Wie over het veld met wilgen en populieren loopt, ziet niets vreemd. Maar in de Belgische Kempen zijn die bomen door de zinkindustrie vervuilde grond aan het saneren op een proefveld van de UHasselt. Én biomassa aan het produceren. ‘Om het land te saneren heb je minstens twintig jaar nodig, en die tijd krijg je niet als je er geen winst uit kunt halen.’

Terwijl we door de Belgische Kempen rijden, tuurt milieubioloog Jan Colpaert regelmatig in de bermen. Een klein roze bloempje heeft zijn aandacht. “Zinkengelsgras is een goede graadmeter van de vervuiling in deze streek”, zegt de hoogleraar terwijl hij naar een grote groep bloemen langs de kant van de weg wijst. Onderweg van Hasselt naar het proefveld in Lommel komen we ze nog regelmatig tegen. De vervuiling van de zinkfabrieken is wijdverspreid, en juist dát maakt het saneren in de Kempen zo moeilijk. “Voor conventionele technieken, waarbij de grond tot een bepaalde diepte wordt afgegraven en naar een stortplaats wordt afgevoerd, is het gebied te groot.”

Die grote verspreiding komt doordat het zink tot de jaren zeventig thermisch uit het erts werd gehaald. Omdat in zinkertsen vaak ook cadmium en lood aanwezig zijn, ging heel wat metaal met de hete gassen mee de atmosfeer in. Colpaert: “Ook zijn de verbrandingsslakken toegepast als wegverharding. En er zijn zelfs scholen waar ze het als pleinverharding hebben gebruikt. Daar kwamen aanzienlijk meer kankergevallen voor.”

Grootschalige sanering in het grote gebied is nodig, laten een aantal recente onderzoeken zien. In 2006 bleek dat rond de Umicore-fabrieken in de Belgische plaatsen Balen en Overpelt longkanker vier keer vaker voorkwam dan gemiddeld. En een recent onderzoek van het Vlaams Agentschap Zorg en Gezondheid toonde aan dat de cadmiumconcentraties bij een derde van de omwonenden boven de kritische waarden kwamen.

Een afgerasterd weiland vol met wilgen en populieren vormt volgens Colpaert en zijn collega’s de oplossing voor sanering. Als hij het hek opendoet – geplaatst om konijnen en nieuwsgierige buurtbewoners buiten te houden – licht hij dat toe. “Het is al langer bekend dat sommige planten zware metalen als zink en cadmium kunnen accumuleren in hun scheuten. Sommige hyperaccumulatoren als de zinkboerenkers kunnen zelfs meer dan 1 procent zink bevatten.”

Commerciële kweek

De wilgen op Colpaerts proefveld worden voor hun biomassa elke drie jaar tot de grond toe afgesneden. “Wij werken hier niet met hyperaccumulatoren. We kiezen voor planten die wat minder zink opnemen, maar daarnaast ook valoriseerbare biomassa produceren. Om het land te saneren heb je al gauw twintig tot der tig jaar nodig, en die tijd krijg je niet als je er geen winst uit kunt halen.”

Als we over het proefveld lopen, is nergens aan af te zien dat de wilgen en populieren hier ook de bodem zuiveren. Colpaert: “De bomen komen uit de commerciële en niet-commerciële kweek. Ze zijn niet genetisch gewijzigd. Ze nemen circa 0,1 procent aan metalen op en dat zie je er niet aan af.” De bioloog wijst naar de bladeren. “De meeste metalen komen daarin terecht en de bladeren overschrijden daardoor de normen voor cadmium.”

Het hout is prima te gebruiken voor de spaanderindustrie, maar daar kiezen de onderzoekers niet voor. Colpaert: “We willen een hoogwaardiger gebruik: de productie van onder andere bio-olie. Dan moeten we wel de bladeren apart opvangen.”

Vliegenmepper

Voordat de Ford Mondeo van de universiteit op de bio-olie kan rijden, moet er nog heel wat gebeuren. Promovendus in de chemie Mark Stals heeft een speciale opstelling laten maken om de fijn versnipperde boompjes te pyrolyseren. In dat proces wordt de biomassa onder zeer zuurstofarme omstandigheden verhit. Hierbij komen gassen en oliën vrij waarin vrijwel geen metaalresten meer zitten.

