Geen chemische middelen spuiten

Eenmaal uitgezet overleven ze wekenlang in het gewas en planten zich daar voort, zodat het systeem zichzelf in stand houdt. De gerbera’s blijven gezond, de teler hoeft niet met chemische middelen tegen witte vlieg te spuiten.

Messelink en collega’s van de WUR-businessunit Glastuinbouw in Bleiswijk hebben tal van soorten roofwantsen in Zuid-Europa verzameld: deels in het wild uit de vegetatie geklopt en deels uit collecties van collegaonderzoeksinstituten. Ze onderzoeken nu welke soort in welk gewas het beste voldoet. Sommige hebben een voorkeur voor witte vlieg, andere juist voor bladluis of trips.

Zulk onderzoek is hard nodig. Wereldwijd zijn boeren en tuinders de afgelopen veertig jaar vijftien tot twintig keer meer chemische bestrijdingsmiddelen gaan gebruiken. Zonder gewasbescherming kan tot 85 procent van de oogsten verloren gaan, maar de huidige situatie is allesbehalve duurzaam. Een Europese richtlijn uit 2009 schrijft voor dat het gebruik van chemische pesticiden fors omlaag moet. Supermarktketens stellen zelfs bovenwettelijke eisen aan hun producenten, mede onder druk van milieuorganisaties die elk jaar een ranglijst van de ‘schoonste’ leveranciers van groente en fruit publiceren.

Welkom alternatief

Ook met het oog op de drinkwaterwinning worden toelatingseisen aangescherpt. Begin dit jaar heeft de Europese Voedselautoriteit (EFSA) diverse insecticiden (de zogenoemde neonicotinoïden) beoordeeld als een risico voor bijen – die belangrijk zijn als bestuivers in de land- en tuinbouw. Van de circa duizend chemische middelen die in de Europese Unie zijn toegelaten, zal meer dan de helft binnen enkele jaren van de markt verdwijnen, vooral wegens aangescherpte milieueisen. En diverse chemische middelen zijn onwerkzaam geworden omdat plaagorganismen er resistent tegen zijn geworden. Biologische bestrijding biedt dan een welkom alternatief.

In de Bleiswijkse experimenten staan tientallen tomatenplanten elk in hun eigen gazen tent. In elke tent is een ander soort roofwants aan het werk, afkomstig uit Italië, Spanje of Portugal. Op de bladeren zijn witte korreltjes gestrooid. Dat zijn meelmoteieren, waarmee de roofwantsen zich aanvankelijk voeden. Maar ze moeten vervolgens ook witte vlieg bestrijden.

Messelink: ‘Ze moeten goed zijn aangepast aan het gewas, het klimaat in Nederlandse kassen en aan de prooi die ze aanvallen en leegzuigen. We kijken naar de mate van schade, en naar hun ontwikkelingssnelheid voordat de plaag er is. En we onderzoeken of de roofwantsen bij hoge dichtheid zelf schade aan het gewas veroorzaken. Bij gerbera’s en vruchtgroenten is schade aan de bladeren door plagen overigens minder erg, omdat de teler alleen de bloemen en vruchten oogst.’

Siertelers in beweging

De roofwants staat er niet alleen voor. Ook sluipwespen, roofmijten en tal van andere natuurlijke bestrijders van ziekten en plagen zijn in de glastuinbouw actief. Alle telers van vruchtgroenten zoals tomaat, paprika, komkommer en aubergine, passen tegenwoordig biologische bestrijding toe. Vanaf 1988 werden hommels in de kassen geïntroduceerd om voor natuurlijke bestuiving te zorgen en hommels verdragen geen gif. De sierteelt loopt wat achter, omdat sierplanten er smetteloos uit moeten zien, maar ook de siertelers zijn in beweging.

Messelink: ‘Ons werk als onderzoekers is het verzamelen en testen van geschikte natuurlijke vijanden en het uitvinden van de optimale condities om ze toe te passen. Wat hebben ze nodig aan voedsel en schuilgelegenheid? Hoe kunnen ze zich het beste vestigen en voortplanten in het gewas? Daarbij werken we samen met Koppert Biological Systems en andere bedrijven die zich richten op het kweken en verhandelen van de nuttige beestjes.’

In totaal hebben de Wageningse onderzoekers zo’n zestig soorten natuurlijke vijanden gescout voor mogelijke toepassing als plaagbestrijders in kassen. Tot de onderzochte plagen horen naast kaswittevlieg, tabakswittevlieg, spintmijt en trips ook de beruchte, uit Zuid-Amerika afkomstige tomatenmineermot.

Alternatieve voedselbronnen

Slimme maatregelen maken de biologische bestrijding in de glastuinbouw steeds effectiever. Om een voorsprong op hun prooien op te bouwen, krijgen de natuurlijke vijanden als ‘startpakket’ alternatieve voedselbronnen zoals toortsplanten, stuifmeel, bijenpollen of wat er verder nog in de smaak valt aangeboden, zodat ze zich snel vermenigvuldigen.

Messelink: ‘We willen toe naar een ‘standing army’: je moet de natuurlijke vijanden niet pas inzetten als je een plaag signaleert. Ze moeten al van tevoren in een hoge populatiedichtheid klaar staan. Maar in de tussentijd mogen ze natuurlijk geen honger lijden. Veel mensen denken dat een moderne kas heel steriel is, maar we bouwen juist een heel ecosysteem in. Functionele biodiversiteit noemen we dat. Als je bijvoorbeeld wilt dat er een legertje sluipwespen klaarstaat om paprikaluis te bestrijden, kun je ze tijdelijk graanluizen aanbieden. Die zijn niet schadelijk voor de paprikaplant, maar je moet dan wèl graanplanten in je kas zetten. Sommige roofwantsen laten zich bijvoeren met pekelkreeftcysten, anderen houden van lisdoddestuifmeel.’

Nieuwe ziekten en plagen

Voortdurend worden nieuwe natuurlijke vijanden in de kassen geïntroduceerd en de doorgaans zeer innovatief ingestelde glastuinders gaan daar snel in mee. Maar door de globalisering komen er ook steeds nieuwe ziekten en plagen bij. ‘Daartegen moet je dan weer nieuwe natuurlijke vijanden zoeken’, zegt Messelink. ‘Zo is nu ineens de tomatenroestmijt een enorm probleem en de komst van de paprikakever en de bruingemarmerde stinkwants lijkt een kwestie van tijd. Het ziet er ook naar uit dat plagen zich makkelijker vestigen omdat in de kassen tegenwoordig jaar-rond wordt geteeld. De kas staat nooit meer leeg.’

In het BINGO-project kijken Wageningse onderzoekers met financiële steun uit het EU Horizonprogramma naar genetische variatie in nuttige natuurlijke vijanden. Het doel is om de meest geschikte kandidaten te selecteren en te ‘veredelen’ door ze onderling te kruisen in een soort fokprogramma.

Ook abiotische factoren als kasklimaat, vocht en belichting worden onderzocht. Voor veel natuurlijke vijanden blijken de donkere wintermaanden een moeilijke periode en intussen ontwikkelt de plaag zich door. In het voorjaar en in de zomer kan ‘hyperparasitisme’ een groot probleem zijn. Hyperparasieten zijn beestjes die parasieten aanvallen. Zo worden sluipwespen die op bladluizen parasiteren zelf belaagd door andere parasiterende sluipwespen, die spontaan in de kas verschijnen.

Betere plantweerbaarheid

In het ergste geval verschijnt geen nieuwe generatie sluipwespen meer en mislukt de biologische bestrijding. ‘We doen ook veel onderzoek naar manieren om biologische bestrijding te combineren met een betere plantweerbaarheid en selectieve bestrijdingsmiddelen, waarmee je in geval van nood alsnog kunt spuiten’, vertelt Messelink. ‘Je kunt planten weerbaar maken tegen ziekten en plagen met behulp van schimmels die de plant in groeien en haar groei bevorderen. Ook het gebruik van allerlei bacteriën en microbiologische gemeenschappen in het wortelmilieu kan gunstig werken.’

In de praktijk zijn al tientallen van zulke ‘biostimulatoren’ op de markt. Microben zoals Trichoderma harzianum, die hormoonachtige stofjes afscheiden, kunnen wortels versterken en daarmee de weerbaarheid van gewassen vergroten. In de natuur worden schimmels, bacteriën, eencelligen en aaltjes die plantenziekten veroorzaken voortdurend tegengewerkt door andere soorten. Dit wordt ‘antagonisme’ genoemd. Zo blijft de schade door plantenziekten beperkt, maar dat natuurlijk evenwicht raakt verstoord door bespuiting met chemische middelen.

Insect-plant relatie

Uiteraard blijft ook het veredelen van resistente plantenrassen een belangrijke tak van sport. Een beter inzicht in insect-plant relaties kan daarbij helpen. De Wageningse hoogleraar entomologie Marcel Dicke ontdekte eind jaren tachtig dat sommige planten wanneer ze worden aangevreten ‘om hulp roepen’ door signaalstoffen af te scheiden die natuurlijke vijanden zoals roofwantsen aantrekken.

‘Inmiddels werken we samen met veredelaars, die erg geïnteresseerd zijn in eigenschappen zoals de productie van cry for help-geuren en de moleculaire merkers daarvoor’, aldus Dicke. Ook start zijn groep binnenkort een onderzoeksproject naar de effecten van lichtkleur op biologische bestrijders.

