Het probleem met zuivering door planten

De zuiveringstechniek met behulp van planten geniet de steun van milieubewegingen. Jammer genoeg verbergt de romantische visie van de «kleine-planten-die-alles-zuiveren» een realiteil die heel wat minder lyrisch is.

Humus en ontlasting

Humus vormt de basis van alle leven in de bodem. Het is een zeer complexe organische substantie, met een bruine kleur, en zijn aanwezigheid zorgt ervoor dat het land vruchtbaar is en geen woestijn wordt. Voor de vorming van humus is de gelijktijdige aanwezigheid van stikstofrijke dierlijke biomassa (verse mest, gier, menselijke ontlasting, urine) en van koolstofrijke plantaardige biomassa (cellulose, lignine) nodig.

De natuur produceert geen afval. Dierlijke en menselijke mest zijn geen afvalproducten waar men zich van moet ontdoen. Ze maken deel uit van de ecosystemen die ons voedsel voortbrengen. De bodem brengt ons voedsel voort, en om de natuurlijke cycli te sluiten, is het een noodzaak dat onze mest naar die bodem terugkeert onder de vorm van gestabiliseerde humus. Dit proces gaat echter niet door van zodra men menselijke en dierlijke mest in water loost: op die manier gaat het materiaal onherroepelijk verloren. Alle in water geloosde mest (dierlijk of menselijk) onttrekt kostbaar stikstofhoudend organisch materiaal aan het humusvormingsproces en veroorzaakt uiteindelijk vervuiling van het water door nitraat.

Waterzuivering, zelfs met behulp van planten, vernietigt en ontbindt het stikstofhoudend organisch materiaal dat in onze mest aanwezig is. Omdat anorganische stikstof, afkomstig van de ontbinding, door de zuiverende planten wordt opgenomen, wordt de jaarlijkse cyclus, waarbij materiaal wordt voortgebracht dat voor de vorming van humus nodig is, kortgesloten. De dierlijke component verdwijnt met andere woorden uit het composteerproces.

Lees meer over het belang van humus in het hoofdstuk over ecologisch sanitair beheer.

De zuiverende kracht van planten

Het klopt dat waterplanten - en andere - in de natuur een belangrijke rol spelen bij de zuivering van natuurlijke wateren. In werkelijkheid zijn het vooral de bacteriën, die zich op de wortels van de planten vastzetten of er in symbiose mee leven, die het zuiveringswerk verrichten. De planten nemen ook de nitraten en de fosfaten op uit het water. Ze kunnen een hele reeks vervuilende stoffen en zelfs sommige zware metalen vastleggen. Zuivering door planten is dus een natuurlijk proces dat we nabootsen voor de zuivering van ons eigen gebruikt water. Kalkrotsen die in contact staan met water dat colloïdale klei- en humusdeeltjes bevat, helpen eveneens natuurlijke wateren te zuiveren. In een natuurlijke omgeving die niet door de mens wordt verstoord, zal alle water finaal door spontane processen gezuiverd worden. Water dat door zuiveringsstations in de rivieren geloosd wordt, veroorzaakt er talrijke verstoringen waarvan de meest spectaculaire eutrofiëring is. Het spontane autozuiveringsproces van de rivieren zal proberen de schade aangericht door zuivering te herstellen. Maar als gevolg van de veralgemening van riolering en waterzuivering is de zelfzuiverende kracht van onze rivieren reeds lang overschreden. Daardoor worden zeeën door nitraatstikstof en fosfaten afkomstig van zuivering en landbouw vervuild.

Wanneer men het afvalwaterprobleem door de bril van de wat meer milieugeëngageerde sanitaire experts bekijkt, dan lijkt zuivering door middel van planten wel een wondermiddel dat geen van de nadelen van de klassieke zuiveringssystemen heeft.

Deze visie vindt zijn oorsprong in de principes die zowel aan de basis van de klassieke zuiveringssystemen als van de zuivering met planten liggen: zo goed mogelijk zuiveren, zonder echte aandacht voor de impact op het leefmilieu. In de twee gevallen vertrekt men van exact dezelfde gegevens: de kwantitatieve beoordeling van de vuilvracht in verhouding tot het begrip inwoner-equivalent, en met enkel aandacht voor zuiveringsprestaties.

Bij het gebruik van een zuiveringssysteem met planten wordt het al dan niet terugdringen van de vervuiling aan de bron overgelaten aan de vrije wil en het goeddunken van de gebruiker, net zoals dat bij de klassieke systemen het geval is.

