemde mededeling eindigt met
een negental conclusies waarvan enkele u
niet zullen worden onthouden:
- het beschermen van grondwater tegen
chemische en bacteriologische verontreiniging door het crezren van beschermde
gebiederi rond de waterwinplaatsen is in
vele landen van Europa verder gevorderd
dan in Nederland.
- De voortschrijdende industrialisatie in
Nederland vormt, wanneer niet tijdig maatregelen worden genomen, in steeds toenemende mate een bedreiging voor de
zuiverheid van het grondwater van onze
waterleidingbedrijven.
- Bij het ontwerpen van uitbreidingsplannen en bij het verwijderen van afval-
stoffen en rioolwater van bestaande kernen
dient meer dan voorheen aandacht te
worden besteed aan het zuiver houden van
het grondwater.
Het zijn stuk voor stuk problemen waar
wij nu - 25 jaar later - dagelijks de
kwalijke gevolgen van ondervinden.
Door het merendeel van de bevolking
werden deze zaken niet onderkend en
werd rustig voortgegaan met het 'losbandige leven' ten aanzien van Moeder
Natuur.
In de volgende hoofdstukken zal worden
ingegaan op de kwaliteit van de neerslag
en het grondwater en op de invloed van
verontreinigingen, hetgeen aan enkele
praktijkvoorbeelden zal worden toegelicht.
Ook aan de te nemen maatregelen zal
aandacht worden besteed.
3. Natnnrlijk grondwater
De kwaliteit van het grondwater wordt
enerzijds bepaald door de neerslag en
anderzijds door de bodem, waarmee het
water in aanrakiig is geweest.
3.1. Kwaliteit neerslag
Het zoete grondwater in ons land is
hoofdzakelijk afkomstig van de neerslag
en in mindere mate van infiltratie vanuit
waterlopen. Het laatste speelt a1 enkele
eeuwen een rol op plaatsen waar diepe
polders of droogmakerijen naast de rivier
of iets dergelijks zijn gelegen.
De neerslag in ons land bedraagt ca.
750 rnm per jaar, hetgeen overeenkomt
met 30 x 109 m3/a.
Het regenwater is dus na de aanvoer van
de grensoverschrijdenderivieren (ca. 80 x
109 m3/a) de belangrijkste leverancier van
zoet water.
Het grootste deel van de neerslag bereikt
echter het grondwater niet, doch verdwijnt
weer door verdamping. De nuttige neerslag, dat wil zeggen het deel dat aan het
grondwater ten goede komt, bedraagt op
de hogere zandgronden gemiddeld 300 mrn
waterschijf.
In het laaggelegen deel van ons land wordt
het meeste regenwater uitgeslagen en via de
boezems naar de zee afgevoerd. Naar
schatting komt ongeveer 6 x 109 sm3/a op de
wat hogere gronden tot afstroming waarvan ca. 1,5 x 109 m3 wordt gewonnen en de
rest via waterlopen wordt afgevoerd.
Naast de kwantiteit speelt de kwaliteit van
het regenwater een rol. Ook in vroegere
jaren heeft de neerslag altijd een aantal
verontreinigingen bevat.
Een regendruppel zal tijdens het verblijf in
de atmosfeer vaste deeltjes (stof) kunnen
invangen en gassen aan het water/lucht
oppervlak absorberen zoals stikstof, zuur-
TABEL I
- Lrccl~t-en~issiesin Zuid-Holland
Zwaveldioxide
Stikstofdioxide
Alif. koolwaterstoffen (C4-C,)
Waterstofchloride
Tolueen
Benzeen
Trichlooretheen
Tetrachlooretheen
(1974).
200.000 ton/jaar
60.000 tonljaar
19.000 tonljaar
3.400 ton] jaar
1.600 ton/jaar
870 tonljaar
360 ton/jaar
270 tonljaar
stof en kooldioxide. Sneeuwvlokken zuiveren als het ware de lucht analoog aan het
vlokkingsproces.
Verder bevat de neerslag nog wat opgeloste mineralen zoals natrium, calcium,
magnesium, chloride en sulfaat.
De som van opgeloste en gesuspendeerde
stoffen in de neerslag wordt natte depositie
genoemd.
Bij het contact met het aardoppervlak
zullen deze stoffen op de bodem of in het
oppervlaktewater achterblijven.
Tenslotte komen onder invloed van de
zwaartekracht nog deeltjes op de aarde
terecht, de zogenaamde droge depositie.
De toenemende industrialisatie en verstedelijking brengen op vele plaatsen een
aanzienlijke luchtverontreiniging mee, hetgeen weer van invloed kan zijn op de
kwaliteit van de neerslag.
Tabel I, waarin enkele gegevens betreffende de luchtemissies in Zuid-Holland zijn
opgenomen, illustreert een en ander.
De hoeveelheden tri- en tetrachlooretheen,
die de ca. 1100 dry-cleaningbedrijven in
ons land emitteren, bedragen 200 resp.
5000 ton per jaar. Het is duidelijk dat de
atmosfeer een aanzienlijke hoeveelheid
afvalstoffen te verwerken krijgt.
De met de neerslag meegevoerde nutriitnten en spoorelementen kunnen in het geval
van een stagnerend en ondiep oppervlaktewater een aanzienlijke bijdrage leveren
aan het totaal.
In verband met deze problematiek wordt
er sinds enige jaren aanvullend onderzoek
gedaan naar de aspecten van de neerslag
in gebieden die voor de watemoorziening
van belang zijn (regenwaterkwaliteitsmeetnet).
De kwaliteit van het regenwater kan van
plaats tot plaats sterk varieren (tabel 11).
TABEL I1
- Kivaliteit
regenwater.
Leersum
Geleidingsvermogen
bij 20 OC
pH
Chloride (Cl-)
Nitraat (NOs-)
Sulfaat (SO4--)
Ammonium O\l&+)
Calcium ( a + + )
Lood (Pb)
Zi(Zn)
Haamstede
waar tot voor kort nog veel hoogveen
voorkwam.
Er is praktisch geen mariene invloed. De
meeste parameters zijn wat lager dan die
van het water te Kamerik.
In verband met de ontvening van het
gebied kan het ammoniumgehalte in het
opgepompte water na verloop van jaren
wat verminderen, indien de watervoerende
formatie niet te veel veen bevat en er geen
verontreinigingen in het gebied worden
ge~ntroduceerd.
De van nature in het water voorkomende
organische stoffen zijn min of meer als
eindprodukten te beschouwen van het
mineralisatieproces en hebben onder de
heersende omstandigheden een zekere persistentie. Hiertoe behoren onder andere de
humusachtige verbindingen, die als onschuldig voor de gezondheid worden aangemerkt. Hogere concentraties van deze
stoffen geven het water een gele tot bruine
kleur.
Behoudens het ijzer en mangaan is het
gehalte aan zware metalen in het Nederlandse grondwater over het algemeen laag
en levert geen problemen op ten aanzien
van de nieuwe EG-richtliinen.
Ondanks grote verschillen in samenstelling
leveren de verschillende soorten grondwater na een betrekkelijk eenvoudige
zuivering een goed smakend en betrouwbaar produkt op, alhoewel ook hier smaken
kunnen verschillen.
4. Bodemverontreinigingen
Vooral aan de kwaliteit van het freatische
water is het merkbaar wat de gevolgen
zijn van allerlei menselijke activiteiten op
of in de bodem.
Daar waar het regenwater infiltreert kunnen ook verontreinigd water en andere
vloeistoffen vrij gemakkelijk in de bodem
verzinken, zoals beitsvloeistoffen en
organische oplosmiddelen.
Verder kan vast afval op of in de bodem
door langsstromend regen- of grondwater
worden uitgeloogd, waardoor de kwaliteit
van het grondwater aanzienlijk kan veranderen.
Vooral de iaatste honderd jaar is met de
welvaart ook het afvalstoffenprobleem
toegenomen.
De hoeveelheid afval die de menselijke
samenleving produceert kan met de
volgende formule worden beschreven:
A = I 2, Wigpi
waarin:
A = hoeveelheid afvalstoffen
I
= aantal
inwoners
W'i = het gebruik van een produkt per
inwoner (afhankelijk van de welvaart)
@A
Afb. 2 - Volstorten van een zandgaf net afval.
pi = afvalcoefficient per eenheid van dat
produkt (afhankelijk van de technologic).
Landen met een hoge bevolkingsdichtheid
en een hoge welvaart kunnen dan ook met
het probleem worden geconfronteerd dat
zelfs bij het terugdringen van de afvalcoefficient de verontreiniging van het
milieu niet in voldoende mate wordt
tegengegaan. Het is dus niet zo verwonderlijk dat vooral in dichtbevolkte delen
van ons land zo het een en ander aan
problemen met het grondwater naar voren
komt of nog zal komen.
4.1. Aard van de verontreiniging
De verontreinigingsbronnenkunnen diffuus
van aard zijn zeals de neerslag, bet agrarisch gebruik van de bodem en soms
woonbebouwing of locaal, waaronder stortplaatsen, vloeivelden en dergelijke worden
verstaan. Ook calamiteiten vormen een
verontreinigingsbron, zij het meestal van
tijdelijke aard.
De hoeveelheid afvalstoffen in Nederland
bedroeg in 1977 inclusief het havenslib,
mest en dergelijke ca. 80 miljoen ton.
Het leeuwedeel werd gevormd door havenslib, mest en gier namelijk 60 miljoen ton.
Verder:
huishoudelijk afval: 4 miljoen ton
chemische afvalstoffen: 1miljoen ton.
De door bodemverontreinigingveroorzaakte kwaliteitsverandering van het
grondwater kan van verschillende aard
zijn en we1 chemisch, fysisch of bacterieel.
4.1.1. - chemische verontreiniging
A. afbreekbaar en niet giftig:
effluent huishoudelijk afvalwater,
vette olien
B. afbreekbaar en giftig:
cyaniden
C . persistent en niet giftig:
minerale voedingsstoffen
D. persistent en giftig:
zware metalen, lood, cadmium, chroom,
arseen, kwik,
gechloreerde bestrijdingsmiddelen (DDT),
gechloreerde chemicalien (tetra, PCB's),
nitro-aromaten,
aromatische koolwaterstoffen.
4.1.2. - fysische verontreiniging
Hieronder worden verstaan de thermische
en de radio-actieve verontreinigingen.
Voor zover bekend spelen deze op het
moment
rolbij bet grondwater
in
land.
4.1.3. - bacteriiele verontreiniging
Een bacteriele verontreiniging van het
grondwater treedt hoofdzakelijk op, indien
de verblijftijd van het besmette water in
de bodem niet voldoende is om pathogene
kiemen (virussen) op te ruimen.
Hierbij speelt de afstand tussen de put en
de plaats van de verontreiniging een rol,
alsmede de aanwezigheid van grove lagen
of spleten (karstgebieden), lekke riolen en
infiltratieputten, waardoor het besmette
water in korte tijd een relatief grote afstand kan afleggen. Het is echter een misvatting te menen dat het grondwater steriel
is. Het kan we1 degelijk een heel scala aan
onschuldige bacterien bevatten waarvan
ook bij de zuivering van het grondwater
TABEL VI
- Nztmpeet, invloed
bebouwing o p de kivaliteit van her grondivater (diepte ca. 30 m -m.v.).
I
I1
mmolll
p S. H I L V E R S U M
WDHED
111
Geleidingsvermogen bij 20 OC
Kaliumpemangamatverbruik
Chloride (Cl-)
Nitraat (NOa-)
Sulfaat (so4--)
Ammonium (NI&+)
Zuurstof (02)
Kalium (K+)
Totale hardheid
onder de bebouwing
I bovenstrooms bebouwing
gretig gebruik wordt gemaakt (onder
andere nitrificerende bacteriin).
4.2. Chemisch onderzoek
Het chemische onderzoek van het grondwater be~erktezich tot voor kort hoofdzakelijk tot de macroparameters en daarnaast werden soms de reuk en de smaak
bij de beoordeling betrokken.
De veronderstelling dat de meeste opgeloste organische verbindingen in de watervoerende lagen worden afgebroken, blijkt
niet juist te zijn althans op relatief korte
termijn. De onder 4.1.1. punt D genoemde
groepen staan ook wat betreft de afbreekbaarheid in een kwaad daglicht. Vooral
die verbindingen, die weinig interactie
vertonen met de bodem, enigszins in water
oplosbaar zijn en op grote schaal toepassing vinden, zullen de grootste bedreiging
vormen.
Hiertoe zijn te rekenen de ontvettings- en
oplosmiddelen, tri- en tetrachlooretheen,
1,1,1- trichloorethaan, die in de metaalen verfindustrie en wasserijen worden
gebruikt.
Ook de monocyclische aromaten, zoals
tolueen, xylenen, die in de verf- en
Afb. 3
- Isohypsera van het grondivater.
I
q
o
H
~
L
~
E
R
~
~
~
Afb. 5
VmEGERE
-
PUTTENRU
lNFlLTRATlE MEREN
--o
WAARNEMINGSPUT
PROFIEL VAN D E MEETPUNTCN
-00
m
-
Waterkwaliteit Ps. Hilversum.
het water na gebruik als afvalwater met
de faecalien via zak- of stapelputten aan
de bodem toevertrouwd.
De invloed die een en ander heeft gehad
op de kwaliteit van het grondwater in het
nog aerobe pakket valt duidelijk uit
tabel VI af te lezen. De meeste parameters
hebben een aanzienlijk hogere waarde in
het verontreinigde grondwater onder de
~ f b4 . - Situatie Liebergerheide.
Afb. 6 - Waterkwaliteit Ps. Luren 1.
grafische industrie veel worden toegepast,
zijn hiertoe te rekenen, evenals sommige
olieprodukten zoals benzine en huisbrandolie.
5. Enkele voorbeelden van grondwaterverontreiniging
In hoofdstuk 2 werd reeds aangegeven, dat
er in 1954 in Nederland maar weinig
voorbeelden voorhanden waren van een
aanzienlijke verontreiniging van het grondwater. Naast het reeds genoemde geval
Hilversum zijn er nu meer plaatsen bekend
en blijkt dat praktisch elke oudere bebouwing en vele industrieen hun sporen
op het freatische water hebben nagelaten,
hetgeen aan de hand van enkele voorbeelden verduidelijkt zal worden.
5.1. Invloed bebouwing (Nunspeet)
Voor de aanleg van een centrale drinkwatervoorziening te Nunspeet hadden de
meeste huizen (en vele nu nog) a1 van
oudsher een eigen voorziening. Daar er
vroeger praktisch geen riolering was, werd
kern van het dorp in vergelijking met het
bovenstroomse deel.
5.2. Zizfiltratie van afval~vater(Hilversum)
Van oudsher is het afval van deze gemeente op de heide gedeponeerd. Het
vaste afval wordt nu gepast afgevoerd. Een
groot deel van het huishoudelijke afvalwater is echter tot voor kort op de Liebergerheide ge~nfiltreerd,en we1 van 1911 tot
1939 via vloeivelden en daarna via een
biologische zuivering en de wasmeren.
In het begin van de dertiger jaren werd
door het RID, de gemeente Hilversum, de
Gemeentewaterleidingen van Amsterdam
(GWA) en de voormalige Utrechtse Waterleiding Maatschappij (nu WMN) een
onderzoek ingesteld naar de omvang van
deze verontreiniging, daar het isohypsenbeeld (afb. 3) aantoonde dat het water
rechtstreeks naar winplaatsen stroomde,
die langs de weg Laren-Hilversum waren
gesitueerd.
In het begin van de zeventiger jaren is
deze situatie na uitbreiding van het aantal
waarnemingsputten nader onderzocht
(afb. 4).
De analyses van het grondwater ter plaatse
van de pompstations Hilversum (GWA) en
Laren 1 (WMN) blijken in de loop der
jaren duidelijk verschillen te zijn gaan
vertonen, ofschoon de waterkwaliteit in
het begin van deze eeuw vrijwel gelijk was
(afb. 5 en 6 ) .
De waterkwaliteit op het pompstation Hilversum wordt vooral nadelig be'invloed
door de nabijgelegen bebouwing en bedrijfjes, waardoor de in afb. 5 aangegeven
parameters een stijgende tendens vertonen.
In het nog aerobe pakket wordt praktisch
geen ammonium aangetroffen, we1 neemt
echter het nitraat vrij sterk toe. Verder is
dit water verontreinigd door tri- en tetrachlooretheen.
