De risico’s van circulaire voedselproductie

ONDERZOEKERS ZETTEN GEZAMENLIJK PLATFORM OP

De voedselproductie moet circulair worden, aldus landbouwminister Schouten. Dit betekent dat allerlei reststromen weer terug in het voedselproductiesysteem zullen gaan. Het borgen van de voedselveiligheid wordt daardoor nog complexer dan nu. Een samenwerkingsverband van meerdere kennisinstellingen wil daarom een integraal analyse- en interventieplatform bouwen om risico’s te monitoren en tijdig in te kunnen grijpen.

Tekst Anja Janssen

‘Voorspeld wordt waar en wanneer pathogenen worden overgedragen’

Het gebruik van rioolslib als meststof op bijvoorbeeld akkers is een goed voorbeeld van hoe het sluiten van nutriëntenkringlopen – in dit geval onder meer die van fosfaat – nieuwe voedselveiligheidsrisico’s kan veroorzaken. “Het slib bevat mogelijk de usual suspects aan ziekteverwekkers, zoals E. coli, met name STEC, salmonella en campylobacter”, zegt business developer Andries Koops van Wageningen Food Safety Research. Voor virussen is het beeld wisselend. Het coronavirus dat covid-19 veroorzaakt, kan worden teruggevonden in rioolwater, hoewel er tot dusver geen heldere aanwijzingen zijn dat dit via ontlasting of riool kan worden overgedragen. Andere virussen, zoals norovirus en hepatitis A en E, kun-

Transitie naar kringlooplandbouw In juni 2019 heeft landbouwminister Carola Schouten met het Realisatieplan Visie LNV het startsein gegeven voor de transitie naar kringlooplandbouw, een systeem van voedselproductie zonder nutriëntverliezen. In het huidige voedselsysteem gaan de nutriënten die er aan het begin worden ingestopt – meststoffen gemaakt met fossiele energie, fosfaat en kalium uit mijnbouw – uiteindelijk verloren door emissie naar lucht, bodem of water. Nutriënten lekken deels al weg tijdens de voedselproductie, als ammoniak of doordat ze wegspoelen van akkers, een ander deel wordt via menselijke ontlasting en het riool geloosd op het oppervlaktewater. Deze manier van omgaan met nutriënten teert in op het natuurlijke kapitaal. Schouten wil dat anders gaan doen: gewasresten, voedselresten, procesafval en op termijn zelfs afvalwater en rioolslib moeten terug in het productiesysteem. Verder is circulair gebruik van afvalwater in Europa nodig om het toenemende tekort aan zoet water te lenigen. Reden waarom in mei 2020 het Europese Parlement heeft ingestemd met een pakket richtlijnen voor het gebruik van afvalwater voor de irrigatie van gewassen. nen wel via de fecale route worden overgedragen. Daarnaast is rioolslib bijvoorbeeld een verzamelplaats van parasieten.

Samenwerkingsverband “Circulaire voedselproductie levert dus mogelijk nieuwe voedselveiligheidsrisico’s op, en daar moet je heel goed naar kijken”, zegt Koops. Dat was de aanleiding om een samenwerkingsverband op te richten van onderzoekers van Wageningen University & Research (WUR), het adviesbureau H2Oké, het onderzoeksinstituut voor water en ondergrond Deltares en KWR, dat kennis genereert voor de watersector. Ze willen een integraal risicoanalyse-, communicatie- en interventieplatform ontwikkelen dat alle betrokken partijen in de voedselketen van dezelfde data voorziet, zoals waterschappen, boeren, mestproducenten, drinkwaterbedrijven, veevoederproducenten, voedingsmiddelenindustrie en retail. In eerste instantie richten ze zich op microbiële voedselveiligheidsrisico’s, maar hun systematiek is ook bruikbaar om bijvoorbeeld chemische risico’s te monitoren.

