Roestend goud

Menig bouwproject in de kustprovincies loopt vertraging op na de vondst van arseen in de bodem. Milieunormen houden er geen rekening mee dat deze `verontreiniging' al duizenden jaren van nature in de grond zit.

`Een akelig gezicht, die rode vlekken op het zand.' Jan Gunnink wijst naar een foto van een recreatiestrand dat is opgespoten met zand uit de Noordzee. Roestkleurige, slijmerige modder ligt in plassen tussen pionierende planten, in de verte wuift een rietkraag. ``Brokjes veen in het zeezand bevatten het mineraal pyriet, een natuurlijke bron van ijzer. In contact met lucht roest pyriet, waarna ijzer in het water oplost en een rode kleur veroorzaakt'', vertelt Gunnink, als fysisch geograaf werkzaam bij Nederlands Instituut voor Toegepaste Geowetenschappen TNO.

Maar uiteindelijk is het niet de kleur die mensen aan het schrikken maakt: ``Rattengif'', zegt Gunnink, ''denken mensen ten onrechte als ze horen dat er arseen vrijkomt door de reactie van deze goudkleurige ijzer-zwavelverbinding met zuurstof.'' Het valt hem niet mee die schrik weg te nemen. De milieunormen zijn er namelijk niet op berekend dat arseen zeker al sinds de laatst ijstijd in de bodem zit. Van nature.

Het opgespoten recreatiestrand staat niet op zichzelf. Te veel natuurlijk arseen zat er ook in het opgepompte grondwater bij de aanleg van de Schipholtunnel, in de baggerspecie die in de Horstermeerpolder op het land is gebracht en in de als `schone grond' verkochte kavels in een nieuwbouwwijk in Zuid-Holland. ``Steeds gaat het om hoge concentraties, tot boven de interventiewaarde'', vertelt Carl Denneman van Provincie Noord-Holland. Boven die norm (55 mg/kg droge stof) spreekt het ministerie van VROM over `ernstige bodemverontreiniging' die volgens de Wet Bodembescherming moet worden gesaneerd. Dat betekent dat de grond moet worden afgegraven, in situ gereinigd of moet worden toegedekt met een leeflaag, een schone laag grond. ``Vaak ontstaat daardoor paniek, zeker als de Waren en Veterinaire Inspectie afraadt om andijvie uit eigen moestuin te eten.''

In opdracht van de provincie onderzocht de Vrije Universiteit Amsterdam in 2000 de risico's van arseen en concludeerde dat kool, sla, waspeen, komkommer en graan weliswaar arseen uit de bodem opnemen, maar dat dit, andijvie uitgezonderd, geen gevaar voor de volksgezondheid oplevert. Daarvoor zijn de concentraties in de gewassen te laag, bevestigt het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu in Bilthoven. ``Het is een bizar schijnprobleem'', bromt Denneman. ``Intussen blijft de norm voor arseen wél laag. Dat vertraagt bouwprojecten en infrastructurele werken en veroorzaakt onnodige kosten.'' Een recent voorbeeld is de Gooiboog, een spoorlijn van twee kilometer die de Gooilijn en de Flevolijn met elkaar verbindt. ``Die ligt nu op een peperdure dijk, die zo duur is door de kosten voor grondtransport. Het is toch raar dat je de goedkope grond ernaast, alleen omdat daar al eeuwenlang arseen in zit, niet een paar meter mag verplaatsen.''

Ruim 10.000 jaar geleden, in het laat-Pleistoceen, ontstond `ijzeraarde' of `ijzeroer' op laaggelegen plekken in het landschap waar ijzerrijk grondwater opkwelde, vertelt Gunnink die het arseenprobleem dit jaar in kaart bracht. Vanaf 800 v.Chr., het begin van de IJzertijd, tot 1938, het jaar waarin 56.563 ton ijzeroer uit Delfzijl naar Finland en Engeland werd geëxporteerd, heeft dit `moerasijzererts' een belangrijke rol gespeeld in de economische ontwikkeling van ons land. In de hoogtijdagen produceerde Nederland drie miljoen kilo ijzer per jaar. Gunnink vervolgt zijn les ondergrondse scheikunde: ``IJzer en lucht verbonden zich in de zandgrond tot `banken' van dertig tot vijftig centimeter dik: samengekitte zandkorrels met een huid van roestig ijzer.''

kwelwater

Dit nieuwgevormde mineraal, ijzerhydroxide, heeft aan de buitenkant enkele plekken om in het grondwater opgeloste deeltjes, zoals arseen, aan zich te binden. Zolang er zuurstofrijk regenwater infiltreert in de bodem, houdt hetijzeroer het arseen stevig in zijn greep. Wordt er zuurstofarm kwelwater aangezogen, zoals in de diepe droogmakerijen na de winning van turf, dan gaat een deel van dit `roest-type' arseen weer in oplossing, met hoge concentraties ijzergebonden arseen in het grondwater tot gevolg.'' Uit metingen van TNO blijkt dat het arseen daardoor stijgt tot boven de drinkwaternorm van de Wereld Gezondheids Organisatie (WHO), 10 g/l. ``Gelukkig drinken we in Nederland geen ongezuiverd grondwater'', zegt Gunnink geruststellend, ``maar in Bangladesh bijvoorbeeld hebben duizenden mensen huidziektes opgelopen na jarenlang drinken van arseenrijk water.''