Het water op het pompstation Laren 1
staat onder invloed van de infiltratie van
het rioolwater. De hardheid, het gehalte
aan ammonium en vooral aan chloride
vertonen hier een sterkere stijging. In het
deels anaeroob geworden watervoerende
pakket worden het nitraat en ook het
sulfaat gereduceerd, waardoor de gehalten
aan deze stoffen hier lager zijn dan op het
pompstation Hilversum.
De afb. 7 en 8 geven een indruk van de
verbreiding van het chloride en het arnrnonium in het watervoerende pakket.
Deze verticale doorsneden geven de situatie
weer op de plaats van de streep-stiplijn in
afb. 4.
Duidelijk is te zien dat het verontreinigde
water bij afwezigheid van minder doorlatende lagen tot op grote diepte in het
watervoerende pakket doordringt en dat
de neerslag het infiltratiewater langzaam
WATERWINGEBIED
INFILTRATIEGEBIED
NAP
50m
lOOm
150m
I
a WAARNEMINGSPUNT
CHLORIDE (CL')
Afb. 7 - Verticaalprofiel 111etisoclrlo)?'deIijne~~.
WATERWINGEBIED
1
INFILTRATIEGEBIED
WAARNEMINGSPUNT
AMMONIUM (NH4+)
Afb. 8 - Verticaalprofiel ?net iso-ar~~nloniunllij~~e~~.
Afb. 9 - Winplaats Soestdziine~l met verbreiding TCE-veronfreiniging.
- - - ..- - .....
0
r--
POYWUr
Ilr\lWEYINGSWl
.Wrpll
TCE
arn.wm(s TCE
aangegeven verbreidingszone afkomstig
van deze infiltratie.
R Soesiduinen
1
.
t
nz-
\.
\
u
\
m'
,
,
4 Putten tak 29
-
-
sqt
okt
NOU
tea
F&
loni
nrt
~ p r
Afb. 10 - Effect afscl~er~,lput
(23) op het TCE-gel~altevan het water in de zuigputten.
naar de diepte drukt. Onder invloed van
de betrekkelijk ondiepe winning (25 - 35 m
- nap) wordt de 'vuiltong' weer opgetroklien. Het water op het pompstation Laren 1
is momenteel praktisch vrij van vluchtige
organochloorverbindingen.
Waarschijnlijk zijn deze dikwijls in het
rioolwater voorkomende verbindingen bij
de zuivering van het rioolwater verwijderd
(intensieve beluchting) of tijdens het verblijf in de wasmeren verdampt.
5.3. Verontreinigingen door
trichlooretheen
Het Waterleidingbedrijf Midden Nederland
werd in 1976 geconfronteerd met de verontreiniging van twee winplaatsen door
het oplosmiddel trichlooretheen (TCE) en
we1 te Soestduinen en te Zeist.
5.3.1. Verontreiniging winplaats
Soestduinen
Op deze bijna 100 jaar oude winplaats
gaven de normale chemische analyses geen
indicatie dat er met de kwaliteit van het
grondwater iets ernstigs aan de hand was.
Het was dan ook een volslagen verrassing
voor het bedrijf dat er bij het twintigsteden onderzoek in de stad Utrecht sporen
TCE werden aangetroffen die bij nader
onderzoek afkomstig bleken te zijn van de
winplaats Soestduinen; B6n van de drie
aan de stad leverende pompstations.
Deze verontreiniging werd verooaaakt
door het lozen van TCE in de bodem op
ca. 50 meter afstand van tak 29 (afb. 9)
door daar in het verleden gevestigde bedrijfjes.
Het bleek dat het water uit een viertal
zuigputten van tak 29 een aanzienlijke hoeveelheid TCE bevatte en dat de verontreiniging zich hoofdzakelijk tot het ondiepe pakket beperkte (< 60 m - m.v.).
Door het inwerkingstellen van een pompput (nr. 23) juist bovenstrooms de zuigputten werd bereikt, dat de laatstgenoemde
na verloop van tijd weer voor de drinkwatervoorziening beschikbaar kwamen.
(afb. 10).
In de loop van 1977 bleek, dat het
water uit pompput 1 nabij de spoorlijn
Utrecht-Amersfoort in toenemende mate
TCE bevatte.
Aan de hand van het onderzoek aan
waarnemingsputten en grondmonsters kon
de herkomst ervan worden vastgesteld.
Ook deze verontreiniging beperkte zich tot
de eerste 60 meter van het watervoerende
pakket en door het plaatsen van drie
schermputten (nrs. 24,25 en 26) loopt de
eigenlijke winning geen gevaar meer. Het
verontreinigde water uit de schermputten
wordt op het moment middels een intensieve beluchting gezuiverd en daarna geinfiltreerd.
Daar dit water nog ongeveer 0,4 B 0,5 pg/l
TCE bevat, is een deel van de in afb. 9
Afb. 11
5.3.2. Verontreiniging winplaats Zeist
Naar aanleiding van de verontreiniging op
de winplaats Soestduinen zijn de winplaatsen, die freatisch water oppompen
waarvan de normale chemische analyse
een aanwijzing op verontreiniging geeft,
op het voorkomen van vluchtige organochloorverbindingen onderzocht. Naast het
aantreffen van sporen TCE op twee winplaatsen bleek vooral het grondwater te
Zeist aanzienlijk verontreinigd te zijn.
A1 eerder was naar voren gekomen, dat
het gehalte aan nitraat en sulfaat in bepaalde putten vrij hoog was. Een en ander
werd dan ook geweten aan de door de
bebouwing ingesloten ligging van de winplaats (afb. 11). Het woongebied rond het
puttenveld is ongeveer veertig jaren
geleden op een centrale riolering aangesloten.
Na het gereedkomen van enkele waarnemingsputten in de verdachte strook kon
de verbreiding van het TCE in de bodem
worden vastgesteld en werd tevens duidelijk
van welk bedrijf een groot deel van het
nitraat en het sulfaat afkomstig was
(afb. 12).
Het water uit de vier meest verontreinigde
putten werd na toestemming op het riool
afgevoerd. Deze putten werkten dus als
afschermput waardoor werd voorkomen
dat de andere putten de verontreiniging
gingen aantrekken. De ruwwatercapaciteit
van het pompstation was om die reden
echter met 40 % teruggelopen.
Mede in verband met de hoge kosten van
- Siruatie watenvinplaats Zeist.
VERKLARING:
STROOMBAAN VAN TCE IN DE BODEM
9
VERONTREINIGDE PUTTEN
0
WET VERONTREINIGDE PUTTEN
WAARNEMINGSPUTTEN
-
terreinen en rioleringen verdienen de
aandacht.
Zo werden bij een dergelijke inventarisatie
te Zeist 97 bedrijven aangetroffen, waar
voor de drinkwatervoorzieningschadelijke
stoffen voorhanden waren, waaronder 11
schildersbedrijven en 33 firma's die olieprodukten verhandelden.
Verder werden 547 ondergrondse en 73
bovengrondse olietanks aangetroffen, waarvan 247 ondergrondse geen dienst meer
deden.
Daarnaast zijn in samenwerking met de
Provinciale Waterstaat van Utrecht de
eigen winningen van industrieen en particulieren op het v66rkomen van vluchtige
organochloorverbindingen in het water
onderzocht.
Van de tot op heden 101 onderzochte
punten bleken er 42 positief te zijn, ca. 36
bevatten trichlooretheen waarvan:
RYPFlLTER
Afb. 12
-
1
WAARNEMINGYLTW MET TCE-GMALTE IN p$
HLEILAAG
Verticaal projiel TCE-verontreiniging Zeist.
de lozing heeft het WMN naarstig naar
een oplossing door middel van een zuivering gezocht welke werd gevonden in
filtratie over geactiveerde kool. Twee jaar
na de ontdekking van het TCE te Zeist
kon de uitbreiding van de installatie met
koolfilters in werkiig worden gesteld,
waarbij de koolfilters alleen het verontreinigde water verwerken.
De afscherming van de niet-verontreinigde
putten blijkt nog steeds goed te functioneren.
6. Maatregelen ter bescherming van de
grondwaterkwaliteit
Na hetgeen de achter ons liggende jaren
naar voren is gekomen bestaat er nu meer
behoefte om aan de verontreiniging van
bodem en grondwater paal en perk te
stellen, zodat de situatie niet verder verslechtert.
In het kader van de cursus zullen hier
slechts enkele maatregelen nader worden
aangestipt.
6.1. Bestuurlijke n~aatregelen
Voor de bescherming van de bodem en
het grondwater zijn een aantal wettelijke
maatregelen of verordeningen tot stand
gebracht die het voorkomen van een verontreiniging beogen, zoals de Afvalstoffenwet, de Wet op de Bodembescherrning en
de beschermingsgebieden rond de waterwinplaatsen. Veel zal echter afhangen van
het controlesysteem op de naleving ervan.
Daar deze maatregelen meestal kostenverhogend werken zullen er altijd we1
lieden zijn die een en ander trachten te
ontduiken. Voor een tijdelijk voordeel van
een enkeling op dat moment kan dan later
de gemeenschap opdraaien.
6.2. Beperking van de gevolgen van een
verontreiniging
Ondanks alle maatregelen die gericht zijn
op het voorkomen van een verontreiniging
kunnen ongevallen (dikwijls niet gemeld)
niet worden uitgesloten. Vele verontreinigingsbronnen zijn nog niet bekend en het
is waarschijnlijk dat enkele winplaatsen in
de komende jaren nog problemen zullen
ontmoeten.
Het is van belang dat ook de waterleidingbedrijven actief worden om verontreinigingen op te sporen, vooral degene die
freatisch water winnen, dat over het
algemeen weinig natuurlijke bescherming
geniet.
Deze maatregelen kunnen inhouden:
- een regelmatig chemisch onderzoek van
het water uit de winputten, waarbij ingeval
van een ondiepe winning niet alleen
de macroparameters dienen te worden
bepaald;
- het onderzoek aan waarnemingsputten
rond de winplaats en eventueel op grotere
afstand, bijvoorbeeld benedenstrooms een
vuilstort of ander verdacht punt;
- een inventarisatie van potentiele verontreinigingsbronnen, zoals industrigle
activiteiten, opslag van chemicalien en
olieprodukten in de zogenaamde 25 jaarszone. Ook inmiddels verlaten industrie-
10
15
6
5
stuks
stuks
stuks
stuks
0,l- 1,o pgll
1,0 - 10 pg/l
10 - 100 / ~ g / l
> 100 pgll.
Mede door de aanwezigheid van ruim
100 kleinere en grotere vuilstorten in de
provincie loopt de kwaliteit van het grondwater op veel meer plaatsen gevaar dan
tot nu toe wordt aangenomen.
Een belangrijk hulpmiddel ten behoeve
van de bescherming vormen de grondwaterstroombanen rond de winplaats, die
met behulp van een computer kunnen
worden berekend en getekend.
Bevindt zich op enige afstand van de
winplaats een verontreinigingsbron (vuilAfb. 13 - Een door oplosii~iddel aangetnste
i~~aterleidingbuis.
stort, industriecomplex en dergelijke) dan
kan een eventueel noodzakelijk geachte
waarnemingsput doeltreffender worden
gesitueerd als signaleringsbron.
De laatste jaren komt meer en meer naar
voren dat de kwaliteit van het reine water
in bepaalde transport- en dienstleidingen
evenzeer nadelig be'invloed kan worden.
Hierbij dient niet alleen te worden gedacht
aan kruisverbindingen en dergelijke. Deze
problemen dienen door het treffen van
geeigende maatregelen - waaronder een
adequate controle door de inspectie van het
waterleidingbedrijf - te worden aangepakt.
Diverse leidingmaterialen blijken echter
gevoelig te zijn voor bepaalde verontreinigingen in de bodem (grondwater).
Rubberringen kunnen oplossen in benzine
en tolueen, kunststofleidingen verweken
onder invloed van bepaalde organische
oplosrniddelen hetgeen tenslotte tot lekkages leidt. Verder kunnen er ongewenste
stoffen naar binnen diffunderen en zo de
kwaliteit van het water nadelig be'invloeden
(smaakklachten).
De meeste leidingen liggen nu eenmaal
daar waar veel menselijke activiteiten
plaatsvinden, zoals in bebouwde kommen
en industrieterreinen. De sterk toenemende
verbreiding van olieprodukten en van
oplosmiddelen en het langere leidingnet
maken de kans op interacties tussen
bodemverontreiniging en leiding groter dan
vroeger.
Dit aspect verdient dan ook de nodige
aandacht.
7. Slotbeschouwing
De laatste vijf jaren zijn met de regelmaat
van de klok diverse bodem- en/of grondwaterverontreinigingen in de publiciteit
gekomen. In het vorenstaande is ingegaan
op de gevaren waaraan de grondstof
grondwater blootstaat en op de mogelijke
maatregelen die hierin verbetering kunnen
brengen.
Het zal u duidelijk zijn dat in dezen ook
voor de waterleidingbedrijven een taak is
weggelegd, en dat de bedrijven waakzaam
dienen te blijven opdat onze goede en in
bacterieel opzicht betrouwbare bron - het
grondwater - niet verder verslechtert en
bet ook in de toekomst mogelijk zal zijn
deze natuurlijke grondstof te benutten.
Litcratuur
Uitgeverij Van Gorcum (1976). Inleiding in de
Miliezrkzrnde.
Gezond drirtkivater-.Uitgave RID.
Copius Peereboom, dr. J. W. Chenlie, ~ ~ z e n
ens
milieu.
Mulder, dr. R. D. Verontreiniging ilan Grondivafer (uitgegeven door het KIWA).
Diverse auteurs. Rioohvaterinfiltratie en grondn~oterlc~c~oliteii
in /let Gooi. HzO(10) 1977, 16-372.
Jonkman, ir. P. Onderzoek naar de verontreinigingsbron. H20(12) 1979, 7-137.
Laan, drs. J. van der. Onderzoek naar de ver~l~ijdering
van TCE tiit water. H& (12) 1979,
7-141.
Meinardi, ir. C. R. De chentische sarnenstelling
van het grondwater van de Velu~ve.
RID-mededeling 74 - 4.
Neveneffecten van de drinkwaterzuivering
Vmrraadvorning
Bij de bereiding van drinkwater uit oppervlakte- of grondwater worden meerdere
processen toegepast om het water bacteriologisch en toxicologisch betrouwbaar te
maken. Enige mogelijke processchema's
voor de drinkwaterbereiding zijn gegeven
in afb. 1.
Naast de reden waar deze processen voor
worden toegepast, kleven aan sommige
zuiveringsstappen soms ook enige bezwaren. Op de nadelen en de hiermee verband
houdende schadelijke neveneffecten voor
\
/
open v w r r a a d v o r n i n g
Bod-v=sage
/
\
\Beluchting
Elicmzeving
han\sprt + d e s i n f e c t i e
1
Breekptchloring
/
\
Breekpmtchlorirq
Coagulatie
Coagulatie
Poederkooldosering
Ozonisatie
I
I
Kcolf i l t r a t i e
Coagulatie
Snelfiltratie
Snelfiltratie
I
I
Nachlorimg
1
~nelEiltratie
I
I
I
I
I
Microzeving
Nachloring
I
I
Kwlfiltratie
I
I
Snelfiltratie
I
Langzame
Pxderkooldosering
zandfiltratie
I
Nachloring
I
O e s i n f e c t i e met U O Z
Afb. I
de volksgezondheid zal hier nader worden
ingegaan.
Achtereenvolgens zal aandacht worden
besteed aan de voorraadvorming, de transportdesinfectie, de vlokvorming en vlokverwijdering, de ozonisatie, de koolfiltratie
en de nachloring. Bij de evaluatie zal
tevens enige aandacht worden besteed aan
het gebruik van chloordioxyde. Naast de
gezondheidstechnischezaken zullen in twee
gevallen enige kwantitatieve aspecten behandeld worden. Dit betreft het gebruik
van chloor bij de transport- en breekpuntchloring, omdat het chloorgebruik aanleiding geeft tot veel neveneffecten en
tevens de slibproduktie bij de vlokvormingl
vlokverwijdering omdat dit slib toxische
stoffen kan bevatten.
Tenslotte zal de desinfectieproblematiek
nader worden beschouwd en worden enige
slotconclusies gegeven.
