Duitse bunker vol bloed- en urinemonsters is nauwkeurig archief van chemische vervuiling

De circa 400.000 monsters die in de loop van veertig jaar bij Duitse burgers zijn afgenomen en in een oude legerbunker liggen opgeslagen, onthullen de gestage toename – en soms tijdelijke afname – van de chemische vervuiling in een industrieland.

Door Florian Sturm
Gepubliceerd 17 okt. 2022 14:38 CEST
dominik-lermen

In de Duitse Umweltprobenbank des Bundes (UPB) staat Dominik Lermen tussen de cryotanks, waarin duizenden flesjes met bloed- en urinemonsters liggen opgeslagen. De wetenschapper van het Fraunhofer-Institut für Biomedische Technik heeft de leiding over het team van de Duitse milieudienst, het Umweltbundesamt, dat elk jaar monsters bij vrijwilligers (uitsluitend studenten) afneemt en voor onderzoek opslaat.

Foto door Esther Horvath, National Geographic

MÜNSTER, DUITSLAND
Op een kwartier rijden van het universiteitsstadje Münster maken de straten van woonwijken plaats voor akkerland en worden de landwegen smaller en bochtiger. Vlak bij een groot bos liggen vijf afgedankte legerbunkers achter een hoog hekwerk. Ze verraden zich door vage bulten in het landschap, want hun gewelfde daken zijn overwoekerd met gras.

Dominik Lermen (44) loopt naar een van de bunkers en haalt een sleutelbos uit zijn zak. Het gerinkel van de sleutels wordt overstemd door het getjilp van vogels en door de wind die door de bomen ruist. Wanneer hij eindelijk de juiste sleutel heeft gevonden, volg ik hem door de groene deur en betreed een van ’s werelds nauwkeurigste archieven waarmee de impact van chemische vervuiling op de mens wordt bijgehouden. ‘We hebben hier ongeveer 400.000 monsters van ruim 17.000 mensen liggen. Het gaat grotendeels om volledige bloed-, urine- en plasmamonsters.’

We staan in een enorm, vensterloos en schaars verlicht vertrek met betonnen muren van bijna twee meter dikte. Het gewelfde dak wordt ondersteund door witgekalkte pilaren. Het is hier koud – iets meer dan tien graden – maar niet zo koud als in de 42 roestvrijstalen vriescontainers die het vertrek in keurige rijen vullen. De vaten – die elk bijna twee meter hoog zijn en een doorsnede hebben van zo’n zestig centimeter – zijn onderling verbonden met metalen leidingen die door het hele gebouw lopen.

Dit is de biobank van de Duitse Umweltprobenbank des Bundes (UPB; ‘Bonds-Milieumonsterbank’), een project waarmee het Duitse ministerie van Milieubescherming ‘op systematische wijze de blootstelling van de mens aan chemicaliën als lood, kwik, weekmakers en andere bestanddelen bijhoudt en analyseert,’ aldus Lermen. Het project loopt al veertig jaar en heeft ’s werelds beste archief van deze aard opgeleverd.

De biobank is ondergebracht in een bunker in de buurt van Münster, een universiteitsstadje in het westen van Duitsland. De bunker deed ooit dienst als medisch depot van de Duitse Wehrmacht.

Elk jaar nemen Lermen en zijn collega’s van het Fraunhofer-Institut für Biomedische Technik in alle uithoeken van Duitsland bloed- en urinemonsters af bij een groot aantal vrijwilligers, waarna ze de monsters hier opslaan voor nader onderzoek. De wetenschappers achter het project hebben zich tot doel gesteld twee vragen te beantwoorden: welke stoffen hopen zich in de loop der jaren in hoge en potentieel gevaarlijke concentraties op in de lichamen van de Duitsers? En hebben verboden en andere regelgeving met betrekking tot sommige van die bestanddelen wel de gewenste uitwerking?

Regelgeving kan wel degelijk werken: in de afgelopen tientallen jaren zijn de concentraties aan lood en kwik in het bloed van de Duitsers en van de inwoners van andere industrielanden sterk gedaald. Maar tegelijkertijd vormt de verspreiding van synthetische organische verbindingen als PFAS (een groep van zesduizend stoffen die ook wel als ‘eeuwigheidschemicaliën’ worden aangeduid omdat ze in de natuur niet worden afgebroken) een nieuwe bedreiging, die het werk in dit onooglijke gebouw des te urgenter maakt.