Ten tijde van de veenvorming in het vroeg-Holoceen, vervolgt Gunnink de arseen-geschiedenis met een tweede ontstaanswijze, ``overstroomden grote delen van Nederland door de stijgende zeespiegel. Het door de zee meegevoerde zwavel wist in het zuurstofloze moeras ijzer uit kwelwater aan zich te binden en vormde zo pyriet.'' Fool's gold wordt dat goudkleurige mineraal wel genoemd, met zijn kandij-achtige kristalstructuur populair bij verzamelaars. Gunnink spreidt duim en wijsvinger: ``Twee centimeter groot vind je die brokjes nepgoud terug in het basisveen op het pleistocene zand, twintig meter diep langs de kust en enkele meters diep langs de Utrechtse Heuvelrug.'' Omdat arseen en zwavel zich in de afwezigheid van zuurstof vrijwel hetzelfde gedragen, werd ook een paar procent arseen `ingebouwd' bij de vorming van pyriet. ``Daar zie je verder niets van'', zegt Gunnink, maar breng je het veen weer in contact met lucht door het op te spuiten, dan kleuren ijzer en arseen het zand rood als ze in water oplossen. Hij vat zijn betoog samen: ``Boor je langs de Hollandse kust een gaatje in de grond, dan vind je op 15 tot 20 meter een pakket veen met arseenhoudend pyriet, daaronder zit zand met roestige knollen ijzeroer, op de plekken waar destijds water opkwelde.''

mammoet

Of het natuurlijke arseen nu uit de bodem in het grondwater terechtkomt hangt af van twee factoren: het type arseen, pyriet of roest, en de aanwezigheid van zuurstof. Arseen lost op in water als zuurstof wordt toegevoegd aan pyriet, dat zo `oxideert', of als zuurstof wordt onttrokken aan ijzeroer, dat daardoor `reduceert'. Om deze geochemische kennis te kunnen toepassen, moet bekend zijn waar arseen in de bodem zit en waar zuurstof in het grondwater. Dat brachten de onderzoekers van TNO in kaart door het landschap uit de tijd van de mammoet en de wolharige neushoorn te reconstrueren. Tienduizenden boringen gebruikten ze om een digitaal model te maken van het reliëf kort na de laatste ijstijd. Richting en omvang van toenmalige kwelstromen berekenden ze met een grondwaterstromingsmodel, aangroei en erosie van basisveen schatten ze met boorgegevens en geologische kennis.

Het resultaat van het onderzoek is een set kaarten met de verspreiding van arseen in de kustprovincies Groningen, Friesland, Noord- en Zuid-Holland en Zeeland. Tienduizend jaar terugkijken levert geen haarscherp kaartbeeld op, bij TNO praten ze daarom liever over een `verhoogde kans' op arseen. Vijftig procent, schat Gunnink de kans dat in de donkergroen gekleurde gebieden arseen in het grondwater zit. ``De aannemer die bij de aanleg van een tunnel grondwater oppompt om zijn bouwput droog te houden, hoeft zich dus niet meer te laten verrassen.'' Vindt hij toch arseen in een watermonster, dan blijkt dat in de praktijk vaak een tijdelijk probleem, een kwestie van dagen of weken. In contact met lucht slaan ijzer en arseen immers direct weer neer; ze vormen opnieuw het ijzerhydroxide waaruit ze eerder waren opgelost.

Volgens Sytske Postma, als beleidsadviseur betrokken bij het TNO-onderzoek, moet er meer gebeuren om onnodige vertraging in bouwprojecten te voorkomen. ``Nu we kunnen voorspellen waar arseen in grond en grondwater zit, kunnen we er wel wat soepeler mee omgaan, net als met lood'', zegt ze, aangevend dat arseen valt binnen een algemeen geaccepteerde bodemverontreiniging in historische binnensteden. ``Grond kan best verplaatst van A naar B als de bodemkwaliteit op beide plekken hetzelfde is. Dat voorkomt onnodig onderzoek en oponthoud.'' Gunnink is het daarmee eens: ``Arseen in de grond is een normenprobleem. Pas als de bodemnorm van VROM met een factor 10 wordt overschreden, treedt mogelijk gezondheidsschade op. De kans daarop is vrijwel nihil.'' Die landelijke norm is dan ook helemaal niet bedoeld om risico's voor de mens te voorkomen, het is een ecologische norm. Gunnink: ``Maar waarom zou je de natuur beschermen tegen een stof die van nature in de bodem zit? In het Geuldal beschermen we toch ook het zinkviooltje? Dat groeit daar juist omdát de grond is verontreinigd. Soms zou je wensen dat er langs de Hollandse kust een zeldzame arseenorchidee wordt gevonden.''