De nadelen van plantenzuivering

Vanaf het ogenblik dat de doelstelling niet langer een goede zuivering is, maar een minimale belasting van het leefmilieu, komt men snel tot de vaststelling dat zuivering door planten eigenlijk niet meer is dan de vervanging van een klassiek zuiveringssysteem. De zuiveringsprestaties zijn vergelijkbaar. De mechanische systemen hebben het voordeel dat er minder water verdampt.

Persoonlijk denk ik dat het grootste nadeel van deze systemen ligt in het feit dat ze de aandacht afleiden van de bestrijding en de preventie van vervuiling aan de bron. Van zodra men geen zwart water meer produceert, heeft het begrip inwoner-equivalent (zoals door de wet bepaald) geen betekenis meer (zie ook het hoofdstuk over Lozingsnormen). Het voorkómen van vervuiling is immers juist dé sleutelfactor tot het verminderen van de leefmilieu-impact. De plaatsing van een zuiveringssysteem met behulp van planten sust het geweten van diegenen die liever hun eigen slechte gewoonten niet in vraag stellen. Deze systemen zijn immers altijd ontworpen om een mengeling van zwart en grijs water te zuiveren. Welnu, wanneer men geen spoeltoilet meer gebruikt, wordt de zuivering door planten overbodig, en kan men een veel kleinere installatie gebruiken in vergelijking met een compleet zuiveringssysteem met behulp van waterbekkens.

Veel milieu-aanhangers die in voorstedelijke gebieden wonen vinden het jammer dat ze niet over voldoende plaats beschikken om een waterbekken of een ander zuiveringssysteem met planten te plaatsen. Nochtans zouden ze ook in een heel kleine tuin aan selectieve zuivering van grijs water kunnen doen, indien ze hun spoeltoilet zouden opgeven.

Het gebruik van waterbekkens kan de illusie wekken dat waterplanten het door ontlasting vervuild water aanpakken, en terzelfdertijd de stikstofcyclus weer herstellen. Deze bewering, ook al is hij wel gedeeltelijk waar, gaat niet op in een ruimere context. De werkelijkheid is immers ingewikkelder dan dat.

Van zodra de ontlasting in water wordt geloosd, wordt het humusvormingsproces op een onherroepelijke manier onderbroken. In een watermilieu wordt de activiteit van de enzymen die ervoor zorgen dat organische stikstof gemineraliseerd wordt, niet langer verhinderd door de plantaardige koolstof die zich in de cellulose (strooisel) bevindt. Dat is in het bijzonder zo voor urine, die tot 80 % van de stikstof in onze ontlasting bevat. Dit verklaart het uiterst vervuilende karakter van runder- en varkensaal (vee- of varkensteelt op roosters is niets anders dan het «Scandinavisch» toilet voor dieren) [1]. De ontbinding van ureum in ammoniumionen onttrekt stikstof aan het humusvormingsproces. Deze ionen zijn, samen met de nitraationen, zeer beweeglijk en ontsnappen in grote mate aan de opname door planten. Als planten als zuiveringssysteem zo doeltreffend zouden zijn als men voorstelt, dan zou het uitrijden van gier geen vervuiling veroorzaken.

De fout die men maakt, ligt in het feit dat men voor de beoordeling van zuiveringssystemen met planten dezelfde criteria gebruikt als voor de beoordeling van klassieke zuiveringssystemen. Men beperkt zich tot het meten van de «zuiveringsprestaties», zonder rekening te houden met andere vormen van milieubelasting.

De rechtstreekse opname van de gemineraliseerde stikstof uit onze ontlasting door planten betekent een extra solaire cyclus vooraleer dit element werkelijk teruggeleid wordt naar zijn natuurlijke cyclus. Bovendien gaat het terugbrengen van het element tijdens deze solaire cyclus gepaard met enorme verliezen. In vergelijking met een goede rechtstreekse compostering van de ontlasting is zuivering met planten een werkelijke aanslag op het leefmilieu [2].

Milieubelasting

Met planten gezuiverd water is grosso modo van dezelfde kwaliteit als water dat gezuiverd werd met het klassieke mechanische systeem bestaande uit een denitrificatie- en defosfatatie-eenheid. Het bevat nog te veel nitraat en fosfaat om in een rivier met natuurlijk proper water te worden geloosd zonder schade aan te richten [3].

De voordelen van planten uiten zich vooral op het vlak van de slibproductie. Er wordt immers minder slib geproduceerd dan bij mechanische systemen, en het is van betere kwaliteit. Dat heeft te maken met de opname van een deel van de vervuiling door de planten.

