Wageningen Universiteit en Researchcentrum
Bacterie bergt arseen veilig op in mineraal
19 nov 2010
Arsenicum in drinkwater is op een aantal plaatsen in de wereld een
probleem. Overigens niet in Nederland. Het giftige element komt vrij in
mijnen waar ertsen worden gewonnen en in de smelterijen waar dit erts
wordt verwerkt. Via het afvalwater belandt arseen in te hoge
concentraties in het milieu en daarmee in het grondwater. Het drinken
van dat water kan gevaar opleveren voor de volksgezondheid.
De bevolking van Bangladesh heeft ongezond drinkwater omdat er arseen
in het grondwater spoelt uit gesteente waar het van nature in voorkomt.
Omdat je arseen niet kunt hergebruiken, moet je het arseenhoudende
afvalwater veilig zien te verwerken. Sommige bedrijven filteren het
water. Dat gebeurt ook bij drinkwater in Bangladesh. Het afval dat
daarbij ontstaat is echter niet stabiel omdat arseen er weer uit kan
ontsnappen.
Mineraal
Bij de sectie Milieutechnologie van Wageningen University, onderdeel
van Wageningen UR, werkt promovendus Paula Gonzàlez-Contreras aan een
nieuw procedé waarmee arseen wel veilig kan worden opgeborgen. âWe
hebben inmiddels bewezen dat het principe werktâ, vertelt zij.
In het proces worden met behulp van bacteriën minerale kristallen
gemaakt â scorodiet â waarin arseen wordt opgenomen. Hiervoor wordt aan
het met arseen vervuilde water ijzer toegevoegd. Dat ijzer oxideert
vervolgens in een bioreactor, waarna het ijzer met arseen reageert tot
scorodiet. Het scorodiet zit aan het oppervlak van de bacteriën die
ook in de reactor zitten. Zo wordt het eerste kristal gevormd, dat
vervolgens in regelmatige patronen uitdijt tot een klomp.
âWe noemen dit bioscorodiet, omdat we het mineraal langs biologische
weg hebben gemaakt. Maar het heeft exact dezelfde samenstelling en
eigenschappen als het natuurlijke, zeer stabiele scorodietâ, vertelt
Gonzàlez-Contreras.
Voordelen
Het innovatieve proces heeft veel voordelen. Het is goedkoper,
makkelijker, heeft veel minder toevoegingen nodig dan conventionele
technieken en levert een veiliger product. Om te beginnen heb je bij
deze kristallisatie tachtig procent minder ijzer nodig dan bij de
chemische weg waarmee je arseen ook kunt verwijderen, en geen andere
kristallen om het proces in gang te zetten. Het nieuwe procedé kan ook
bij veel lagere temperaturen dan de conventionele methode: niet bij 150
maar bij 80 graden Celsius. âHet lukt nu zelfs op zeventig gradenâ,
vertelt Gonzàlez-Contreras. âDe reactie werkt al bij een gram arseen
per liter water, de vervuiling die vaak bij bedrijven wordt gevonden.
Verder gebruiken we bacteriën die bekend en bereikbaar zijn voor
iedereen. Ze komen van nature voor in de buurt van mijnen en het hete
zwavelbronnen.â Tot slot is de veiligheid van het bioscorodiet goed,
wijzen testen uit.
Controle
Nu het principe is bewezen werkt de promovenda aan een nog betere
controle van het proces in de bioreactor. âDe bacterie groeit in zure
omstandigheden op de geoxideerde ijzer- en arseenverbindingen. We
willen de biologische omstandigheden zo verbeteren dat een maximale
productie mogelijk is, waarbij oxidatie en kristallisatie gelijktijdig
plaatsvinden. We willen graag toe naar een reactor waarin de condities
zodanig zijn dat je met een constante stroom water kunt werken en er op
de bodem een vaste stof achterblijft.â Uiteindelijk moet haar onderzoek
een proefopstelling â waarschijnlijk in 2011 - opleveren die getest kan
worden bij de metallurgische industrie in bijvoorbeeld Nederland,
Duitsland of Brazilië. De filters waarmee in Bangladesh arseen uit
water wordt gezuiverd zouden ook in de reactor kunnen. Economisch heeft
het afval dat overblijft verder geen waarde, maar omdat het zeer
stabiel is kan het veilig worden opgeslagen. Het natuurlijke mineraal
is overigens wel geliefd bij verzamelaars omdat het zeldzaam is.
Gonzàlez-Contreras hoopt en verwacht dat de nieuwe technologie al
binnen enkele jaren op grotere schaal en commercieel kan worden
toegepast.
Paula Gonzàlez-Contreras is Chileens onderzoekster die op een
persoonlijke beurs werkt aan Wageningen University doet haar
promotieonderzoek in samenwerking met het bedrijf Paques BV in Balk,
dat biotechnologische water- en gaszuiveringsinstallaties ontwikkelt,
en de Brabantse zinkproducent Nyrstar in Budel. Het onderzoek wordt
medegefinancierd door SenterNovem, onderdeel van Agentschap NL van het
ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie.
Gonzàlez-Contreras hoopt april 2012 op dit onderzoek te promoveren.
door Yvonne den Hilster