De truc is om houtsnippers snel – samen met zand – te verhitten tot een temperatuur van 450 °C, waarbij de gassen en oliën vervluchtigen, maar de metaalverbindingen niet. Die blijven voor het grootste deel achter in de koolresten tussen het reactorzand. De as met metaalverbindingen is vervolgens met een simpele elektronische vliegenmepper uit de warenwinkel uit het zand te vissen. Het zand valt namelijk door de vliegenmepper heen, en de as met metaalverbindingen blijft aan de mepper hangen. Stals: “Dit principe om het zand/as-mengsel te scheiden is ook wel verkrijgbaar op industriële schaal, maar onze oplossing met een vliegenmepper kost maar 3 euro.”

De geur van gerookte vleeswaren stijgt op als Stals een flesje bio-olie opent. “De chemische samenstelling van pyrolyse-olie valt totaal niet te vergelijken met bijvoorbeeld benzine. De olie bevat een enorme verscheidenheid aan veelal zuurstofhoudende verbindingen, in tegenstelling tot fossiele brandstof. Dat laat ook andere valorisatiemogelijkheden toe. De pyrolysereuk wordt bijvoorbeeld ook echt gebruikt voor gerookte vleeswaren.”

In de bio-olie blijft een uiterst beperkte hoeveelheid metalen achter. “Die hoeveelheid metalen is zo klein dat zij de producteigenschappen van de bio-olie niet beïnvloedt”, zegt Stals. “Het gebruik als brandstof ligt echter moeilijk. Die pyrolyseolie heeft namelijk een pH van 3 à 4, kan kaliumionen bevatten, wat de kleppen aantast, en bevat water, wat de verbrandingsenergie verlaagt.”

Opstelling en elektronische vliegenmepper staan in schril contrast met de supergevoelige methoden die de promovendus gebruikt om de kwaliteit van zijn monsters te analyseren. “De metaalconcentraties worden met ICP-AES bepaald, dat kan tot kleiner dan 1 ppm nauwkeurig. Aan de ene kant zijn we dus met heel grove apparatuur bezig en aan de andere kant met extreem gevoelige.” Dat is niet altijd makkelijk, er moet met beide nauwkeurig worden gewerkt. Stals: “Als er tijdens de monstervoorbereiding een stofdeeltje of een klein schilfertje metaal van de reactor in het monster terechtkomt, geeft dat immers al hogere waarden dan we van de geaccumuleerde metalen in de biomassa verwachten.”

Van nierproblemen tot longkanker

De omwonenden waren in rep en roer toen in 2006 een rapport van prof. Jan Staessen (K.U.Leuven) verscheen. Daarin stond dat de cadmiumgehaltes in de Noorderkempen nog altijd veel te hoog zijn, wat tot nierproblemen en botontkalking kan leiden. ‘Wie twee keer meer werd blootgesteld aan cadmium dan normaal, heeft 20 procent meer kans op een voortijdig overlijden’, aldus Staessen. Ook zouden de omwonenden een viermaal hogere kans op longkanker hebben, veroorzaakt door cadmiumstof.

In reactie hierop stelde de lokale overheid een tweede onderzoek in, het blootstellingsonderzoek Noorderkempen (BOBONK). Dat bevestigde deze zomer dat de waarden daadwerkelijk veel hoger liggen dan gemiddeld. Deze waarden liggen bij 30 procent van de omwonenden boven de Europese grens waarbij er geen schadelijke effecten zouden optreden. Opvallend genoeg is de verhoogde concentratie vooral iets verder van de fabriek hoger. Mogelijk heeft dat te maken met de saneringen en preventiemaatregelen – zo mogen de nabije omwonenden geen groenten en fruit uit eigen tuin eten – die goed lijken te werken. Te hoge concentraties vonden de onderzoekers dan ook vooral bij ouderen die veel groenten uit eigen tuin aten.

Maar hoewel de fabrieken in de jaren vijftig 350 kg cadmium per dag in de lucht pompten, vallen volgens het BONK-rapport de risico’s tegenwoordig wel mee: ‘Als er 1 miljoen mensen hun hele leven in de directe omgeving met de huidige luchtconcentraties zouden wonen, zouden er drie extra gevallen van longkanker voorkomen als gevolg van de aanwezigheid van cadmium.’

Bron: C2W20, 25 oktober 2008