Oktober 2021
Rioolwater als ‘early warning-systeem’ voor Covid-19
Het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) heeft het onderzoek naar
de aanwezigheid van genetisch materiaal in het rioolwater geïntensiveerd. Door het
rioolwater te onderzoeken wil het RIVM de verspreiding van Covid-19 vroegtijdig in kaart brengen. Het onderzoek begon kleinschalig in 2020 toen het virus voor het eerst opdook in Nederland. Inmiddels wordt gemeten bij meer dan 300 rioolwaterzuiveringsinstallaties.
Het streven is om tegen het eind van dit jaar dagelijks het rioolwater van vrijwel alle Nederlandse huishoudens te controleren op de aanwezigheid van sporen van het Covid-19-virus. Nu gebeurt dat op de meeste plekken al zo’n drie keer per week. Uiteindelijk doel is om het rioolwater te gebruiken als signalering, een ‘early warning-systeem’. Door voortdurend rioolwater te meten, is zichtbaar vanaf wanneer de ziekteverwekkers in het rioolwater aanwezig zijn en of de ziekteverwekkers aanwezig blijven. Er wordt bij het onderzoek overigens niet gekeken naar de besmettelijkheid van het virus in rioolwater. Het rioolwateronderzoek is een aanvulling op de andere onderzoeken die het RIVM doet om het coronavirus te volgen, zoals het testen van mensen op Covid-19. Het onderzoek maakt het mogelijk om lokale uitbraken vroeg te signaleren. Ook is het mogelijk om nieuwe varianten op te sporen en te herkennen. Bij dit grootschalige project zijn ook de Nederlandse waterschappen betrokken. Het onderzoek van rioolwater is trouwens verre van een nieuwe ontwikkeling. Het RIVM doet dit nu voor het coronavirus, maar heeft al vele jaren een vergelijkbaar programma voor het poliovirus en antibioticaresistente bacteriën.
‘Het riool is leverancier van big brown-data’
Vroegtijdig
Begin 2020 sijpelden in Europa de eerste verontrustende berichten binnen over de verspreiding van het coronavirus Severe acute respiratory syndrome (Sars)-CoV coronavirus-2. In de loop van 2020 is het rioolwateronderzoek steeds verder uitgebreid en inmiddels worden alle ruim 300 rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) in Nederland bemonsterd. Van een deel van de mensen die besmet zijn met het coronavirus zijn er deeltjes van het virus terug te vinden in de ontlasting. Via het toilet komen die in het riool terecht. Dat gebeurt vaak al eerder dan de personen klachten hebben en dus ook al voordat ze zich laten testen. Rioolwateronderzoek biedt daarom grote kansen voor het RIVM om trends te herkennen en vroegtijdig te zien waar het coronavirus aanwezig is of concentraties voorkomen. Bij het onderzoek zijn tevens verschillende particuliere waterlaboratoria en de waterschappen betrokken.
‘Het riool is leverancier van big brown-data,’ zoals Rogier van der Sande, voorzitter van de Unie van Waterschappen het zo plastisch uitdrukt. ‘We hebben het laatste jaar voortdurend de bemonsterfrequentie verhoogd. Daarvoor hebben we flink geïnvesteerd in menskracht en materialen. Sinds juli onderzoeken we het rioolwater van alle ruim 17 miljoen mensen in Nederland. Op dit moment neemt driekwart van de rioolwaterzuiveringsinstallaties drie of meer monsters per week. Dat wordt zo snel mogelijk opgevoerd naar een dagelijkse monstername op alle rioolwaterzuiveringen. Rioolwateronderzoek heeft veel potentie en wij zetten ons volop in om de data die we verzamelen te helpen ontsluiten.’ Van der Sande benadrukt dat het water waar de deeltjes in worden aangetroffen niet is besmet met corona, het gaat alleen om de restanten van het genetisch materiaal van Covid-19 die waarneembaar zijn. Extra beschermende maatregelen zijn daarom ook niet nodig. De bestaande maatregelen voor medewerkers die met rioolwater werken, beschermen goed tegen de verschillende soorten ziekteverwekkers in het rioolwater, waaronder het coronavirus.
Inmiddels worden alle ruim 300 rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s) in Nederland bemonsterd.
