Samen zoeken naar de ‘heilige graal’ voor veilig zwemwater

Een snelle detectiemethode om fecale verontreiniging in zwemwater te kunnen signaleren: het is de ‘heilige graal’ waar veel waterbeheerders naar zoeken. TKI Watertechnologie is de ultieme omgeving om zulke methoden in uiteenlopende omstandigheden te testen, zo blijkt uit onlangs afgerond onderzoek. “Natuurlijk wil je dat elke methode die je probeert succesvol is”, zegt zwemwaterkwaliteitsexpert en zelfstandig adviseur Imke Leenen. “Maar zelfs als het in een bepaalde situatie niet blijkt te werken, is dat niet erg. Ook zo’n resultaat is nuttig om verder te komen en te leren.”

Een warme, zomerse dag. Als gevolg van klimaatverandering komt dit steeds vaker voor. Mensen zoeken – soms massaal – verkoeling in het water. Ook buiten formeel aangewezen zwemlocaties, zoals in stadsgrachten. Maar hoe veilig is dat? Het is een vraag waar steden, gemeenten, waterschappen en Rijkswaterstaat voor staan. Zij spannen zich in om stadswater en aangewezen zwemlocaties toegankelijk en geschikt te laten zijn voor recreanten en sport- en benefietevenementen, zoals City Swims. Piekverontreinigingen via riooloverstorten en lozingen kunnen de waterpret verstoren.

Waterkwaliteit voorspellen

Om deze verontreinigingen op te sporen wordt gebruik gemaakt van grenswaarden van het aantal E. coli bacteriën, gebaseerd op een kweekmethode die pas na 24 tot 48 uur resultaat geeft. “Dat is natuurlijk niet wat je wilt”, zegt Leenen, eigenaar van H₂Oké, expert op het gebied van water gerelateerde gezondheidsrisico’s. “In het belang van de volksgezondheid willen waterbeheerders sneller kunnen acteren. Zij hebben behoefte aan een early warning system waarmee je de waterkwaliteit snel kunt meten; een soort ‘heilige graal’. Met zoiets in handen kun je de waterkwaliteit voor inwoners gaan voorspellen. Iets wat nu nog niet nauwkeurig mogelijk is.”

City Swim

Met het TKI-project ‘Snelle detectie van fecale verontreiniging in zwemwater’ is geprobeerd om dichterbij dit einddoel te komen. In het project, dat onlangs is afgerond, is met een aantal pilots onderzocht of en hoe snelle detectiemethoden voor E. coli in zwemwater van toegevoegde waarde kunnen zijn voor waterbeheerders. Dit is gebeurd door het combineren van testen op verschillende veldlocaties en validatiestudies in het laboratorium. Een van de pilotlocaties betrof Breda, waar de singels te maken kunnen hebben met piekverontreinigingen die sneller gesignaleerd moeten worden. Jeroen Langeveld van Partners4UrbanWater, onderzoek- en adviesbureau dat opdrachten uitvoert voor gemeenten en kennisinstituten, licht toe. “Stel, er wordt op zondag een City Swim georganiseerd. En op vrijdagavond zijn er flinke stortbuien. In zo’n geval is het essentieel dat je de actuele waterkwaliteit kent, zodat je adequaat kunt handelen.”

BACTcontrol en qPCR

Uit de ervaringen van Langeveld komt naar voren dat er nog geen ‘beste’ methode bestaat om de actuele waterkwaliteit te testen. Je moet vooral weten wanneer je welke methode moet gebruiken. “In het geval van Breda hebben we de BACTcontrol en de mobiele qPCR toegepast. De BACTcontrol kun je inzetten voor automatische en continue metingen. Dit blijkt uitstekend te werken voor het detecteren van een verse lozing. Met BACTcontrol meet je de enzymatische activiteit van E. coli. Volgens de literatuur zou deze methode het altijd goed doen. Maar dankzij het onderzoek in dit project weten we nu dat de methode met name geschikt is voor verse verontreinigingen. Dat is best een serieuze uitkomst. Het betekent dat je na een piekverontreiniging moet overstappen op een mobiele qPCR om te kunnen zeggen of het weer veilig is. Er moet dan iemand ter plekke een watermonster nemen om te observeren of en hoeveel E. coli-DNA er nog in zit. De uitkomst hiervan heb je twee of drie uur later binnen. Ook snel, maar vanwege de benodigde inspanningen wel duurder dan de geautomatiseerde BACTcontrol.”

“Voor ons helpt een groot landelijk TKI-project als dit om een impuls aan onze leercurve te geven.”

Impuls aan de leercurve

Voor Bas Hoefeijzers van gemeente Breda is het TKI-project een waardevolle aanvulling op de stappen die de stad al met het monitoren van de recreatiewaterkwaliteit maakt, samen met het Waterschap Brabantse Delta. “We signaleren de trend dat inwoners niet alleen meer gaan zwemmen in officiële zwemlocaties waar we gewend zijn onze waterkwaliteitsmetingen te doen. Met die officiële locaties bedoel ik plassen en andere plekken met een overzichtelijke waterhuishouding, zonder piekverontreinigingen. Voor de singels in de stad geldt een heel andere situatie. Hier kan de waterkwaliteit vrij snel veranderen, bijvoorbeeld bij overstorten van het riool na zware regenbuien. We moeten nieuwe kennis ontwikkelen om hier ook goede voorspellingen te kunnen doen. Voor ons helpt een groot landelijk TKI-project als dit om een impuls aan onze leercurve te geven. Zonder deze kans kunnen we onze doelstellingen nog steeds halen, maar het duurt allemaal wel veel langer.”

