Delta-lab: chemisch biologisch fysisch laboratorium

Ons Delta-lab combineert chemisch, biologisch en fysisch experimenteel toegepast onderzoek in een hoogwaardig, state of the art-gebouw op de Deltares-campus in Delft. Met een integrale bril kijkt het laboratorium naar oorzaken en oplossingen voor complexe maatschappelijke vraagstukken in bodem en (grond)water. We focussen ons op:

• Antropogene (door de mens gemaakte) stoffen
• Nutriënten & waterkwaliteit
• Broeikasgasemissies uit water en bodem
• Slibdynamica
• Energietransitie en infrastructuur

Onze experts werken aan projecten rond omvang en gedrag van diverse verontreinigende stoffen in bodem en (grond)water. Denk aan antropogene stoffen als PFAS, biologische ziekteverwekkers (pathogenen), nutriënten zoals nitraat en organische zeer zorgwekkende stoffen. Hoe reageren ecosystemen op deze stoffen? Zijn micro-organismen deel van de oplossing, bijvoorbeeld doordat zij stoffen afbreken? Ook onderzoeken we de herbruikbaarheid van behandelde grond of bagger en de opslag en uitstoot van broeikasgassen in water- en ondergrond.

Daarnaast ontwikkelt het Delta-lab kennis voor de energietransitie en toekomstbestendige infrastructuur. Dit doen we door effecten van geo- of aquathermie op de ondergrond en grondwater te bekijken, of bacteriële corrosie van damwanden of windmolens op zee. Bovendien nemen de laboranten eigenschappen en gedrag van slib onder de loep: is dit in te zetten voor onze waterveiligheid en andere maatschappelijke opgaven, als een Nature-based Solution?

Van monster tot praktijk

Het Delta-lab kan unieke data leveren door de combinatie van kennis over chemie, microbiologie, sediment, bodemkunde en hydrologie, met behulp van innovatieve apparatuur en een experimentele onderzoeksopzet.

Deze data wordt getoetst en doorontwikkeld in de fysieke en digitale kennisfaciliteiten van Deltares, zoals golfgoten of modellen, en gebruikt door andere kennisinstellingen of beleidsmakers. Soms maken de bevindingen uit het lab pilots in het veld mogelijk, waarmee het laboratorium een brug vormt tussen academisch onderzoek en de praktijk.

Bij het ontwikkelen van kennis en oplossingen werken onze experts nauw samen met overheden, kennisinstellingen, ngo’s en bedrijven uit binnen- en buitenland. Denk aan drinkwaterbedrijven, bouwers en baggeraars, provincies en gemeenten, waterschappen, advies- en ingenieursbureaus, uitvoeringsorganisaties als Rijkswaterstaat, universiteiten en commerciële laboratoria.

Het besef dat onze natuurlijke hulpbronnen te kostbaar zijn om er niet uiterst zorgvuldig mee om te gaan, is urgenter geworden. Daarom bundelen we in het Deltalab alle kennis rond ons bodem- water en sedimentsysteem.

Fredericke Hannes, hoofd Delta-lab

Beter beschermd tegen overstromingen

Het begrijpen van de natuurlijke eigenschappen en gedrag van zand, bodem- en sediment helpt bij het opschalen van Nature-based Solutions rond kustverdediging en klimaatadaptatie. Dit fysisch onderzoek in het Delta-lab draagt eveneens bij aan efficiënt sedimentbeheer; zoals de behandeling van bagger of klei. Hoeveel jaar duurt het bijvoorbeeld voordat opgebaggerd slib droog is en hoe is dat proces te versnellen?

Experimenten in het lab zijn op grotere schaal uit te testen in de fysieke onderzoeksfaciliteiten van Deltares zoals in de Deltagoot, waarna is op te schalen naar een pilot in het veld. Zo is in het project Kleirijperij aangetoond dat zout slib uit de Eems-Dollard kan rijpen tot geschikte dijkenklei.

