Ze behoren tot de moeilijkste verontreinigende stoffen om uit het milieu te verwijderen, ze kunnen zich ophopen in het water en in de voedselketen en hun aanwezigheid vormt een groeiend probleem voor de volksgezondheid. We hebben het over PFAS, een grote familie van kunstmatige chemicaliën die al tientallen jaren worden gebruikt in tal van alledaagse producten en in verschillende industriële processen.
Het is essentieel om ze snel te identificeren, maar de analyses die momenteel beschikbaar zijn vereisen geavanceerde instrumenten, gespecialiseerd personeel en uitgeruste laboratoria. Om deze reden zou het kunnen ontwikkelen van eenvoudigere en snellere systemen om deze verontreinigingen rechtstreeks op het grondgebied te detecteren een belangrijk verschil kunnen maken.
Een nieuw onderzoek uitgevoerd door Acque del Chiampo en de Universiteit van Verona gaat precies in deze richting en heeft al eerste bemoedigende resultaten opgeleverd. Wetenschappers werken aan een innovatief systeem dat licht gebruikt om bepaalde PFAS in water te identificeren. En de eerste testfase toonde aan dat het principe werkt, tenminste onder gecontroleerde laboratoriumomstandigheden.
PFAS, waarom ze zo gevaarlijk zijn en waarom het belangrijk is om ze in water te detecteren
PFAS (per- en polyfluoralkylstoffen) vormen een zeer grote familie van synthetische chemische verbindingen, die worden gebruikt vanwege hun waterafstotende, olieafstotende en hittebestendige eigenschappen. We vinden ze, of hebben ze gevonden, op tal van gebieden: van de antiaanbaklaag van sommige pannen tot waterdichte stoffen, van voedselverpakkingen tot vlekbestendige producten, tot diverse industriële toepassingen.
Het probleem is dat veel van deze verbindingen uiterst persistent zijn. Hun bindingen tussen koolstof en fluor zijn bijzonder goed bestand tegen afbraak en kunnen, eenmaal verspreid in het milieu, daar zeer lang blijven bestaan. Dit is ook de reden waarom ze vaak worden genoemd “voor altijd chemicaliën“, of eeuwige chemicaliën.
Sommige PFAS kunnen de bodem en het grondwater verontreinigen, rivieren en beken bereiken en via water en voedsel in de voedselketen terechtkomen. Langdurige blootstelling aan sommige van deze verbindingen is in verband gebracht met verschillende gezondheidseffecten, waaronder veranderingen in het immuunsysteem, verhoogde cholesterolwaarden en ontwikkelingsproblemen, evenals een verhoogd risico op sommige ziekten.
Tot de bekendste en meest bestudeerde verbindingen behoren PFOA (perfluoroctaanzuur) en PFOS (perfluoroctaansulfonzuur), twee stoffen die in het verleden op grote schaal zijn gebruikt en die tegenwoordig onderworpen zijn aan internationale beperkingen. Dit zijn precies de eerste twee moleculen waarop het nieuwe Italiaanse onderzoek zich heeft gericht.
Een nieuw systeem om PFAS te detecteren met behulp van licht
Het onderzoek begon in februari 2026 dankzij een samenwerking tussen Acque del Chiampo en de afdeling Biotechnologie van de Universiteit van Verona, via een overeenkomst van 18 maanden.
Het doel is ambitieus: een detectiesysteem ontwikkelen dat de herkenning van verschillende soorten PFAS mogelijk maakt via een optische respons, waardoor watermonitoring mogelijk eenvoudiger en sneller wordt.
Maar hoe werkt het eigenlijk?
De groep onder leiding van professor Fabio Piccinelli, directeur van het Luminescent Materials Laboratory van de Universiteit van Verona, bestudeert de eigenschappen van bepaalde metaalionen die tot de lanthanidefamilie behoren. In het bijzonder ging de aandacht uit naar driewaardige europiumionen, elementen die een interessante eigenschap bezitten: ze kunnen licht uitstralen als ze op de juiste manier worden gestimuleerd.