App voor inwoners

Nu bekend is dat voor Breda de BACTcontrol goed werkt als alarmsysteem voor een verse lozing, is het de wens om een app of website te ontwikkelen. Hierin kunnen inwoners informatie vinden over de waterkwaliteit op niet-reguliere zwemplekken, zoals de singels. Staat het sein op oranje, dan is er een altijd-bestaand risico, maar lijkt dit gezien de metingen mee te vallen. Bij rood wordt zwemmen afgeraden. Een groen sein krijg je nooit, omdat dit alleen is voorbehouden aan officiële zwemlocaties. “Voor mij is het belangrijkste resultaat dat de BACTcontrol daadwerkelijk effectief is”, zegt Langeveld. “Grootste uitdaging is nu om het alarmeringssysteem operationeel te houden. Wanneer het tijdens de onderzoeksfase even hapert, is dat geen probleem. Maar nu we hebben geconcludeerd dat we deze fase zijn gepasseerd, mogen storingen niet optreden.”

Spiegelwaal

Een andere plek waar gedurende het project een pilot is uitgevoerd, betreft de Spiegelwaal. Dit is een nevengeul van de Waal bij Nijmegen, aangelegd voor hoogwaterbescherming en ook voor waterrecreatie. Leenen, adviseur van Rijkswaterstaat over de waterkwaliteit van de Spiegelwaal, vertelt. “Er liggen veel (rioolwater)zuiveringen langs de Waal. Vanuit Duitsland kunnen deze en incidentele lozingen ons land bereiken. Daarom wordt momenteel gedurende het zwemseizoen de Spiegelwaal afgesloten, zodat verontreinigingen niet binnen kunnen komen.

Dat is niet ideaal, want stromend water is altijd beter, bijvoorbeeld voor de ecologie en de vissen. We zijn zoekend naar een systeem om te kunnen zien wanneer een vieze piek eraan komt. Dan hoeft de Spiegelwaal maar tijdelijk af te worden gesloten, totdat het gevaar geweken is.”

Ja en nee

Zijn er nu snelle detectiemethoden gevonden die hierin uitkomst bieden? Het antwoord hierop is ja en nee, zegt Leenen. “De situatie van de Spiegelwaal is ingewikkelder dan in Breda. In de stadssingels heb je te maken met verse, lokale verontreinigingen. De BACTcontrol werkt in die gevallen prima. Maar in de Spiegelwaal zagen we dat we met deze methode sommige pieken wel vinden, andere niet. In dat laatste geval gaat het waarschijnlijk om oudere verontreinigingen, of verontreinigingen die van verder weg komen.” Toch haast de expert te zeggen dat het project veel heeft opgeleverd, vooral veel kennis. “De verontreinigingspieken zijn hoog, maar duren korter dan ik had verwacht. Voor waterbeheerders is dit een belangrijk inzicht. Het betekent dat je kortstondig kunt ingrijpen om de verontreiniging voorbij te laten gaan. De afsluiting kan worden opgeheven en het water mag weer stromen, dat is gunstig voor alles en iedereen. Dankzij dit project hebben we het watersysteem beter leren begrijpen.”

Vertalen naar normering

De vraag in hoeverre de projectresultaten kunnen worden gebruikt om de huidige normering op basis van traditionele kweektechnieken bij te stellen, is ingewikkeld. “Met de BACTcontrol ligt de detectiegrens van E. coli in het lab anders dan in het veld”, vertelt Langeveld. “Daarom is meer onderzoek nodig om ook op andere plekken hiernaar te kijken. Maar de qPCR analyses zijn wel goed reproduceerbaar. Wellicht zou je hier een getal uit kunnen afleiden om te hanteren als nieuwe norm.” Ook Leenen is voorzichtig om te denken aan het bijstellen van bestaande grenswaarden. “Je moet het watersysteem door en door kennen om een betrouwbare norm op te stellen. In het geval van de Spiegelwaal is dat bijzonder complex. En je moet ook nog eens allerlei systemen naast elkaar zetten om de range in de vingers te krijgen. Dit vraagt om nog meer onderzoek en validatie.”

Hoopvol

Wat volgens Leenen vooral een meerwaarde van het project is geweest, is dat eindgebruikers de snelle methoden beter hebben leren kennen. En dat de deelnemende laboratoria ervaring met de methoden hebben opgedaan. “Het is goed dat een steeds bredere groep mensen hiermee aan de slag gaat. Bij RWS is het inzicht ontstaan dat er best al veel mogelijkheden bestaan voor het snel opsporen van verontreinigingen. Dat stemt hoopvol en nodigt uit om vervolgstappen te nemen.”

Het project ‘Snelle detectie van fecale verontreiniging in zwemwater’ is gecoördineerd door KWR Water Research Institute en is uitgevoerd met de volgende partners: Aqualab Zuid, Aqualysis, AQUON, Deltares, Gemeente Breda, Hoogheemraadschap van Delfland, Hoogheemraadschap de Stichtse Rijnlanden, Hoogheemraadschap van Rijnland, MicroLAN, Orvion, Partners4UrbanWater, Rijkswaterstaat Oost-Nederland, Sopachem, STOWA, Waternet, Waterproef, Waterschap Brabantse Delta en Waterschap de Dommel.