Holistische benadering Diverse sectoren in de voedselketen hebben hun eigen favoriete risicomodellen. Terwijl voedingsmiddelenproducenten gebruikmaken van HACCP, kiezen drinkwaterbedrijven voor een kwantitatief microbieel risico-assessment (QMRA). Beperkingen van bestaande modellen zijn: onvoldoende voorspellend vermogen wanneer data beperkt beschikbaar zijn, bijvoorbeeld pathogeenconcentraties, of wan-

WEGLEKKEN Nutriënten lekken deels al weg tijdens de voedselproductie, als ammoniak of doordat ze wegspoelen van akkers. Een ander deel wordt via menselijke ontlasting en het riool geloosd in het oppervlaktewater.

neer diverse factoren effect hebben op een risicofactor, zoals het weer of regionaal watermanagement. “Een veelheid aan complex interacterende risicofactoren is juist het kenmerk van circulaire voedselproductie”, aldus Koops. “Nieuw in onze aanpak is de holistische verbindende benadering. Alle parameters die relevant zijn voor voedselveiligheid in een circulaire context – plantproductie, diermanagement, hydrologie en waterkwaliteit, pathogenengroei in reactie op omgevingsfactoren, weersomstandigheden en bemesting – worden meegewogen in een risicoanalyse die voorspelt waar, wanneer en op welke locatie in de productieketen er risico is op overdracht van pathogenen naar voedsel.”

De voedselketen is zo complex geworden dat er onvoldoende overzicht is

Bestaande risicomodellen Drinkwaterbedrijven gebruiken vaak Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA) om pathogenen te kwantificeren. Voedselbedrijven maken weer vaker gebruik van Hazard Analysis and Critical Control Points (HACCP). Binnen kennisinstellingen zijn diverse modellen in ontwikkeling die relevant zijn voor de voedselveiligheid in circulaire voedselsystemen. Zo hebben Deltares en WUR recent een landelijk waterkwaliteitsmodel voor nutriënten ontwikkeld. WUR en KWR hebben een waterkwaliteitsmodel ontwikkeld voor pathogenenconcentraties in rivieren en dat gebruikt voor QMRA. WUR heeft en ontwikkelt modellen voor mestapplicatie, gewasgroei en overdracht van pathogenen uit irrigatiewater naar gewassen. Onvoldoende overzicht De aanpak past bij risicogebaseerd monitoren. Koops: “Het is onhaalbaar om alle pathogenen op alle mogelijke plekken te meten. Dus je monitort bij voorkeur op momenten en plekken waarvan het model, op basis van andere parameters, zoals omgevingsomstandigheden, een verhoogd risico op de aanwezigheid van pathogenen voorspelt.” De Onderzoeksraad voor Veiligheid oordeelde in 2019 dat ons voedselproductiesysteem zo complex is geworden dat we onvoldoende overzicht over de hele keten hebben. Als we circulair gaan werken, wordt het nog ingewikkelder. Met hun integrale aanpak verwachten de onderzoekers een goed hulpmiddel te krijgen om risico’s in kaart te brengen en te communiceren naar de betrokken of verantwoordelijke partijen, zodat ze in gezamenlijkheid de juiste interventies kunnen plegen.

Risicomanagement boer Een deel van de bedrijven in de keten doet al aan risicomanagement, zoals voedingsmiddelenproducenten, veevoederproducenten en waterbedrijven. In de holistische aanpak van Koops en zijn collega’s zal ook de primaire producent, dus de akkerbouwer, tuinder of veehouder, aan risicomanagement moeten gaan doen. En dat levert zijn afnemers, zoals voedingsmiddelenproducenten en retailers, meer in-

Mogelijke bronnen en transmissieroutes voor pathogenen in voedsel in een circulair voedsel- en watersysteem.

zicht op in de veiligheid van de ingekochte producten of grondstoffen. Koops: “Op dit moment ontwikkelt WUR modellen voor de overlevingskans van pathogenen op gewassen. Als we deze modellen integreren in de integrale risicoanalyse, heeft de boer in de toekomst een instrument om vast te stellen tot welk moment hij zijn gewas nog kan irrigeren zonder het te besmetten met pathogenen, en kan hij zijn risicoanalyse ook delen met zijn afnemers.” Boeren zijn zich nu vaak niet bewust van mogelijke risico’s, zegt onderzoeker Adriaan Antonis van Wageningen Bioveterinary Research. “Een boer die mest uitrijdt, realiseert zich vaak niet dat varkensmest van boer A verschilt van die van boer B. Hij denkt primair aan het gebruik van meststoffen, niet aan de pathogenen die hij daarmee over zijn akker verspreidt en op zijn bedrijf introduceert.”