Onderzoekers hebben waargenomen dat wanneer deze ionen in contact komen met bepaalde PFAS-stoffen, ze hun lichtreactie veranderen. Met andere woorden: de aanwezigheid van verontreinigingen veroorzaakt een verandering in de lichtemissie, die kan worden gemeten en geanalyseerd.
De eerste fase van het experiment bevestigde precies dit fenomeen. In het laboratorium wijzigden zowel PFOA als PFOS de lichtrespons van europium en de mate van variatie bleek af te hangen van de concentratie van de aanwezige stoffen.
Een ander interessant aspect is dat de twee verbindingen verschillende reacties veroorzaakten. Dit detail zou van groot belang kunnen zijn voor de ontwikkeling van sensoren in de toekomst die niet alleen de aanwezigheid van PFAS kunnen signaleren, maar ook onderscheid kunnen maken tussen verschillende moleculen.
Waarom deze ontdekking belangrijk kan zijn voor de waterbeheersing
Tegenwoordig worden geavanceerde analytische technieken gebruikt om PFAS in water te identificeren en te kwantificeren, zoals vloeistofchromatografie gekoppeld aan massaspectrometrie. Dit zijn zeer effectieve en nauwkeurige methoden, maar ze vereisen dure apparatuur, gespecialiseerde laboratoria en monstervoorbereidings- en analyseprocedures.
De mogelijkheid om deze instrumenten te combineren met een eenvoudiger optisch systeem zou daarom nieuwe mogelijkheden kunnen bieden voor milieumonitoring.
Het idee is om sensoren te creëren en vervolgens een echte analytische kit die direct in het veld kan worden gebruikt, zonder dat elk monster noodzakelijkerwijs naar een uitgerust laboratorium hoeft te worden overgebracht om een eerste controle uit te voeren.
Een dergelijk instrument zou bijzonder nuttig kunnen zijn voor het controleren van drinkwater-, afvalwater- en rioleringssystemen, waardoor eventuele besmettingshaarden sneller kunnen worden opgespoord en analytische onderzoeken tijdiger kunnen worden uitgevoerd.
De gepresenteerde resultaten betreffen nog steeds een voorfase, uitgevoerd onder gecontroleerde experimentele omstandigheden. We hebben dus niet te maken met een apparaat dat klaar is om in aquaducten te worden gebruikt of om de drinkbaarheid van water te certificeren.
Het onderzoek zal worden voortgezet op echte watermonsters
De eerste resultaten zijn al op twee internationale wetenschappelijke gelegenheden gepresenteerd: op de Internationale Conferentie over Luminescentie in Kyoto, Japan, en op de Internationale Conferentie over Zeldzame Aardmaterialen in Palermo.
Het experiment zal nu worden voortgezet met een reeks fundamentele stappen. Onderzoekers zullen de voor PFAS gevoelige materialen moeten verfijnen, nagaan hoe selectief ze zijn ten opzichte van verschillende stoffen en vooral het systeem testen op echte monsters van drinkwater en afvalwater.
Dit laatste aspect zal bijzonder belangrijk zijn: het waarnemen van een reactie in het laboratorium, waar de omstandigheden onder controle zijn, is één ding, maar het is iets heel anders om betrouwbare resultaten te kunnen verkrijgen in milieumonsters die veel verschillende stoffen kunnen bevatten.
Bij het project is ook het analyselaboratorium Acque del Chiampo betrokken, dat zijn expertise in het monitoren van PFAS ter beschikking stelt en samenwerkt met de universitaire groep om het onderzoek geleidelijk dichter bij de concrete behoeften van de watersector te brengen.
Zoals algemeen directeur Andrea Chiorboli uitlegde: sinds 2013, toen de PFAS-noodsituatie uitbrak, heeft het bedrijf meer dan 37 miljoen euro geïnvesteerd om de aanvoerbronnen te beschermen, de filtratiesystemen te versterken en de veiligheid van het aquaductnetwerk te garanderen. De samenwerking met de Universiteit van Verona heeft nu ook tot doel bij te dragen aan de ontwikkeling van nieuwe technologieën om het probleem aan te pakken.