- Enige
~nogelijkeprocesschema's voor de bweiding van drinkwater.
eigenschappen van het water. Thermische
stratificatie (temperetuurgelaagdheid) kan
leiden tot anaerobie. Hierdoor kunnen de
volgende negatieve effecten voorkomen:
- oplossen van ferro- en mangano-ionen:
- oplossen van fosfaat;
- sulfaatreductie onder de vorming van
zwavelwaterstof;
- vorming van ammonium;
- gisting en rotting van organische
stoffen.
Het hypertrofe water van bijvoorbeeld de
Rijn en de Maas kan aanleiding geven tot
het optreden van een massale algengroei.
De waterkwaliteit kan hierdoor zeer ongunstig beinvloed worden door de vorming
van reuk- en smaakstoffen en toxinen.
Aan de voorraadvorming is door Van
Puffelen [I] en Oskam [2] uitvoerig aandacht besteed tijdens de 31e vakantiecursus in drinkwatervoorziening: Drinkwater in breder verband. Daarom zal
hierop in dit kader niet worden ingegaan.
3. Transport
2. Voorraadvorming
Bij de voorraadvorming van water moet
onderscheid gemaakt worden tussen
berging van water in de ondergrond en de
berging van oppervlaktewater in open
bekkens.
Bij de kunstmatige infiltratie kunnen zich
de volgende problemen voordoen:
- een (te) snelle verstopping van infiltratieputten;
- accumulatie in de bodem gevolgd door
desorptie van organische stoffen en zware
metalen;
- bezwaren uit oogpunt van recreatie,
landbouw en natuurbehoud.
De nadelige aspecten van de berging in
open bekkens worden veroorzaakt door de
thermische stratificatie en de hypertrofe
Bij enige waterleidingbedrijven wordt het
water a1 of niet na een gedeeltelijke
zuivering over een groot aantal kilometers
getransporteerd naar een zuiveringsstation.
TABEL I
- Chloorgebruik voor
W j f
WRK
WBB
Den Haag
Brakel-Berg. Amb.
Berg. Amb.-Scheveningen
Tijdens dit transport van het ruwe water
of het halfprodukt kunnen dmkverliezen
ontstaan door aangroei aan de wand van
de leiding. Ook kan hierbij een kwaliteitsverslechtering van het water optreden.
Deze bezwaren kunnen worden tegengegaan door de toepassing van een desinfectiemiddel.
Veelal bestaat deze desinfectie uit de toepassing van een transportchloring. Een
transportchloring wordt toegepast door de
NV Watertransportmaatschappij RijnKennemerland (WRK), de NV Waterwinningbedrijf Brabantse Biesbosch (WBB),
de Duinwaterleiding van 's-Gravenhage en
de Watermaatschappij Zuid-West-Nederland (WMZ). Het chloorgebruik van deze
bedrijven voor de transportdesinfectie is
weergegeven in tabel I.
Een deel van de gegevens over het
chloorgebruik is ontleend aan mededeling
nr. 57 van het KIWA [lit. 31. Uit de
tabel volgt det er van 1976 naar 1979
een grote reductie in het chloorgebruik is
geeffectueerd. Het totale chloorgebruik
in 1976 van 824 ton/jaar nam af tot
332 ton/ jaar in 1979 ,dat neerkomt op
een reductie van 60 %. Bij de WBB bedroeg de reductie zelfs 75 %.
De reductie van dit chloorgebruik hangt
nauw samen met het feit dat in 1974 door
de iransporfdesinfectie.
Dosis
mgll
Totaal
gebruik
ton/ jaar
Totaal
gebruik
ton/jaar
Rook en anderen is ontdekt dat bij de
chloring van water, trihalomethanen
(THM) gevormd kunnen worden [lit. 4,5].
Uit bepaalde onderzoekingen is het vermoeden gerezen dat trihalomethanen uit
toxicologisch oogpunt minder gewenst
zouden zijn.
Om deze reden is in 1977 de KIWA Werkgroep 'Chloor' opgericht onder voorzitterschap van drs. J. C. Sybrandi. I n zijn eindrapport [lit. 31 geeft de Werkgroep de
volgende conclusies.
1. Voor de desinfectie mag chloor slechts
vervangen worden door een ander desinfectierniddel indien dit minstens even
effectief is en aantoonbaar minder schadelijke nevenef fecten heeft.
TTHM
(~gn)
0
t
A
x
= 5 mgll CI,
= 8 mgll CI,
= 20 mgll C12
0-
0
20
40
7
EQ
80
-
+1W
tljd (h)
Afb. 2 - TTHM voraling bij de chloring van Biesb~schtvoter.
TTHM
2. THM kunnen op dit moment (1977) om
technologische en economische redenen
niet uit het water worden verwijderd.
(Psn)
t
3. Het THM-gehalte moet worden beperkt
door humuszuurverwijdering voorafgaand
aan de chloring en door beperking van
het chloorgebruik.
In het bijzonder deze laatste aanbeveling
ligt ten grondslag aan de sinds 1976 geeffectueerde chloorbeperking. Om het
effect van de beperking van het chloorgebruik op de THM-vorming te bepalen
zijn chloringsexperirnenten uitgevoerd met
Biesboschwater. Deze experimenten zijn
uitgebreid beschreven in SWE-rapport 242
van het KIWA [lit. 61. Afb. 2 en 3 zijn
aan dit rapport ontleend.
Uit afb. 2 blijkt dat er bij chloordoseringen
tot 2 mg/l nauwelijks THM worden gevormd ongeacht de reactietijd. Bij een
chloordosis van 5 mg/l loopt het THMgehalte op tot boven de 50 pg/l en met
een chloordosis van 8 mg/l tot boven de
100 ,Ug/l.
Afb. 3 geeft de breekpuntkromme tezamen
met de THM-vonning als functie van de
chloordosis bij een reactietijd van 5 uur.
Bij chloordoseringen tot het breekpunt
worden er nauwelijks THM gevormd. Bij
hogere doseringen dan het breekpunt
(2-6 mg/l) wordt er per mg chloor 20 pg/l
THM gevormd. Bij doseringen hoger dan
6 mg/l wordt per mg chloor nog 1, ~ g / l
THM gevormd.
Er is dus een verdeling te maken in een
gebied A met een lage chloordosis en bijna
geen THM-vonning, een gebied B met een
hogere chloordosis en een sterke THMvorming en een gebied C bij nog hogere
chloordoseringen.
In 1976 lag de dosis voor de transportchloring veelal in gebied B, waarbij dus
relatief veel THM werden gevormd. In
1979 was het chloorgebruik zover gereduceerd, dat naar verwachting de chloordosis
altijd in gebied A lag.
--t
Afb. 3
-
chloordosis (mg/l)
TTHM concentratie en restchloorgel~alte bii de chloring van Biesboschwater.
TABEL I1
-
Chloorgebruik voor de breekpuntchloring.
Bedriif
GEB
PWN
Dosis
mgll
9
9
DWL/Berenpl.
2-4
NWB
-
Totaal
Bij de transportchloring zoals die momentee1 wordt uitgevoerd, worden dus geen
of zeer weinig THM gevormd, terwijl het
gevormde mono-chloorarnine een voldoende grote bacterostatische wenking heeft
om aangroei te voorkomen. Bij de huidige
procesvoering zijn de neveneffecten van de
transportchloring dus tot redelijke proporties teruggebracht.
4. Breekpuntchloring
Breekpuntchloring wordt, meestal aan het
begin van de zuivering, toegepast voor
oxydatie van ammonium en andere, merendeels organische stoffen en tevens voor
desinfectie.
Breekpuntchloring wordt toegepast door
het Gemeentelijk Energiebedrijf Dordrecht
(GEB), het Provinciaal Waterleidingbedrijf
van Noord-Holland (PWN), de Drinkwaterleiding Rotterdam (DWL) op het
pompstation Berenplaat en vanaf 1979 bij
Totaal
gebruik
tonliaar
Dosis
mnll
Totaal
gebruik
tonljaar
de Waterleidingmaatschappij Noord-WestBrabant (NWB)op het produktiebedrijf
te Zevenbergen.
Het chloorgebruik van deze bedrijven voor
de breekpuntchloring in 1976 en 1979 is
weergegeven in tabel 11.
Uit tabel I1 blijkt dat het chloorgebruik
is gedaald van 636 ton/ jaar in 1976 tot
442 tonljaar in 1979, wat een reductie is
van 31 %. Bij GEB-Dordrecht bedroeg de
reductie zelfs 78 %.
De totale afname van het chloorgebruik
is kleiner dan bij de transportchloring,
hetgeen gezien de reden van toepassing
(ammoniumverwijdering) ook te verwachten is.
Om de neveneffecten van de breekpuntchloring nader te kwantificeren zijn chloringsexperimenten uitgevoerd met IJsselmeerwater. Deze experimenten zijn uitgebreid beschreven in SWE-rapport 243
van het KIWA [lit. 71. Afb. 4 en 5 zijn
aan dit rapport ontleend.
/
I
aantal
zuiveringslokaties
VORMING AROMATISCHE PEROXYDEN
Reaclie van poly-aromalen met ozon
I
I
- vorming yq
-
vorming stabiele cyclische peroxyden
Afb. 8 - Reactiemechanisme voor de ozonisatie
van naftaleen.
-
I
I-
Afb. 6
- Drogestofproduktie
I
ton droge stof per jaar per lokatie
I
van drinkwaterslib per zuiveringslocatie o p jaarbasis (N = 105).
25.000 ton drogestof per jaar.
Afb. 6 geeft een indeling van de zuiveringslocaties in drogestofproduktieklassen. Van
de 105 onderzochte locaties produceren
er 83 minder dan 100 ton drogestof per
jaar. De bijdrage van deze 83 bedrijven in
de totale drogestofproduktie van 24.610 ton
bedraagt 8 %, terwijl de resterende 22
locaties 92 % van de totale jaarproduktie
aan drogestof leveren. De gepresenteerde
gegevens zijn ontleend aan Koppers [lit. 91.
VORMING ALlFATlSCHE PEROXYOEN
Reaclie van mono-aromaten met ozon:
we1 vorming H202
geen vorming slabiele alifatische peroxyden
6 . Ozonisatie
Nadat door coagulatie de kleur en de troebelheid voor een groot deel gereduceerd
zijn, wordt bij de drinkwaterbereiding uit
oppervlaktewater veelal een zuiveringsstap
toegepast voor de verwijdering/omzetting
van organische stoffen. Voor de omzetting
van organische stoffen wordt veelal
gebruik gemaakt van ozonisatie. Ozonisatie
wordt meestal toegepast omdat ozon:
- geen anorganische stoffen aan het
water toevoegt;
Afb. 7 - Reactienzechanisrne voor de ozonisatie
van benzeen.
- afgasproblemen.
In dit kader zullen wij ons beperken tot
de vorming van toxische stoffen en we1
in het bijzonder van organische peroxyden.
Hierbij dient onderscheid gemaakt te
worden tussen de ozonisatie van monoaromaten en poly-aromaten.
- een hoge
- redoxpotentiaal heeft;
- sommige aromatische koolwaterstoffen
kan afbreken;
- humusstoffen kan afbreken;
Ozon reageert met benzeen onder opname
van 3 molen ozon. Het gevormde Zwitterion reageeFt met water onder vorming van
een hydroxyhydroperoxyde. Dit peroxyde
- metaalionen uit colloiden kan ver-
wiideren:
Afb. 9
- een sterk desinfecterende werking heeft. I
Ozonisatie kent echter ook enige poientiE1e
nadelen, deze zijn:
- vorming van toxische stoffen zoals
bijvoorbeeld peroxyden;
- nagroei;
- terugvorming van reulc en smaak;
- aantasting materialen;
1
-
is instabiel en geeft glyoxal onder afsplitsing van Hz02 en legt zich om tot
mierezuur [lit. 101.
Het reactiemechanisme is gegeven in afb. 7.
De gevormde alifatische peroxyden zijn dus
instabiel, we1 wordt door afsplitsing van
Ben aldehyde Hz02 gevormd.
Ozon reageert met een poly-aromaat als
naftaleen onder opname van twee molen
ozon. De hierdoor gevormde Zwitterionen
reageren met water onder vorming van een
alifatisch en een aromatisch hydroxyhydroperoxyde.
Het alifatische peroxyde is gelijk aan dat
uit afb. 7. Het aromatische peroxyde elimineert H2O2 of cyclyseert tot een stabiel
peroxyde. Het reactiemechanisme is weergegeven in afb. 8.
Door de reactie van poly-aromaten met
ozon worden dus stabiele aromatische
peroxyden gevormd. Alle reacties zijn
echter uitgevoerd in hoge concentraties.
Om vast te stellen of bij de ozonisatie van
oppervlaktewater stabiele peroxyden
warden gevormd is Lekkanaalwater geozoniseerd met circa 2,5 mg/l 03.
Het geozoniseerde water is over een
XAD-kolom geleid bij een pH van 7 en
een pH van 2. De kolommen zijn g e b
lueerd met methanol, waarna analyse
plaatsvindt met behulp van polarografie.
De isolatie/analysemethodiek is getoetst
aan de hand van een verdunde naftaleenoplossing. Het totale reactie-lisolatie-/
analyseschema is weergegeven in afb. 9.
Onderzoek naar de vorming van organische peroxyden.
+ microverontr.
Water + naftaleen
Water
1+
O3 + Monster
Monster + XAD adrorptie (pH = 7) + eh6e MeOH + analyse
I
m.b.v.
polarograf ie
L
(pH = 2) + elutie MeOH
Uit het modelexperiment met naftaleen
bleek dat de organische peroxyden in het
eluaat na XAD-adsorptie bij pH = 7
worden teruggevonden. Uit experimenten
met oppervlaktewater is gebleken dat na
ozonisatie peroxyden niet of slechts in zeer
geringe concentraties aanwezig waren. Het
onderzoek zal worden voortgezet in combinatie met de uitvoering van toxiciteitstesten.
derd (door bijvoorbeeld koolfiltratie).
de volksgezondheid als desinfectiemiddel
gehandhaafd blijven;
Aan deze laatste aanbeveling is veel
onderzoek gewijd.
In een participerend onderzoek van de
NV Waterleidingmaatschappij NoordWest-Brabant en het KIWA [lit. 171 is de
invloed van de zuivering op de THMvorming bij de nachloring onderzocht.
Afb. 10 geeft de THM-vorming in dubbellaagsfiltraat bij chloring met een dosis van
1mg/l chloor.
- chloring moet zo mogelijk als een van
de laatste zuiveringsstappen worden uitgevoerd. Dit is mogelijk door:
a. afschaffing transportchloring;
b. afschaffing breekpuntchloring;
c. ferro-oxydatie met zuurstof;
- voorafgaand aan de chloring moet
zoveel mogelijk precursor worden verwij-
7. Actieve koolfiltratie
Actieve kool wordt van oudsher gebruikt
voor de verwijdering van reuk- en smaakstoffen. De laatste jaren heeft het accent
zich sterk verlegd naar de verwijdering
van de chronische toxiciteit en de verwijdering van nagroei veroorzakende stoffen.
In de literatuur wordt echter ook gewezen
op enige potentiele problemen bij de
actieve koolfiltratie. Deze zijn te onderscheiden in chemische bezwaren [lit. 11,
12, 131 en biologische bezwaren [lit. 14:
15, 16).
De chemische bezwaren zijn:
Afb. 10
-
THM-gehalte in dubbellaagsfiltraat nu chloring ~ttet1 mgll chloor.
1
- uitspoeling van zware metalen;
- uitspoeling van poly-cyclische aromaten;
- uitspoeling van fijne kooldeeltjes;
- vorming van butyldisulfide.
De biologische bezwaren zijn:
- hoge koloniegetallen;
-
- vorming hogere organismen;
- vorming endotoxinen.
Er zijn dus een aantal potentieel negatieve
effecten in de literatuur naar voren gebracht. De relevantie van deze aspecten
lijkt op het ogenblik echter niet bijzonder
groot, a1 is op sornmige punten nader
onderzoek zeker gewenst.
Op deze punten zal in dit kader echter
niet nader worden ingegaan.
Aan het eind van de procesgang wordt in
vele gevallen een nachloring van het reine
water toegepast om bacteriegroei in het
leidingnet te voorkomen. De nachloring
vindt plaats met een dosis van minder dan
1mg/l. Voor de chloring wordt gebruik
gemaakt van chloorgas of chloorbleekloog.