Anders dan in de glastuinbouw met zijn goed gecontroleerde omstandigheden en hoge opbrengsten per hectare verloopt de introductie van biologische bestrijding in buitenteelten zoals akkers en boomgaarden een stuk moeizamer. De omstandigheden zijn minder voorspelbaar. Wie natuurlijke vijanden loslaat boven een veld uien, loopt het risico dat ze er vandoor gaan. Bovendien zijn de marges in zulke teelten veel lager dan in de glastuinbouw.

Sluipwespen en limonadewespen

Dicke: ‘Wij doen veel onderzoek in open situaties aan kool en mosterd. Daaruit blijkt dat planten in hoge mate in staat zijn hun ‘eigen boontjes te doppen’: mosterdzaadplanten waarop we vlinders eieren laten leggen zetten evenveel zaad als controleplanten die niet aan vlinders waren blootgesteld. De planten reageren op de eitjes met snellere groei, bloei en zaadzetting. Ze trekken onder meer sluipwespen en limonadewespen aan.’ 

Nuttige micro-organismen

Buiten de kas bestaat biologische bestrijding momenteel vooral uit het verspreiden van nuttige micro-organismen. Biologische telers werken veel met compost om die organismen over hun land te verspreiden en er zijn ook speciale preparaten in de handel om de bodemweerbaarheid te verhogen. Daarnaast gebruiken steeds meer telers bloemrijke akkerranden waarin nuttige natuurlijke vijanden kunnen schuilen en overleven. Intussen zien zij – net als in de glastuinbouw – hun ‘medicijnkastje’ door veranderende regelgeving en onder druk van de afnemers steeds leger worden. In 2017 zijn in de Europese Unie vijf nieuwe biologische bestrijdingsmiddelen en maar één nieuw chemisch middel toegelaten.

‘De vraag naar niet-chemische ziektebestrijding is groter dan ooit’, zegt de Wageningse plantenziektenexpert Jürgen Köhl van Wageningen Plant Research. Köhl is programmaleider van het 12 miljoen euro grote samenwerkingsprogramma Biocomes, waarin 14 Europese kennisinstituten en 13 fabrikanten in een publiek privaat partnerschap vier jaar lang nauw hebben samengewerkt aan ontwikkeling van biologische bestrijding voor de buitenteelten. ‘In Biocomes hebben wij vooral gezocht naar nuttige schimmels, bacteriën en virussen als natuurlijke tegenspelers van hun ziekmakende familieleden’, zegt Köhl.

Resistente tomatenmineermot

‘Vier jaar later zijn maar liefst elf biologische bestrijdingsproducten voor toepassing in open teelten op weg naar de markt.’ Zo gaan Zwitserse onderzoekers een heel selectief virus laten registreren als bestrijder van de zeer schadelijke tomatenmineermot, die tegen veel insecticiden resistent is geworden. Een Italiaanse partner wil een microbiologische behandeling van zaaizaad van tarwe en maïs laten registreren. Het zaad krijgt een coating die de groei van schadelijke fusariumschimmels remt. In België bestaat er interesse in nieuwe biologische bestrijders (parasitoïden) tegen bladluizen in perzik en kersen.

Wageningse onderzoekers ontwikkelen samen met het bedrijfsleven een biologische spray tegen echte meeldauw in granen. En Duitse onderzoekers boeken goede resultaten met kruisingen van nematoden die schadelijke dennensnuitkevers in de bosbouw bestrijden.

Bestrijding van de Botrytis-schimmel

Kansrijke kandidaten worden opgespoord in de natuur. Zelf deed Köhl jarenlang onderzoek naar biologische bestrijding van de Botrytis-schimmel, economisch gezien de belangrijkste plaag in een brede reeks gewassen, van druif tot cyclaam. Na vijftien jaar veld- en laboratoriumonderzoek had hij het meest succesvolle micro organisme geselecteerd: een schimmelsoort, die in een veld uien was gevonden. Deze schimmel groeit van nature uitbundig op planten zonder schade aan te richten en door zijn concurrentiekracht remt hij de ontwikkeling van Botrytis.

Vol trots presenteerde de onderzoeker zijn vondst aan het bedrijfsleven. Probleem opgelost? ‘De bedrijven zagen er niks in’, vertelt Köhl met een wrang lachje. ‘Ze vonden de schimmelsporen veel te groot. Om genoeg schimmelsporen op akkers of in boomgaarden te verspreiden, zou je een enorme hoeveelheid kostbare biomassa moeten produceren. Het werd een no-go.’ Volgens Köhl kijken onderzoekers in het lab vooral naar effectiviteit. ‘Maar daarnaast spelen nog heel veel andere criteria mee om een biologische bestrijder tot een succes te maken.’

De onderzoeker bracht deze criteria bijeen in Select Biocontrol, een succesvol programma voor systematische screening van nuttige micro-organismen. Köhl: ‘De kandidaat moet veilig zijn voor mens en milieu. Hij moet genetisch stabiel zijn en de productie moet haalbaar en betaalbaar zijn. Er moet een voldoende grote afzetmarkt voor zijn. Je moet het intellectueel eigendom kunnen beschermen en er moeten nog geen patentaanvragen van andere partijen liggen. Van de vele micro-organismen die in modelstudies een veelbelovend antagonistisch effect laten zien, halen uiteindelijk maar weinig kandidaten de commerciële eindstreep.’

Köhl paste Select Biocontrol met succes toe in zijn onderzoek naar biologische bestrijding van appelschurft, economisch gezien de belangrijkste plaag in de appelteelt. Gangbare rassen als Elstar en Golden Delicious worden daar in de loop van het groeiseizoen wel twintig tot dertig keer tegen bespoten. Na enkele jaren onderzoek is een nieuwe schimmel geselecteerd die appelschurft bestrijdt en ook aan de verdere eisen voldoet, zodat een bedrijf nu bezig is met productie en registratie.

Toelating verloopt stroef

In de meeste landen is de registratieprocedure voor toelating tot de markt van micro-organismen die als biologische bestrijders worden ingezet vergelijkbaar met die voor chemische middelen. Köhl: ‘Dat kost een jaar of vier en honderdduizenden euro’s tot zelfs miljoenen. In februari vorig jaar nam het Europees Parlement een motie aan die bepleit dat biologische bestrijdingsmiddelen versneld tot de markt moeten worden toegelaten. Natuurlijk moet er getoetst worden of die biologische bestrijders schadelijk zijn. Maar je moet soms onzinnige, overbodige details invullen, bijvoorbeeld over hun persistentie in het milieu. Bedrijven zijn nu in Brussel aan het lobbyen om de registratieprocedure te versnellen, maar dat gaat heel erg traag.’

www.wur.nl/ipm

Achtergrondfoto: Shutterstock / Illustraties: Tjarko van der Pol

Er zijn landen, zoals Indonesië, waar zelfs meer dan 70 procent van het verhandelde hout illegaal is gekapt, blijkt uit een rapport van de Britse ngo Chatham House. Ook Kameroen, de Democratische Republiek Congo en de aangrenzende Republiek Congo-Brazzaville staan in de top vijf van hoogrisicolanden met percentages van meer dan 50 procent fout hout.

De Europese Unie probeert sinds 2013 met de houtverordening EUTR de handel in illegaal hout te weren. ‘De Europese houtverordening staat of valt met goede handhaving’, zegt Arjan Alkema, adjunct-directeur van FSC Nederland en Wagenings bioloog. FSC is één van de keurmerken die de handel in hout uit duurzaam beheerde bossen wil bevorderen. ‘Maar papier is geduldig en de economische belangen zijn groot. Legale en illegale partijen hout kunnen bij elkaar belanden, er kan worden gesjoemeld met papieren en veel EU-landen nemen de handhaving van de regelgeving te weinig serieus. Spanje heeft pas in 2016 mensen vrijgemaakt voor handhaving.’

Herkomst vaststellen met DNA-test

Misschien gloort er hoop. Onderzoekers van Wageningen University & Research ontwikkelden een genetische methode waarmee de herkomst van het hout kan worden vastgesteld. ‘We hebben daarvoor bestaande DNA-technieken toegepast en verbeterd’, zegt hoofdonderzoeker Pieter Zuidema van de leerstoelgroep Bosecologie en bosbeheer.

De bosecoloog met een lange staat van dienst in duurzaam beheer van bossen en verantwoord kappen, werkte met een team meer dan twee jaar aan het onderzoek. Ze richtten zich op tali, een veelvoorkomende en veel verhandelde tropische boomsoort uit West-Afrika. Tali is massief hardhout en wordt onder meer gebruikt voor parketvloeren en drempels, maar ook voor zware constructies buitenshuis, zoals bruggen en waterwerken.

De onderzoekers verzamelden ruim driehonderd houtmonsters uit vijf verschillende houtkapconcessies in Kameroen en Congo-Brazzaville en isoleerden daaruit DNA. Per houtmonster verkregen de onderzoekers zo een uniek genetisch profiel.

Bewijs dat standhoudt in de rechtzaal

In een blinde test met de DNA-methode op twaalf nieuwe monsters van tali wist genetisch ecoloog Arjen de Groot van Wageningen Environmental Research in elf gevallen precies de locatie van het hout te traceren. ‘Eentje kon ik niet thuisbrengen, en met zweet in mijn handen meldde ik dit aan het team’, vertelt De Groot. ‘Wat bleek? Ze hadden er bewust een monster van tali-hout uit een heel andere concessie in Congo tussengestopt.’

