Stockeren van gezuiverd stedelijk afvalwater kan microbiële contaminatie terugdringen
Afgelopen jaren werd duidelijk dat het beregenen van gewassen met regen-, oppervlakte- of grondwater niet altijd vanzelfsprekend is. Bovendien wijzen klimaatvoorspellingen op frequentere droogteperiodes in de toekomst. Hierdoor wordt het steeds belangrijker om het potentieel van alternatieve waterbronnen optimaal te benutten, net zoals dit gebeurt in Zuid-Europese regio's met structurele watertekorten. Gezuiverd afvalwater afkomstig van een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) is door zijn continue en wijdverspreide beschikbaarheid een interessante optie.
Er zijn echter wel nog vragen rond bijvoorbeeld de microbiële kwaliteit van deze waterbron. Daarom legden we in 2022-2023 verschillende proeven aan waarin zowel bloemkool, spinazie als groene selder onder gecontroleerde omstandigheden werden beregend met RWZI-water dat telkens voor een bepaalde periode was gestockeerd in een open buffercontainer. Via analyses volgden we de microbiële kwaliteit van het aangeleverde water nauwgezet op, alsook de evolutie van de microbiële samenstelling gedurende de stockageperiode. Na de irrigatiebeurten met dit water werd ook de aanwezigheid van micro-organismen op het gewas in kaart gebracht.
Concentratie E. coli daalt bij langere stockage onder de norm
Ondanks de verschillende zuiveringsstappen is stedelijk afvalwater afkomstig van een RWZI niet vrij van microbiële contaminanten. Afgelopen twee jaar werden in totaal zeven verschillende batches gezuiverd stedelijk afvalwater van telkens 25-30 m3 opgehaald bij de RWZI van Aquafin in Roeselare. Op het moment van de levering werden gemiddeld 100.000 kolonievormende eenheden (kve) E. coli per 100 ml RWZI-water gedetecteerd, wat ver boven de opgelegde wettelijk limiet ligt van 10 tot 1.000 kve/100 ml (afhankelijk van de teelt en toegepaste irrigatietechniek).
Het stockeren van RWZI-water had een positief effect op het reduceren van de microbiële aanwezigheid. Na zeven dagen bewaring daalden de aantallen E. coli tot gemiddeld 100 à 1.000 kve/100 ml. Dat klinkt veelbelovend, maar toch werden zo de wettelijk opgelegde limieten nog niet altijd behaald. Wanneer we het RWZI-water langdurig bewaarden, tot maximum 32 dagen, daalden de aantallen E. coli wel tot onder de grens van 10 kve/100 ml. Deze bewaarduur leidde voor E. coli dus, op basis van wetgeving, tot een veilige waterbron voor irrigatie.
Evolutie aanwezigheid E.Colli
In de grafiek zie je de evolutie van de aanwezigheid van E.coli in gezuiverd stedelijk afvalwater, afkomstig van een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI), gedurende een stockageperiode van 0 tot maximum 32 dagen in een open buffer.
- Resultaten zijn uitgedrukt in log kolonievormende eenheden (kve) per 100 ml (dat wil zeggen: log 2 = 100 kve/100ml, log 3 = 1.000 kve/100 ml ...).
- Er werden in 2022-2023 zeven verschillende batches irrigatiewater geanalyseerd voor drie teelten (oranje tinten voor bloemkool, groene tinten voor spinazie, blauwe tinten voor groene selder). Op dag 19 en 32 werd slechts 1 batch voor spinazie (lichtgroen) geanalyseerd.
Niet alle gescreende micro-organismen verminderen in aantal
Naast E. coli, als universele hygiëne-indicator, screenden we het RWZI-water ook nog op twaalf andere microbiële parameters, waaronder omgevingsorganismen, maar ook pathogenen. Een aantal van deze micro-organismen, zoals Aeromonas spp., Pseudomonas spp. en Listeria spp. volgden de trend van E. coli en de aantallen daalden naarmate het RWZI-water langer werd gestockeerd. Deze dalingen kunnen mogelijk worden verklaard door een daling van het zuurstofgehalte en de aanwezige voedingsstoffen in het water, gecombineerd met de effecten van uv-instraling en een wijzigende temperatuur en pH.
Maar deze dalende trend was niet voor alle aanwezige micro-organismen van toepassing.
- Salmonella spp., B. cereus en C. perfringens bleven tijdens de stockage wel in constante hoeveelheden aanwezig. Dat kan belangrijke gevolgen hebben op de menselijke gezondheid, want deze micro-organismen zijn gekend als pathogenen.
- Verder zijn B. cereus en C. perfringens sporenvormende bacteriën, waarvan de sporen ook onder stresserende omstandigheden lange tijd kunnen overleven.