In het kader van het speurwerkprogramma
van de VEWIN is veel aandacht besteed
aan de neveneffecten van de chloring op
basis van de conclusies van de Werkgroep
'Chloor' [lit. 31. Deze reeds in paragraaf 3
vermelde conclusies luiden als volgt:
- chloor moet voorlopig uit oogpunt van
periode
Afb. 11 - THM-gehalte in een ntet 1 mgjl gechloord koolfiltraar als functie van de looptijd van
het filter.
I
5/80,3
1.6
28
3.6
44.7
zz
periode
9,6- bedvolumina X I O - ~
Afb. 11geeft de THM-vorming in een
koolfiltraat als functie van de looptijd van
een filter bij chloring met eveneens
1mg/l chloor.
Bij de chloring van DLF varieert het
THM-gehalte van 13-27 pg/l.
In alle gevallen is de concentratie aan
CHC13 het hoogst (5-18 pg/l) gevolgd
door CHBrClz (5-7 pg/l), CHBrz Cl(2-6
pg/l) en CHBr3 (1-3 pg/l). Er is geen
tijdsafhankelijkheid in het concentratieverloop.
Bij de chloring van het koolfiltraat varieert
het THM-gehalte van 6-36 pg/l.
Nu worden de hoogste gehalten aangetroffen van CHBr3 (2-14 pgll) en CHBrzCl
(2-16 pg/l) gevolgd door CHBrCl2 (1-12
pg 11) en CHC13 (0-9 pg/l).
Het is zeer opvallend dat ten opzichte van
de chloring van DLF bij de chloring van
AKF een sterke verschuiving optreedt
naar de vorming van meer gebromeerde
THM, hetgeen gezien de toxicologische
eigenschappen minder gewenst is. Ook het
totale THM-gehalte is na koolfiltratie bij
looptijden langer dan 4 weken hoger dan
in het dubbellaagsfiltraat.
Afb. 12 geeft de THM-vorming als functie
van de chloordosis bij de chloring van het
(reeds gebreekpuntchloorde) dubbellaagsfiltraat en twee koolfiltraten.
Uit afb. 12 blijkt dat bij verdere chloring
van het dubbellaagsfiltraat alleen CHCk
en CHBrClz worden gevormd. Bij chloring
van de koolfiltraten worden alle THM
gevormd waarbij juist de hoger gebromeerde THM in de hoogste concentraties
voorkomen. Opvallend hierbij is dat de
CHBrs-concentratie een maximum bereikt
bij een chloordosis van 0,s-1,O mg/l.
Uit de metingen volgt dat chloring na een
verregaande precursomerwijdering niet
leidt tot een beperking van de neveneffecten. Veeleer is het tegendeel het geval.
De THM-gehalten nemen bij een chloordosis van 1mg/l zelfs licht toe, tenvijl er
een sterke verschuiving optreedt naar de
vorming van meer gebromeerde THM.
Om een indruk te geven welke THMgehalten in drinkwater voorkomen, hierbij
twee voorbeelden van THM-gehalten gevonden in de periode september 1979 juni 1980. Afb. 13 geeft het THM-gehalte
in drinkwater na breekpunt- en nachloring,
afb. 14 geeft het THM-gehalte in drinkwater na koolfiltratie en nachloring.
Uit de afbeeldingen blijkt dat in beide gevallen de THM-concentratie circa 30 pg/l
bedraagt. Ook in dit geval treedt na de
koolfiltratie een verschuiving op naar de
vorming van meer gebromeerde THM.
Naast de vorming van trihalomethanen
worden ook andere gehalogeneerde verbindingen gevormd. Deze verbindingen
worden weergegeven in de vorm van
THM l p g / l )
chloordosis (mg/l)
chloordosis Img/ll
chloordosis (mg/l)
Afb. 12 - Navorrning van THM als functie van de cliloordosis bij de cl~lo?ingvan het dubbellaagsV = CHBrcCI;
filhaat en twee koolfilhaten. (x = TTHM; 0 = CHC13; A = CHBrCl*;
= CHB,s).
+
-
I
en tevens na koolfiltratie en nachloring.
Afb. 16 geeft het beeld voor het AOCl
(adsorbeerbaar organisch ch1oor)-gehalte
na dezelfde zuiveringsstappen.
Uit afb. 15 blijkt dat voor beide watertypen het EOC1-gehalte varieert tussen de
0,s en 6 pg/l. In bijna alle gevallen is het
gehalte hoger dan de EG-aanbeveling van
1pg/l zodat nader onderzoek in deze
groep van verbindingen gewenst is.
Uit afb. 16 blijkt dat het AOC1-gehalte
varieert van 20-140 pg/l.
Altijd is het AOC1-gehalte een factor
2 i 3 hoger dan de THM-concentratie.
Gezien dit gehalte is toxicologisch onderzoek naar deze groep van verbindingen
zeker noodzakelijk.
per lode
Afb. I 3 - THM-gehalte in drink~vaternu breekpunt- en nachloring.
Afb. 15 - EOCI-gelialte in drinkwater.
-
*--*
s
o
n
d
i
f
m
periode
a
m
i
i
a
Afb. 13 - THM-gehalte in drinkwater na koolfiltratie en nacl~lorirtg.
groepsparameters. Afb. 15 geeft het EOCl
(extraheerbaar organisch ch1oor)-gehalte in
drinkwater na breekpunt- en nachloring
na breekpunt- en nachloring
na kooltiltratie en nachloring
I
Kwaliteitsverbetering door hyperfiltratie
Chlorinated Drinking Water. JAWWA 66,
703-706 (1974).
6. Kmithof, J. C. en Paassen, J. A. M. van. De
vonning van frihalonzethanen bij de chloring van
Biesboschwater. SWE-rapport 242 van het KIWA,
september 1980.
7. Kruithof, J. C. en Paassen, J. A. M. van. De
vonning van trihalomethanen bij de chloring van
IJsselmeenvater. SWE-rapport 243 van het KIWA,
september 1980.
8. Meyers, A. P. De theorie van de vlokvorming.
KIWA-mededeling N . 33, blz. 47-48 (1974).
9. Koppers, H. M. M. Verwerking en bestemming
van drinkwaterslib. H20 (13) 1980, blz. 627-630.
10. Kmithof, J. C. Zuivering van Rijnwater rnet
behulp van coagulatie en ozonisatie. Proefschrift
Delft, blz. 130 en blz. 173 (1978).
11. Love, 0.T. and Symons, J. Operational
aspects of granular activated carbon treatment
(1978).
12. Borneff, J. Eli~~zination
of carcinoge~lsby
active carbon. Proceedings of the ACS Symposium, Miami Beach, sept. 1980.
13. Ishizaki, C. and Cookson, J. T. influence of
surface oxides on adsorption and catalysis with
activated carbon. In 'Chemistry of Water Supply,
Treatment and Distribution'.
14. Ford, D. B. The use of granular carbon
filtration for taste and odour control. In: Papers
and proceedings of a Water Research Centre
conf at Reading, 263-278 (1974).
15. Ayanaba, A., Verstraete, W. and Alexander,
M. Possible microbiological contribution to nitrosarnine fornzation in selvage and soil. J. Nat.
Cancer Inst. 50, 811-813 (1950).
16. Jorgensen, J. Appl. Environmental Microbiology 32, 347, 351 (1976).
17. Kruithof, J. C., Nuhn, P. A. N. M. en
Paassen, J. A. M. van. Nog te publiceren.
18. Masschelein, W. Chim. Znd., Genie-Chim 97,
49-61 (1967) en 97,346-354 (1967).
19. Granstrom, M. L. en Lee, G. F. JAWWA 50,
1453 (1958).
20. Holst, G. Svensch Pappersidn 48, 23 (1945).
21. Bigorgne, M. Compt. Rend 240, 311 (1955).
22. Goodeve, C. F. en Richardson, F. V. JACS 59,
294 (1937).
23. Masschelein, W. Les oxides de chlore ei le
chlorite de sodium Dunod. Parijs, 1969.
24. Glabisz, U. Chem. Techn. 19, 351 (1967).
Inleiding
Op dit moment is het ongeveer 30 jaar
geleden dat voor het eerst de gedachte is
uitgesproken dat het mogelijk moest zijn
water te ontzouten door middel van
filtratlie. Reid van de universiteit van
Florida was het die in 1950 tot deze uitspraak kwam en een paar jaar later heeft
aangetoond dat het ook inderdaad
mogelijk was.
Serieuze studies naar deze ontzoutingsmethode zijn in 1953 van start gegaan.
Dit is het jaar waarin het Office of Saline
Afb. 2
IR. J. C. SCHIPPERS
Vakgroep Procestechnologie
KIWA N V
ING. A. KOSTENSE
Vakgroep Procestechnologie
KIWA N V
Water van het Ministenie van Binnenlandse
Zaken van de Verenigde Staten de eerste
subsidies verstrekte voor onderzoek op het
gebied van hyperfiltratie. Een aantal jaren
later in 1960 slaagden Loeb en Sourirajan
erin membranen te maken die voor toepassing in de praktijk in aanmerking
kwamen. Hierna heeft het nag 7 jaar
geduurd voor de eerste cornrnerciele
installatie is gebouwd. Vanaf dat moment
heeft hyperfiltratie in toenemende mate
succes geboeht als ontzoutingstechniek.
Dit succes komt duidelijk tot uitdrukking
in afb. 1waarin de jaarlijks geinstalleerde
capaciteit is weergegeven [I]. Tabel Z geeft
aan welk deel van de totale ontzoutingscapaciteit in de wereld voor rekening van
hyperfiltratie komt [2]. De totale capaciteit
van hyperfiltratie-installaties komt overeen
met ongeveer de helft van de produktie
Afb. I - Jaarlijks geinstalleerde capaciteit van
hj~perfiltratie.
capaciteit
rnsldag (xlo3)
- Werking van een hyperfiltratiemembrnan.
van de Nederlandse waterleidingbedrijven.
Momenteel wordt hyperfiltratie voornamelijk gebruikt voor de ontzouting van
brak water. Installaties die zeewater behandelen, hebben in totaal een capaciteit
van 40.000 m3/dag, hetgeen nog geen 3 %
is van het geheel [2]. Men is er echter
algemeen van overtuigd dat hyperfiltratie
van zeewafterin de nabije toekomst op
grote schaal zal worden toegepast.
Proces
Capaciteit ms / dag
qo
destillatie
hyperfiltratie
electrodialyse
5.148.000
1.512.000
240.000
75
22
totaal
6.900.000
100
3
Werking van membranen
Bij hyperfiltratie wordt water onder
invloed van druk door de porien van een
membraan geperst.
- Opgeloste stoffen worden geheel of
gedeeltelijk tegengehouden.
- Colloiden en zwevende stoffen kunnen
het membraan niet passeren.
In afb. 2 is de werking van een membraan
gei'llustreerd. De werking van een hyperfiltratiemembraan ten aawien van coP01dale en zwevende stoffen ontstaat doordat
de porch van het membraan kleiner zijn
dan de deeltjes van deze stoffen.
Voor opgeloste stoffen is de situatie wat
gecompliceerder. Zo worden moleculen en
ionen die groter zijn dan de poriiin van
het membraan geheel tegengehouden. Zijn
ze kleiner, dan kunnen ze zich - zij het
langzaam - door het membraan bewegen
door diffusie. Dit houdt in dat moleculen
en ionen beter worden tegengehouden
naarmate ze groter zijn. Immers de diffusiecoefficient is dan kleiner.
Een tweetal factoren die eveneens van
belang zijn voor het transport door het
membraan zijn
-
de poriengrootte
- het aantal porien in het membraan per
oppervlakte-eenheid.
Het bijzondere hieraan is dat de grootte
van de doorgang voor elk soort molecuul
of ion verschilt. Dit effect berust op het
verschijnsel dat verschillende moleculen
en ionen zich in verschillende mate tot het
membraan voelen aangetrokken. Zo
adsorberen watermoleculen beter dan
bijvoorbeeld natrium- en chloride-ionen
aan een membraan. Dit betekent dat
watermoleculen de natrium- en chlorideionen als het ware weren van het oppervlak van het membraan. Het gevolg is dat
de doorgang door de porien voor deze
ionen sterk verkleind is.
Voor polaire niet-gedissocieerde verbindingen zoals trihalomethanen geldt dat
deze zeer goed aan een celluloseacetaat
membraan adsorberen. Het gevolg hiervan
is dat een belangrijke groep verbindingen
niet of nauwelijks door celluloseacetaat
membranen wordt tegengehouden.
Membranen vervaardigd van een materiaal
waaraan deze polaire verbindingen minder
goed adsorberen, bijvoorbeeld polyamide,
hebben een belangrijk betere werking.
De werking van een membraan in zijn
totaliteit wordt in de eerste plaats beoordeeld aan de hand van twee eigenschappen, te weten:
- de poriengrootte in het membraan
de aard en de structuur van het membraanmateriaal.
-
Hiernaast is de toegepaste druk van groot
belang. Naarmate de druk op een membraan toeneemt, wordt namelijk ook de
retentie hoger. Dit effect ontstaat doordat
de waterflux bij verhoging van de druk
toeneemt, terwijl het transport van opgeloste stoffen door het membraan onafhankelijk is van de toegepaste druk. De
oorzaak van dit laatste verschijnsel is dat
het transport van opgeloste stoffen door
een membraan nagenoeg uitsluitend door
diffusie plaatsvindt. Een verhoging van de
druk resulteert dus in een grotere produktie van produktwater, tenvijl de hoeveelheid opgeloste stof die het membraan
passeert gelijk blijft. Dit betekent dat de
retentie van het membraan is toegenomen.
In a&. 3 is dit verschijnsel geillustreerd.
Hierin is de retentie van een bepaald type
celluloseacetaat membraan voor natriumchloride weergegeven als functie van de
waterflux, die wordt bereikt door het
aanleggen van de druk 131.
De doorlatendheid voor water van een
membraan hangt onder andere af van:
- de poriengrootte
- het aantal porien per oppervlakte-
eenheid
- de retentie; dit is het vermogen om
- de dikte van het membraan
opgeloste stoffen tegen te houden,
-
- de doorlatendheid voor water; dit is
de aard en de structuur van het materiaal waaruit het membraan bestaat.
het vermogen om water door te laten.
De retentie van een membraan voor een
bepaalde stof of ion is gedefinieerd als:
c m
waarin:
R = retentie
C, = concentratie bij het membraan
C, = concentratie in het produkt.
Voor de doorlatendheid van een membraan
voor water geldt:
Het Ligt voor de hand dat de doorlatendheid van een bepaald type membraan lager
is naarmate de retentie hoger is. I n de
praktijk betekent dit dat er een hogere
werkdruk nodig is of dat er meer membraanoppervlak moet worden ingezet om
eenzelfde produktie te bereiken.
Het is dan ook niet verwonderlijk dat er
Afb. 3 - Verband russen retentie en ~vaterflzcx
van een hyperfilfratien~ein
braan.
waarin:
A = doorlatendheid
F = waterflux (bijvoorbeeld m3/m'/dag)
P = druk
;r = osmotische druk.
De retentie van een membraan voor een
bepaalde stof hangt zoals reeds is gezegd
onder andere af van:
- de aard van deze stof
flux Irn3trnz.d)
'60
'70
jaar --+
'*O
I
A f b . 4 - Onfwikkeling van de zee~vatwn~enlbraner~
ten aartzien van de doorlafendheid.
veel research en ontwikkeling wordt gepleegd die in hoge mate gericht zijn op
de vervaardiging van membranen die bij
een lage druk een hoge retentie bezitten
en die een hoge doorlatendheid hebben.
Membranen
Nadat Loeb en Sourirajan in 1960 voor
het eerst membranen vemaardigden van
celluloseacetaat die voor toepassing in
de praktijk in aanmerking kwamen, is de
ontwikkeling van hyperfiltratiemembranen
pas goed op gang gekomen. Deze ontwikkeling is vooral gericht geweest en is
in belangrijlke mate nog gericht op twee
toepassingsgebieden, te weten:
- de ontzouting van brak water tot
drink- en industriewater, waarvoor een
retentie van 90-98 % nodig is;
de ontzouting van zeewater waarvoor
een retentie groter dan 99 % is vereist.