Het vaststellen van de herkomstlocatie van het hout heeft met deze genetische methode een nauwkeurigheid tot een afstand van 14 kilometer. ‘Dat is nog nooit vertoond’, zegt Zuidema. ‘We kunnen het hout tot op het niveau van de concessie traceren.’

‘Als we een databank aanleggen van de meest populaire tropische houtsoorten uit de belangrijkste houtconcessies, of juist van de gebieden waar het meest illegaal wordt gekapt, dan kunnen we nagaan of een stuk hout uit dat gebied komt. Dan kunnen we denk ik bewijs leveren dat standhoudt in de rechtszaal’, aldus Zuidema. Veelverhandelde soorten als tali en het daarop lijkende azobe in Afrika, maar ook teak, merbau en meranti in Zuidoost-Azië en ceder in Zuid- en Midden-Amerika zouden volgens Zuidema het eerst in aanmerking komen voor het samenstellen van een databank.

Een database aan DNA

Het opstellen daarvan voor het gehele verspreidingsgebied van elke boomsoort is een tijdrovende klus. En duur bovendien. ‘De kosten zitten niet in het daadwerkelijk vaststellen van het genetisch profiel’, relativeert Arjen de Groot. ‘We hebben de apparatuur en de software gereed.’

De moeite zit meer in het verkrijgen van de goede monsters, geleverd door onafhankelijke wetenschappers of medewerkers van goedwillende bedrijven. ‘Om te komen tot een wereldwijd systeem dat een juridische status heeft, moeten de procedures van laboratoria worden gestandaardiseerd en moeten we samenwerken met andere in dergelijke analyses gespecialiseerde universiteiten, vooral in Duitsland, Australië en de Verenigde Staten en met commerciële analysebureaus’, zegt Zuidema. ‘En dat is nog wel eens lastig want wetenschappers willen dergelijke data pas delen als ze hebben gepubliceerd. En commerciële bureaus leven van hun databases.’ Bovendien werken de universiteiten aan verschillende houtsoorten.

Alkema van FSC ziet wel wat in het opbouwen van een database met geld en inzet van de houtindustrie. ‘Zelf zijn we als FSC bezig om in de 1500 door ons gecertificeerde concessies monsters te nemen, om op die manier een bijdrage aan een DNA-database te leveren.’ FSC werkt daarvoor samen met Kew Gardens, het Koninklijk Instituut van Botanische tuinen in Engeland, in bossen in Midden-Amerika.

Waarom DNA de beste resultaten geeft

‘Wij vinden de genetische vingerafdruk veelbelovend. Wel lijkt het ons een bezwaar dat je vooral levend materiaal nodig hebt, dus uit het blad of het cambium, het weefsel dat zorgt voor diktegroei van de boom. Wij willen juist weten hoe het zit met bewerkt hout zoals planken, plaatmateriaal en papier. In het ergste geval is daar geen DNA meer in te vinden.’

FSC denkt daarom dat ook houtanatomie, massaspectrometrie en isotopenonderzoek nuttig zijn om de houtsoorten en hun globale herkomst vast te stellen. Het meest eenvoudig is de houtanatomie waarbij met microscopen soort en herkomst van hout wordt getracht te achterhalen. Massaspectrometrie is een goedkope techniek waarmee de chemische samenstelling van hout en de herkomst op niveau van land en regio wordt vastgesteld. Analyse van isotopen – chemisch identieke stoffen, bijvoorbeeld zuurstofatomen, die per gebied kunnen verschillen in het aantal neutronen in de atoomkern – kunnen de plaatsbepaling nog preciezer maken, tot op lokaal niveau.

Pieter Zuidema en Arjen de Groot beamen dat de DNA-analyse inderdaad het beste werkt met het levende cambium-materiaal. ‘Maar we hebben in dit project ook veel energie gestopt in het verbeteren van de mogelijkheid om DNA uit het kernhout te winnen. Met tali levert dat wel degelijk bruikbare resultaten op’, zegt De Groot.

Precieze plaats van herkomst

‘We hebben ook chemische herkomstanalyses met isotopen gedaan en dat levert voor tali juist onvoldoende uitsluitsel’, vult Zuidema aan. ‘Isotopen van bomen die naast elkaar staan, verschilden soms meer van elkaar dan die tussen verschillende concessiegebieden. We konden het hout daarmee onvoldoende koppelen aan de precieze plaats van herkomst.’

En natuurlijk, vervolgt Zuidema, het opstellen van gedegen databases vergt veel tijd. ’Maar de procedure van certificering, controle van documenten, bezoeken aan concessiehouders, zagerijen en transporteurs is evengoed een tijdrovend en kostbaar karwei.’

Sjoemelende handelaren

Zuidema werkt aan een voorstel voor vervolgonderzoek. ‘Wij willen een begin maken met een databank van de plekken waar het meestverhandelde hout vandaan komt. Die zou bij voorkeur ook de ecologisch kwetsbare gebieden in de hoogrisicolanden moeten beslaan.’ Als dat een brug te ver is, bijvoorbeeld doordat in die gebieden de veiligheid van de wetenschappers in het geding komt, dan weet genetisch ecoloog De Groot een omgekeerde toepassing.

‘Als we door gebrek aan een database van de gevoelige gebieden niet kunnen zeggen waar het hout precies vandaan komt, kunnen we wel vertellen dat het hout van een mogelijk sjoemelende handelaar niet uit het gebied komt dat op de bon van het hout staat vermeld. Doordat we alle gegevens hebben uit de bonafide gebieden. We kunnen dan met de stelligheid van Sherlock Holmes zeggen ‘je probeert me voor de gek te houden, kerel’.

www.wur.nl/illegaalhardhout

Achtergrondafbeelding: Getty Images.

‘Fijngevoelige metingen op zulke kleine schaal, van enkele moleculen binnenin een materiaal of cel, zijn niet mogelijk met een groot meetapparaat’, legt Joris Sprakel uit. Hij is onderzoeksleider bij de Wageningse leerstoelgroep Fysische chemie en zachte materie.

Om aan dit probleem te ontsnappen, ontwierp zijn team moleculen die zelf als meetapparaat werken. Om zo’n meetinstrument, bestaand uit één enkel molecuul, uit te lezen en de kracht te bepalen die het ondervindt, schijnen de onderzoekers er met een laser op. Het molecuul zendt dan licht terug van een andere kleur. Aan de hand van die kleur kan het onderzoeksteam vervolgens bepalen hoeveel kracht er op het molecuul wordt uitgeoefend.

‘Het was erg lastig om de opstelling te bouwen om dat goed te meten. Er komt maar heel weinig licht terug van één molecuul’, legt Sprakel uit. Daar kwam bij dat hij met een klein budget aan de slag ging; geen financier zag brood in zijn onderzoeksvoorstel. De onderzoekers moesten de proefopstelling daarom met veel creativiteit in elkaar knutselen. ‘We hebben een team jonge, enthousiaste onderzoekers met allemaal verschillende expertises. Zonder die samenwerking was het denk ik nooit gelukt.’ In januari leidde het onderzoek tot een publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift Chem.

Een miljoenste millimeter

De ontwikkelde sensormoleculen meten honderden keren nauwkeuriger dan de bestaande instrumenten voor het bepalen van minikrachten. Voorheen was het alleen mogelijk om vast te stellen of er wel of geen kracht werd uitgeoefend tussen moleculen. ‘Met deze nieuwe methode kan mechanische kracht niet alleen zwart-wit, maar in vijftig tinten grijs worden gemeten’, aldus de onderzoeksleider.

Uitgedrukt in vaktermen bereikt de krachtensensor een resolutie van honderd femtoNewton (0,0000000000001 Newton), 1 Newton is ongeveer zoals een ons aanvoelt. ‘Een molecuul is zelf ook ongelooflijk klein, ongeveer een nanometer, een miljoenste millimeter’, aldus Sprakel. ‘Die kracht van honderd femtoNewton die op een molecuul van een nanometer drukt, is te vergelijken met de kracht die een zandkorrel uitoefent op de schouder van een mens. Zulke kleine krachten kunnen we nu dus meten bij verhoudingen die een biljoen keer kleiner zijn.’

Embryonale ontwikkeling

De nieuwe meetmethode maakt het mogelijk meer inzicht te krijgen in de krachten die op moleculair niveau van belang zijn in levende cellen van planten, dieren en de mens. Wetenschappers weten dat deze fysische krachten een rol spelen bij veel processen, maar omdat de krachten niet precies, of helemaal niet, te meten waren, viel er weinig mee te beginnen.

‘Met deze techniek kunnen we letterlijk licht werpen op deze processen. Denk bijvoorbeeld aan de embryonale ontwikkeling van planten. We weten dat minuscule krachten bepalen wanneer een cel gaat delen en in welke richting. Die mechanische prikkels zijn dus heel belangrijk voor hoe het plantenembryo zich ontwikkelt; maar tot nog toe waren die onmeetbaar’, vertelt Sprakel. ‘Dan is het ook nagenoeg onmogelijk om te begrijpen hoe die krachten uitwerken.’

Zelfreparerende ruimteschepen

‘Als je de rol van de minikrachten in biologische processen kent, kun je op termijn wellicht begrijpen hoe je bepaalde ziektes kunt bestrijden die ontstaan door foutjes in die krachten. Maar dat is nog toekomstmuziek; we hebben nu aangetoond hoe we dit soort ‘onmeetbare’ krachten wel kunnen meten. Samen met Dolf Weijers, van de leerstoelgroep Biochemie, zijn we nu druk bezig om deze aanpak los te laten op cellulaire processen.’