Lermen, een kalende man met een volle baard en een aangename, sonore stem, zet een gezichtsmasker op, beklimt een mobiele ladder en licht het deksel van een van de opgeslagen cryovaten. Uit de opening welt een witte nevel op die naar beneden stroomt en zich over de betonnen vloer verspreidt. ‘Al deze containers zijn gevuld met ongeveer 160 liter vloeibare stikstof,’ zegt Lermen. ‘Alleen bij deze extreem lage temperatuur kunnen we de levensduur van ons archief waarborgen.’

In de tanks worden de bloed- en urinemonsters bij een temperatuur van –160 graden bewaard. De fiolen met de monsters liggen opgeslagen in rekjes die in de ijskoude damp vlak boven de vloeibare stikstof hangen.

Terwijl hij zijn handen en onderarmen met speciale handschoenen beschermt, haalt Lermen een rekje vol buisjes uit de ijzige wolk die boven de vloeibare stikstof hangt. De temperatuur in de wolk schommelt rond de –160°C. Na een tijdje laat hij het rekje weer in het vat zakken en sluit het deksel.

‘Als we de monsters uit de tank nemen, worden ze blootgesteld aan een plotselinge temperatuurstijging van 170 graden,’ zegt hij. ‘Uiteraard willen we dat tot een minimum beperken.’ Als je een archief voor de eeuwigheid bijhoudt, telt elke seconde.

‘Studenten als waarschuwingssysteem’

Hoewel wetenschappers van de Westfälische Wilhelms-Universität Münster al in de jaren zeventig begonnen aan het uitwerken van plannen voor een Umweltprobenbank, ging het project officieel pas in 1985 van start. De eerste bloedmonsters werden afgenomen bij mensen die in de buurt van Münster, in het toenmalige West-Duitsland, woonden, maar na de hereniging van Oost- en West-Duitsland in 1990 werd het jaarlijks afnemen van monsters uitgebreid naar Greifswald in het noorden van het land, Halle in het oosten en Ulm in het zuiden. Het idee was om een landelijk beeld van chemische vervuiling op te bouwen.

Op veertien verschillende locaties, waaronder steden, natuurparken en boerderijen nemen medewerkers van de UPB ook milieumonsters, zoals bodemmonsters en weefselmonsters af van vogeleieren, planten, vissen, mossels, herten en regenwormen. Maar alleen de menselijke bloed- en urinemonsters liggen opgeslagen in deze bunker bij Münster, een voormalig medisch depot van de Duitse Wehrmacht. Het archief werd in 2012 van de universiteit van Münster overbracht naar deze bunker, waar de dikke muren sterk genoeg zijn om de impact van een luchtaanval of neerstortend vliegtuig te weerstaan. Ook worden de monsters door het beton beschermd tegen kosmische straling, die ze op zeer lange termijn zou beschadigen.

Till Weber, wetenschapper van het Umweltbundesamt, beheert de biobank. De UPB ging in 1985 van start en houdt sindsdien ’s werelds oudste – en meest consistente – archief van dit soort biomonsters bij, die inzicht bieden in de belasting van de volksgezondheid door chemische stoffen in het milieu.

De monsters in de bunker worden niet bij Duitsers van alle leeftijden afgenomen maar uitsluitend bij studenten tussen de 20 en 29 jaar. De reden daarvoor is dat oudere mensen vanwege hun beroep vaak aan uitzonderlijk hoge concentraties van een bepaalde stof worden blootgesteld.

‘We nemen de monsters doelbewust af bij studenten, omdat zo een beeld wordt gecreëerd van de bevolking als geheel,’ zegt Marike Kolossa-Gehring, hoofdwetenschapper en projectmanager van de UPB bij de Duitse milieudienst, het Umweltbundesamt (UBA) in Berlijn.

‘Studenten komen niet door hun werk in contact met bepaalde stoffen. Als we aannemen dat de blootstelling aan zulke werk-gerelateerde substanties vaak geleidelijk aan toeneemt en dat ze zich in de loop der jaren in het lichaam ophopen, zouden de wetenschappers weten dat ze extra goed moeten opletten als ze hoge concentraties van een bepaalde stof bij jonge studenten zouden aantreffen. In zekere zin zijn de studenten dus ons waarschuwingssysteem.’

Nieuw bloed voor de bunker

Anjuli Weber, een 21-jarige studente geneeskunde aan de Universität Ulm, is een van vrijwilligers bij wie onlangs een bloedmonster is afgenomen. Nadat ze via een e-mail die op haar campus was rondgestuurd had gehoord van de milieu- en biobank, was ze ‘nieuwsgierig en wilde ik er meer over weten – en ook over de toestand van mijn lichaam,’ zegt zij. Na verloop van tijd ontvangen de deelnemers ook enkele testresultaten.