Onderzoek KWR
Een belangrijke partij bij het rioolwateronderzoek is KWR. Het onderzoeksinstituut toonde al vrij snel na de uitbraak van de pandemie aan dat er een correlatie bestaat tussen genetische sporen van Sars-CoV-2 in rioolwater en de ontwikkeling van Covid-19 onder de bevolking. Tijdens het begin van de epidemie in 2020, toen het aantal besmettingen snel toenam, liep het signaal in het riool voor op dat van de ziekenhuisopnames. In sommige gemeentes liep het signaal zelfs voor op de eerste ziektemeldingen. Zo vonden de specialisten van KWR in het afvalwater van Amersfoort en Terschelling al sporen van het virus voordat de eerste Covid-19-patiënten zich aandienden. Een week na het eerste bevestigde corona-geval in Nederland troffen de onderzoekers het virus aan in het rioolwater van vijf van de zeven riolen waar ze aan het meten waren. Het landelijk aantal ziekenhuisopnames stond toen pas op veertien patiënten. Uit nadere analyse bleek dat de concentraties van het gendeeltje RNA vier tot zeven dagen vooruitlopen op data over de bevestigde gevallen van besmetting met Covid-19. Een doorlopende bewaking van het rioolwater bleek daarmee vroegtijdige waarschuwingen op te leveren over besmettingen met Sars-CoV-2 onder de plaatselijke bevolking.
Sinds de zomer van vorig jaar wordt op het Coronadashboard van de Rijksoverheid ook het aantal gemeten coronavirusdeeltjes in het rioolwater, per regio, getoond. In juli 2021 is dat deel van het dashboard uitgebreid met signaalwaarden. De signaalwaarden geven met blauwe kleuren, variërend van lichtblauw (weinig virusdeeltjes) tot donkerblauw (veel virusdeeltjes) de ernst van de situatie aan. Het RIVM stelt dat juist in de komende periode het rioolwateronderzoek een nog grotere rol kan gaan spelen. Omdat steeds meer mensen gevaccineerd zijn of nog worden en daardoor het aantal besmettingen afneemt, zullen er ook steeds minder tests afgenomen worden. Daardoor wordt het ‘volgen’ van het virus op basis van die data steeds moeilijker. Maar omdat er telkens nieuwe varianten opduiken blijft het belangrijk om zicht te houden op de aanwezigheid van het virus. Daarom hebben het RIVM, het ministerie van VWS en de Nederlandse waterschappen besloten om het rioolwateronderzoek voor Covid-19 de komende jaren voort te zetten.
Het water waar de deeltjes in worden aangetroffen is niet besmet met corona, het gaat alleen om de restanten van het genetisch materiaal van Covid-19 die waarneembaar zijn.
RIVM laboratoria
Voor het onderzoek arriveren dagelijks met gekoeld transport honderden rioolwatermonsters afkomstig van de RWZI’s bij de RIVM-laboratoria. Bij aankomst worden de monsters geregistreerd en gekoeld bewaard. Met een deel van het rioolwater start het onderzoek voor Covid-19. Uit het rioolwater isoleert het RIVM het genetisch materiaal RNA van het virus. Hierop wordt een zogenaamde polymerase kettingreactie (PCR) uitgevoerd. Daardoor wordt het virus zichtbaar en kunnen de aantallen virusdeeltjes worden geteld. De aantallen virusdeeltjes worden vervolgens genormaliseerd voor het dagelijkse debiet van de RWZI, zodat regenbuien en pieken in waterverbruik geen invloed hebben op de uitkomsten. Daarna kan het gemiddeld aantal virusdeeltjes per 100.000 inwoners worden vastgesteld. De gegevens zijn in de meeste gevallen binnen 1 à 2 dagen na monstername bekend. Alle meetresultaten komen in een open databestand van het RIVM, dat op werkdagen wordt bijgewerkt. Het ministerie van VWS verwerkt deze data op het Coronadashboard van de Rijksoverheid. Per veiligheidsregio of per gemeente is het aantal virusdeeltjes in rioolwater per 100.000 inwoners te zien.
