De productie van chemicaliën is een omslachtige aangelegenheid. Vaak, slechts een klein deel van wat echt gewenst is, wordt in de fabriek geproduceerd. De grote rest is onbruikbaar - of erger nog. Voorbeelden? Het ontbladeringsmiddel "Agent Orange" dat door het Amerikaanse leger in de oorlog in Vietnam werd gebruikt, werd in grote haast geproduceerd. Het bevatte dioxine als onzuiverheid. Als resultaat, niet alleen verloren bomen in de gevechtszone hun gebladerte, maar ook Amerikaanse soldaten en Vietnamese burgers kregen jaren later kanker.

Er zijn ook voorbeelden uit de landbouw:Bij de productie van het insecticide lindaan, een hexachloorcyclohexaan (HCH), slechts minder dan 15 procent van de gewenste stof wordt geproduceerd; 85 procent van de reactiebouillon is gevaarlijk afval. In de jaren vijftig, dit giftige mengsel werd nog in zijn geheel op velden en boomgaarden gespoten. Later werd het effectieve lindaan afgescheiden en puur verkocht, de rest wordt op stortplaatsen gedumpt. Daar liggen de chemicaliën tegenwoordig vaak nog. Lindaan is sinds 2007 in de EU verboden, en het is al een tijdje niet meer in Zwitserland gebruikt.

Ook het vlamvertragende hexabroomcyclodecaan (HBCD) is een mengsel van meerdere stoffen. Het werd uitgevonden in de jaren 70, geproduceerd op een schaal van enkele 10, 000 ton per jaar en gebruikt in polystyreen isolatieplaten voor huisgevels, in textiel en in kunststoffen voor elektrische apparaten. Het is sinds 2014 wereldwijd verboden. In Zwitserland, plastic dat HBCD bevat, wordt niet gerecycled, maar moet worden vernietigd in de afvalverbranding.

Internationaal verboden

Sinds 2004, het Verdrag van Stockholm inzake persistente organische verontreinigende stoffen heeft de omgang met dergelijke langlevende milieutoxines gereguleerd (www.fedlex.admin.ch/eli/cc/2004/347/de). Zwitserland ratificeerde de overeenkomst in 2003, maar al deze stoffen zijn al in het milieu aanwezig - en fijn verdeeld. HBCD wordt aangetroffen in zuiveringsslib, bij vissen, in de lucht, water en bodem. In 2004, het Wereld Natuur Fonds (WWF) nam bloedmonsters van elf Europese ministers van Milieu en drie ministers van Volksgezondheid en ontdekte HBCD en lindaan in het bloed van elk van hen.

bacteriën, de redders uit de grond

Het roept de vraag op:kunnen we het chemisch afval van vorige generaties heroveren of ontgiften? Gelukkig, wetenschappers schuwen icky plekken niet in hun zoektocht naar oplossingen. In 1991, ze ontdekten drie bacteriestammen die lindaan en zijn nutteloze chemische broers en zussen konden consumeren op chemische afvallocaties in Frankrijk, Japan en India bijna gelijktijdig:Sphingobium francense, Sphingobium japonicum en Sphingobium indicum. Kunnen deze bio-cleaners misschien ook het vlamvertragende HBCD en andere gifstoffen verteren?

Empa-chemicus Norbert Heeb en Eawag-microbioloog Hans-Peter Kohler, samen met onderzoekers van de Zürich University of Applied Sciences (ZHAW) en twee Indiase instituten, stel ze op de proef. Ze modificeerden de genen van de Indiase bacteriën en produceerden HCH-afbrekende enzymen in pure vorm. Een enzym is een eiwitmolecuul, een bio-katalysator om zo te zeggen, met welke bacteriën, maar ook andere levende cellen, kunnen chemische stoffen opbouwen of afbreken. Het vervuilende molecuul HCH steekt zichzelf in het enzym in als een sleutel in een slot. Dan wordt een deel van het molecuul afgesplitst. De nu ongevaarlijke fragmenten komen weer vrij, en het enzym is klaar om het volgende vervuilende molecuul op te nemen.

Mutaties bieden kansen

Samen met student Jasmin Hubeli, Heeb onderzocht niet alleen de enzymvarianten die op stortplaatsen worden aangetroffen, maar ook een enzym verkregen uit een genetisch gemodificeerde bacteriestam. Hier, de onderzoekers hadden het 'sleutelgat' bewust vergroot, zodat de grotere HBCD-moleculen gemakkelijker konden worden afgebroken. Het resultaat:de genetische modificatie beïnvloedde de snelheid, waarop de verontreinigende stof is afgebroken.

Empa-onderzoeker Heeb is hoopvol over hun resultaten:"Dit betekent dat we nu echt de kans hebben om biologische methoden te gebruiken om deze langlevende gifstoffen, die door de mensheid worden geproduceerd en over grote gebieden worden verspreid, onschadelijk te maken." Er is nog een lange weg te gaan, echter. Het lock-and-key-principe van nuttige enzymen moet nog nader worden uitgewerkt voordat in de toekomst op maat gemaakte enzymen voor chemische toxines beschikbaar zijn.