-
In afb. 4 is de ontwikkeling van de
prestaties van zeewatermembranen geschetst aan de hand van gepubliceerde
gegevens. Hierbij is de doorlatendheid
voor water als maatstaf gehanteerd. We
zien dat in 10 jaar een verbetering met
circa een factor 10 is bereikt. Voor zogenaamde brakwatermembranen heeft zich
een analoge ontwikkeling voorgedaan.
De belangrijkste vooruitgang is geboekt
door de verbetering van de zogenaamde
asymmetrische membranen, een type
membraan dat door Loeb en Sourirajan
is ontwikkeld.
Een asymmetrisch membraan bestaat uit
CCn soort polymeer zoals celluloseacetaat
of polyamide. Het membraan heeft een
asymmetrische structuur in die zin dat het
een dunne dichte toplaag heeft die opgeloste stof kan tegenhouden, met daar-
Membraansystemen
0.2 microns
1
dichte laagcellulose
acetaat-
L steunlaag
Afb. 5
- Principe van e m asyinnzetriscl~nzentbraan.
Membranen bestaan uit organische polymeren en zijn ongeveer 0,l-0,3 mm dik.
Materiaal van deze dikte kan niet zonder
meer de druk van 1tot 7 MPa (10-70 bar)
weerstaan, die in het algemeen wordt toegepast.
Voor dit probleem zijn oplossingen bedacht die geresulteerd hebben in een aantal
membraansystemen. De vier belangrijkste
systemen zijn:
- bdsvormig systeem
- holle vezel systeem
- spiraalgewonden systeem
- plate en frame systeem.
Het holle vezel en spiraalgewonden membraansysteem nemen het grootste marktaandeel voor hun rekening. Afb. 8 en
afb. 9 geven een indruk van respeotievelijk
een holle vezel en een spiraalgewonden
membraansysteem.
Daar de werking van een membraan in
principe niet afhangt van de vorm waarin
het gebracht is, zal niet verder ingegaan
worden op de kenmerken van de genoemde systemen.
Hyperfiltratieproces
I
I
Afb. 6
- Opname
van een celluloseacetaat tnembraan met e m electronenmicroscoop.
dichte laag
Afb. 7
-
0.04+0.1 microns
Principe van een composietnlembraan.
onder een poreuse laag, die weer is aangebracht op een steunlaag van ander
materiaal. In afb. 5 is deze opbouw
schematisch weergegeven. Afb. 6 is een
opname met een electronenmicroscoopvan
een celluloseacetaat membraan bij een
vergrotingsfactor van 1275 x.
Omdat de mogelijkheden om asymmetrische membranen verder te verbeteren
beperkt werden geacht, heeft men gezocht
naar andere typen. In 1972 is het North
Star Research Institute in de VS er inderdaad in geslaagd een dergelijk type te
ontwikkelen. Dit type membraan, dat
composietmembraan wordt genoemd, heeft
een opbouw die vergelijkbaar is met een
asymrnetrisch membraan. Het verschil is
echter dat de dichte toplaag en de poreuse
onderlaag uit verschillende polymeren
bestaan. In afb. 7 is deze opbouw schematisch weergegeven.
Het grote voordeel van composietmembranen is dat voor de dichte toplaag, die
de specifieke werking aan het membraan
geeft een groot aantal verschillende polymeren kunnen worden gebruikt. Hierdoor
kunnen membranen met zeer uiteenlopende
eigenschappen worden gemaakt.
Tijdens het hyperfiltratieproces wordt een
deel van het te behandelen water in
produkt omgezet. Een ander deel, waarin
de verwijderde stoffen zijn geconcentreerd,
wordt als brijn afgevoerd.
Het is duidelijk dat men ernaar streeft
een zo hoog mogelijke opbrengst te
bereiken. De hoogte van de opbrengd
wordt eohter beperkt door de aanwezigheid
van stoffen met een geringe oplosbaarheid.
Doordat deze stoffen in de brijn worden
geconcentreerd, kunnen deze op de membranen precipiteren. Hierdoor treedt verstopping op, hetgeen uiteraard ongewenst
is.
Een tweede nadeel dat verbonden is aan
het ver opvoeren van de opbrengst is de
vermindering van de kwaliteit van het
produkt. Met andere woorden: de retentie
van de installatie neemt af. Dit effect
ontstaat doordat de membranen steeds een
percentage van de opgeloste stoffen doorlaten en bij een toenemende opbrengst het
gemiddelde gehalte van de opgeloste
stoffen in de brijn toeneemt. Het gevolg is
dat het produkt ook meer opgeloste stoffen
gaat bevatten.
Voor een 'enkel door' systeem, dit is een
systeem waarbij geen recirculatie wordt
toegepast, ziet het verband tussen de
retentie van de installatie, de retentie van
de membranen en de opbrengst er uit
zoals in afb. 10 is geschetst. Hierin is het
gehalte hoger is dan men graag zou
wensen. Dit is dan ook de aanleiding dat
hyperfiltratie reeds enige tijd deel uitmaakt van het Speurwerkprogramma van
de VEWIN.
Afb.8
- HoNe
Op diit moment wordt onderzoek uitgevoerd in nauwe samenwerking met het
Provinciaal Waterleidingbedrijf van
Noord-Holland. Voor dit onderzoek is
een proefinstallatie in bedrijf, die uitgerust is met spiraalgewondenmembranen
(zie afb. 12). De capaciteit is 7 m3/h. Als
voedingwater wordt water gebruikt dat in
het pompstation Andijk de volgende behandeling heeft ondergaan:
- IJsselmeerwater uit het spaarbekken
- microzeving
- breekpuntchloring
- coagulatie met Fe3+en Wisprofloc 20
- sedimentatie
- snelfiltratie
- (in line coagulatie)
- zuurdosering
- filtratie door patroonkaarsen.
vezelmentbranen.
bovengenoemde verband voor een aantal
waarden van de membraametentie weergegeven.
TABEL I1 - Werking zze~vaternzern~ranen.
Parameter
TDS
caZ+
Kwaliteitsverbetering
MgZ'
Na+
HC03-
Anorganische s t o f f e n
SOPC1-
a. Zouten
Daar het hyperfiltratieproces is ontwikkeld
voor de ontzouting van zout en brak
water ligt het voor de hand eerst naar de
verwijdering van zouten te kijken. Het
resultaat dat met hyperfiltratie op dit
gebied bereikt kan worden is het meest
sprekend ten aanzien van de behandeling
van zeewater.
In tabel I1 is het effect weergegeven van
een installatie die is uitgerust met polyamide zeewatermembranen 141. Uit deze
tabel blijkt dat met B6n stap uit zeewater,
water bereid wordt dat voldoet aan de
goal van de WHO van 500 mg/l opgelost
zout. Hierbij valt op, dat het p r d u k t een
laag waterstofcarbonaat- en calciumgehalte
en een lage pH heeft, zodat het ten opzichte van een aantal materialen agressief
is. Dit houdt in dat het produkt moet
worden geconditioneerd, althans wanneer
het als drinkwater wordt gedistribueerd.
Een conditionering, bestaande uit bijvoorbeeld een kooldioxidedosering gevolgd
door filtratie over kalksteen, is voor dit
geval een elegante oplossing.
Zoals reeds gezegd, is het aantal zeewaterinstallaties in de wereld nog gering. E6n
van de eerste die in Europa is geplaatst,
staat op het eiland Porto Santo. Deze
installatie heeft een capaciteit van 500 m3
per dag en wordt gebruikt voor de bereiding van drinkwater tijdens het toeristen-
DH
Zeewater
600
1.118
16.000
190
2.900
25.000
7.4
seizoen. Afb. 11 geeft een indruk van
deze instalilatie.
Voor enkele locaties zoals de Waddeneilanden kan ontzouting van zeewater
interessant zijn. De behandeling van brak
of licht brak grond- en oppervlaktewater
is voor heel wat meer plaatsen interessant.
Van het oppervlaktewater dat afkomstig
is van de Rijn is overbekend dat het zoutAjb. 9
Afb. 10 - T'enuijderingspercentageals funcfie van
de opbrengst en de membraanretentie.
45.810 mg/l
- Spiraalgewonden
membranen.
0
-
0
0
20
40
60
-- opbrengst (0)
80
'(10%
1
Afb. 11
-
Hyperfiltratie-installatie voor de ontzouting van zeelvater te Porto Santo.
De verwijdering van zouten door de
genoemde proefinstallatie is in tabel 111
weergegeven. Ui't deze tabel blijkt dat bet
produkt evenals bij de behandelhg van
zeewater agressief is ten opzichte van een
aantal leidingmaterialen en een geringe
hoeveelheid calcium bevat.
TABEL 111 - Hyperfiltratie Andijk.
C1HC03SO$
Nat
Kt
CaZt
Mg2+
pH
b. Zware metalen
Bij het vaststellen van de verwijdering
van zware metalen door de proefinstallatie
te Andijk bleek er nauwelijks verschil te
constateren tussen het gehalte in het
voedingwater en in het produkt. De oorzaak hiervan is niet, dat de retentie voor
zware metalen gering is, maar dat het
gehalte van deze stoffen in de orde van
grootte is van de detectiegrens van de
analysemethode.
Om toch een indruk te geven van wat
mogelijk is, is in tabel IV het effect van
hyperfiltratie ten aanzien van zware metalen in het voorbehandelde afvalwater van
Dordrecht weergegeven [5]. Ook hierbij
moet worden opgemerkt dat het werkelijke
gehalte voor de mewte zware metalen in
het produkt vrijwel zeker lager is dan de
vermelde waarden.
De genoemde resultaten zijn verkregen
door het RID met een ~roefinstallatiedie
door het KIWA is gebouwd. Deze installatie is uitgerust met buisvormige membranen van celluloseacetaat en werkte bij
een opbrengst tussen 60 en 80 %.
Voeding na
zuurdosering
mg/l
248
12
121
92
8,O
88
14,4
5,1
Produkt
mzll
19
-
Verwijdering
- het gebruik van arnmonium en nitraat
als kunstmest
- de lozing van huishoudelijk afvalwater
in de bodem.
M~~name in Engeland maakt men zich
zorgen om deze ontwikkeling.
Ook in oppervlaktewater komt nitraat
soms in hoge concentraties voor, onder
andere in agrarische gebieden in Belgii en
Engeland.
TABEL IV - Ver-wijdcli~~g
van zwnrc rnetalma
ztii hzdshorrdclijk afvn!watcr.
Voeding
HF-produkt
Parameter
COD
32 mg/l
3 mg/l
DOC
11
1,7
As
4
ae/l
0,s pel1
~d
0,4
Os1
Cr
1,s
0,s
cu
1:s
0,5
Hg
0.1
0:1
Mo
7
2
Ni
6,s
1
~b
3,3
0,5
s-,
2
2
Zn
40
10
%
9233
-
0,4
99:7
11
88:O
1~4
82,5
3
96,6
0,s
96,5
5,o
--
Conditionering van het water is derhalve
vereist. Dit kan geschieden door het bijvoorbeeld te mengen met water met een
andere samenstelling of door een dosering
van kooldioxide gev&gd door een filtratie
over kalksteen toe te passen.
Uit een onderzoek waarbij ammonium- en
nitraationen aan het voedingwater zijn
gedoseerd, is vastgesteld dat de retentie
ioor deze ionen vergelijkbaar is met die
voor natrium of iets lager is. De venvijdering van nitraat is interessant omdat het
grondwater in een aantal situaties een
toenemend gehalte aan deze stof vertoont.
Oorzaken hiervoor zijn onder andere
Afb. 12
- Hyperfiltratie-imtallatie van het Provinciaal
Waterleidingbedrijf van Noord-Holland.
TABEL V
- Verwijdering radioactieve stoffen.
Aromatisch
polyamide
%
131J
55Sr
134Cs
95,s
99,7
98,8
Cellulose
acetaat
?40
93,s
98,9
89,8
c. Radioactieve stoffen
Radioactieve stoffen zoals jodium-131,
strontium 85 en cesium-134 kunnen onder
buitengewone omstandigheden in ontoelaatbare hoeveelheden in het water voorkomen.
Om deze reden hebben ondenoekers in
de Verenigde Staten in opdracht van de
overheid nagegaan wat met hyperfiltratie
te bereiken is. In tabel V is het resultaat
weergegeven voor aromatische polyamide
en celluloseacetaat membranen 161. Deze
resultaten zijn verkregen met kunstmatig
bereide oplossingen.
P ~ n e l f i l t r a a WRK
t
(1978)
10Hyperfiltraat
00
I
I
24
I
I
48
72
96 uren
+ tijd
-
Afb. 13 Vorming van trihalornethanen in snelfiltraat van de Watertransportrnaaischappij
Rijn-Kennemerland en hyperfilfraat.
Organische stoffen
Bekend is dat hyperfiltratie in staat is het
totaal organisch koolstofgehalte terug te
brengen tot een niveau dat gelijk of lager
is dan de detectiegrens. Betekent dit ook
dat alle organische stoffen volledig worden verwijderd ? Voor de beantwoording
van deze vraag is nagegaan wat hyperfiltratie doet ten aanzien van een aantal
verbindingen en groepen van verbindingen.
a. Precursors voor trihalomethanen
Te verwachten is dat precursors voor trihalomethanen goed worden verwijderd.
Afb. 13 toont aan dat dit inderdaad het
geval is. In deze grafiek is de vorming
van trihalomethanen geschetst in het snelfiltraat van de WRK te Jutphaas en in
dat water na hyperfiltratie onder invloed
van een doseriug van 7 mg C12/1.Deze
hyperfiltratie-installatie, die bij de WRK
een aantal jaren in bedrijf is geweest, is
weergegeven in afb. 14.
b. Trihalomethanen
Precursors worden dus uitstekend verwijderd. Het verwijderingspercentage van
trihalomethanen door celluloseacetaat
membranen verschilt echter maar weinig
van nul. Polyamidemembranen doen het
beter, maar ook niet bijzonder goed,
zoals uit tabel VI blijkt.
TABEL VI
cch
CHC13
CHClz Br
CHCl Br2
CH Br3
totaal
- Verwijdering hihalomethanen.
Celluloseacetaat
Polyamide
voeding produkt voeding produkt
fig11
fig/]
0,l
<0,1
0,3 < 0 1
24
24
23
4
37
36
34
6
23
3
23
22
0,s
3,7
3
3,7
87,8
86,7
82,3
13,5
A f b . 14
-
Hyperfiltratie-installatie opgesteld bij de WRK te Nieuwegein.
In deze tabel zijn de resultaten weergegeven van metingen die zijn uitgevoerd
aan proefinstallaties te Andijk.
TABEL VII - Ve~wijderingAOCI.
Celluloseacetaat
Polyarnide
voeding produkt voed;ng produkt
c. Organochloorverbindingenadsorbeerbaar op actieve kool (AOC1)
Het AOCI-gehalte is een parameter, die
niet-vluchtige organochloorverbindingen
die adsorberen op actieve kool omvat.
Interessant aan deze groep verbindingen
is, dat hierin vermoedelijk stoffen voorkomen die uit toxicologisch oogpunt
verdacht zijn.
Uit metingen volgens de analysemethode
zoals die op dit moment bij het KIWA
wordt toegepast, blijkt dat het AOC1-gehalte na hyperfiltratie tot het niveau van
de detectiegrens wordt teruggebracht. Dit
AOCl
mg/l
0.07
mg/l
0.01
m~/l
0,07
mg/l
0,Ol
geldt zowel voor celluloseacetaat als voor
polyamide membranen. De resultaten van
het onderzoek zijn in tabel VII weergegeven.
d. Organische micropolluenten
Naast trihalomethanen en AOCl kan
gezuiverd oppervlaktewater nog heel wat
meer organische micropolluenten bevatten.
Daarom is dan ook een poging gedaan,
het effect van celluloseacetaat membranen
met behulp van gaschromatografie en
massaspectrometrie vast te stellen. Hiervoor is gebruik gemaakt van de proefinstallatie te Jutphaas.
De resultaten van het onderzoek dat in
1977 is uitgevoerd waren ten aanzien van
een groot aantal verbindingen tegenstrijdig
en/of onwaarschijnlijk. Mogelijke oorzaken
hiervan zijn:
- adsorptie van organische micropol-
luenten aan de kunststof materialen die
toegepast zijn in de installatie;
- desorptie van organische stoffen uit
de genoemde kunststof materialen;
- beinvloeding van het isolatierendement
van de petroleumetherextractie, door
humusverbindingen;
- beinvloeding van de gaschromatografische scheiding door humusverbindingen.