Ook denkt Sprakel na over toepassingen buiten het traditionele Wageningse domein. Samen met de TU Delft werkt hij bijvoorbeeld aan het verder ontwikkelen van zelfreparerend materiaal voor ruimteschepen, dat zich net als de menselijke huid na een beschadiging zelf herstelt. Hoewel in Delft dergelijke materialen al worden gemaakt, is niet bekend hoe die precies functioneren. ‘Onderzoek is vaak voor een groot deel trial-and-error. Als we precies kunnen kijken hoe het werkt, dan kunnen we een dergelijk materiaal ook gerichter ontwikkelen en verbeteren.’

www.wur.nl/kleinstesensor

Achtergrondbeeld: Shutterstock

Tijdens zijn verblijf daar, zat Bush vooral binnen. ‘Mijn onderzoeksterrein bestaat wel vaker uit vergaderruimtes, waar we praten met verschillende belanghebbenden zoals kleine, lokale vissers maar ook met grote reders die over heel de wereld boten hebben varen. Voor een interview voor ons onderzoek in de Stille Oceaan kwamen we bijvoorbeeld terecht bij een importeur in Brabant. Vaak krijgen we tijdens het veldwerk geen tonijn te zien’, vertelt de onderzoeker.

Tonijn in blik

De druk op de tonijn is groot. In marktwaarde is de tonijnvangst één van de belangrijkste visserijen ter wereld. Daarbij gaat het om verschillende soorten binnen de familie van de makrelen, zoals de geelvintonijn, blauwvintonijn en de grootoogtonijn. Die soorten staan er door overbevissing slecht voor. De gestreepte tonijn, ook wel echte bonito of skipjaktonijn genoemd, doet het volgens Bush een stuk beter. ‘Tonijn in blik is vrijwel altijd van deze soort’, vertelt Bush.

Maar bij het vangen ervan worden ook bedreigde soorten tonijn of dolfijnen mee gevangen. Vooral als vissers grote ringnetten of lokvlotten gebruiken in plaats van hengels. Overbevissing aanpakken is lastig. De Stille Oceaan, waar zo’n 60 procent van alle tonijn wordt gevangen, strekt zich uit over vele duizenden kilometers en tientallen verschillende landen met elk hun eigen bestuur. Veel van die lokale economieën zijn grotendeels afhankelijk van de visvangst. ‘Bij sommige eilanden in de Stille Oceaan komt 70 procent van het nationaal inkomen uit de tonijnvisserij’, vertelt Bush. Bovendien hebben sommige grote vissers helemaal geen belang bij verduurzaming. ‘Die zijn groot en rijk geworden dankzij dit visserijsysteem.’

Geen puur ecologisch probleem

Bush en zijn team bestuderen hoe afspraken tot verduurzaming tot stand komen, maar ook wat het effect van die afspraken is. Die benadering wijkt af van de manier waarop veel onderzoeksgroepen buiten Wageningen werken. ‘Die bestuderen bijvoorbeeld hoeveel vissers maximaal kunnen vangen en welke vangstmethoden het beste werken om geen ongewenste bijvangst te hebben. Maar dit is geen puur ecologisch probleem. Je kunt wel weten welke vangstmethoden het beste zijn, maar als die niet worden geïmplementeerd, kun je er nog steeds weinig mee. Hier in Wageningen werken mensen die weten wat ecologisch het beste werkt, maar vervolgens kijken we ook naar de beleidsimplementatie.’

Die aanpak probeert hij over te brengen op zijn promovendi, overwegend afkomstig uit de regio. ‘Na hun promotie gaan ze vaak verder in eigen land, waar ze hun wetenschappelijke aanpak gebruiken bij het verduurzamen van de visserij. Agnes Yeeting van de eilandengroep Kiribati is een mooi voorbeeld. Zij onderzocht hoe het visserijbeleid in die regio door de tijd heen is veranderd. Nu is ze in dienst bij het Department of Fisheries in Kiribati.’

Tonijn beschermen

Bush ziet een verschuiving van visserijbeleid dat vooral door en tussen overheden wordt bepaald, naar publiek-private initiatieven, waarbij milieuorganisaties, overheden en de vissers samen overeen komen om de tonijn beschermen. Dat gebeurt bijvoorbeeld door afspraken te maken om beter te monitoren hoeveel vis er wordt gevangen, of door het instellen van keurmerken, zoals dat van de door Unilever en het Wereld Natuur Fonds opgerichte Marine Stewardship Counsel (MSC). Dit keurmerk, dat inmiddels op vrijwel alle Nederlandse supermarktvis staat, wordt alleen afgegeven als vissers kunnen aantonen dat hun visbestanden duurzaam worden geëxploiteerd.

BESTTuna

Bush volgt de ontwikkelingen in het visserijbeleid op de voet. Hij kijkt daarbij ook hoe verschillende bedrijven in de keten met elkaar kunnen samenwerken. Zo werd in het onderzoeksproject BESTTuna gekeken naar de traceerbaarheid van door kleine vissers in Indonesië duurzaam gevangen tonijn. ‘Het was voorheen niet bekend hoeveel tonijn deze vissers precies vangen en om welke soorten het gaat. Dit zijn heel kleine vissers, vaak met maar één bootje, dus het is heel lastig om al die gegevens aangeleverd te krijgen. Maar samen vangen ze wel heel veel vis.’

Bush was ervan overtuigd dat het mogelijk moest zijn om aan de gegevens van deze vissers te komen. ‘Hun verse vis kan in heel korte tijd in Amerikaanse supermarkten liggen, dus de keten is tot ingewikkelde dingen in staat. Waarom zou het aanleveren van gegevens dan niet lukken?’ Daarvoor werden eerst kleine vissers aangespoord om mee te werken en gegevens over de gevangen vis soorten aan te leveren. ‘Om hen te overtuigen, moet je kunnen laten zien dat het voor hun voedselzekerheid op de lange termijn belangrijk is om nu niet te veel te vissen. Maar ook dat het verkopen van aantoonbaar duurzaam gevangen vis een beter inkomen oplevert.’

De onderzoekers ontwikkelden een systeem waarmee de tonijn die door kleine vissers wordt gevangen in de gehele keten getraceerd kan worden. Via een app en een streepjescode kan een consument in bijvoorbeeld de Verenigde Staten nu precies zien waar de tonijn vandaan komt. Het systeem kan ook gebruikt worden om te controleren of een visser niet te veel vist.

Daarnaast zijn er inmiddels verschillende andere systemen in gebruik die de druk op de tonijn moeten verminderen. Zo werken veel vissers in de Stille Oceaan met een maximaal aantal dagen dat zij mogen vissen. Deze verhandelbare visrechten zijn gekoppeld aan een informatiesysteem met data over de grootte van de vangst op een bepaalde dag, dat weer gebruikt wordt om de visserij beter te reguleren.

Die extra informatie brengt ook dilemma’s met zich mee: van wie is al die informatie die wordt verzameld? Aan de ene kant zou het allemaal vrij beschikbaar moeten zijn, vindt Bush, maar data kunnen ook misbruikt worden. Ze voorzien bijvoorbeeld illegale vissers van informatie over waar precies tonijn te vinden is. Bovendien kan de informatie de concurrentieverhoudingen tussen bedrijven onder druk zetten. ‘Ik denk dat in de toekomst de grote discussies vooral hierover zullen gaan.’

Duurzame visserij

Niettemin gelooft Bush dat publiek-private samenwerking en een betere traceerbaarheid kunnen helpen om de visserij duurzamer te maken. ‘Sinds vissers en milieuorganisaties zelf een grote rol spelen, verandert de houding van overheden. Eerst probeerden landen vooral om hun maximale vangsten te kunnen behouden. Nu is het een veel dynamischer proces waarin gekeken wordt hoeveel tonijn er door wie gevangen kan worden.’

Invloedrijke partijen

Zodra de visstanden weer toenemen kunnen die quota eventueel worden opgerekt. Bij de gestreepte tonijn is dat al het geval. Daarvan neemt de populatie toe. ‘Er wordt door de samenwerkingsverbanden nu gekeken of er meer gevangen kan worden. Ik ben heel benieuwd hoe dat proces gaat lopen en hoe bestendig de publiek private samenwerkingsverbanden zijn tegen druk van invloedrijke partijen die willen dat er meer gevist wordt. Je ziet dat invloedrijke tonijnimporteurs hun druk steeds meer direct uitoefenen op de Marine Stewardship Counsel (MSC) in plaats van op een overheid.’

Bush werkt in zijn onderzoek veel samen met vissers en milieuorganisaties, onder meer om informatie te verzamelen. Die partners kunnen daardoor op hun beurt snel bij de nieuwe kennis komen. ‘Onze wetenschappelijke artikelen worden niet alleen door wetenschappers gelezen, maar juist ook door bijvoorbeeld milieuorganisaties. Je ziet dat ons onderzoek wordt meegenomen in het ontwikkelen van nieuw beleid.’

Kritische houding

‘Soms vinden partijen het ook niet leuk wat we doen. Zo hebben we laatst een artikel gepubliceerd over de effectiviteit van een keurmerk waarmee wordt geprobeerd om de bijvangst van dolfijnen te voorkomen. Die effectiviteit bleek niet zo groot.’ Tegelijkertijd zorgt die kritische houding ervoor dat het onderzoekswerk serieus wordt genomen, denkt Bush. ‘Het klopt wat we doen en uiteindelijk wordt dat op prijs gesteld. En als je merkt dat iemand het echt niet leuk vindt wat je doet, dan betekent het tegelijkertijd dat je werk impact heeft.’