Het stockeren van RWZI-water is dus een eerste stap in de goede richting, maar verdere behandeling (onder andere desinfectie) blijft nog een vereiste om een veilige, alternatieve waterbron te creëren.
Oppassen voor biofilmvorming in de leidingen
Naast analyse van waterstalen uit de open buffer, werd ook het water uit de sproeikoppen van de beregeningsinstallatie onder de loep genomen.
Ter hoogte van de sproeiers stelden we bij enkele staalnames hogere concentraties aan Pseudomonas spp. en P. aeruginosa vast ten opzichte van het water uit de open buffer. Dat wijst op mogelijke biofilmvorming in de leidingen, wat de nood aan verdere behandeling, zoals desinfectie, van het RWZI-water opnieuw benadrukt.
Overdracht en overleving op eetbaar gewas sterk gewasafhankelijk
proefopzet
- In 2022 beregenden we bloemkool en spinazie tijdens de teeltperiode met RWZI-water dat nul tot zeven dagen was gestockeerd in een open buffer (telkens 20-30 mm per irrigatiebeurt).
- In de zomer van 2023 werd deze proefopzet nogmaals herhaald met groene selder.
- Als controle beregenden we ook steeds een object met gestockeerd regenwater dat indien nodig werd aangevuld met oppervlaktewater.
- Na elke irrigatiebeurt werden gewasstalen geanalyseerd op vooraf vastgelegde tijdstippen, namelijk na één, twee, vier en zeven dagen.
vaststelling
Algemeen kunnen we voor de drie teelten stellen dat bij een stockageperiode van zeven dagen, gecombineerd met een wachttermijn van zeven dagen tussen de irrigatiebeurt en de oogst, de microbiële overdracht naar het gewas zeer beperkt bleef (tabel 1). Hierbij kan B. cereus opnieuw gezien worden als een ‘boosdoener’. Deze pathogeen bleef aanwezig op de spinazie en op de groene selder, ook al werd het water zeven dagen gestockeerd alvorens te beregenen en werd er zeven dagen gewacht om te oogsten. Daarnaast werd B. cereus ook gedetecteerd bij objecten beregend met regenwater, waardoor je je kan afvragen of de overdracht alleen via het RWZI-water gebeurde en/of eventueel uit de omgeving.
Hoe dan ook, de microbiële overdracht naar gewassen was sterk afhankelijk van het type gewas en het soort micro-organisme. Verder onderzoek en monitoring is dan ook sterk aanbevolen wanneer RWZI-water wordt ingezet als alternatieve waterbron voor irrigatie van vollegrondsgroenten. Om de uiteindelijke risico’s concreet in kaart te brengen, is het bij dergelijk vervolgonderzoek ook belangrijk om de impact van verdere processingsstappen, zoals bijvoorbeeld wassen, koken, blancheren, enz. te evalueren.
Wettelijke normen voor gezuiverd afvalwater als irrigatiewater
Europa wil het hergebruik van gezuiverd afvalwater stimuleren. Daarom vaardigde de EU in 2020 een verordening uit die minimum kwaliteitseisen voor hergebruik van gezuiverd huishoudelijk afvalwater voor landbouwirrigatie vastlegt, rekening houdend met verschillende irrigatiemethodes en types gewassen (EU/2020/741). Deze verordening werd in 2023 vertaald naar Vlaamse wetgeving voor het gebruik van zowel gezuiverd stedelijk als industrieel afvalwater voor irrigatie in de land- en tuinbouw en buiten de landbouwsector (bijvoorbeeld sportvelden, openbaar groen).
Afhankelijk van het type waterbron en de toepassing moet er aan verschillende kwaliteitseisen worden voldaan. Bedrijven die in de toekomst gezuiverd afvalwater willen aanbieden, zullen een watertoelating moeten aanvragen bij de Vlaamse Milieumaatschappij.
- Hoofdonderdeel van deze toelatingsaanvraag omvat de risicoanalyse die het risico van het waterhergebruik inschat op vlak van milieu, alsook de gezondheidsrisico’s. Naast microbiologische aspecten is het immers ook belangrijk om andere waterkwaliteitsparameters, zoals de aanwezigheid van micropolluenten, nauwgezet op te volgen.
- Daarnaast vereist dergelijke aanvraag ook een gedetailleerde omschrijving van het watergebruikssysteem en een monitoringsplan om de waterkwaliteit te kunnen opvolgen.
Meer info
Dit onderzoek werd uitgevoerd in kader van het Vlaio LA-traject 'IRRICOLI'.Flanders' FOOD coördineerde het project en werkte hiervoor samen met Inagro, UGent, Boerenbond en Vlakwa. Het onderzoek werd gefinancierd door het Vlaams Agentschap Innoveren en Ondernemen en diverse co-financiers uit de sector.
