Olaf Schuiling: Geochemicus

woensdag 14 december 2005 17:08

De 73-jarige Olaf Schuiling is gespecialiseerd in gekke plannen. Hij wil India en Sri Lanka aan elkaar vastknopen, de Rode Zee afdammen en de Zwarte Zee met zware metalen volgooien. Hij kan mooi dichten en urineerde ooit een maand lang in een bak magnesiumoxide. O ja, en hij wil ook goud uit de Rijn gaan winnen.

Olaf Schuiling grossiert in wilde plannen. Hoe gekker, hoe beter. Geen zee gaat hem te hoog. Zo wil hij goud uit de Rijn halen. In die rivier komen minuscule hoeveelheden goud voor, wist componist Richard Wagner al toen hij de opera Das Rheingold schreef. Schuiling: 'Aan het begin van de twintigste eeuw waren er dagloners die bij Lobith goud uit de Rijn zeefden.’

Schuiling heeft zelf ook al diverse malen, in Duitsland en in Nederland, kleine goudkorreltjes aan de Rijn weten te onttrekken. Alleen is het zo weinig dat het nauwelijks loont. Anders zit het met zand. Op diverse plekken wordt langs de Rijn en de Waal zand gewonnen. Ook daarin zit goud. 'In elke emmer zand wel een korreltje.’

En dus heeft Schuiling een plan om bij die zandwinning een proces voor het winnen van goud te laten meelopen. 'Zand en goud hebben verschillende bezinkingssnelheden, en dus kun je ze makkelijk scheiden.’

Of het idee ooit werkelijkheid zal worden, weet Schuiling niet. Maar ach, eerlijk gezegd zal hem dat ook worst zijn. Plannen bedenken is zoiets als reizen: onderweg zijn is toch doorgaans leuker dan aankomen?

Zo geniet hij ook van zijn plan om India en Sri Lanka aan elkaar te knopen. Daar zit nu een zee tussen die maar enkele meters diep is. Daaronder bevindt zich kalksteen. Als je op vijftien tot twintig plaatsen zwavelzuur injecteert, komt de bodem omhoog en ontstaat er een landbrug tussen India en Sri Lanka.

De basis voor dit idee is de chemische formule: kalksteen plus zwavelzuur geeft gips. Het opmerkelijke is dat gips twee keer zoveel volume inneemt als kalksteen. Zodra Schuiling zich dit realiseerde, heeft hij het uitgeprobeerd op een stuk mergel uit de Sint Pietersberg. Dat heeft hij in een blok perspex met een gat erin gedaan. Dat blok zette hij op zijn werkkamer, en elke dag druppelde hij wat zwavelzuur in het gat. Na enkele dagen groeide er, als een plant, gips uit het gat.

Zo kwam hij met het idee om voor de Nederlandse kust zwavelzuur in de zeebodem te injecteren, en aldus een kunstmatige zeewering te construeren. Er werden tal van bezwaren geopperd en het plan sneuvelde.

In India gaat het misschien wel lukken. In juni dit jaar was Schuiling er om aan officiële instanties uit te leggen hoe de landbrug kan worden gevormd. 'Aanvankelijk waren ze heel agressief. Het zou slecht voor het milieu zijn, het gips zou niet sterk genoeg zijn om een weg te dragen. Ik bleef vriendelijk, kon alles weerleggen en merkte dat de stemming omsloeg. Maar ja, ik weet niet of het er daadwerkelijk van gaat komen.’

Een grotere kans van slagen geeft hij een project in het Franse Saumur. Deze aan de Loire gelegen stad leverde ooit de kalksteen waaruit de Notre Dame en andere bouwwerken in Parijs zijn opgetrokken. Als gevolg daarvan is de bodem onder Saumur uitgehold. Schuiling: 'De straat naast het postkantoor zakte opeens in. Een auto verdween zelfs letterlijk in de bodem.’

Schuiling voerde ook een experiment uit met een stuk kalksteen uit Saumur en mailde in vloeiend Frans ('ik heb mijn proefschrift destijds in het Frans geschreven’) aan de burgemeester hoe hij de gaten kan opvullen met zijn gipstruc. Enkele weken geleden mocht hij zijn plan komen toelichten. 'Mwah, hij had er wel oren naar en heeft in de gemeenteraad al vermeld dat er een oplossing aan komt.’

Geigerteller
Het zal inmiddels duidelijk zijn: Olaf Schuiling, emeritus hoogleraar geochemie aan de Universiteit Utrecht, is een opmerkelijk mens. Hij heeft een mooie loopbaan achter de rug. Na zijn studie werkte hij eerst vier jaar bij de Turkse geologische dienst in Ankara aan de uraniumexploratie: 'Ik heb, gewapend met een geigerteller, het halve land rondgereisd.’ Nog steeds is hij gek op Turkije ('een geweldig land, dat natuurlijk bij de EU moet komen’) en spreekt uitstekend Turks.