Dit doen we samen met bouwbedrijven, baggeraars en Rijkswaterstaat, maar ook met het US Corps of Engineers en consortia als Ecoshape.

Gezonde water- en bodemsystemen voor mens en natuur

Bekende en onbekende verontreinigende of vervuilende stoffen die door de mens zijn gemaakt, zogenoemde antropogene stoffen, bedreigen drinkwatervoorraad, voedselveiligheid, gezondheid, biodiversiteit en daarmee ons welzijn. Denk aan PFAS, microplastics, medicijnresten en andere chemische verbindingen.

Het besef in de samenleving dat de kwaliteit van onze leefomgeving hierdoor achteruitgaat, neemt toe. In 2027 moeten lidstaten van de Europese Unie voldoen aan de Kader Richtlijn Water; realiseren en behouden van chemisch schoon en ecologisch gezond oppervlaktewater en grondwater. Ook is vastgelegd in Green Deals (zoals de Soil Strategy) om de milieubelasting van antropogene stoffen te verminderen.

Deltares onderzoekt processen die de afbraak, mobiliteit en het transport van antropogene stoffen in water, sediment en bodem beïnvloeden. Dit doen we in het lab, in praktijkopstellingen in de eigen fysieke onderzoeksfaciliteiten zoals de water-grondgoot en in het veld met pilots. Zo werkt Deltares aan oplossingen voor het duurzaam en kosteneffectief beheren van met teer vervuilde grond onder het Utrechtse Griftpark. Hierbij wordt ingezet op de natuurlijke afbraak van teer door micro-organismen in de bodem van het park.

We werken hierin samen met gemeentes, beleidsmakers, natuurbeheerders en waterschappen, maar ook met bouwbedrijven, baggeraars en grondeigenaren.

Broeikasgasreductie en energietransitie

Om de broeikasgassenuitstoot terug te dringen, zoals vastgelegd in Europees en nationaal klimaatbeleid, draagt Deltares bij met kennisontwikkeling rond uitstoot en broeikasgassen in water- en bodembeheer. Ook werken we aan oplossingen voor duurzaam gebruik van ons water- en bodemsysteem in de energietransitie.

Om de energietransitie veilig en efficiënt vorm te geven, zijn kennis van chemie en microbiologie essentieel. Zo bestuderen onze laboranten samen met andere Deltares-onderzoekers de milieu-effecten van opslag en opwekking van energie met water en ondergrond, zoals aqua- en geothermie, en opslag en transport van waterstof en CO2. Zo is in het HyTROS project door Deltares onderzocht wat effecten zijn van micro-organismen op de opslag van waterstof in de ondergrond.

Dit doen we onder andere in samenwerking met de rijksoverheid, TNO, Wageningen University & Research, Shell en baggerbedrijven als Boskalis en Smals.

Veerkrachtige infrastructuur

Voor een toekomstbestendige infrastructuur verricht Deltares zowel fysisch onderzoek naar slibdynamica, om dichtslibbing van havens te voorkomen, kansen voor constructies aan de kust of erosie van vers aangebrachte grond na civieltechnisch werk, als microbiologisch onderzoek naar de effecten van bacteriën en micro-organismen op de conditie van infrastructurele objecten, zoals damwanden of funderingconstructies voor windparken op zee.

Een voorbeeld hiervan is het CFLO project, waarin een brede groep partijen onderzocht hoe aantasting door corrosie de levensduur van offshore windmolens beïnvloedt. In dit project bekeek Deltares door middel van laboratoriumproeven hoe micro-organismen versnelde corrosie veroorzaken. Daardoor weten we beter hoeveel corrosie te verwachten is, onder welke omstandigheden en wat er tegen te doen is.

Dit doen we met nationaal en internationaal werkende baggeraars, mijnbouwbedrijven, Rijkswaterstaat maar ook met internationale overheidsorganisaties.