Achtergrondfoto: Shutterstock

Ondanks de voorsprong die Nederland binnen Europa heeft opgebouwd, is het hard nodig om na te denken over hoe we het huishoudelijk afval de komende jaren gaan inzamelen en verwerken, zegt Ulphard Thoden van Velzen, werkzaam bij Wageningen Food & Biobased Research. Onder meer doet hij onderzoek naar gescheiden inzameling van plastic afval. Diverse analyses laten zien dat nog altijd een minderheid van het verpakkingskunststof wordt gerecycled tot zuivere grondstof voor nieuwe verpakkingen. ‘We zijn nog ver verwijderd van het ideale, circulaire beeld’, aldus Thoden van Velzen.

Nascheidingsinstallaties

Zo blijven er ondanks afvalscheiding nog steeds waardevolle grondstoffen achter in het huishoudelijk restafval, zoals gft, papier, karton en plastics. Daarom bouwen Nederlandse afvalverwerkers als Omrin, Attero, HVC, AEB en AVR de laatste jaren zogeheten nascheidingsinstallaties: grote hallen met transportbanden waar verpakkingsfolies, plastic tassen en verpakkingen machinaal worden gesorteerd per hoofdcategorie: polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), polyethyleentereftalaat (PET), folies en gemengde kunststoff en. Vaak worden de kunststoff en versnipperd en gewassen om vuil te verwijderen. Bij het sorteren en het mechanisch recyclen blijven reststromen over van onbruikbare en vervuilde kunststof, dat met ander restafval richting verbrandingsoven gaat.

Planten bij het plastic

Ook gooien we van alles in de plasticcontainer dat daar niet hoort. ‘Je vindt er allerlei niet-kunststof materialen in: metaalobjecten, een beetje glas, wat textiel’, aldus Thoden van Velzen. ‘Soms is die categorie klein, soms erg groot, tot dertig procent aan toe, inclusief kamerplanten en wijnflessen. Verder zit er naast verpakkingskunststof ook niet-verpakkingskunststof in, zoals speelgoed en pvc-bouwmaterialen. Vaak is dat al tien procent. Bovendien is een deel van het resterende verpakkingskunststof ongewenst, zoals doordrukstrips van medicijnen, piepschuim, siliconenkitverpakkingen en flesjes waarin klein chemisch afval heeft gezeten.’ Verder kleven aan veel verpakkingen resten van etenswaren, zoals bedorven melk of sinaasappelsap. Tot slot bestaat een verpakking nooit uit een enkel soort materiaal: een fles heeft vaak een dop en een label van andere soorten kunststof.

Vervuilende posten

Als je kijkt naar de gewenste kunststofsoorten – polyethyleen, polypropyleen en PET – dan blijft er na aftrek van al die vervuilende posten netto minder dan vijftig procent van het ingezamelde materiaal over, zegt Thoden van Velzen. Kunststof verpakkingen wijken daarin sterk af van bijvoorbeeld glas, omdat kunststof relatief licht is ten opzichte van de vervuilingen. ‘Bij glasverpakkingen is het gewicht van etiketten, kurken en etensresten relatief klein. Voor plastic en drankkartons is het echt problematisch, omdat je bij de inzameling daardoor vaak het dubbele brutogewicht registreert. Dan krijg je verschil tussen wat je als wetenschapper meet en de officiële statistiek die uitgaat van bruto ingezamelde gewichten.’

Vervuiling en combinatie van kunststofsoorten betekenen ook dat bij het recyclen van ingezameld kunststof flinke moeite moet worden gedaan om het op te werken tot zuivere, schone grondstof. ‘Als je het hele systeem overziet, werd in Nederland in 2014 340 kiloton nieuwe verpakkingskunststof op de markt gebracht. Er werd 130 kiloton ingezameld, en daarmee werd 75 kiloton gerecycled kunststof geproduceerd, dat voor een flink deel bestaat uit mengkunststof en folies.’

Redelijke prijs

‘Het aandeel van zuiver gerecycled polyethyleen, polypropyleen en PET is klein, en juist die heb je hard nodig voor circulair hergebruik.’ Uit het onderzoek van Thoden van Velzen blijkt dat de gescheiden inzameling bijvoorbeeld 9,1 miljoen kilo gerecycled polypropyleen oplevert, tegen 35 miljoen kilo mengkunststof. ‘Voor bedrijven die circulair willen inkopen, is het erg moeilijk om geschikte hoeveelheden gerecycled polyethyleen, polypropyleen of PET te vinden voor een redelijke prijs’, aldus de onderzoeker. 

Zelfs als het de verpakkingsindustrie lukt om schoon gerecycled kunststof te kopen, is toepassing in nieuwe voedselverpakkingen vaak niet toegestaan, zegt chemisch technoloog Karin Molenveld. Zij doet bij Wageningen Food & Biobased Research onderzoek aan de verwerking van gerecycled kunststof. De wettelijke regels voor voedselverpakkingen zijn namelijk helder.

Nare luchtjes

‘Er mag gewoon geen vervuiling in het kunststof zitten, dat door contact in het voedsel terecht kan komen. Bij de recycling van huishoudelijke kunststoffen ontstaat vaak vermenging met kunststoffen die niet voor contact met voedsel bedoeld zijn. Daar kunnen potentieel nare stoffen in zitten, zoals zware metalen uit kleurstoff en. Daar heb je weinig grip op, want als je plastic inzamelt, komen allerlei kleuren plastic bij elkaar. Het plastic krijgt de kleur en zelfs de geur van de kliko. Luchtjes van rottende voedingsmiddelen trekken erin. Als het wordt verwerkt tot nieuwe producten, ruik je het nog.’ Alleen met warm water en chemicaliën kunnen deze geuren weer uit het kunststof worden gehaald maar dat is relatief duur en niet ieder recyclingbedrijf doet dat.

Recycling van PET-statiegeldflessen is een uitzondering op de regel dat recycling nauwelijks nieuwe voedselverpakking oplevert. Inzameling en verwerking zijn zogeorganiseerd dat van oude PET-flessen weer nieuwe worden gemaakt. Gerecyclede PET-korrels worden onder vacuüm-omstandigheden verwarmd tot boven 200 graden, waardoor mogelijke verontreinigingen verdwijnen.

Duurzame vervanger van tropisch hardhout

Molenveld: ‘Die behandeling is specifiek voor PET, waardoor je allerlei narigheid kunt kwijtraken. De structuur van het kunststof wordt gerepareerd, waardoor het weer geschikt is voor nieuwe voedselverpakkingen.’ Chemische eigenschappen van kunststoffen zijn erg bepalend voor wat je ermee kunt doen na recycling, zegt Molenveld. Kunststoffen als polyethyleen en polypropyleen absorberen makkelijker vettigheid en geurtjes uit afval dan PET, en dat beperkt de mogelijkheden voor nieuwe verpakkingen. Op dit moment produceert de recycling van huishoudelijk kunststof vooral veel mengproducten, die bijvoorbeeld worden verwerkt tot een duurzame vervanger van tropisch hardhout in oeverbeschoeiingen en steigers.

Meer gezuiverde producten kunnen worden gebruikt voor vuilniszakken en voor de zwarte emmers die je bij de bouwmarkt kunt kopen.

Beperkingen aan de verwerkingsmogelijkheden in nieuwe producten betekent niet dat recycling zinloos is. De eisen aan gerecycled kunststof voor verpakking van bijvoorbeeld muurverf of plantenmest zijn minder strikt dan voor voedsel. ‘Maar dan nog moet zulk kunststof wel een behoorlijke zuiverheid hebben, anders kun je het niet verwerken’, aldus Molenveld. ‘Als er te veel van een ander type kunststof tussendoor zit, krijg je gaten in een fles of emmer. Eigenlijk komt er nog te weinig van dat soort hoogwaardig gerecycled materiaal op de markt. We zamelen enorme volumes in, maar als je goed kijkt zie je dat er nog weinig zuiver recyclaat beschikbaar is.’

Een andere manier om de recycling van verpakkingsmateriaal te organiseren, is door gebruik te maken van biologisch afbreekbare bioplastics. Die worden niet gemaakt uit aardolie en het afval kan worden vergist of gecomposteerd. De markt voor dat soort kunststoffen is in Nederland nog niet heel omvangrijk, zegt Molenveld. ‘Misschien een half procent. Een van de redenen is de lage kostprijs van gangbare kunststof uit aardolie.’

Biologisch afbreekbaar zakje

‘Bioplastic is al snel veel duurder; de consument moet het heel graag willen hebben. En voor veel consumenten is een plastic toch snel gewoon plastic’, aldus de onderzoekster. ‘Er zijn wel diverse toepassingen, zoals verpakking van biologische groenten, drinkbekers op festivals of potjes met kruidenplanten. Recent heeft de COOP vleesschaaltjes geïntroduceerd van polymelkzuur. Een andere toepassing is het biologisch afbreekbare zakje waarmee gft-afval wordt ingezameld.’

Biologisch afbreekbaar plastic is een relatief nieuwe categorie kunststof in het huishoudelijk afval, die in een andere recyclestroom thuishoort: de composthoop. Molenveld: ‘Op zich is het goed mogelijk dat afvalverwerkers biologisch afbreekbaar plastic selecteren en dan verwerken in de compostering, maar dan moeten de hoeveelheden voldoende groot zijn.’