In afb. 15 is de laatst genoemde oorzaak
geillustreerd aan de hand van gaschromatogrammen van het petroleumetherextract
van het voedingwater en het produlct van
de hyperfiltratie-installatie.
Het gaschromatogram van het voedingwater vertoont een behoorlijke achtergrond
ten gevolge van de aanwezigheid van
humusverbindingen, zodat een kwantitatieve interpretatie moeilijk is en gemakkelijk leidt tot te lage gehalten. Het
chromatogram van het produkt vertoont
de genoemde achtergrond niet.
Ondanks de onbevredigende resultaten is
toch we1 duidelijk dat een niet onbelangrijk deel van de organische micropolluenten door celluloseacetaat membranen niet
of in geringe mate wordt venvijderd. De
werking van polyamide membranen is niet
bekeken. Hun effect zal op grond van de
geaardheid van dit materiaal vrijwel zeker
belangrijk beter zijn dan van celluloseacetaat membranen.
e. Pesticiden
Het gehalte van deze stoffen in oppervlaktewater is in het algemeen zodanig
laag dat een betrouwbare meting van de
retentie van membranen voor deze stoffen
moeilijk zo niet onmogelijk is. Er zal dan
ook moeten worden volstaan met resultaten van metingen met kunstmatig bereide oplossingen. In tabel VIII is het
resul.taat van dergelijke metingen weergegeven [7]. Uit dit overzicht blijkt dat
Afb. 15 - Gaschronzatograrrl~rzei~vatz de 17oeding erz het produkt van de hyperfilb~tie-i?zstaIlatie
fe Nielovegein.
TABEL VIII
Aldrin
Lindaan
Heptachloor
DDT
Dieldrin
-
Venvijdering pesticiden.
Celluloseacetaat
verwijdering
adsorptie
To
%
100
80
99,5
68
100
81
100
100
99,9
76
een zeer belangrijk deel van de vastgestelde verwijdering optreedt door adsorptie aan de kunststoffen waaruit de
membraansystemen zijn vervaardigd.
Om werkelijk inzicht in de werking van
de membranen te verkrijgen, zijn dan ook
langeduurproeven nodig.
f. Chemische strijdmiddelen
Een categorie organische stoffen die
voor zover bekend niet dagelijks in de
grondstof voor drinkwater voorkomt zijn
chemische strijdmiddelen. Omdat wat niet
is, kan komen heeft onder andere de
Amerikaanse overheid laten nagaan wat
met hyperfiltratie ten aanzien van deze
stoffen kan worden bereikt.
Tabel IX geeft het resultaat van een
dergelijk onderzoek weer [8].Hieruit blijkt
dat polyamide membranen zoals verwacht
eenzelfde of betere werking hebben dan
celluloseacetaat membranen.
TABEL IX
middelen.
- Venvijden'ng
chenzische strijd-
Aromatisch
polyamide
voeding hyperfiltratie
Cellulose
acetaat
Samenvatting
a. Hyperfiltratie is in staat zouten in
zodanige mate uit water te verwijderen dat
niet alleen uit brak water maar ook uit
zeewater een produkt gemaakt kan worden
dat geschikt is als drinkwater.
b. Zware metalen, ionogene radioactieve
stoffen en humusverbindingen (precursors
voor trihalomethanen) worden eveneens
uitstekend verwijderd.
c. Het effect van hyperfiltratie ten aanzien van kleine polaire organische moleculen zoals onder andere trihalomethanen
is bij toepassing van asymmetrische membranen van celluloseacetaat verwaarloosbaar tot beperkt.
Polyamide membranen hebben daarentegen een belangrijk betere werking ten
aanzien van de genoemde verbindingen.
d. Algemeen wordt verwacht dat het
mogelijk is composiet membranen te
maken die belangrijk hogere retenties
Toxicologische aspecten van
drinkwatervoorziening; conclusies
hebben voor zouten, ionen, polaire en
apolaire organische stoffen dan asymmetrische membranen.
De bedoeling van deze laatste lezing in de
vakantiecursus 'Toxicologische aspecten
van drinkwater' is: het gehele veld nog
eens te overzien vanuit het gezichtspunt
van de waterleidingbedrijven. Dit element
is in verschillende lezingen a1 min of meer
1. Ferguson, P. V. The first decade of corr~iilercial expliciet aan de orde geweest. Ik wil
reverse osii~osisdesaltii~g1968- 1978. Desalination,
proberen het nog eens te belichten in de
32 (1980), p. 5-11.
2. Libert, J. J. Le dessalenteitt des earis-e~~olu~ion vorm van een zeer globale samenvatting
van de voorafgaande lezingen en daaraan
des techniqrces et drr ii~arcllt?.Paper presented at
the 13th International Water Supply Congress,
nog enkele opmerkingen verbinden.
1-4 September 1980, Paris.
Het probleem is, dat wij leven in een
3. Lonsdale, H. K. Tlteory and practice of
wereld waarin de bron waaruit wij drinkreverse osiitosis and ultrafiltration. In: Lacey,
R. E.; Loeb, S. Z~~dustrial
processii~g1vit11nlerilbrailes. New York, Wiley Interscience, 1972.
4. Brandt, D. C. Seatvater reverse osii~osisthree case histories using Du Pont Periilasep BIO
perri~eators.NWSIA-Journal, 6 (1979) 1, p. 25-32.
5. Schippers, J. C. en Hofman, J. M. Bereiding
van dri~doclatertiit stedelijk afval~vater met
hyperfiltmtie. H20 (12) 1979, nr. 11, p. 241-245.
6. Lindsten, D. C. Decoittaii~inatio~l
of water
contaiiting cheiilical agents GB, V X , BZ,
Na2HAs04, and botulii~tiiiltoxiit ~vithU.S.Amly
esperinlei~talreverse osiilosis ii~~iltipurpose
nvater
p~oificationunit. AIChE Water, 136 (1973) 70,
p. 508-513.
7. Chian, E. S. K., Bruce, W. N. and Fang, H. H. P.
Retilo~~al
o f pesticides by reverse osii~osis.Env.
Sc. & Techn. 9 (1975) 1, p. 52-59.
8. Lindsten, D. C. et al. Deco~ltariiinationof
n~atercontaining cl~emicaland radiological lclarfare agents by reverse osii~osis.Report 2211
NTIS, U.S. Department of Commerce, Springfield
USA, 1977, 60 blz.
en daaman afgeleid het vaststellen van de
kwaliteitsnormen waaraan de grondstof
moet voldoen, daarbij uitgaande van de
mogelijkheden v2n de &ans gangbare
zuiveringsmethoden
- het veiligstellen van de bronnen voor
de grondstof.
Voor de bedrijven blijft dan de taak van:
- de winning van de grondstof en de
zuivering tot een eindprodukt dat aan de
gestelde kwaliteitsnormen voldoet
- de levering van het eindprodukt aan
de bevolking.
ad 1. herkennen
water moeten bereiden in toenemende
mate is en wordt verontreinigd. Als gevolg
van de industriele activiteit die ons een
ongekende welvaart heeft gebracht, komen
er steeds meer produkten en afvalstoffen
in het water terecht die schadelijke effecten
(toxische, mutagene, carcinogene) voor de
mens kunnen hebben wanneer hij ze via
het drinkwater opneemt. In de laatste jaren
hebben wij ervaren, dat niet alleen het
oppervlaktewater maar ook het zo veilig
gewaande grondwater aan zulke verontreiniging bloot staat.
Daarbij komt nog dat wij, in de mate
waarin wij beter kunnen meten, steeds
meer schadelijke of verdachte stoffen
vinden.
De aanpak van het probleem zal moeten
verlopen in de fasen die Trouwborst heeft
genoemd:
1.
2.
3.
4.
herkennen
evalueren
bestrijden
voorkomen
Dit houdt helaas in, dat er altijd een
element van 'achter de feiten aanlopen'
inzit. Het verkrijgen van greep op de
problemen door het voorkomen van verontreinigingen zal pas in laatste instantie
en dan waarschijnlijk moeizaam bereikt
kunnen worden, zo het a1 ooit realiseerbaar is.
Idealiter zou de taakverdeling bij deze
aanpak tussen overheid en waterleidingbedrijven respectievelijk bedrijfstak moeten
zijn dat de overheid zorgdraagt voor:
de normstelling
het vaststellen van de kwaliteitsnormen
waaraan het eindprodukt drinkwater moet
voldoen
-
Hierbij treedt op de voorgrond de behoefte
aan goede analysemethoden. I n principe
ligt deze behoefte verschillend voor de
overheid en de bedrijfstak. Bij de taak van
de overheid valt het accent op de herkenbaarheid en meetbaarheid van individuele
stoffen teneinde hun effecten te kunnen
onderzoeken.
De bedrijven hebben allereerst behoefte
aan snelle, eenvoudige 'monitoring' methoden waarmee de kwaliteit van de bron
bewaakt, de effecten van de zuivering
gecontroleerd en de kwaliteit van het
eindprodukt getoetst kunnen worden.
Overigens zal er voor dit laatste aspect
vaak sprake zijn van een hanteren van
dezelfde methoden door overheid en bedrijven, zeker wanneer de definitie van de
normwaarden gebonden is aan de hantering
van een bepaalde analysemethode.
In de bedrijfstak neemt a1 jarenlang de
ontwikkeling van methoden een belangrijk
deel van de speurwerkactiviteiten in beslag.
D e mogelijkheden van de laboratoria van
de bedrijven zullen ook steeds verder uitgebreid moeten worden. Met name speelt
dit nu bij de grondwaterbedrijven, die tot
voor een aantal jaren hebben kunnen
volstaan met een beperkt scala van
methoden.
ad 2. evalueren
Het is een duidelijke overheidstaak o p
basis van onderzoek van effecten te komen
tot een normstelling voor de toelaatbare
gehalten. Zoals Zielhuis nadrukkelijk heeft
gesteld is dit in feite een twee fasen
procedure, waarbij een gezondheidskundig
advies, gebaseerd op dosis-effect onderzoek
uitgangspunt is voor een beleidsbeslissing.
Dit is een keuzeproces, waarbij ook andere
factoren mede beschouwd worden. Bij
deze afweging, ook a1 loopt het gehele
proces nog niet zo duidelijk, zouden ook
de waterleidingbedrijven partij kunnen zijn.
Zoeteman heeft een aantal hoofdpunten
van dit onderzoek vermeld.
Als resultaat ontstaan zo uiteindelijk normen, die voor toxische stoffen het karakter
hebben van bovengrenzen. Voor mutagene
stoffen kunnen, zoals Koeman heeft laten
zien, geen dosis-effect relaties worden opgesteld, zodat de norm hiervoor moet zijn:
geen toename. Afhankelijk van het werkingsmechanisme zal een norm voor
carcinogene stoffen ofwel een bovengrens
zijn ofwel de eis van geen toename.
ad 3 en 4. bestrijden en voorkomen
De taak van de overheid is hierin: veiligstellen van de kwaliteit van de bron door
regulering van de emissie van verontreinigingen.
Voor het oppervlaktewater zijn hier de
instrumenten het tot stand brengen van
wettelijke regelingen voor zover het nationale aangelegenheden betreft en internationale verdragen ten aanzien van de
grensoverschrijdende rivieren. Het is u we1
bekend hoe moeizaam met name de laatstgenoemde zaken verlopen.
Voor het grondwater staan er wettelijke
regelingen op stapel waarvan verwacht
mag worden dat zij mettertijd tot resultaten zullen leiden.
Hangende a1 deze ontwikkelingen blijft er
ook voor de bedrijven nog volop ruimte
voor activiteiten, gericht op de bescherming
van de kwaliteit van de grondstof, zowel
van het oppervlaktewater als van het
grondwater. Zo vereist de bescherming
van de waterwingebieden op dit moment
ook van de bedrijven initiatieven, met
name naar de lagere overheden toe. Het
recente rapport van de Commissie Bescherming Waterwingebieden kan daarbij
uitgangspunt zijn.
Voor het overige ligt hier voor de bedrijven vooral de taak van het volgen van
de kwaliteit van de bron. Voor het oppervlaktewater betekent dat een uitvoerige
(Van de Meent heeft hiervan een overzicht gegeven) analyse en een zodanige
inrichting van het bedrijf dat er tijd is
voor die analyse en voor het nemen van
maatregelen op basis van de uitkomsten
daarvan.
Voor het grondwater houdt dit in een
inventarisatie van de bedreigingen van de
waterwingebieden en het opzetten van een
systeem van bemonstering en analyse, gebaseerd op locale geohydrologische kennis,
dat vroegtijdige waarschuwing kan geven
over het voortschrijden van de verontreiniging uit reeds aanwezige bronnen
(Van der Laan).
Het zwaartepunt van de bestrijding ligt bij
de zuiveringstaak van de waterleidingbedrijven. Voorwaarde daarbij is, dat in
het zuiveringsproces geen andere schadelijke stoffen worden toegevoegd of ontstaan. Over de verwijdering van verschillende groepen van stoffen met behulp van
de diverse zuiveringstechnieken bestaat
reeds een omvangrijke kennis. Graveland
heeft onderstreept dat op dit gebied het
boeken van vooruitgang in de eerste plaats
afhankelijk is van het beter kunnen herkennen, d.w.z. van de ontwikkeling van
analysetechnieken.
Hoewel terecht bij de normstelling voor
de kwaliteit van de grondstof het zuiveringsvermogen van de gangbare technieken
uitgangspunt is, is het toch van belang
nog in ontwikkeling zijnde methoden op
hun merites te beschouwen, zoals Schippers
dit voor de hyperfiltratie heeft gedaan.
Het is duidelijk, dat er niet BBn middel
tegen alle kwalen is.
Het punt waarop het eigen handelen van
de bedrijven bij de zuivering zorgen kan
geven, is dat van de desinfectie met chloor,
in verband met de vorming van trihalomethanen, zoals door Kruithof is toegelicht. Behalve het bestuderen van alternatieve desinfectiemiddelen zou het toch nog
we1 eens interasant kunnen zijn de mogelijkheden van de klassieke langzame zandfiltratie voorzien van een nooddesinfectie
met chemische middelen te toetsen.
Voor zover het schadelijke eigen handelen
betrekking heeft op de gebruikte hulpstoffen zullen mijns inziens de door Poels
beschreven procedures afdoende garanties
kunnen geven.
Tenslotte is er dan nog de distributietaak
van de bedrijven. De goede kwaliteit van
het eindprodukt van de zuivering moet
daarbij bewaard blijven door een 'hygi8nische verpakking' die het tegen invloeden
van buitenaf beschermt.
Deze bescherming is niet altijd voldoende.
Problemen doen zich bijvoorbeeld voor
door de aantasting van rubber, van PVC
en PE door aardolieprodukten (benzine,
afvalolie). Recent is in de aandacht gekomen de doordringbaarheid van plastic
buizen voor andere organische verbindingen
als methylbromide.
A1 is het dan zo, dat er in ons vak telkens
weer nieuwe leidingmatefiialen met enthousiasme zijn ge'introduceerd vanwege
hun gunstige eigenschappen, toch blijft het
een vereiste gevaarlijke situaties in de
bodem te onderkennen om een juiste keuze
te kunnen doen uit de beschikbare materialen. Overigens is dit probleem niet
nieuw, het is recentelijk weer eens geaccentueerd.
Dat ook de afgifte van schadelijke stoffen
uit het leidingmateriaal zelf aan het water
een probleem kan zijn, is u bekend. Ik
behoef slechts te noemen de loden buizen
en de PVC leidingen. Ook hiervoor geldt
mijns inziens dat het door Poels beschreven systeem van positieve lijsten tot een
sluitend geheel van voorzorg kan leiden.
Als kanttekening bij het onderwer~van
deze vakantiecursus wil ik nog opmerken
dat wij ons als bedrijven goed bewust
moeten zijn van de sfeer, waarin deze hele
problematiek leeft bij de bevolking, actiegroepen en in de media.
Abel Wolman zei er in 1976 van: 'instead
of succumbing to despair, the worker in
the field will have to maintain an equilibrium between the real, the hypothetical
and even the hysterical'. Het is ook
gezondheidszorg rekening te houden met
het bestaan van dergelijke extreme emoties.