Op een ochtend in mei meldt Weber zich bij het mobiele testlaboratorium van het Fraunhofer-Institut, dat voor drie dagen lang op een parkeerplaats in de buitenwijken van Ulm is geïnstalleerd. Voordat ze de truck binnen stapt, informeert een medewerker van het lab naar medische gegevens en de leefsituatie van Weber, waaronder haar eetgewoonten en haar gebruik van medicijnen en cosmetica. Een tandarts controleert haar gebit op vullingen van amalgaam, dat kwik en andere metalen bevat.

In de truck treft Weber een geavanceerd biomedisch lab op ‘veiligheidsniveau 2’ aan, waar zes laboranten werken. Het lab is voorzien van een kantoortje en zes mobiele cryotanks voor de opslag van de monsters. Ze overhandigt een fles van bruin plastic waarin ze in de laatste 24 uur wat van haar urine heeft bewaard. Een laborant begint het monster meteen te analyseren.

Vervolgens neemt een andere laborant ongeveer 180 milliliter bloed bij Weber af, ongeveer zesmaal zoveel als bij een normale bloedtest wordt afgenomen maar veel minder dan bij het doneren van bloed wordt onttrokken. Binnen drie kwartier is het bloed op de gebruikelijke parameters gecontroleerd en in 16 kleinere bloedmonsters en 24 kleinere plasmamonsters verdeeld. De geregistreerde en van barcodes voorziene monsters worden vervolgens in een mobiele tank met vloeibare stikstof geplaatst en uiteindelijk in een van de grotere cryotanks in de bunker bij Münster opgeslagen.

In de bunker bij Münster liggen zo’n 400.000 bloed- en urinemonsters opgeslagen. Het archief wordt elk jaar aangevuld met monsters die op vier locaties in heel Duitsland bij studenten worden afgenomen.

Vanuit Münster worden de monsters over verschillende laboratoria verdeeld om op de aanwezigheid van giftige chemicaliën te worden onderzocht. Daarbij worden de monsters permanent op een extreem lage temperatuur gehouden, zodat er geen risico bestaat dat ze worden aangetast.

In de wereld zijn er een kleine 25 van dit soort biobanken. De oudste staat in Stockholm en werd in de jaren zestig opgericht. Wat de Duitse UPB zo uniek maakt, is de kwaliteit en de consistentie van de gegevens die tot nu toe zijn verzameld. Terwijl sommige biobanken veel meer op ad hoc-basis werken (als er bijvoorbeeld een dode otter worden gevonden of een walvis op een strand aanspoelt, worden daar weefselmonsters van genomen en bewaard), volgt het Duitse archief een strikt protocol en verschillende standaardprocedures. Hetzelfde mobiele lab reist elk jaar naar alle vier verzamelpunten in Duitsland.

‘We gebruiken al meer dan dertig jaar dezelfde gestandaardiseerde methoden voor het nemen en opslaan van de monsters. Daardoor zijn onze gegevens onderling goed te vergelijken en kunnen we met vertrouwen conclusies trekken en voorspellingen doen,’ zegt Kolossa-Gehring.

Goed en slecht nieuws

Terug in de bunker vertelt Till Weber, een andere UPB-wetenschapper (die geen familie is van Anjuli Weber), dat onderzoekers uit talloze landen de Duitse data hebben bestudeerd. De resultaten die uit dat onderzoek naar voren komen, zijn tegelijk bemoedigend en zorgwekkend.

Zo is uit één studie gebleken dat het kwikgehalte in het bloed en de urine van de Duitsers tussen 1995 en 2018 met respectievelijk 57 en 86 procent is afgenomen. ‘Een van de redenen voor deze aanhoudende daling is de afname van het gebruik van amalgaam door tandartsen en waarschijnlijk ook de bewustwording met betrekking tot de blootstelling aan kwik in vis en seafood,’ zegt Weber.

Op een cryotechnische werkplaats kunnen de monsters worden gecontroleerd en geanalyseerd zonder dat de koudeketen wordt onderbroken waarin ze worden bewaard. Dat is essentieel om de monsters als een onaangetast archief en op zeer lange termijn te kunnen bewaren.

