Inactieve stoffen in landbouwafvoer als verborgen bedreiging voor drinkwaterkwaliteit

Inactieve ingrediënten in landbouw-, farmaceutische en andere veelvoorkomende producten zijn doorgaans uitgesloten van overweging als potentiële verontreinigingen in drinkwater. Echter, hoewel deze chemicaliën inert zijn in bepaalde producten, kunnen ze nog steeds gevaren opleveren wanneer ze worden gecombineerd met andere materialen tijdens het proces van drinkwaterbehandeling.

Een nieuwe studie van onderzoekers aan de McKelvey School of Engineering van de Washington University in St. Louis onthult de omvang van deze impact. Jean Brownell, een afgestudeerde student die samenwerkt met Kimberly Parker, universitair hoofddocent energie-, milieu- en chemische techniek, leidde het onderzoek. Brownell onderzocht het gebruik van amines in herbiciden en hun potentiële rol als voorlopers van nitrosamines, schadelijke bijproducten die ontstaan tijdens de desinfectie van water.

Brownell ontdekte dat inactieve amines, die worden gebruikt als stabilisatoren in herbiciden om de oplosbaarheid te verhogen en de drift te verminderen, mogelijk belangrijker zijn dan actieve ingrediënten in herbiciden als het gaat om de vorming van desinfectie bijproducten (DBP’s) die verband houden met verschillende gezondheidsrisico’s, hoewel de impact varieert per regio en tijd. De resultaten werden gepubliceerd in de uitgave van Water Research van 15 april.

“Iedereen heeft gezonde voeding en schoon drinkwater nodig, dus er is een duidelijke motivatie voor ons om te kijken naar de impact van herbiciden die in de landbouw worden gebruikt op de waterbehandeling stroomafwaarts,” zei Brownell. “We hebben herbiciden nodig om effectieve moderne landbouw te ondersteunen, maar we moeten ook onze aannames over deze producten herzien om ervoor te zorgen dat we geen bijwerkingen hebben gemist die risico’s voor de gezondheid en veiligheid van mensen kunnen opleveren. Daarom analyseren we trends in het gebruik van herbiciden die in de afgelopen 20 jaar zijn veranderd, maar die niet opnieuw zijn geëvalueerd in termen van hoe die veranderingen ook de chemische voorlopers van DBP’s beïnvloeden.”

Brownell vergeleek het jaarlijkse gebruik van amines in herbiciden met andere bekende nitrosamine-voorlopers, zoals de veelgebruikte farmaceutische middelen ranitidine en metformine. Ze ontdekte dat het gebruik van amines in herbicidenformuleringen in de afgelopen decennia is toegenomen, met name in bepaalde regio’s, waaronder het Midwesten.

Door de hoeveelheid amines die worden gebruikt, vond Brownell dat deze inactieve stoffen potentieel veel belangrijker zijn als nitrosamine-voorlopers dan onderzoekers eerder dachten. Amines uit herbiciden kunnen de omgeving binnendringen met snelheden die vergelijkbaar zijn met voorlopers uit farmaceutische producten. Dit kan aanzienlijke gevolgen hebben voor de waterbehandelingsprocessen, aangezien nitrosamines bekend staan om het opleveren van ernstige gezondheidsrisico’s, zelfs bij lage concentraties.

“We willen altijd weten wat de voorlopers zijn en waar ze vandaan komen,” zei Parker. “De gangbare opvatting was dat de belangrijkste bron van nitrosamine-voorlopers consumentproducten waren – zoals farmaceutica, textielverven, enzovoort – die via gemeentelijk afvalwater de omgeving binnendringen, en dat landbouwafvloeiing geen grote bron was. Maar wanneer de agrochemische praktijken veranderen, kunnen we de oude resultaten niet blijven toepassen. We moeten onze studies ontwikkelen en onze aannames in twijfel trekken om ervoor te zorgen dat wat we aannemen ofwel echt generaliseerbaar is of, alternatieven, moet worden toegepast op lokale gebieden.”

Brownells analyse bevestigt dat de verschuivende trends in herbicideformulering en -gebruik een nadere blik op nitrosamine-voorlopers vereisen. Deze studies moeten op specifieke locaties en tijden van het jaar worden uitgevoerd om rekening te houden met variaties in ruimte en tijd, waarvan Brownell ontdekte dat deze aanzienlijk en invloedrijk kunnen zijn. Brownell en Parker benadrukten ook het belang van het verzamelen en delen van hoogwaardige gegevens van boeren en instanties in verschillende regio’s om consistente best practices voor water- en voedselveiligheid te ondersteunen.

“Dit artikel roept vragen op die meer onderzoek vereisen om antwoorden te vinden,” merkte Parker op. “We moeten onze aannames heroverwegen die ons deden denken dat landbouw onbelangrijk is voor nitrosamine-voorlopers, maar dit moet worden gevolgd door veldonderzoek om deze bevindingen te testen en te verifiëren.”