Plastic bekers

‘Bioafbreekbare plastic bekers van festivals verwerken composteerders graag, want die zijn goed te vergisten tot biogas. Maar als huishoudens biologisch afbreekbaar plastic bij het gft zouden gaan doen, vrezen de verwerkers voor vervuiling met niet-afbreekbaar plastic afval.’

‘Dat is nu al een probleem. Voor consumenten is het soms niet duidelijk wat er wel en niet in het gft mag. De kosten voor het uitzeven van vervuiling lopen op omdat compost aan strikte kwaliteitseisen moet voldoen.’

Naast kunststofafval wordt ook gft-afval in grote hoeveelheden ingezameld. Vergisten en composteren zijn een manier om gft-afval te verwerken tot biogas en compost. Maar eigenlijk zijn dat nog laagwaardige vormen van recycling. Jeroen Hugenholtz van Wageningen Food & Biobased Research onderzoekt samen met Spaanse collega’s binnen het EU-project URBIOFIN of er uit gftafval waardevollere stoffen kunnen worden gemaakt, door fermentatie van het afval met micro-organismen.

Het uitgangspunt is dat gft-afval, naast water, vooral uit koolhydraten bestaat, zoals houtige vezels en celwanden in schillen, voedsel- en andere plantenresten. De eerste stap is om die koolhydraten af te breken tot suikers, door de toevoeging van enzymen. ‘Dat mengsel wordt daarna zonder zuurstof vergist, waardoor bacteriën de suikers gaan omzetten in korte vetzuren. Op dat punt komt onze technologie om bioplastics te maken om de hoek kijken.’

Plastic uit gft-afval

In Wageningen is de voorbije jaren veel ervaring opgedaan met het maken van polyhydroxyalkanoaat (PHA), een stof die sommige micro-organismen gebruiken als energieopslag voor magere tijden, maar die ook een prima biologisch afbreekbare kunststof blijkt te zijn. Daarvoor worden twee micro-organismen ingezet. De eerste (Cryptococcus curvatus) eet korte vetzuren op om er langere vetzuren van te maken. De tweede microbe (Pseudomonas putida) maakt van lange vetzuren het bioplastic PHA, dat naderhand kan worden opgezuiverd.

Hugenholtz: ‘We weten dat we meer dan de helft van de aanwezige koolstof in het gft-afval kunnen omzetten in plastic. Maar dat is gebaseerd op ideale omstandigheden, en de samenstelling van afval kan wisselen, waardoor je dat misschien niet gaat halen. Met dit project willen we dat daar verder onderzoek naar doen.’

URBIOFIN loopt inmiddels een jaar. Op labschaal worden momenteel delen van het proces onderzocht. Naar verwachting kunnen rond 2020 op grotere schaal proeven worden gedaan met huishoudelijk afval. Dat de onderzoekers starten met ongesorteerd Spaans afval betekent dat de omstandigheden verre van ideaal zijn, zegt Hugenholtz. ‘Maar als de technologieontwikkeling met dit type afval slaagt, is de kans groot dat je deze aanpak ook kunt toepassen in landen met een beter georganiseerde afvalscheiding.’

Bio-etanol uit afval

De suikers uit huishoudelijk afval kunnen ook in andere grondstoffen worden omgezet, vertelt Hugenholtz. Op dit moment wordt bijvoorbeeld in Spanje op kleine schaal bio-ethanol uit huishoudelijk afval gemaakt. ‘Er loopt bij ons in samenwerking met een Brits consortium ook een onderzoek naar de vorming van butanol en propanol uit huishoudelijk afval. Deze alcoholen zijn interessant als biobrandstof, maar ook als basis voor omzetting in hoogwaardige grondstoffen voor de chemische industrie.’

Er worden inmiddels forse hoeveelheden huishoudelijk afval gescheiden ingezameld. Molenveld: ‘Het bewustzijn van het nut van gescheiden afvalinzameling neemt toe, net als de hoeveelheid afval die gescheiden wordt opgehaald. We zamelen steeds meer in, maar het systeem is nog niet perfect. Daar moet wel eerlijk en open over worden gecommuniceerd, anders gaat de consument zich afvragen of alle moeite wel loont.’

Design for recycling

Een van de oplossingen begint volgens Molenveld bij de bron: design for recycling, wat zoveel betekent als het vermijden van combinaties van uiteenlopende verpakkingsmaterialen die effectieve recycling in de weg zitten. Vooral meerlaags folies, waarin bijvoorbeeld chips, afbakbroodjes en vleeswaar worden verpakt, zijn lastig te verwerken. Die laagjes kunnen na afloop niet meer van elkaar worden gescheiden, vertelt Molenveld.

Lastig mixen

‘Polypropyleen, polyethyleen en PET kun je afzonderlijk prima recyclen, maar zodra ze door elkaar zijn gemixt wordt het lastig. Je kunt niet zeggen: laten we voor verpakkingen vanaf nu gewoon één soort kunststof kiezen. Want welke moet dat dan zijn? Elk kunststof heeft uniekeeigenschappen en materialen worden ook gekozen op grond van transparantie en vochtdoorlatendheid.

Er wordt wel veel gesproken over design for recycling, maar in de praktijk zie je het nog beperkt. Neem zo’n kartonnen rijstverpakking met een kunststof kijkvenster. Dan denk ik: je kunt thuis een pak ook optillen en voelen hoeveel er nog in zit.’

Volgens Thoden van Velzen is het tijd voor bezinning. ‘Waar willen we naartoe? We kunnen het afvalverwerkingssysteem zo laten, maar dan blijft het lastig voor bedrijven die gerecyclede grondstoffen willen kopen om voldoende aanbod te vinden. We hebben de afgelopen jaren vooral aan kwantiteit gewerkt; er wordt vooral meer gescheiden ingezameld. De komende jaren moeten we aan de kwaliteit van het recyclingsysteem gaan werken.’

Strikter sorteren

Dat betekent onder meer dat inzamelaars beter gaan controleren of burgers wel de juiste materialen in de plastic container of PMD-zak stoppen. Thoden van Velzen: ‘Sorteerbedrijven moeten strikter gaan sorteren dan ze tot nu toe gewend zijn. Recyclingbedrijven moeten meer moeite gaan doen om hoogwaardiger kwaliteit van gerecycled kunststof te maken. En niet te vergeten: alle verpakkingsbedrijven moeten serieus aan de slag met design voor recycling.

Je hebt enkele kleine producenten die heel veel moeite doen om een ecologisch verantwoorde, gerecyclede verpakking te ontwikkelen. Aan de andere kant zijn er de importeurs van de grote winkelketens, die het onderwerp niet interessant vinden omdat ze een goedkoop massaproduct willen leveren. Er is nog veel te winnen.’

www.wur.nl/afvalnaarmaterialen

Achtergrondfoto: ANP

Dat is althans de belofte van start-up BunyaVax. Het bedrijfje is een spin-off van Wageningen Bioveterinary Research (WBVR). Met de oprichting in 2017 ging voor viroloog Jeroen Kortekaas een droom in vervulling. ‘Dit brengt meer reuring in Lelystad. Als je zelf niet onderneemt, mis je kennis van wat farmabedrijven precies willen. Met BunyaVax komen we erachter wat er allemaal bij komt kijken om vaccins op de markt te brengen.’

Slechts een stukje DNA inspuiten

Kortekaas, ook buitengewoon hoogleraar veterinaire arbovirologie in Wageningen, is wetenschappelijk directeur van het prille bedrijf; als CEO is Jochem Bossenbroek aangetrokken. Eigen faciliteiten heeft BunyaVax niet. Eind dit jaar begint, mede dankzij subsidies van NWO, het ministerie van EZ en de EU, in de laboratoria in Lelystad een proef die moet bewijzen dat het bedrijfje inderdaad een technologie in handen heeft om snel effectieve en veilige vaccins te ontwikkelen. Eerst voor landbouwhuisdieren, daarna ook voor de mens.

De klassieke manier van vaccineren is ruim twee eeuwen oud: de arts spuit een verzwakte variant van een virus in. De viruseiwitten brengen in het lichaam een immuunreactie op gang: de afweercellen komen op scherp te staan. Dringt het echte virus het lichaam binnen, dan is de afweer paraat en maakt de indringer direct een kopje kleiner.

Kortekaas werkt aan een alternatieve aanpak. Het idee is betrekkelijk simpel: er wordt slechts een stukje erfelijk materiaal (DNA of RNA) van de ziekteverwekker ingespoten. Dat stukje erfelijk materiaal – bij BunyaVax is dat RNA – nestelt zich in de lichaamscellen. Die cellen gaan daardoor zelf een viruseiwit produceren, wat de afweer op scherp zet.

Wereldwijd trekt deze nieuwe aanpak de laatste jaren veel aandacht. De Bill & Melinda Gates Foundation investeerde tientallen miljoenen euro’s in het Duitse bedrijf CureVac, dat op deze manier onder meer vaccins tegen griep en malaria ontwikkelt. De crux bij deze vaccinatieaanpak is om het RNA van de ziekteverwekker daadwerkelijk ín de lichaamscellen te krijgen. Daarvoor is een bezorgdienst nodig. Ieder bedrijf zoekt daarvoor zijn eigen oplossing. Kortekaas gebruikt een systeem uit de natuur: hij werkt met bezorgers die gespecialiseerd zijn in het binnendringen van afweercellen van zoogdieren: zogeheten bunyavirussen. De meest veelbelovende kandidaat is het virus dat Rift Valley Fever (RVF) veroorzaakt bij de mens en bij herkauwers.

