Als je buiten rondkijkt, zie je het meteen: het is droog. Té droog. Door het veranderende klimaat is er steeds minder water. En vooral boeren hebben daar last van. Hun planten hebben water nodig om te groeien, maar lange periodes zonder regen maken dat moeilijk. Wat als we water dat we normaal weggooien, opnieuw kunnen gebruiken? Misschien is afvalwater wel de oplossing! Dat zoeken VUB onderzoekers Lara Speijer en Delphine Vandeputte uit in het GROW-project.
[Kopafbeelding: Onderzoekers Delphine Vandeputte, Lara Speijer, Mateusz Zawadzki, Marijke Huysmans en Pascal Verhoest (vlnr) op het terrein. © Marijke Huysmans]
Afvalwater hergebruiken
Het hergebruik van afvalwater klinkt als een eenvoudig proces, maar het is lastig om te onder-zoeken omdat we niet kunnen zien hoe het water onder de grond beweegt. Daardoor weten we niet goed wat het doet met de kwaliteit van het grondwater. Om dat toch te kunnen meten, moeten hydrologen (waterdeskundigen) en chemici samenwerken. Samen proberen ze te begrijpen hoe water onder de grond stroomt en helpen ze boeren om slimmer met water om te gaan.
Hydrologie
Hydrologie is de wetenschap die zich bezighoudt met de studie van de beweging, verdeling en eigenschappen van water op en onder de aarde, en de interactie van water met de atmosfeer.
Afvalwater to the rescue!
In het GROW-project zoeken onderzoekers naar een manier om boeren van water te voorzien, ook als het lang droog is. Lara Speijer, Delphine Vandeputte en hun collega’s zien veel voordelen in het hergebruiken van gezuiverd afvalwater.
Hoe doen ze dat? Ze gebruiken buizen onder de landbouwvelden die er al liggen. Normaal voeren die buizen overtollig regenwater af. Maar in droge periodes is er net te weinig water. Daarom draaien de onderzoekers het systeem om: via diezelfde buizen laten ze proper gemaakt afvalwater van een waterzuiveringsstation langzaam in de grond sijpelen.
Zo ontstaat er ondergrondse bevloeiing: het water komt terecht in de wortelzone van de planten. Daardoor kunnen de planten het beter opnemen en blijft het water ook langer in de bodem zitten. Dat is goed voor de boer én voor het milieu: de planten krijgen extra water en er wordt op een slimme manier met afvalwater omgegaan.
[Afbeelding: Tijdens de droge zomer van 2022 was het gras veel groener op het deel van het landbouwveld waar de onderzoekers experimenteren met gezuiverd afvalwater. © Marijke Huysmans ]
De kracht van samenwerking tussen hydrologen en chemici
In dit project werken verschillende onderzoekers van de Vrije Universiteit Brussel (VUB) samen. Door hun kennis te combineren, kunnen ze betere oplossingen vinden. Vooral chemici en hydrologen spelen een belangrijke rol.
De chemici onderzoeken de kwaliteit van het grond- en afvalwater. De hydrologen bekijken waar het water in de grond naartoe gaat en hoe het zich verplaatst. Zo kunnen ze samen nagaan wat ondergrondse bevloeiing doet met het grondwater. Ze kijken bijvoorbeeld of het grondwater stijgt én of de kwaliteit hetzelfde blijft.
Hoe volgen wetenschappers water onder de grond?
De onderzoekers gebruiken speciale tracers om te zien waar het water naartoe gaat. Dat zijn stoffen in het water die je kunt terugvinden, net zoals kleine gekleurde balletjes die je in een rivier gooit. Als je later op verschillende plekken gaat vissen en je vindt die balletjes terug, dan weet je waar het water is geweest.
De chemici meten waar die stoffen zitten, en de hydrologen gebruiken die informatie in hun computermodellen. Zo kunnen ze voorspellen hoe het water zich door de grond beweegt. In het GROW-project helpt dit om te begrijpen wat er met het gezuiverde afvalwater gebeurt als het zich mengt met het grondwater.
Na het gebruik van afvalwater nemen de onderzoekers elk seizoen monsters van het water op verschillende plekken en dieptes. In het labo vergelijken ze die met monsters van vóór de start van het project. Op die manier kunnen ze goed zien welke impact het gebruik van afvalwater heeft op de kwaliteit van het water.
[Afbeelding: Delphine Vandeputte neemt in het kader van haar onderzoeksproject grondwaterstalen op een proefgrond in Kinrooi. © Marijke Huysmans ]
Belangrijke metingen
De natuur is complex. Soms regent het veel, soms is het kurkdroog en dat heeft impact op de waarden van de tracers. Daarom gebruiken de onderzoekers meerdere tracers – zoals gekleurde balletjes in verschillende kleuren: geel, blauw, rood en groen. Door die te combineren, krijgen ze een beter beeld van hoe het water zich verspreidt en wat dat betekent voor het grondwater.
Dankzij al die gegevens kunnen ze inschatten wat hun systeel van ondergrondse watertoever doet. Gaat het grondwaterpeil omhoog? Is dat effect alleen op die plek of ook verder weg? En hoelang blijft dat zo? Ze kijken ook of de richting of snelheid van het grondwater verandert.
[Afbeelding: Delphine Vandeputte op het proefveld in Kinrooi. © Marijke Huysmans ]
En de chemici?
Eerst brengen de hydrologen de stroming van het grondwater in kaart. Ze meten ook de grondwaterstand. Daarna gebruiken ze de data van de tracers, die door de chemici werden onderzocht, om te volgen hoe het gezuiverd afvalwater zich beweegt.
Maar het werkt ook andersom. De hydrologen helpen de chemici om te bepalen waar ze het best water kunnen verzamelen. Door hun modellen te gebruiken, weten zij waar het afvalwater naartoe stroomt en dus op welke plekken zij het best stalen kunnen nemen. Zo moeten er minder tracers worden ingezet, en dat is dus goedkoper.
De cirkel is rond. Hydrologen hebben chemici nodig en chemici hebben hydrologen nodig. Door hun samenwerking kunnen onderzoekers veel beter begrijpen wat het systeem van ondergrondse watertoevoer betekent voor het grondwater. En dat helpt boeren om ook in droge tijden hun planten van water te voorzien.
Nog meer weten over hun onderzoek? Bekijk hun bijdragen op onze Instagrampagina of neem contact op via lara.speijer@vub.be of delphine.vandeputte@vub.be.
Dit artikel maakt deel uit van de reeks “Onderzoek(ers) in de kijker”.
Deze reeks zet gepassioneerde VUB-wetenschappers en hun inspirerend onderzoek in de schijnwerpers. Ontmoet de gezichten achter innovatief onderzoek aan de VUB en laat je verrassen door hun inzichten en ontdekkingen!
Bekijk hier de volledige reeks.
