‘Zonder chemie zou de wereld er niet best voor staan’

Klopt er iets van de tegenstelling tussen kwalijke chemische en fijne natuurlijke of groene middelen, vraagt Teler op de Redactie Jolanda Nooijen zich af. Het zijn toch allemaal dezelfde moleculen? We vroegen het aan twee scheikundigen van naam, Nobelprijswinnaar Ben Feringa en ecotoxicoloog Willie Peijnenburg.

“Zeggen dat je iets niet mag gebruiken ‘want het is chemisch’, dat is natuurlijk flauwekul. Want natuurlijke stoffen zijn ook chemisch. Azijnzuur in het laboratorium of in de natuur, dat zijn precies dezelfde moleculen.”

“Ze hebben weleens een kopje thee geprobeerd te analyseren. Daar zijn ze bij 800 chemische verbindingen maar mee gestopt. En zouden we zonder de producten van de chemische industrie willen, wat blijft er dan over van je kledingkast of je huis of je auto? Dan heb je geen smartphone of laptop, geen auto, geen kunstmest. En zonder kunstmest en chemische gewasbescherming zou de helft van de mensheid niet bestaan. Nee, zonder chemie zou de wereld er niet best voor staan, dat kan ik je wel vertellen.”

Ben Feringa: waar is de natuur het meest geschikt voor?

Ben Feringa (midden): “Mijn vader spoot vroeger 2 kilo per hectare om phytophthora van zijn aardappelen te houden. Mijn broer spuit nog 20 gram.” Foto: ANP

Dat zegt niet zomaar de eerste de beste. Ben Feringa zou je de scheikundige des vaderlands kunnen noemen. De Drentse boerenzoon die hoogleraar werd, kreeg in 2016 de Nobelprijs voor Scheikunde. Het onderzoek waar hij die prijs mee in de wacht sleepte, ging over middelen en stoffen om niet planten maar mensen gezond te houden.

“Ik benadruk op voorhand dat ik van planten en bestrijdingsmiddelen geen gedetailleerde kennis heb. We zijn hier in Groningen bezig met het maken van geneesmiddelen tegen kanker. Daarvoor werken we samen met biologen, die weten wat het effect is van bijvoorbeeld moleculen in cellen. Wij chemici zijn de molecuulbouwers.”

“Jazeker, nagemaakt én verbeterd. Want de natuur is niet ingericht op efficiëntie. De groene plant, die gebruikt zonlicht en CO₂ voor groei, inclusief alle kleur- en smaakstoffen. Prachtig. Maar de efficiëntie is niet zo best, minder dan 1%. Een duif is schitterend, zoals die vliegt. Dat kunnen we niet nabouwen. Maar de natuur bouwt geen vliegtuig dat 400 mensen met 1.000 kilometer per uur over de Atlantische Oceaan laat vliegen. Dus het gaat erom: waar is de natuur het meest geschikt voor en wat kunnen we misschien zelf beter om onze moderne maatschappij van dienst te zijn?”

“Fluorverbindingen komen van nature niet voor. We gebruiken ze in de koekenpan, maar ook in een hele rits geneesmiddelen. Dat kan één fluor zijn of drie fluoren die aan een koolstof vastzitten. Er zitten ook van dat soort verbindingen in gewasbeschermingsmiddelen. En als nu blijkt dat dat te weinig afbreekbaar is, dan moeten we daar vervangers voor vinden, heel simpel. Maar van de andere kant: wat is de balans tussen het gevaar en de voedselzekerheid? Alles dan maar op natuurstoffen? Dat is A: niet per se effectief en B: niet per se zoveel veiliger, daar geloof ik niks van.”

Het middel zo maken dat het nadat het zijn werk gedaan heeft zo snel mogelijk uit het milieu verdwijnt. Dat is wat je wil

“Nuttige stoffen en moleculen komen in de natuur vaak in heel lage concentraties voor. Daar wil je er dan in het lab heel veel van synthetisch kunnen namaken. Maar als je die moleculen bouwt en je test die niet voldoende op veiligheid en afbreekbaarheid in het milieu, dan heb je terecht een probleem. In het verleden gebruikte men DDT. We weten nu dat dat niet afbreekt. Daar moet je dus mee stoppen. Wat zijn de langetermijneffecten van al dat spuiten, vragen nu de mensen die in Drenthe naast die lelievelden wonen. Ja, daar zou ik mij ook zorgen om maken. Maar je moet ook op tijd het Jacobskruid uit je weilandje halen, anders gaat je pony eraan dood.”