Elk slootje Als er financiering wordt gevonden, zal het enkele jaren duren om een model te ontwikkelen dat op redelijk grof niveau risico’s kan analyseren, schat onderzoeker Nynke Hofstra van de afdeling Water Systems and Global Change van Wageningen University. Zij is gespecialiseerd in het modelleren van pathogenen in watersystemen. “Maar als je voor elk slootje wil weten hoe het zit, dan kost het veel meer tijd.” Het is technisch een enorme uitdaging, aldus Koops, omdat de onderzoekers data die nu beschikbaar zijn, in allerlei bestaande modellen (zie hierboven) willen Participanten • Adriaan Antonis,

Wageningen Bioveterinary Research • Gerjan Geerling, Deltares • Nynke Hofstra, WUR

Water Systems and

Global Change • Andries Koops, Wageningen Food Safety Research • Imke Leenen, H2Oké • Hans Marvin, Wageningen Food Safety

Research • Gertjan Medema,

KWR combineren. Ook willen ze er via machine learning een zelflerend systeem van maken, dat bovendien om kan gaan met realtime veranderende data die elkaar onderling beïnvloeden, zoals regenval en wegspoelen van grond.

Betrouwbare data “Daarnaast is het een uitdaging om alle betrokken partijen bij elkaar te brengen”, zegt Koops. “Dit gaat alleen maar goed als je een model hebt dat door alle partijen wordt erkend. En het begint met betrouwbare data. Het is onze verantwoordelijkheid als kennisinstellingen om daarvoor te zorgen.” Hofstra: “We willen partijen in de voedselproductieketen dan ook graag uitnodigen om mee te denken.” De intersectorale samenwerking die de onderzoekers voor ogen hebben, moet ook leiden tot het beter delen van data, waarbij die data het zelflerende systeem weer verder verbeteren. Er wordt wel al veel gemeten op allerlei plekken in de voedselketen, maar gegevens worden lang niet altijd gedeeld, zegt Antonis. De onderzoeker is ook zelfkazer en monitort veel op zijn eigen bedrijf. “Ik weet bijvoorbeeld precies hoeveel coliforme bacteriën er in de melk zitten. Als je dat in een datasysteem zou zetten en zou delen, dan kunnen andere partijen ervan leren. Als bijvoorbeeld bij heel veel boerderijen tegelijkertijd het aantal coliformen omhoog gaat, kan dat een signaal zijn dat er iets gaande is in de omgeving. Nu pik je dat signaal niet op.”

Dashboard De uitkomsten van de risicoanalyses moeten voor de verschillende partijen in de keten zichtbaar worden op een dashboard. Een boer kan daarop bijvoorbeeld snel zien hoe het zit met de pathogenenconcentratie in het irrigatiewater. Lastig is nog wel dat nauwkeurige microbiële analyses tijdrovend zijn. Maar dankzij covid-19 wordt er (wereldwijd) sterk geïnvesteerd in de ontwikkeling van sneltests, signaleren de drie onderzoekers. Koops: “Dat is een positieve ontwikkeling die ons ook in de landbouw en voedselveiligheid verder zal helpen. In de ideale situatie zou een boer straks met een sneltest eerst zijn irrigatiewater kunnen onderzoeken op de aanwezigheid van een aantal pathogenen.” Het streven is overigens zeker niet om pathogenen in de gehele productieketen volledig uit te bannen. Koops: “Je kunt alle risico’s uitsluiten door alles kapot te verhitten. Maar het doel van circulair werken is een duurzame landbouw in relatie tot de natuurlijke omgeving. Daarbij horen een gezonde bodem, gezond water en een gezonde flora op je gewas. Een gezonde microbiële gemeenschap kan de groei van pathogenen onderdrukken en daarmee bijdragen aan het beheersen van voedselveiligheidsgevaren.” •