Metalen en hormoonverstorende stoffen zoals oestrogenen vormen in Europa een reëel risico voor de duurzaamheid van landbouw en waterbeheer. Dat blijkt uit het doctoraatsonderzoek van de Chinese milieuwetenschapper Yuwei Jia aan de Vrije Universiteit Brussel (VUB). Haar onderzoek verschaft nieuwe inzichten in de verspreiding, beschikbaarheid en risico’s van die verontreinigende stoffen en legt tegelijk bloot waar de huidige regelgeving tekortschiet.
De studie concentreerde zich enerzijds op metalen in bemeste landbouwbodems, anderzijds op oestrogenen in aquatische systemen, zoals het Schelde-estuarium. In beide domeinen werd niet alleen gekeken naar de aanwezigheid van de polluenten, maar vooral naar hun gedrag en interactie met omgevingsfactoren zoals de zuurtegraad, het redoxpotentiaal en de opgeloste organische koolstof.
Van mest tot metaalmobiliteit
Een belangrijk deel van Jia’s onderzoek richtte zich op het effect van meststoffen op de mobiliteit en biologische beschikbaarheid van metalen. Daarbij werd onder meer de S920-Diffusive Gradients in Thin Films (DGT)-techniek toegepast – een nieuwe methode die toelaat om de fractie van metalen te meten die effectief beschikbaar is voor opname door planten. Dat is cruciaal in het kader van voedselveiligheid en langetermijnbeleid rond duurzame landbouw. “Meststoffen zijn een bron van zware metalen in landbouwbodems”, zegt haar promotor prof. Yue Gao van de VUB-onderzoeksgroep Analytical, Environmental and Geo-Chemistry (AMGC). “De toepassing van de passieve sampler DGT is belangrijk voor het meten van biologisch beschikbare fracties van metalen in de bodem omdat dat rechtstreeks gelinkt is aan de opname van metalen door planten.” Met behulp van innovatieve analysetechnieken kon Jia de impact van verschillende meststoffen op de metaaldistributie in landbouwbodems in kaart brengen. Ze vergeleek drie verschillende types meststoffen, zijnde fosfaatmeststof, waterzuiveringsslib en dierlijke mest. Ze concludeerde dat dierlijke mest de beste keuze is met betrekking tot metaalcontaminatie.
Oestrogenen in de Schelde: een dalende trend
Parallel onderzocht Jia de aanwezigheid van oestrogenen in het Schelde-estuarium. Die hormoonverstorende stoffen – dikwijls afkomstig uit huishoudelijk afvalwater – kunnen het endocriene systeem van aquatische organismen en uiteindelijk ook de mens beïnvloeden. Op basis van bioassays (ER-CALUX) kon ze aantonen dat de oestrogene activiteit in de waterkolom afneemt in stroomafwaartse richting, en dat de concentraties in sedimentmonsters een algemene daling vertonen over een periode van vier decennia.
“De resultaten illustreren het effect van investeringen in afvalwaterzuivering en de impact van Europese regelgeving zoals de Kaderrichtlijn Water,” zegt prof. em. Willy Baeyens. Tegelijk blijft monitoring noodzakelijk, zeker met het oog op de opkomst van nieuwe chemische stoffen en veranderingen in industrieel en stedelijk lozingsgedrag.
Internationale dimensie
Yuwei Jia behaalde eerder haar bachelor- en masterdiploma milieuwetenschappen in China en werd voor haar doctoraatsonderzoek in Brussel gefinancierd via de China Scholarship Council. Tijdens haar traject publiceerde ze drie artikels in internationale peer-reviewed tijdschriften en presenteerde ze haar bevindingen op diverse internationale congressen. Haar onderzoek onderstreept het belang van geïntegreerd milieubeleid op het snijvlak van bodemkwaliteit, waterbeheer en voedselveiligheid – domeinen die in de komende jaren nog prominenter op de beleidsagenda zullen komen.
Meer info:
Doctoraat: Investigation on soil and water contaminants by Diffusive Gradients in Thin Films (DGT) and Chemical Activated LUciferase gene eXpression (CALUX)