“De afgelopen veertig jaar zijn de processen van de chemische industrie enorm verbeterd, weet Feringa. En als boerenzoon kent hij ook de ontwikkeling in de agrarische sector. “Mijn vader spoot vroeger 2 kilo per hectare om phytophthora van zijn aardappelen te houden. Mijn broer is ook boer en die spuit nog 20 gram per hectare. Dat is dus in één generatie 99% verminderd. Meer precisie, het middel heel precies daar krijgen waar het nodig is. Het middel dan ook zo effectief mogelijk maken. En het middel zo maken dat het nadat het zijn werk gedaan heeft zo snel mogelijk uit het milieu verdwijnt. Dat is wat je wil.”

“Ja, dat denk ik wel hoor, dat we dat leren. Daar staat natuurlijk een kostenplaatje tegenover. Als we dat willen, dan wordt het ook duurder. Maar ik ben er heel positief over. Kijk, uiteindelijk is alles giftig, afhankelijk van de dosis waarin en het organisme waaraan je het toedient. Daar moet je dus verstandig mee omgaan.”

Willie Peijnenburg: elke minuut nieuwe stoffen bedacht of gevonden

Ecotoxicoloog Willie Peijnenburg: “Met toevoegen van werkingvertragende nanodeeltjes aan bestrijdingsmiddelen gaan we van acute naar chronische toxiciteit.” Foto: Universiteit Leiden

Die oude wijsheid, toegeschreven aan de zestiende-eeuwse scheikundige Paracelsus, heeft aan algemene geldigheid nog niets ingeboet, aldus Feringa. En dat beaamt zijn collega-chemicus Willie Peijnenburg. De hoogleraar ecotoxicologie aan de Universiteit Leiden haalt de Bestrijdingsmiddelenatlas aan. Een Leids initiatief dat al sinds eind 20ste eeuw laat zien waar welke middelen in verhoogde concentraties in het oppervlaktewater worden gemeten.

Als chemicus kijkt Peijnenburg met de neutraliteit van de wetenschapper naar stoffen en moleculen. “Elke minuut worden nieuwe stoffen bedacht of gevonden. Die kun je laten opnemen in het register van de Chemical Abstracts Service. Daar zitten meer dan 200 miljoen nummers. Maar op basis van atomen en moleculen is dat aantal in principe oneindig.”

Chemische bedrijven, farmaceuten en gewasbeschermingsfabrikanten die op zoek zijn naar iets nieuws, kunnen wat van die nummers bij elkaar voegen en kijken wat dat doet. “Die ontwikkelaars hebben door hun ervaring op hun vakgebied vooral gevoel voor het werkingsmechanisme. Niet zozeer voor wat er ook schadelijk aan zou kunnen zijn voor beesten of planten waar het middel niet voor bedoeld is.”

Risico’s van stoffen voorspellen

Dat laatste is dan wel weer wat Peijnenburg als ecotoxicoloog interesseert. Bij het RIVM is hij betrokken bij een project dat probeert de risico’s die aan stoffen kleven te voorspellen. Dat geldt dus ook voor stoffen die alleen nog figureren op de tekentafel van fabrikanten. Zo valt te voorkomen dat we niet door schade en schande wijs worden, zoals in het geval van PFAS-verbindingen of in een verder verleden de veelgebruikte maar nu uitgebannen CFK’s.

Het riskante aan gewasbeschermingsmiddelen is juist dat ze doelbewust in het milieu verspreid worden, vat de Leidse professor samen. En of we ze nu chemisch of groen noemen, het is de bedoeling dat ze iets bestrijden, een schimmel, een insect, een onkruid. Is het dus goed denkbaar dat we voor die Bestrijdingsmiddelenatlas ook concentraties van natuurlijke middelen of stoffen zouden willen meten? Peijnenburg: “In principe wel. Maar dat zijn complexe mengsels. Welk stofje zou je dan precies moeten meten? Het gaat bovendien om bijzonder lage concentraties.”