Dit jaar is het RIVM ook gestart met het onderzoek naar nieuwe virusvarianten zoals de Britse en de Delta-variant. Voor dit doel wordt van elk monster rioolwater een deel opgeslagen, om op een later moment aanvullend onderzoek te kunnen ‘sequencen’. Met het sequencen wordt de volgorde van een stuk DNA bepaald, zodat de verschillende varianten van het virus herkenbaar worden.
Overigens komen de cijfers van de rioolmetingen niet altijd overeen met andere indicatoren. Dat kan allerlei oorzaken hebben. Zo kan het kan zijn dat een bepaalde trend eerder in rioolwater te zien is dan in positieve testen of ziekenhuisopnames, omdat mensen al virus in hun ontlasting kunnen hebben voordat zij klachten vertonen. Zij laten zich dan meestal ook later testen, in sommige gevallen gevolgd door een ziekenhuisopname. Of mensen maken wel een infectie door na hun besmetting, maar hebben geen klachten. Ook komt het voor dat mensen wel klachten hebben, maar zich niet laten testen. Niet iedereen gaat naar de teststraat, maar iedereen gaat wel naar de wc. Het kan ook zijn dat een daling in andere indicatoren - zoals positieve testen - is waar te nemen, terwijl de rioolwatermetingen hoog blijven. Een verklaring hiervoor is dat het virus langere tijd via de ontlasting wordt uitgescheiden. Een andere verklaring is dat het virus mogelijk nog in de riolering verblijft. Ook kan het zijn dat het aantal geïnfecteerde mensen dat zich laat testen afneemt.
In sommige gemeentes liep het signaal zelfs voor op de eerste ziektemeldingen
Onderzoek breder inzetten
Het RIVM, de waterschappen en het ministerie van VWS zijn overeengekomen om de komende vijf jaar het rioolwateronderzoek voort te zetten. De eerste jaren zal het zeker nodig zijn om de verspreiding van het coronavirus en de ontwikkeling van de virusvrachten te blijven volgen. Ook als straks meer mensen gevaccineerd zijn is het van belang om alert te zijn. Met rioolwateronderzoek is dan snel een eventuele nieuwe opleving te signaleren. Het rioolwateronderzoek wordt momenteel behalve voor metingen van het coronavirus ook gebruikt voor het monitoren van ziekteverwekkers, zoals bacteriën die ongevoelig zijn voor antibiotica. De bedoeling is om het onderzoek breder in te zetten. Het RIVM en de waterschappen gaan de mogelijkheid verkennen om onder andere medicijn- en drugsresten, microplastics en bestrijdingsmiddelen te meten. Dan kan het rioolwater dienen als een soort graadmeter voor de gezondheid van de bevolking.
Privacy en rioolwateronderzoek
De toepassing en verbreding van het rioolwateronderzoek gaat gepaard met de vraag of de screening wel mag op grond van de privacyregels, zoals die zijn vastgelegd in de Algemene Verordening Gegevensbescherming, dan wel de vraag of er ethische bezwaren zijn aan te voeren tegen de bemonstering van rioolwater.
Volgens Mark van der Werf, programmaleider innovatie van de Unie van Waterschappen worden deze vragen zeer serieus en consciëntieus meegenomen. Rioolwateronderzoek genereert data die sowieso niet te herleiden zijn tot personen, stelt Van der Werf. En daarmee is de screening volgens hem niet in strijd met wet- en regelgeving voor de privacy.
Toch wordt in het overleg kritisch gekeken naar allerlei aspecten van het onderzoek. Bijvoorbeeld de consequenties van de zogeheten verdichting van het onderzoek, waarbij de screening wordt verfijnd tot op wijk- of zelfs straatniveau (rioolput), met een eventuele vergelijking tussen wijken op uiteenlopende paramaters (drugs, medicijnengebruik). De waterschappen worstelen een beetje met deze vragen en willen die op voorhand beantwoord hebben. Volgens de nu voorliggende plannen zorgen de waterschappen en waterlabs voor de bemonstering en het transport van de monsters van de decentrale RWZI’s naar de centrale waterlabs. Vanaf daar is het RIVM verantwoordelijk voor de logistiek en de daaropvolgende analyse. Het rijksinstituut is dan ook eigenaar van de virusdata en verantwoordelijk voor de duiding en de communicatie daarover.
Tekst: Mari van Lieshout
Fotografie: iStock