Het verlies aan water door verdamping en insijpeling is nog zo’n aspect van zuivering met planten. Dit is vooral belangrijk in droge en warme landen. In Noord-Afrika of Zuid-Europa kan er zo 60 tot zelfs 80 % van het water dat het systeem binnenkomt, verloren gaan. En dat is een spijtige zaak in streken waar de hoeveelheid voedsel die de landbouw kan voortbrengen recht evenredig is met de hoeveelheid beschikbaar water voor irrigatie. Bovendien wordt irrigatie van landbouwgewassen problematisch van zodra het gebruikt water ook uit zwart water bestaat. Zelfs al wordt het goed gezuiverd, er blijft altijd een sanitair risico.

Koppig blijven vasthouden aan waterzuivering met planten en niet overschakelen op goede waterloze toiletten is des te spijtiger omdat, indien men spoeltoiletten achterwege laat, men meteen ook alle sanitaire risico’s (het gevaar dat men fecale resten meevoert met het water) wegneemt, de waterbehoefte met 25 tot 35 % vermindert, en ten slotte alle resterende vuil water (grijs water) zonder verliezen kan gebruiken voor de landbouw. Voeg daaraan nog toe dat de bodemverrijking die verkregen wordt door de rechtstreekse compostering van de ontlasting het waterbuffervermogen van de gronden aanzienlijk doet toenemen, waardoor er dan weer minder irrigatiewater, minder synthetische meststoffen en minder pesticiden gebruikt moeten worden.

In deze optiek is het onbegrijpelijk dat men vandaag in volle woestijngebied waterbekkensystemen aanlegt, die leiden tot een waterverlies door verdamping tot 80%. Bovendien erkennen zelfs de aannemers dat de resterende 20% gezuiverd water op sanitair gebied niet geheel ongevaarlijk is voor gebruik in de landbouw, omwille van de mogelijke aanwezigheid van eitjes van darmparasieten. Tegen alle elementaire gezonde boerenverstand in, worden dergelijke systemen door internationaal gereputeerde bedrijven in Afrika geplaatst (Ref.: M. De Winter, Waterzuivering in Dakar. Volume 3 [tijdschrift van de Algemene Administratie van de Coöperatie voor Ontwikkeling, ofwel DGCD] n°5, oktober-november 1994).

Indien men alle rechtstreekse en onrechtstreekse gevolgen van het veralgemeende gebruik van spoeltoiletten zou evalueren, dan zou men tot de vaststelling komen dat ze een voorbijgestreefde uitvinding zijn. Wc's passen niet langer binnen het streven naar een duurzamere wereld. Het onderzoek moet worden gericht op het op punt stellen van waterloze toiletten, of toiletten die de principes van het BST overnemen en voor het publiek comfortgewijs aanvaardbaar zijn. Waterzuivering met planten is enkel te rechtvaardigen wanneer spoeltoiletten in stand gehouden worden.

De ruimte die door een dergelijk systeem wordt ingenomen, is enorm in vergelijking met een klassiek zuiveringssysteem of een selectief zuiveringssysteem van grijs water.

Ook de plaatsings- en onderhoudskosten zijn aanzienlijk. Een installatie voor een gezin met 5 personen zal al snel 100 m² grondoppervlakte in beslag nemen en zal een zeer specifiek terreinreliëf vereisen. De selectieve zuivering van grijs water van datzelfde gezin dat voor een goed waterloos toilet gekozen heeft, zal de plaatsing vergen van een anaerobe (septische) put van 3 m³ en een ondergrondse verspreidingsgracht van enkele meter lang of een verspreidingsholte van 1 of 2 m3. De plaatsingskosten zijn daarbij tien keer kleiner en de veroorzaakte vervuiling 50 tot 100 keer kleiner.

Onderhoud van het zuiveringssysteem met planten omvat het jaarlijkse verwijderen van plantenresten, de compostering ervan, het regelmatig verwijderen en verwerken van het afgezette slib in de bekkens, en het vervangen van de planten om de 5 à 10 jaar. Na het herplanten van de macrofieten, zuivert het systeem gedurende meerdere maanden niet.

Het selectieve zuiveringssysteem van grijs water is daarentegen geheel onderhoudsvrij. Men hoeft er dus na plaatsing niet meer naar om te zien. Het effluent van het waterloos toilet kan men gewoon naar de tuin brengen en daar composteren. Het bijkomende werk hiervoor is minimaal voor hen die reeds hun keuken- en tuinresten zelf composteren.

Om verder te lezen, ga naar het hoofdstuk over Het TRAISELECT-systeem in de handel.

BOVEN