“Blijven zoeken naar nieuwe micro-organismen voor uiteenlopende toepassingen”

                                                       Door Adriaan van Hooijdonk

Mark van Loosdrecht geldt wereldwijd als een specialist in het inzetten van micro-organismen in waterzuivering en bij de productie van nieuwe grondstoffen uit afvalstromen. Zo is hij de bedenker van de aerobe korrelsibtechnologie (commercieel bekend als de Nereda-technologie), gebaseerd op het controleren van de groei en vorming van microbiële gemeenschappen in korrelvormig slib. Daarnaast ontwikkelde hij de Anammox-technologie waarmee schadelijk ammonium samen met nitriet wordt omgezet in het onschadelijke stikstofgas en water. Met beide technieken kan vervuild water met minder energie, minder chemicaliën en minder CO2-uitstoot worden gezuiverd. 
Van Loosdrecht studeerde milieuhygiëne aan de Wageningen Universiteit en hij promoveerde daar in 1988. Daarna vertrok hij naar de Technische Universiteit Delft waar hij sinds 1999 hoogleraar is. Hij is sinds 2004 lid van de KNAW en sinds 2007 lid van de Dutch Academy for Technology and Innovation (AcTI). Hij ontving tal van prijzen in binnen- en buitenland, van de wetenschappelijke wereld en van de industrie, waaronder de Simon Stevin Meester-prijs voor technisch-wetenschappelijk onderzoek in Nederland en de prestigieuze Lee Kuan Yew Water Prize. In 2013 gaf hij als distinguished lecturer een collegetour langs universiteiten in de Verenigde Staten. Daarnaast is hij principle researcher bij KWR Watercycle Research Institute, eredoctor aan de ETH Zurich en honorary professor aan de Queensland University in Australië.
Kwam de toekenning van de Spinozapremie als een verrassing?
“Ik wist niet eens dat ik was voorgedragen en kende bovendien niemand van de jury. En waarschijnlijk hadden ze ook nooit van mij gehoord. Ik zie de toekenning als een erkenning uit de algemene wetenschappelijke wereld. Niet dat ik daar op zoek naar was, want vooral in de waterwereld hebben ik en mijn onderzoeksgroep al genoeg erkenning ontvangen.
Dat klinkt erg bescheiden. Waar ben je het meest trots op? 
“De waardering uit de algemene wetenschappelijke wereld voor de manier waarop ik en mijn team naar ecologie en micro-organismen kijken. Onze aanpak is echt vernieuwend en leidt tot innovatieve toepassingen waar wij onze oren en ogen voor openhouden.”
Kun je daar een paar voorbeelden van geven?
“Biologen gaan er vaak vanuit dat het DNA codeert voor de vorming van bepaalde structuren in microbiële gemeenschappen. Wij hebben met ons onderzoek laten zien dat scheikundige en natuurkundige principes de structuur bepalen. Het klinkt simpel, maar voor biologen is het vaak een lastige context. Door onze aanpak hebben wij bijvoorbeeld de Nereda-technologie kunnen ontwikkelen die nu wereldwijd succesvol door Royal HaskoningDHV wordt vermarkt.”
“Daarnaast zijn wij bezig met onderzoek op het gebied van omgekeerde osmose. Daar bestaan nogal wat fabeltjes over de rol van micro-organismen in de ontwikkeling van bio-fouling. Daarom kijken wij momenteel of het mogelijk is om nieuwe membraanmodules te ontwerpen die minder last van vervuiling hebben.”
Waar ga je de premie van 2,5 miljoen euro aan besteden?
“Vooral aan de zoektocht naar nieuwe micro-organismen, waarvan 98 procent op de aarde nog niet  is gekarakteriseerd en beschreven. De diversiteit en mogelijke toepassingen staan daarbij centraal.”
Kun je dat eens toelichten?
“De afgelopen 100 tot 150 jaar hebben wetenschappers op basis van het werk van Pasteur, Koch en Beijerinck vooral micro-organismen gekweekt onder statische omstandigheden. Maar in het natuurlijke ecosysteem spelen variabele condities, zoals dag en nacht ritmes of getijdenritmes, een belangrijke rol. Dat betekent dat je in het laboratorium deze variabiliteit in je kweeksysteem moet meenemen. Daardoor kunnen wij straks nog beter laagwaardig organisch materiaal omzetten in hoogwaardige grondstoffen. Het winnen van fosfaat uit afvalwater is inmiddels een bekend voorbeeld, net als de productie van bioplastics en de bijvangst van alginaat tijdens het Nereda-proces. Daarbij richten wij ons nu op de verbetering van  de processen, maar er zijn ook andere verbindingen denkbaar, zoals propaandiol en caproaat, belangrijke grondstoffen voor de chemische industrie.”

Hoe groot is de belangstelling van bedrijven uit deze sector voor deze ontwikkelingen?
“Multinationale spelers, zoals Dow en Shell, kunnen alleen in bepaalde schaalgroottes denken. Voor dit soort bedrijven zouden we alle grondstoffen uit honderden waterzuiveringsinstallaties bij elkaar moeten brengen om zo een bulkmarkt te creëren. Dat zie ik voorlopig nog niet gebeuren. Daarom verwacht ik meer aansluiting van bedrijven zoals Royal Cosun en FrieslandCampina. Eveneens wereldwijd opererende ondernemingen die echter wel gewend zijn om vanuit kleinere grondstofstromen groter op te schalen.”
“De uitdaging ligt in de productie van stoffen uit afvalwater die meer dan één toepassing hebben. Wanneer je maar één stof produceert, moet je precies die hoeveelheid maken waar de markt om vraagt. Als je een stof voor meerdere toepassingen produceert, kun je van één proces gebruik maken en er veel meer mee doen.”
“Het probleem met de cultuur van sommige grote ondernemingen is dat deze niet past bij de gefragmenteerde watermarkt. Het zijn sterk gecentraliseerde bedrijven met grote installaties die eigenlijk niet bij de watermarkt passen. Kijk maar naar ondernemingen zoals Siemens en General Electric die niet succesvol zijn geweest om een positie in de watermarkt op te bouwen.”

Fotocredits: Ivar Pel