Ik denk, dat wij als bedrijven er alles aan
moeten doen om vertrouwenwekkend te
zijn en - onze reputatie voortzettend te blijven.
Primair door onze daden, waarbij ik denk
aan
- alle signalen oppakken
- op basis van grondige feitenkennis de
zaken in hun werkelijke proporties brengen
- vervolgens adequate maatregelen nemen.
Secundair door onze woorden, de manier
waarop wij naar buiten treden.
De tijd is voorbij, dat iemand van ons nog
zou kunnen zeggen - laat staan denken -:
'dat kan bij ons niet gebeuren'. Wij zullen
nuchter en open moeten vertellen wat er
aan de hand is. Wil dat gehoord worden,
dan moet er we1 een sfeer van vertrouwen
bestaan. Het zal zeer moeilijk zijn, zo'n
sfeer te creeren op het moment dat er een
incident is, tenzij daaraan reeds eerder is
gewerkt in de tijd dat er geen problemen
zijn. Hier ligt een belangrijk argument voor
het systematisch werken aan onze public
relations.
-
- - ---
-
Schadelijke stoffen in oppervlaktewater
derden verbindingen aangetroffen in Rijnen Maaswater in concentraties van enkele
Ondanks het feit dat de prognoses voor
honderdsten tot enkele tientalIen microhet waterverbruik in neerwaartse richting
grarnmen per liter.
bijgesteld worden is de openbare waterVeel van deze verbindingen zijn schadelijk
voorziening ook in de toekomst in belangvoor de gezondheid en dienen bij de bereirijke mate aangewezen op Rijn en Maas
ding van drinkwater verwijderd te worden,
als bron voor drinkwater. En zoals bekend
het van belang is te onderkennen
waarbjj
zijn deze rivieren, die beide een dichtdat de toxiciteit niet alleen afhankelijk is
bevolkt en hoog geindustrialiseerd stroomvan de aard van de stof maar ook van de
gebied hebben, belast met industrieel en
huishoudelijk afvalwater, afstromend water concentratie, waarin de stof opgenomen
van landbouwgronden, bestrijdingsmiddelen, wordt en de tijd gedurende welke die opneming plaatsvindt.
die bij het schoon houden van de waterNu is voor een enkelvoudige stof de
toxiciteit nog we1 te bepalen maar bij
oppervlaktewater hebben we te maken met
DRS. W. VAN DE MEENT
steeds wisselende concentraties als gevolg
KIWA
van variaties in lozingen en afvoer.
Nieuwegein
Daarbij komt nog dat vele stoffen tegelijk
voorkomen die elkaars werking kunnen
versterken of verzwakken, met andere
woorden: een berekening van de toxicologische kwaliteit van water op basis van
gangen worden gebruikt en afval van de
concentraties van individuele stoffen is
scheepvaart.
praktisch
gezien niet mogelijk.
De stoffen die langs deze wegen in het
rivierwater terechtkomen hebben in het
We kunnen ten aanzien van rivienvater
algemeen een voor de mens nuttige functie. twee situaties onderscheiden:
De produktie van deze stoffen wordt vera) het voorkomen van stoffen in concenzorgd door de chemische industrie met
traties
die acuut toxisch zijn
wereldwijd een capaciteit van 100-200 miljoen ton per jaar verdeeld over enkele
b) het voorkomen van stoffen in concenmiljoenen verbindingen. Van de meeste van traties die chronisch toxisch zijn.
deze produkten worden relatief kleine
hoeveelheden gemaakt. Van ongeveer twee- Voor de mens acuut toxische concentraties
van stoffen komen in Rijn en Maas spoduizend stoffen is bekend dat de produktie
meer dan 500 ton per jaar bedraagt, terwijl radisch voor. De waarneming beperkt zich
in het algemeen tot min of meer spectacuvan 'slechts' 50 stoffen meer dan een millaire effecten ten aanzien van zoogdieren
joen ton per jaar wordt geproduceerd.
en vissen. De effecten die op de lagere
nivo's in de voedselketen onder invloed van
Wat komt daarvan nu in het Rijn- enlof
allerlei verbindingen optreden onttrekken
Maaswater terecht ?
zich in het algemeen aan de oppemlakkige
Als een stof in een concentratie van BCn
waarneming en halen derhalve de krant
microgram per liter in de rivier de Rijn
niet.
bij Lobith wordt aangetroffen gedurende
Acuut toxische concentraties voor zoogCCn jaar, dan betekent dit bij een gemiddeldieren zijn relatief zo hoog dat, gelet op
de afvoer bij Lobith van 2200 mS/sec. een
de omvang van de afvoeren van Rijn en
vracht van 70 ton. Voor de Maas ligt dit
getal een factor 10 lager.
Afb. 1 - Grennvaarden voor groepen opgeloste
Als we aannemen dat de industrie en ook
organische verbindingen in oppervlaktmvater en
de gebruikers van chemicalien in het
drinhwter.
algemeen niet buitengewoon slordig met
A
B
RN MTC
hun grondstoffen en produkten omgaan en
polycyclische aromaten
0,2 0,3 0,2
verder dat we weten dat in het stroom5 10
- 0~5
gebied van de Rijn veel chemische produk- fenolen
aromatische amines
5
5
tiecapaciteit aanwezig is, dan zullen we
organochloor
maximaal niet meer dan enkele duizenden
verbindingen
50 100
- niet vluchtige orEanostoffen in het oppervlaktewater kunnen
chloor verbindingen
10 20
1
aantreffen in aantoonbare concentraties
organochloor pesticiden
(071 pgll).
tataal
5 10
095
In het onderzoek naar organische microverontreinigingen dat door de waterleidingbedrijven, de overheid en anderen wordt
uitgevoerd, worden regelmatig enkele hon-
organochloor pesticiden
3
5
per stof
cholinesterase remmers
30 50
olie
50 200
detergenten
100 300
-
0,1
-
-
-
200
-
10
Maas, tientallen tot honderden tonnen van
een zwaar gif per dag geloosd zouden
moeten worden teneinde een acuut toxisch
effect te veroorzaken. Een dergelijke situatie
is niet waarschijnlijk. We1 komen concentraties van stoffen voor die chronischtoxisch kunnen zijn, dat wil zeggen dat de
effecten zich pas op langere termijn zullen
openbaren.
En omdat het gevaar bestaat dat dit soort
verbindingen de drinkwaterbereiding passeren stelt de IAWR * in haar memorandum, dat het streven gericht moet zijn op
een zodanige kwaliteit van het oppervlaktewater waaruit drinkwater bereid wordt dat
de drinkwaterbedrijven kunnen volstaan
met een mechanisch-biologische zuivering.
Tevens stelt het memorandum dat de in
water voorkomende moeilijk afbreekbare
stoffen, waaronder zich toxische verbindingen bevinden, de meeste aandacht verdienen. De groepen verbindingen die in dit
verband in het memorandum genoemd
worden zijn organochloorverbindingen,
aromatische nitroverbindingen, sulfonzuren
en zware metalen.
Om het bovengenoemde streven gestalte te
geven heeft de IAWR grenswaarden geformuleerd die in afb. l zijn weergegeven.
In de tabel worden A en B grenswaarden
* IAWR = Internationaal samenwerkingsverband
van waterleidingbedrijven die als ruwwaterbron de
Rijn, Maas of Donau gebmiken.
Afb. 2 - Oliegehalten Waal, Lek en ZJsselmeer
in 1979.
-
1979
OLlE
(bron:jaarverslag'79 RIWA )
IJsselrneer Andiik
I
(970)
S
Lek Bergarnbacht
200,
Waal Ochten
200
O
N
D
greep gedaan uit de resultaten van dit
onderzoek.
Wat de Rijn betreft worden gehalten, die
in de Waal bij Ochten, de Lek bij Bergambacht en IJsselmeer bij Andijk zijn aangetroffen, weergegeven; voor de Maas zijn
de punten Eysden en Keizersveer gekozen *.
1979
OLlE
Bron jaarverslag '79 RlWA
Maas-Keizersveer .
1 I
1
Olie
In afb. 2 zijn de oliegehalten van de Rijn
in 1979 weergegeven.
De drie figuurtjes geven de gehalten aan
van de Waal bij Ochten, de Lek bij Bergambacht en het IJsselmeer bij Andijk. In
januari en februari zijn in verband met
ijsgang bij Andijk geen monsters genomen.
Het is duidelijk dat de IAWR-norm van
50 pg/l frequent wordt overschreden.
In het IJsselmeer komen relatief hoge gehalten voor. Het Lekwater bevat wat
minder olie dan de Waal.
De oliegehalten van de Maas bij Eysden
zijn vooral in de eerste maanden van het
Afb. 3 - Oliegehalten in de Maas bij Eijsden en Keizersveer 1979.
jaar vrij hoog (afb. 3). In deze perioden
is de afvoer het hoogst en wordt veel slib
meegevoerd waaraan de olie ten dele gegenoemd. De A waarden geven de kwaliteit Bij de B kwaliteit is additionele fysischbonden is. Bij Keizersveer zijn de gehalten
chernische zuivering noodzakelijk om een
aan van het oppemlaktewater, waarbij de
wat lager hoewel de norm van 50 pg/l in
waterleidingbedrijven kunnen volstaan met aanvaardbare drinkwaterkwaliteit te beeen natuurlijke, dat wil zeggen mechanisch- reiken, waarbij de gewenste veiligheidsmarge 1979 niet gehaald werd.
niet meer aanwezig is. In de afbeeldiig zijn
bioligische zuivering en fungeren de aanPolycyclische aromaten
ter vergelijking de richtniveau's (RN) en
wezige fysische en chemische zuiveringsde maximaal toelaatbare concentraties
trappen als koolfiltratie en ozonisatie als
In afb. 4 zijn de gehalten weergegeven van
(MTC) aangegeven zoals die in juli 1980
veiligheidsmarge.
de polycyclische aromaten in Rijnwater in
door de Raad van de Europese Gemeen1978. In de Waal is tweemaal per maand
schappen voor drinkwater zijn afgekondigd. gemeten. In de Lek eenmaal per maand en
Afb. 4 - Gehalten van polycyclische mornaten in
Waal, Lek en IJssel~neer1978.
in het IJsselmeer eenmaal per kwartaal.
Meetwaarden
De vergelijking met de IAWR-norm van
1978
0,2 pg/l mag hier eigenlijlc niet gemaakt
Een aantal door de IAWR genoemde
POLY AROMATEN
verbindingen zijn in het meetprogramma
* Monsterneming frequentie: Ochten 2 x per
van de Rijncornmissie waterleidingbedrijven maand, Andijk 1 x per kwartaal, overige plaatsen
IJsselmeer Andijk
opgenomen. In het onderstaande wordt een 1 x per maand.
1
1
'
Afb. 5
-
-
Gehalten van polycyclische aromaten in de Maas bij Eysden en Keizersveer 1978.
1978
POLYAROMATEN
0
J
F M A M J
J A S O N D
Lek Vreeswijk
Y*l
1'
Maas-Keizersveer 3]
J
1
Waal Ochten
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Bij Eysden komen, evenals bij olie het
geval was, in de eerste maanden van het
jaar de hoogste gehalten voor (afb. 5). Ook
van deze aromaten weten we dat die voor
een belangrijk deel slibgebonden voorkomen, zodat het verklaarbaar is dat in de
periode waarin de rivier veel slib meevoert
ook hoge gehalten worden gevonden.
1978
FENOLEN
-
0
J
F M A M J
Fenolen
J A S O N D
fenolen praktisch verdwenen zijn (afb. 6).
Afb. 7 laat de situatie voor de Maas zien.
De gehalten zijn wat lager dan i n de Waal
en de Lek terwijl ook het aantal van deze
stoffen in de Maas veel lager ligt dan in de
IJsselrneer Andijk
In de Waal komen vele fenolen voor waarvan de chloorfenolen, die berucht zijn vanwege de smaak en die als bestrijdingsmiddel worden toegepast, de belangrijkste
zijn. Het totaalgehalte van de Lek is wat
;
lager terwijl in het IJsselmeer de chloor-
Lek Vreeswijk
0
J
F M A M J
J A S O N D
Lek Vreeswijk
Waal Ochten
Lek Vreeswijk
89/1
I,..
J
F M A M J
3
lo]
Waal Ochten
J A S O N D
J
Afb. 6 - Geltalten van fenolen in Waal, Lek en
IJsseltneer 1978.
10-
F M A M J J A S O N D
(ldl
5.
worden, omdat als meetmethode gaschromatografie is toegepast. De IAWR-norm
is gebaseerd op een andere meetmethode.
Onder de aangetoonde verbiidingen bevonden zich stoffen die als kankerverwekkend bekend staan. Uit onderzoek van het
Rijksinstituut voor Drinkwatervoorziening
waarbij we1 de authentieke methode is toegepast, is bekend dat zowel in de Rijn als
in de Maas de norm regelmatig wordt
overschreden. Uit afb. 4 blijkt dat de gehalten in het IJsselmeer lager zijn dan die
in de Maas en de Lek.
Afb. 7
J
-
0 J
F M A M J J A S O N D
F M A M J J A S O N D
Afb. 9 - Gehalten van toluidines in Waal, Lek en
ZJsselrneer 1978.
Waal Ochten
101
-
AWR A/B
J
F M A M J
Afb. 10 Gehalten van ftalaten in Waal, Lek en
ZJssel~neer1978.
1978
FTALATEN
J A S O N D
Afb. 8 - Gehaltett van aromatisclze amines in Waal,
Lek en IJsselmeer 1978.
IJsselmeer Andijk
101
- Gehalten van fenolen in de Maas bij Eysden en Keizersveer 1978.
1978 .
FENOLEN
Lek Vreeswijk
Maas-Keizersveer
1
'
5-
0
0
J
. F . M . A . M . J . J .A .S
O N D
Waal Ochten
*
Maas-Eysden
-
1-
o
J
I FT
~
~
M
~
I,]1,
AJ
~A ' M
S
~o ,JN
,D,
J
F M A M J
J
A
S
O
N
D
Rijn. Dit laatste blijkt niet uit de afbeelding
maar is een gegeven dat ook bij het onderzoek besch&baar is gekomen.
1978
FTALATEN
Deze verbindingen zijn van industriile
herkornst. Somrnige vertegenwoordigers van
deze groep zijn kankerverwekkend (afb. 8).
De IAWR heeft voor deze categorie een
norm van 5 pg/l, die in de Waal wordt
overschreden. In het IJsselmeer worden
deze stoffen praktisch niet aangetoond hetgeen ook geldt voor de Maas.
Maas-Keizersveer
Toluidines
Afb. 11
- Gehalten van ftalaien in de Maas bij Eysden
en Keizersveer 1978.
-
A f b . 12 Gehalten van niei-vluchtige rnet petroleum ether cxiraheerbare organochloorverbindingen in
Rijn- en Maaswater in 1979.
IJsselmeer (4)
*"'
t
-- - - - - --IAWR-A
-- - -
rnaand
Chemisch nauw verwant met deze stoffen
zijn de toluidines (afb. 9).
Het beeld komt overeen met dat van de
anilines. Ook deze stoffen komen in de
Maas niet voor.
Ftalaten
De vogende categorie verbindingen, de
ftalaten, komt praktisch overal voor. Een
aantal van deze stoffen passeert de waterzuivering vrij gemakkelijk. Diethylftalaat en
dibuthylftalaat, die beide in Maas en Rijnwater voorkomen, hebben mchtbeschadigende werking op embryo's van ratten.
Deze stoffen vertonen overeenkomst qua
chemische structuur met de werkzame stof
die voorkomt in softenon dat in het verleden veel narigheid heeft veroorzaakt.
De gehalten in Waal, Lek en IJsselmeer zijn
niet duidelijk verschillend (afb. 10).
In de Maas zijn de gehalten iets lager
(afb. 11).
Organoehloor verbindingen
maand
maand
maand
Met de naam organochloor verbindingen
wordt een categorie stoffen aangeduid die
men in het algemeen uit milieu-hygienisch
oogpunt en ook bij de waterleidingbedrijven
liever kwijt dan rijk is. Deze groep van
stoffen die chemisch gezien een grote
varieteit vertoont is in zijn totaliteit van
kunstmatige oorsprong en kan beschouwd
worden als een indicator voor chemische
verontreiniging, zoals de colibacterie als
indicator voor faecale verontreiniging
fungeert.
