Eén van de grote cliffhangers achter de boodschap van Into Green, namelijk dat planten je gezond en gelukkig maken, is de vraag hóe planten de lucht zuiveren. Want dat planten de lucht ontdoen van Vluchtige Organische Stoffen (VOS) zoals Formaldehyde of Benzeen, wordt al aangetoond sinds de jaren 80. Toen publiceerde W.C. Wolverton geruchtmakend onderzoek op dit vlak. Hij onderzocht voor NASA hoe je de luchtkwaliteit in ruimtecapsules goed kon houden, ook bij een reis van een jaar, en ontdekte dat planten hier een prachtige rol konden spelen: ze konden allerlei chemische verbindingen afbreken. Dit zijn stoffen die wij uitademen, maar ze komen ook vrij uit bouwmaterialen en bijvoorbeeld plastic. In ruil daarvoor hoefden ze alleen water en licht. Ze raakten niet op of verstopt of vervuild en in die situatie was dat dus heel efficiënt. Hij ging hierop door en publiceerde zelfs een boek met de top 25. Klaar zou je zeggen, het is onderzocht, dit is de top, die planten moeten we in ons huis en kantoor zetten.

Maar, de neiging om te snel tot top10 lijstjes te komen, kan goed onderzoek jarenlang in de weg zitten. Want planten leven. En in de werkelijkheid leven ze natuurlijk heel anders dan in een testsituatie. Als planten stress hebben, doordat ze te weinig licht of water krijgen, presteren ze gelijk een stuk minder. Ook bestaan er variëteiten binnen soorten en hoe meer onderzoek er kwam, hoe complexer het hele verhaal werd. Ook bleek er groot verschil te zijn tussen de mate waarin planten de ene stof konden afbreken en de ander, dus, wanneer is de lucht als geheel nu ‘gezuiverd’ te noemen? En daarachter bleef de hele grote vraag alsmaar doorrommelen: hóe doen ze het nou eigenlijk?

Zet alles eerst eens op een rijtje

Hoog tijd dus voor een ordelijke nieuwe test door iemand die zijn sporen al ruimschoots had verdiend in onderzoek naar luchtkwaliteit in kassen. In het kader van het topsectorprogramma De Groene Agenda kreeg Dr. Pieter de Visser de opdracht om eens orde te scheppen in 30,40 jaar onderzoek sinds Wolverton. Hij heeft zich eerst goed ingelezen in het bestaande onderzoek en vervolgens zelf getest of claims herhaalbaar waren. Wij zochten hem op.

De rol van water

Op één gebied kon hij vrij snel een stevige punt zetten. Hoe zeer verschillend onderzoek elkaar -zoals het hoort in de wetenschap- soms tegenspreekt, hij kon ook in zijn onderzoeksopzet goed herhalen hoe met name de stof Formaldehyde heel goed door de bladeren van planten kan worden opgenomen. Dit opnamegedrag, alsmede de afbraak tot onschadelijke verbindingen zoals bleek uit de literatuurstudie, is waarschijnlijk herhaalbaar voor alle vervuilende stoffen die oplossen in water, zoals Ammoniak en Zwaveldioxide. Deze stoffen worden door de huidmondjes van planten opgenomen en vervolgens opgenomen in het ‘gewone’ fotosynthese/verteringsproces van de plant en helpen bij de productie van suiker en zuurstof zolang hun concentratie niet te hoog is.

Interessant was de test waar hij de afname van Formaldehyde in de lucht door planten vergeleek met de afname die optreedt als je alleen water in de ruimte zet. Die afname blijkt vrijwel gelijk. Maar, zo merkte Pieter op, planten doen iets met de stof, ze maken er suiker en zuurstof van, water op zich doet dat niet. Als je wil dat de Formaldehyde echt verdwijnt uit de ruimte moet je dat water de hele tijd verversen. Water bindt dus wel, maar zet de stof niet om.

De route van de aan vet bindende stofjes

Maar, vroeg Pieter zich al snel af, wat is de rol van planten bij de afbraak van de in vet oplosbare of aan vet bindende VOS, zoals Xyleen of het echt erg gevaarlijke Benzeen. Dit is tot nu toe vrij slecht onderzocht en, zo bleek uit literatuur- maar ook uit zijn praktijkonderzoek, de opname en mogelijke afbraak van deze stoffen vindt heel ergens anders plaats. Niet in het blad, zelfs nauwelijks door de plant zelf, maar vooral door bacteriën en schimmels. Deze leven deels op en rond het blad, maar vooral rond de wortels van planten. Op de grens van plant en bodemleven vindt een constante uitruil plaats van suiker (van de plant) tegen allerlei stoffen die de plant weer nodig heeft uit de bodem en die de schimmels dan weer goed kunnen leveren. En in dat proces worden de VOS als voedselbron ook meegenomen. Pieter formuleerde het zo: ‘Micro-organismen hebben door hun uitgebreide genenpool zoveel enzymen beschikbaar dat ze zich heel goed kunnen aanpassen en dan dat voorhanden is afbreken.’

Het vooruitzicht van een snel en definitief top tien lijstje zakte al verder weg, maar Pieter ging nog verder. ‘Xyleen in de lucht neemt inderdaad af (=’depletie’ in onderstaande figuur) dankzij de plant. Maar we ontdekten dat deze aan plant en ook aan testapparatuur gehechte xyleen op een gegeven moment weer terug wordt gegeven aan de ruimte. Deze zgn. ‘re-emissie’ is een gevolg van het chemische evenwicht met de omringende lucht en hier zou ik heel graag op dooronderzoeken. Want het is zeker zo dat er een xyleenafname door plantopname is, maar die stopt op een bepaald niveau – als het evenwicht bereikt is, maar wij willen dat die afname doorgaat.’

De testapparatuur is een doorbraak

 Een van de grote bottlenecks aan het begin van dit onderzoek was de vraag: hoe test je hoe planten (of de bij hen inwonende micro-organismen) het werk doen? De bestaande testapparatuur bij de WUR was alleen in staat om lucht op planten af te vuren en te kijken hoe de plant er op reageerde qua groei of bloei: minder blad, minder vruchten, minder groei. Maar in dit onderzoek wilde de opdrachtgever ook weten waar de stof bleef.

Pieter durft te claimen dat zijn team de eerste onderzoeksgroep is die een opstelling heeft weten te maken waarin zowel de lucht, als het water als de bodem gemeten kan worden. En zo kan je dus precies zien wat er in die lucht blijft en wat er in plant + aarde verdwijnt.

Dr. Pieter Visser, WUR/Alterra

Hoe verder?

Hij geeft aan dat dit onderzoek nu eigenlijk pas kan beginnen. Want wat hij nu in globale zin heeft onderzocht kun en moet je nog veel meer verfijnen. Wat gebeurt er bij slechte licht- of wateromstandigheden? Of wat is de rol van de pot? Wat er gebeurt met de aan vet bindende VOS als je de luchttoevoer versnelt. Ook wil hij meer te weten komen over de rol van tijd en die neiging tot chemische balans die de planten en hun micro-organismen blijkbaar nastreven en hoe die samenwerking feitelijk verloopt. Dit is allemaal erg lastig te onderzoeken en voordat je het weet ontdek je weer een wereld die je niet had voorzien waarin de werkelijkheden nog complexer en fascinerender blijken te zijn dan je ooit voor mogelijk had gehouden. Maar ja, dat is het mooie van de wetenschap. Wij blijven het volgen.