Eerst nog varkens inenten

Dat klink eng, maar Kortekaas maakt dit gevaarlijke virus in het lab eerst vleugellam. Na inspuiting dringt het virus wel de lichaamscellen binnen, maar het kan zich daar niet vermeerderen. Wel bezorgt het, als een soort envelop, het stukje RNA van de ziekteverwekker dat de viroloog heeft ingebouwd. Muizen die op deze manier werden gevaccineerd tegen een dodelijke vorm van influenza, overleefden zonder uitzondering besmetting met de ziekte.

Het idee deugt dus, maar verder dan het lab is de aanpak nog niet. Worden de resultaten bevestigd in een proef eind dit jaar, waarbij varkens een vaccin krijgen tegen varkensinfluenza, dan begint ook de commerciële interesse, verwacht CEO Bossenbroek. ‘Dan hebben we proof of concept geleverd. Dan kunnen we begin 2019 met grote partijen gaan praten.’

Vaccins voor mensen

Om vaccins naar de markt te brengen, is hulp nodig van durfkapitaal en grote farmabedrijven. In dit geval gaat het bovendien om veel meer dan varkens en andere landbouwhuisdieren. De technologie van BunyaVax is zeer waarschijnlijk ook geschikt voor de ontwikkeling van vaccins voor de mens, een veel lucratievere markt.

‘Onze strategie is dat we eerst vaccins ontwikkelen voor de veterinaire markt en daarna ook voor humane toepassing’, aldus Bossenbroek. ‘Dan genereert het bedrijf inkomsten en tegelijkertijd bouwen we door het onderzoek bij dieren alvast een portfolio op met gegevens die ook nodig zijn voor toepassing bij de mens.’

Voordeel van de BunyaVax-technologie is wat Kortekaas en Bossenbroek plug and play noemen: vervang in een vaccin het stukje RNA van de ene ziekteverwekker door dat van een andere, en je hebt in zeer korte tijd een nieuwe entstof. Voorgenomen nieuwe regelgeving lijkt BunyaVax daarbij in de kaart te spelen. Is er door de toelatingsinstanties eenmaal een vaccin op basis van een bunyavirus als veilig en effectief bestempeld, dan zullen vergelijkbare vaccins zonder veel extra veiligheidsonderzoek op de markt kunnen worden gebracht, verwacht Bossenbroek. Ideaal bij een onverwacht optredende epidemie.

www.bunyavax.com

Achtergrondfoto: Shutterstock / Illustratie: Steffie Padmos

Vorig jaar ontstond het idee om terug te gaan, nadat ze via Facebook contact met de Braziliaanse Veronica kregen, die hen destijds hielp bij interviews. ‘We wilden de mensen bezoeken waarmee we toen hebben gewerkt én we waren nieuwsgierig naar de veranderingen in de afgelopen dertig jaar’, legt Inge uit. Met Veronica, die nu in een nabijgelegen stad woont, keerden ze enkele dagen terug naar het dorp.

Herinneringen ophalen met de bewoners

‘Vroeger was het alleen te bereiken via een onverharde weg van vette rode klei. Als het regende, was het dorp onbereikbaar. Het dorpsplein was toen kaal, nu is er een parkje aangelegd. De school is vernieuwd en heeft een speeltuin’, aldus Inge. ‘Ook is de weg naar het dorp nu gedeeltelijk geasfalteerd. Er staan veel stenen huizen en de inwoners hebben stromend water, elektriciteit en zelfs wifi.’

Het weerzien was warm. ‘Iemand haalde meteen zijn gitaar tevoorschijn om muziek te maken. Oudere mensen herinnerden zich ons, ‘as holandesas’, nog. Ze vroegen ons om binnen te komen en wilden graag een praatje maken. Destijds hadden we niet door hoeveel indruk onze aanwezigheid maakte’, zegt Inge. De twee hadden foto’s van vroeger meegenomen. Inge: ‘Dat vonden de mensen prachtig. Ze begonnen meteen herinneringen op te halen en te vertellen wie er op de foto’s stonden.’

Iemand met een pistool tegen zijn hoofd

Om een goed praktijkadres te vinden, hadden Andrea en Inge destijds allerlei instituten in Zuid-Amerika aangeschreven. Uiteindelijk kregen ze een brief terug van CETESB, het overheidsinstituut voor Volksgezondheid en Milieu, in São Paulo. Daar konden ze een brede, vergelijkende studie uitvoeren naar de gezondheidsverschillen in Apiaí Mirim, een dorp zonder drinkwater en sanitair, en Ferreira dos Matos, een dorp met betere voorzieningen.

De overheid voerde een grootschalige campagne uit voor schoon drinkwater en sanitaire voorzieningen op het platteland. De studiegenoten volgden een cursus Portugees en kwamen begin 1987 aan in miljoenenstad São Paulo net voor het carnaval.

‘Het was ons eerste contact met de derde wereld. Dat was overweldigend. Er waren krottenwijken, kartonnen huisjes onder de bruggen en veel drugsverslaafden. Een keer toen we ’s avonds onze straat inliepen stond iemand tegen de muur geduwd met een pistool op zijn hoofd’, herinnert Inge zich. Tegelijkertijd waren er beveiligde woonwijken met hoge hekken en bewaking, en warenhuizen die zo luxe waren dat de studiegenoten hun ogen uitkeken. Bovendien was São Paulo zeer kosmopolitisch met bijvoorbeeld een grote Chinese en een Italiaanse wijk. ‘Ook is het altijd feest; mensen zijn vrolijk en positief. Maar je weet nooit hoe het echt met ze gaat’, vult Andrea aan.

Van de acht maanden in Brazilië, verbleven Inge en Andrea de meeste tijd in São Paulo. De stad is na dertig jaar niet wezenlijk veranderd. Wel liggen er nu verscheidene fietspaden. ‘We zijn zelfs een dagje gaan fietsen. Dat was dertig jaar geleden ondenkbaar en levensgevaarlijk vanwege het verkeer’, zegt Inge.

Wc-papier, bladeren of maïskolven

In Apiaí Mirim interviewden de vriendinnen de zestig huishoudens die het dorp rijk was. Hoe zat het met werk en inkomsten? Kon men lezen en schrijven? Ze wogen kinderen en vroegen mensen naar hun gezondheid. ‘Sommige vragen waren niet-alledaags. We vroegen mensen bijvoorbeeld hoe lang ze diarree hadden en of ze hun billen schoonveegden met wc-papier, bladeren of maïskolven’, lacht Inge. Verder bekeken de studenten de sanitaire voorzieningen en verzamelden ze poepmonsters die in het lab van het regionale gezondheidskantoor werden onderzocht op darmbacteriën en -parasieten.

Het tweede dorp, Ferreira dos Matos, was goed bereikbaar en lag vlakbij een stad. Er waren veel meer stenen huizen en afgeschermde drinkwaterbronnen in het bos, waterleidingen en meer toiletten. Hier logeerden de twee bij een eveneens gastvrije familie, maar dan zonder kakkerlakken op de kamer.

De uiteindelijke uitkomsten van hun onderzoek lagen in de lijn der verwachting; de slechtere drinkwatervoorzieningen in het armere dorp hadden gevolgen voor de gezondheid. Zo hadden deze dorpsbewoners vaker darmparasieten. Na acht maanden onderzoek trokken Andrea en Inge nog twee maanden door Peru, Bolivia en het noordoosten van Brazilië.

Gigantische snoepwinkel

Terug in Wageningen schreven ze hun uitgebreide afstudeerverslag in het Engels en Portugees. Ze waren zo enthousiast geworden door hun periode in Brazilië dat ze allebei een tweede stage deden. Dit keer alleen. In die tijd was ontwikkelingssamenwerking een belangrijk onderwerp in Wageningen. Het Brundtlandrapport uit 1987 vormde een belangrijke inspiratiebron. Daarin werd een verband gelegd tussen milieuvervuiling in het rijke westen en armoede in zuidelijke landen.

Verder was er in Wageningen aandacht voor allerlei emancipatiebewegingen en kreeg de universiteit een afdeling Vrouwenstudies. ‘Wageningen was een gigantische snoepwinkel, vanwege alle interessante vakken en vrije keuzeruimte. Vanuit de studenten hebben we toen ook het vak Milieu en de Derde Wereld opgezet’, vertelt Inge. ‘We hebben een heleboel extra vakken gedaan, gewoon omdat het kon en omdat we het interessant vonden. Maar natuurlijk kregen we ook de gewone studieonderdelen over waterkwaliteit, zuivering en bodemchemie’, benadrukt Andrea.

Herbebossing en traditionele geboortebeperking

Tijdens haar tweede stage werkte Andrea bij de internationale milieuorganisatie ELCI in Kenia aan de zichtbaarheid van initiatieven op het gebied van milieu en ontwikkeling. Daar ontmoette ze de beroemde milieuactiviste Wangari Maathai, die een lans brak voor herbebossing. Inge toog naar Zimbabwe, waar ze met lokale vrouwencoöperaties onderzoek deed naar traditionele manieren van geboortebeperking onder Shona-vrouwen.