In de eerste plaats zijn er de chloorpesticiden, stoffen als lindaan, dieldrin,
aldrin en DDT. De bepaling in oppervlaktewater van deze stoffen is jaren geleden bij
een aantal waterleidingbedrijveningevoerd.
De laatste tijd zijn zowel in Rijn als Maas
de gehalten van dit soort verbindingen
EOCL (250ml) - EOCL (5ml)
IJsselmeer (A)
EOCL (250ml)
1979
1979
30
maand
pg
Pg11
10
10
0 1 2 3 4 5 maand
6 7 8 9 1 0 1 1 1 2
0 1 2 3 4 5 maand
6 7 8 9 1 0 1 1 1 2
rnaand
maand
I
Afb. 13 - Gehalten van met petroleum ether extraheerbare organochloorverbindingen in Rijn- en Maaswater in 1979.
laag. Laag betekent in dit geval in de buurt
van 0,01 , ~ ~ g / lDesalniettemin
*.
is waakzaamheid toch we1 geboden. Dit werd in
augustus 1979 nog eens aangetoond toen
als gevolg van de lozing in de Main van
endosulfan vissterfte optrad. Het laboratorium van de N V Watertransportmaatschappij Rijn Kememerland heeft verhoogde concentraties van deze stof bij Lobith
waargenomen. Dit bestrijdingsmiddelkomt
voor op de zwarte lijst van stoffen waarvan
volgens de Internationale Rijncommissie
de lozing geheel beeindigd dient te worden.
Verder is het gelukkig zo, dat deze stof
zichzelf a1 heel snel verraadt, omdat bet
a1 in zeer lage concentraties dodelijk is
voor vissen.
Vervolgens komen in het oppervlaktewater
de inmiddels overbekende halomethanen
voor. De concentraties liggen in de orde
van grootte van enkele tienden tot enkele
*
C6n honderdste microgram per liter.
II
1 I
maand
-
I
Afb. 14 Gehalten van vluchtige met petroleum ether extraheerbare
organochloorverbindingenin Rijn- en Maaswater in 1979.
microgrammen per liter waarbij het dan in
hoofdzaak gaat om chloroform en tetrachloormethaan. Ook trichlooretheen en
tetrachlooretheen ook we1 'Per' genaamd,
berucht geworden als verontreinigingen van
grondwater, komen in het oppervlaktewater
voor, ook weer in concentraties van enkele
tienden microgrammen per liter.
Tenslotte zijn er in oppervlaktewater tientallen gechloorde verbindingen die chemisch
gezien in andere categorieen thuishoren,
zoals de chloorbenzenen, chloorfenolen,
chlooranilhes, chloor-isopropylethers etc.
Om nu al die chloorverbindingen,waarvan
er vele zijn die nare eigenschappen hebben,
te kunnen bepalen zijn er twee zogenaamde
sombepalingen in gebruik. De eerste is de
EOCl methode, waarbij EOCl staat voor
extraheerbaar organochloor, dat wil zeggen
dat alle organochloorverbindingen die met
petroleumether uit water te extraheren zijn
en die niet vluchtig zijn met deze methode
worden bepaald. De IAWR heeft een A
norm voor deze categorie van 10 pg/l. Met
deze parameter is een kwaliteitsgegeven
beschikbaar gekomen dat, vergeleken met
de relatief bewerkelijke, tijdrovende en dus
kostbare bepaling van individuele stoffen,
snel te bepalen is. Deze parameter kan als
bewakings- c.q. monitorbepaling goede
diensten verrichten. Immers een verhoogd
organochloorgehalte duidt op een verontreiniging waarvan de identiteit daarna met
gecompliceerdemethoden vastgesteld kan
worden.
Deze parameter is ook in het oppervlaktewater bepaald. Afb. 12 geeft daarvan een
overzicht te zien (frequentie: 1 x per maand),
In deze &eelding is de EOCl(5 ml) vermeld. Deze gegevens zijn in opdracht van
de RIWA over 1979 verzameld. In de Waal
en de Lek wordt incidenteel de norm oversahreden. Het IJsselmeer vertoont lagere
gehalten die ongeveer overeenkomen met
die van de Maas bij Eijsden en Keizersveer.
Deze afbeelding betreft dus de niet-vluch-
tigen. De som van de vluchtigen en nietvluchtigen is ook gemeten, hetgeen mogelijk
is door de bepalingsmethode aan te passen.
De resultaten van deze bepaling, aangeduid
met EOCl250 rnl, worden in afb. 13 gegeven. Alle plaatsen geven hogere gehalten
te zien. Ook het IJsselmeer <geeftin de
koude tijd van het jaar duidelijk hogere
gehalten te zien, evenals de Maas bij
Eijsden en Keizersveer.
Dit verschil komt nog meer tot uiting in
afb. 14 waar het vemchii tussen de twee
methoden is uitgezet. Het is duidelijk te
zien dat wanneer de temperatuur van het
water stijgt de vluohtigen meer verdwijnen.
Bij de niet-vluohtigen was dit effect niet
duidelijk aanwezig.
De ltweede sombepaling in deze sector is
de A001 bepaling. Deze bepalingsmethode
is door de groep van prof. Sontheher van
het Engler-Bmte InsOitut van de universiteit
Karlsruhe ontwikkeld. De letters AOCl
willen zeggen: adso~beerbaaroliganochloor.
Bij deze methoden worden de organo-
chloorverbindingen niet uit het water geisoleerd met een oplosmiddel maar door
middel van asorptie op actieve kool. Deze
methode levert hogere gehalten aan organochloor op dan de methode die werkt met
extractie. De IAWR A grenswaarde voor
deze groep bedraagt 50 pgll.
Uit afb. 15, die ook in opdracht van de
RIWA is samengesteld, blijkt hoe de gehalten van deze parameter in Rijn en
Maas liggen (le helft van 1979 geen
monsterneming).
Toxiciteit
,4lle vooligaande informatie geeft in feite
nog geen houvast als we willen vaststellen
of het water met de daarin voorkomende
concentraties nu chronisch-tosisch is
of niet.
Het analyseren van de honderden tot
duizenden stoffen is een kostbare zaak. Als
dat a1 praktisch mogelijk was zouden we
van alle stoffen de lange termijn effecten
moeten kennen en tevens moeten weten
wat de effeoten zijn van de mengsels zoals
die in water voorkomen. Het is duidelijk
dat dan nog een zeer lange weg te gaan
zou zijn en derhalve is een andere benadering gekozen.
Wat de analytisch-chemische kant betreft
is voor screenings c.q. monitordoeleinden
gebruik te maken van sombepalingen voor
onganische verbindingen.
Wat de chronische toxiciteit van water
betreft heeft de toenmalige cornrnissie
Toxicologic Oppervlaktewater van het
KrIWA, onder voorzitterschap van prof.
Knoppert, zich aangesloten bij de visie
van prof. Van Genderen en medewerkers
die stellen, dat oppervlaktewater waarin
vis aanwezig is die zich daarin normaal
voortplant, als gezond water beschouwd
kan worden.
Forellen
In afb. 16 zijn de resultaten van een
Afb. 16 - Onhvikkeling van lichaan~sge~viclzt
en Iichaanzslengfe van
forelleit in grond- en Rijn~vatergedurende 18 n~aarzden.
Afb. I5 - Gehalteit van op actieve kool adsorbeerbare organocltloorverbindingen in Rijn- en Maanvafer in de tlveede helft van 1979.
IJsselmeer (A)
AOCl
1979
Lichaamslengte (cm)
Lichaamsgewicht (g)
r-
600-
r Lichaamsgewicht
500
400
1
I
- 20
maand
maand
- 10
/*
O
1.
6
jan 76
ju1.76
maanden
1
maand
maand
I
1;
i
jan'77
0
18
A&. 20 laat zien hoe het de larven
somatische lever index
(le~ergewicht(~)
x 100 /lichaarnsgewicht(g))
+ + c o n t r o l e groep
.-.Rijnwater
groep
maanden
Afb. 17
- Ont~vikkelingvan het relatieve gewicht van de lever van forenen gedurende I 8 maanden.
experiment weergegeven waarbij forellen
in Rijnwater zijn uitgezet.
Uit het verloop van de getrokken lijnen
blijkt, dat het lichaamsgewicht van de
forellen in Rijnwater duidelijk achterblijft
bij dat van de forellen in de controlegroep
die gedurende de proefperiode in onverdacht grondwater hebben vertoefd. Gedurende het experiment zijn steeds een aantal
forellen nader bestudeerd. Een van de
factoren die bepaald is, is het relatieve
gewicht van de lever ofwel de somatische
leverindex.
De lever speelt een belangrijke rol bij de
ontgifting van stoffen en naarmate de
lever meer werk te doen heef t zal hij
relatief in gewicht toenemen.
Afb. 17 laat zien dat in de Rijnwatergroep
dit orgaan gedurende de proefperiode
groter was dan in de controlegroep, hetgeen
duidt op een grote belasting met vreemde
stoffen.
Ten aanzien van de pesticiden is in het
bovenstaande opgemerkt dat die in lage
concentraties voorkomen. Dat waterorganismen deze stoffen desalniettemin toch opnemen en opslaan in hun reserveweefsel,
toont afb. 18.
Vervolgens is nagegaan hoe het staat met
de overlevingskansen van de eieren van
Forellen in oppervlaktewater. Hiertoe zijn
forelleneieren uitgezet in Lekwater en
controlewater. In afb. 19 is te zien hoe het
verloop is van de eierensterfte gedurende
de proefperiode.
Duidelijk is dat in het Lekwater meer
eieren afsterven dan in het controlewater.
Na het ei-stadium volgt het larvale stadium.
A f b . 18 - Accunzulatie van gechloreerde kool~vaterstoffen
en polychloor biphenylen in lever- en vetweefsel (mglkg) van forelen na drie en zes maanden respectievelijk zes maanden expositie.
3 maanden
lever
GrondRijnwater
water
HCB
&CH
PHCH
yHCH
DDT
DDE
TDE
PCB
Pentachloorbenzeen
Dieldrin
Endosulfan
402
-
0,Ol
0,Ol
-
6 maanden
lever
RijnGrondwater
water
0,Ol
0,Ol
-
0,04
-
-
6 maanden
vetweefsel
RijnGrondwater
water
0,04
-
vergaat.
Ook is onderzoek uitgevoerd met hondsvissen om na te gaan welke invloed Rijnwater heeft op erfelijk materiaal van deze
vis. Het bleek dat de chromosomen van de
vissen die in Rijnwater hadden vertoefd na
een verblijf van 9 dagen significant meer
afwijkingen vertoonden dan die van de
vissen die in het grondwater vertoefd
hadden.
Er hadden zich dus in het erfelijk materiaal
veranderingen (mutaties) voorgedaan. Een
andere methode om het mutagene effect
van water te bepalen is gebruik te maken
van bacteriiin in de bekende Amestest, die
er kortweg gezegd op neerkomt dat een
bacterie pas gaat groeien, dus een kolonie
vormt, d s hij een mutatie heeft ondergaan.
De atb. 21 geeft een indruk van het aantal
mutaties van een blanco en van Lekwater.
Ook uit resultaten van onderzoek van Van
Kreijl, Kool en mdewerkers (RID) blijkt
de mutagene werking van oppervlaktewater.
Conclusies
1. Rijnwater uit de Lek is chronisch
toxisch voor regenboogforellen.
2. Rijnwater uit de Lek is acuut toxisch
voor eieren en larven van regenboogforellen. Regenboogforellen kunnen zich in
Rijnwater niet normaal voortplanten.
3. Rijnwater uit de Lek veroorzaakt
cytogendsche afwijkingen bij de hondsvis
(Umbra pygmea).
4. Het concentreren van geringe hoeveelheden Rijinwater veroorzaakt een positief
mutageen effect in de Amestest.
Deze conclusies die geformuleerd zijn door
de Comrnissie Toxicologic zijn aanleiding
geweest om het onderzoek in het kader
van het VEWZN * speurwerkprograrnma
voont te zetten met betrekking tot de
werking van de zuiveringsprocessen. Dit
gebeurt in nader overleg met de waterleidingbedrifien. Dit onderzoek wordt
tevens gebruikt om biologische en analytisch chemische methoden verder te
ontwikkelen.
Wat de biologische methoden betreft zal
worden getracht om hogere toetsorganismen
dan bacteriiin in te voeren bij de bepaling
van de waterkwaliteit. Irnmers effecten op
bacterien zijn nog geen effecten op mensen.
De mens beschikt over meer barri&res.
Wat de chernische methoden betreft ligt het
accent op methoden die zich richten
1,7
* Vereniging van Exploitanten van Waterleidiigbedrijven in Nederland.
sterftepercentage
Cumulatief sterftepercentage van luveniele forellen
tijdens de resorptie van de dooierzak
201
%
Rijnwater
0
4
8
12
16
20
onbevruchte eieren
24
28
32
-
dagen
t
1
Afb. 19 - Sterfte van forelleneieren in grond- en Rijnwater.
tuitkomen eieren
II
A f b . 20
dagen
- Sterfte van larven van forellen
1
in grond- en Rijnwater.
en Greef, E. de. The use of XAD resins for the
detection of tnutagenic activity in water.
I Studies with Surface Water, Chemosphere I0
85 - 98 (1981).
0..
Afb. 21
- Mutaties in de Amestest
van een blanco en van een concentraat van Lekwaier.
op toxicologisch relevante fracties van bet
brede scala van de in (0ppervlakte)water
voorkomende chemische verbindingen.
schaft der Wasserwerke i ~ Rheineinzugsgebief.
n
EGiL?,g?jompar
HP (121 1979,
arne
nr. 8, p. 170-173.
~oels,?. L. M. Die Toxizith'f des Rhein~vassersin
den Niederlanden. Internationale ArbeitsgemeinLiteratuur
schaft der Wasserwerke im Rheineinzugsgebiet, 7.
Stumm, W. en Schwarzenbach, R. Die Schadstoffe Arbeitstagung, Bazel, 1979,p. 160-170.
Rijnwmmissie Waterleidingbedrijven. Jaarverslag
in unserer Urnwelt und ihre Auswirkungen auf
1979. Deel A: de Rijn, Amsterdam 1980.
Oekologie, Mensch und Tier. Internationale ArRijncommissie Waterleidingbedrijven. Jaarverslag
beitsgemeinschaft der Wasserwerke im Rheineinmgsgebiet, 7. Arbeitstagung, Bazel, 1979,p. 36-59. 1979. Deel B: de Maas, Amsterdam 1980.
Kool, M. J., Kreijl, C. F. van, Kranen, H. J. van
Menzorandunz der Internationale Arbeitsgenlein-
Inhoud
Toxicologische aspecten van drinkwater; probleemstelling
-
dr. T. Trouwborst
Mutageniteit, carcinogeniteit en normstelling - prof. dr. J. H. Koeman
Verbetering door adsorptie
-
dr. ir. A. Graveland
5
13
15
Onderzoek naar de relatie drinkwater en gezondheid
-
Chemische drinkwaterkwaliteit: normstelling en waarden
dr. ir. B. C. J. Zoeteman
-
20
prof. dr. R. L. Zielhuis 28
Keuring op toxische aspecten van produkten, toegepast in de Nederlandse drinkwatersector (1.) - C. L. M. Poels 35
Keuring op toxische aspecten van produkten, toegepast in de Nederlandse drinkwatersector (2.) - C. L. M. Poels 38
De invloed van verontreinigingen op de kwaliteit van het grondwater - drs. J. van
der Laan 42
Neveneffecten van de drinkwaterzuivering - dr. J. C. Kruithof
Kwaliteitsverbetering door hyperfiltratie
-
51
ir. J. C. Schippers en ing. A. Kostense
Toxicologische aspecten van drinkwatervoorziening; conclusies - drs. A. Boes 65
Schadelijke stoffen in oppervlaktewater
-
drs. W. van de Meent 67
58

Montage persverbindingen 12 t/m 54 mm

HET MAKEN VAN EEN (VIKING)DRINKHOORN

APS 0066_medivere-nl_Stuhldiagnostik_Histamin im Stuhl_mit

FLEXIBELE PARTIËLE PROTHESEN UIT

folder_privateshelter - Provincie West

Afmetingen en bestandsomvang verkleinen in

Falco enkel oploopbaar

Download de naai-instructies

PRIJSLIJST

Falco dubbel oploopbaar