Ook de concentratie lood is gestaag afgenomen. Uit de gegevens van 3851 jongvolwassenen uit Münster blijkt dat het loodgehalte in hun bloed tussen 1981 en 2019 met gemiddeld 87 procent is gedaald. Voornaamste oorzaak: het Duitse verbod op loodhoudende benzine dat in 1988 van kracht werd, zodat uitlaatgassen de lucht niet langer met lood vervuilen.

‘Geen enkele fabrikant brengt expres schadelijke substanties op de markt,’ denkt Weber. ‘Maar soms blijkt na verloop van tijd hoe giftig een bepaalde stof is. Op zulke momenten is het bijhouden van biomonsters als die van de UPB zo belangrijk voor de gehele samenleving.’

Hoewel nieuwe bestanddelen tot op zekere hoogte worden getest voordat ze in commerciële producten mogen worden gebruikt, bestaan er over de meeste van deze stoffen amper gegevens met betrekking tot hun uitwerking op de volksgezondheid op langere termijn. Het aantal synthetische stoffen neemt zó snel toe dat het vrijwel onmogelijk is om de afzonderlijke uitwerking ervan op het milieu stuk voor stuk te analyseren, laat staan de gecombineerde effecten ervan.

In de Europese Unie geldt waarschijnlijk de strengste regelgeving op dit gebied. In april publiceerde de Europese Commissie een ‘restrictie-roadmap’ waarin 12.000 substanties die in verband worden gebracht met stoornissen van het hormoonstelsel, kanker, overgewicht of diabetes op termijn moeten worden verboden. Het zou het ‘meest omvangrijke verbod op het gebruik van giftige chemicaliën ooit’ worden, aldus het European Environmental Bureau (EEB), een netwerk van burgerinitiatieven. Het zou ook een grote klap betekenen voor de petrochemische industrie.

Een van de belangrijkste doelwitten van de beoogde regelgeving zijn de giftige PFAS-stoffen, die worden gebruikt als vlamvertragers en als ingrediënten in verpakkingen, waterdichte kleding, paraplu’s en antiaanbakpannen.

Sinds de UPB zijn biomonsters onderzoekt op deze en andere substanties, waaronder ftalaten (die als oplosmiddelen en weekmakers worden gebruikt), worden deze stoffen volgens Lermen en Weber in vrijwel alle afgenomen monsters aangetroffen. De chemicaliën zijn dus alom aanwezig en het is ondoenlijk om de precieze herkomst ervan te bepalen. Daarom is het aan banden leggen van het gebruik ervan uiterst belangrijk.

Europa heeft het gebruik van afzonderlijke ftalaten al verboden of ingeperkt. Van deze stoffen is al sinds 1999 bekend dat ze de hormoonhuishouding verstoren en daardoor tot problemen bij de voortplanting kunnen leiden. Fabrikanten hebben op regelgeving gereageerd door de formules van de verboden stoffen een klein beetje aan te passen, zodat ze nieuwe chemicaliën met dezelfde eigenschappen kunnen produceren die niet onder de regelgeving vallen. Uit onderzoek op basis van de biomonsters van de UPB blijkt dat de blootstelling aan ftalaten in het algemeen is toegenomen. ‘Dat wijst er duidelijk op dat het aantal vervangende chemicaliën stijgt en dat we nog niet veel weten over de uitwerking ervan,’ zegt Kolossa-Gehring.

Terwijl hij de groene deur van de bunker voor de avond afsluit, zegt Till Weber dat het voor mensen heel belangrijk is om zoveel mogelijk inzicht te hebben in de chemicaliën waarmee ze in contact komen. ‘We willen niemand angst aanjagen of zeggen dat ze in het dagelijks leven geen enkele vorm van plastic meer moeten gebruiken. Maar we moeten ons allemaal meer bewust worden over wat er om ons heen – en uiteindelijk ook in ons lichaam – gebeurt.’

De Duitse fotografe Esther Horvath richt zich op het vastleggen van de poolgebieden. Volg haar op Instagram. Freelance journalist Florian Sturm woont eveneens in Duitsland.

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op nationalgeographic.com

Lees meer

Dit vindt u misschien ook interessant

Wetenschap
Hoe hoofdpijn bij COVID-19 verschilt van andere soorten hoofdpijn
Wetenschap
Wat komt er na omikron? Nieuwe varianten duiken op.
Wetenschap
Is de COVID-19-pandemie voorbij?
Wetenschap
Antwoord op zes grote vragen over de nieuwe boosters tegen de omikronvariant
Wetenschap
Waarom het aantal besmettingen met het apenpokkenvirus nog steeds zo snel groeit

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2021 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.