Allebei wilden ze graag verder in de ontwikkelingssamenwerking, maar toen ze in 1990 afstudeerden lagen de banen niet voor het oprapen. Toch vonden ze allebei werk. Andrea werd projectmedewerker milieu bij Oxfam Novib in Den Haag en bereidde de deelname voor aan de internationale conferentie over duurzame ontwikkeling in 1992 in Rio de Janeiro. Daarna verhuisde ze naar het ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer (VROM). ‘Als beleidsmedewerker was ik vanuit het ministerie betrokken bij VN-onderhandelingen over milieu en ontwikkeling; ik reisde daarvoor de hele wereld rond.’

Ook Inge reisde veel. Ze werd consultant en leidde onderzoeksprojecten bij WASTE, een organisatie die zich inzet voor sanitaire voorzieningen en afvalverwerking in Afrika, Latijns-Amerika en Azië. In 2000 trad Inge eveneens in dienst bij het ministerie van VROM, waar ze als programmaleider met gemeenten en provincies werkte aan afvalscheiding, energiebesparing, milieuzorg en maatschappelijk verantwoord ondernemen.

Hierna werd zij beleidscoördinator internationaal milieubeleid, programmamanager duurzame ontwikkeling en in 2008 afdelingshoofd Mondiaal. Ze had een breed palet aan onderwerpen op haar bord, van groene economie en duurzaam gebruik van natuurlijke hulpbronnen tot plastic soep en afvalverdragen. Ook coördineerde ze internationale bijeenkomsten en was delegatielid bij Rio+20 in 2012. ‘Dat was een hoogtepunt, de grootste VN-conferentie over duurzame ontwikkeling ooit.’

Nederigheid leren in Utrecht

Andrea is dan allang uit Den Haag vertrokken. Ze wilde minder reizen nadat ze haar eerste kind kreeg. In 1998 werd ze projectleider Schoon en Groen in haar woonplaats Utrecht. Andrea: ‘Dat was een goede plek om nederigheid te leren. Bij VROM ontmoette ik allemaal jonge, hoogopgeleide mensen. In Utrecht werkte ik met ‘echte mensen’ aan afvalscheiding, groen, speelplaatsen en stedelijke ergernissen als poep op de stoep. Het is superleuk om te werken voor de stad waar je woont.’ Na zeven jaar werd ze griffier ter ondersteuning van de gemeenteraadsleden. En sinds 2013 is ze Wijkregisseur Binnenstad.

Ze leidt het wijkbureau en probeert het geluid en de initiatieven van wijkbewoners een plek te geven in de gemeentelijke organisatie. ‘Sommige situaties zijn lastig, bijvoorbeeld als het gaat om langdurige bouwwerkzaamheden of de komst en opvang van vluchtelingen’, zegt Andrea. ‘Het gaat om de leefwereld van mensen en er is een spanningsveld tussen ondernemers, bewoners en bezoekers. Er werken veel mensen uit de ontwikkelingssamenwerking in deze hoek. Dat is niet voor niets. Zij hebben geleerd om met belangentegenstellingen om te gaan.’

‘Ontdek je plekje’

In 2012 was Inge eveneens toe aan een fikse inhoudelijke verandering. Ze verschuift haar aandacht naar waterveiligheid en wordt afdelingshoofd programmering waterbeleid bij het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, zoals VROM inmiddels heet. ‘Van wereldbaan naar ‘Ontdek je plekje’ in Nederland. Soms kom ik op de gekste plaatsen voor bijvoorbeeld de officiële oplevering van een versterkte dijk’, zegt Inge. ‘Dit is een veel technischere wereld. Maar dankzij Wageningen ben ik breed georiënteerd. Ik kan makkelijk schakelen en verbanden leggen tussen verschillende werelden.’

Het publiek belang

Als gezamenlijke rode draad door hun studie- en loopbaankeuzes loopt het publieke belang. ‘We willen allebei een bijdrage leveren aan de samenleving. Ik ben een geitenwollensok in disguise, een wereldverbeteraar’, verklaart Andrea. Van haar drie kinderen heeft de jongste besloten Soil, Water and Atmosphere te gaan studeren in Wageningen.

‘De lijn wordt voortgezet’, zegt ze tevreden. Inge wil misschien nog naar het buitenland. ‘Mijn kinderen zijn nu 16 en 18 jaar. Ik sluit niet uit dat ik straks nog een aantal jaar op een ambassade in het buitenland ga werken. In São Paulo bijvoorbeeld, waar het met onze stage allemaal begon. Dat lijkt me fantastisch. Mijn man is nu hoogleraar Klimaatverandering in Nijmegen. Die heeft daar ook wel oren naar.’

Achtergrondfoto: Marcel van den Bergh

De opleiding ging in 2017 van start en richt zich op stedelijke vraagstukken. Een klimaatvraagstuk als wateroverlast is daar een van. Over dertig jaar woont zo’n 70 procent van de wereldbevolking in de stad, en dat brengt ook logistieke uitdagingen en milieuvraagstukken met zich mee. Hoe zorgen we er bijvoorbeeld voor dat stadsbewoners prettig en veilig wonen, te eten hebben en hun afval kwijt kunnen?

Net als in New York

In Australië waren de studenten te gast op de campus van de University of Technology Sydney (UTS). Ze brainstormden er over watermanagement en mobiliteit in de stad. Raaijmakers: ‘We werkten in groepjes elk aan een ander stadsdeel en bedachten hoe dat eruit zou moeten zien over drie maanden, drie jaar en dertig jaar. Zo’n stadsdeel staat uiteraard niet op zichzelf, dus we moesten onze ideeën ook afstemmen met de andere groepjes.’

‘In ons deel worden bijvoorbeeld veel torenflats gebouwd. Wij bogen ons over de vraag hoe je ervoor zorgt dat de bewoners het gebied goed kunnen bereiken. We denken dat daarvoor meer tram- en metrosystemen nodig zijn. Ook hadden we het idee om de verhoogde snelweg die door Sydney loopt om te vormen tot een High Line park voor fietsers en wandelaars. Net zoals in New York.’

De master wordt gezamenlijk aangeboden door Wageningen University & Research, Delft University of Technology en het Amsterdam Institute for Advanced Metropolitan Solutions. De eerste lichting van achttien studenten is een gemengde groep met achtergronden variërend van bouwkunde tot voeding en gezondheid. Dat is volgens opleidingsdirecteur Erik Heijmans tevens de kracht van de master. ‘Studenten werken samen en combineren hun kennis, ieder vanuit hun eigen expertise. Het gaat niet alleen om theorie, maar vooral om hoe je die kennis in praktijk brengt.’

De stad als levend lab

De meeste projecten waar de MADE-studenten aan werken, bevinden zich iets dichter bij huis: in Amsterdam. ‘Dat is een goedgeorganiseerde stad die nog altijd groeit. Dat zorgt voor nieuwe uitdagingen’, zegt Heijmans. ‘De stad is een levend lab waarin de studenten hun ideeën direct aan de praktijk kunnen toetsen.’

‘Ik vind het interessant om te kijken hoe je op een circulaire manier kunt bouwen, bijvoorbeeld met urban mining’, aldus studente Toni Kuhlmann. ‘Daarbij hergebruik je zo veel mogelijk materiaal van gebouwen die gesloopt worden.’ Zo wordt op het terrein van de voormalige Bijlmerbajes een milieuvriendelijke wijk gebouwd, waarin materialen uit de gesloopte gevangenis een nieuwe bestemming krijgen. ‘Als je de ramen er voorzichtig uit haalt, is het glas opnieuw te gebruiken’, legt Kuhlman uit. En koper uit de oude gas- en waterleidingen kan weer worden verwerkt in elektronica.

Kuhlman deed eerst een bachelor Future Planet Studies aan de Universiteit van Amsterdam. ‘Ik ben geïnteresseerd in duurzaamheid in steden.’ Raaijmakers begon aan de master na haar bachelor Landschapsarchitectuur in Wageningen. ‘Ik wilde niet alleen met ontwerp bezig zijn, maar vooral ook met praktische toepassingen.’

‘We zijn nu met achttien studenten, dus we waren al snel een hechte groep. Het is leuk dat iedereen een andere achtergrond heeft, want daardoor leer je om ergens op een andere manier naar te kijken. Ik kijk als landschapsarchitect vooral naar verbindingen tussen een systeem en het landschap. Als het regent, wil ik weten waar het water naartoe gaat en hoe het wordt afgevoerd. Terwijl een industrieel ontwerper bijvoorbeeld veel meer weet van de functionaliteit van de materialen waar zo’n afvoersysteem van is gemaakt.’

www.wur.eu/made

Achtergrondfoto: Shutterstock

‘Op de plantages werken vooral illegale Haïtianen die zomaar het land uit kunnen worden gezet. Daar verdienen ze, dankzij Fairtrade, wel net wat meer dan bijvoorbeeld in de bouw.’ Ruim driekwart van de bananen die de Dominicaanse Republiek exporteert heeft het keurmerk biologisch of Fairtrade, waarvan het overgrote deel wordt verscheept naar Europa.

Duurzame teelt

In 2020 verdwijnen de handelsvoordelen die de Dominicaanse Republiek nu nog heeft bij export naar de EU. ‘Om de gevolgen in te schatten en te voorkomen dat de duurzame bananenteelt instort, vroeg de EU om meer inzicht in de stand van zaken in het land. Ik verwacht dat ons rapport een basis zal bieden om de juiste maatregelen te treffen. Een ding is zeker: zolang de retailers zulke lage prijzen afdwingen, wordt de teelt nooit echt duurzaam.’ 

Info: fedes.vanrijn@wur.nl

Achtergrondfoto: Alamy