Ook werkte hij een jaar aan de roemruchte Princeton University (waar Einstein aan was verbonden) in de Verenigde Staten. Hij beschrijft zichzelf als een 'redelijk goede geochemicus, ergens tussen de nummer 50 en 100 van de wereld, maar wel een die door de top-10 met belangstelling wordt gevolgd’.

Schuiling heeft schrandere ogen, woeste wenkbrauwen plus een Chriet Titulaer-baard waarboven af en toe een tuitknakje uit opduikt. En hij bruist nog steeds van de energie. De 73-jarige Schuiling heeft zijn werkkamer op de universiteit mogen houden en maakt daar volop gebruik van. 'Elke dag, ook op zaterdag en zondag, ben ik er wel een paar uur te vinden.’

Olaf Schuiling is bovendien een vrijdenker. Dat bleek ook uit zijn afscheidscollege op 6 mei 1997. De in het milieu geïnteresseerde aardwetenschapper ontpopte zich opeens als een niet onverdienstelijk dichter. Het boekje Blijven dromen, dat zijn afscheid begeleidde, bevatte voorin wetenschappelijke en achterin poëtische teksten. De gevoelige achterkant bleek aanzienlijk dikker dan de rationele voorkant. Geen moleculen en mineralen maar:

Ik ben verlangen

een duizelende

smalle rank

op spitsen van

zenuwvoeten.

Die combinatie staat garant voor een niet aflatende ideeënstroom. Zo wil Schuiling de Zwarte Zee inzetten als 'georeactor’. In dat enorme meer komt op grote diepte zwavelwaterstof voor. Dat is een behoorlijk giftige stof. Eerder dit jaar legde Schuiling op een NAVO-conferentie in Odessa uit dat wanneer er ooit een asteroïde in de Zwarte Zee zal inslaan er een levensgevaarlijke wolk verstikkend gas vrijkomt. Het is echter ook mogelijk om van zwavelwaterstof te profiteren. Schuiling pleit ervoor om zware metalen, die in de hele geïndustrialiseerde wereld een milieuprobleem vormen, met een pijp diep in de Zwarte Zee te lozen. De zware metalen reageren met de zwavelwaterstof en vormen sulfiden die op de bodem neerslaan.

'Momenteel halen we allerlei ingewikkelde toeren uit met zware metalen. Nederland deponeert ze bijvoorbeeld op de Maasvlakte. Dat is pas slecht voor het milieu, want die zware metalen gaan op een gegeven moment natuurlijk weglekken. Met mijn plan zet ik die zo gevaarlijke zware metalen om in ongevaarlijke metaalsulfiden, die op zijn minst tweehonderd miljoen jaar op de bodem van de Zwarte Zee zullen blijven.’

Hij lichtte het idee in oktober toe op een wetenschappelijke conferentie in Turkije, waar het enthousiast werd ontvangen. 'Ik heb het gevoel dat er buiten Nederland positiever op mijn ideeën wordt gereageerd.’

Schuiling noemt dit voorbeelden van 'macro-engineering’. Volgend jaar komt er een wetenschappelijk boek uit waarin meer van dit soort wilde plannen voorkomen. Daarin presenteert Schuiling met twee collega’s ook een plan om de Rode Zee af te sluiten met een dam. Door verdamping zakt de waterspiegel aan één kant van de dam en ontstaat er een niveauverschil. Daarmee kan elektriciteit worden geproduceerd. Een heleboel vliegen in één klap: het is zowel een toepassing van zonne-energie als van waterkracht en er wordt ook nog eens stroom opgewekt.

Varkensmest
De onconventionele oplossingen van Schuiling blijven niet onopgemerkt in de wereld. Zo is hij geregeld op Cyprus.

Toen hij een keer werd rondgereden door het hoofd van de geologische dienst aldaar viel hem op dat er zo veel varkensfokkerijen waren. Aan zijn Cypriotische collega vroeg hij of de mest van die fokkerijen een milieuprobleem vormde. Jawel, dat bleek afvalprobleem nummer 1 op Cyprus.

Schuilings hersenen, die zich al vaker over het mestprobleem hadden gebogen, sloegen aan en hij informeerde of er wellicht ook olijfoliefabrieken waren en wat er met het afval daarvan gebeurde. Welnu, dat bleek afvalprobleem nummer 2.

Bingo, dacht Schuiling. Dat is een mooie combinatie. Hij wist dat varkensmest goed kan worden vergist, maar dat er zoveel ammoniak in zit dat gistcellen daar moeite mee hebben. De ammoniak zou evenwel kunnen worden verdund met het licht zure olijfolieafval.

Via de Europese Unie, die wil dat het net toegetreden Cyprus binnen twee jaar aan de elders geldende milieuregels voldoet, kreeg Schuiling subsidie en begin januari toog hij naar Cyprus om er een en ander aan de varkensfokkers uit te leggen. Het was een groot succes. 'Op de voorlichtingsavond waren 23 fokkers aanwezig en ze wilden allemaal graag meedoen.’

Het plan is nu dat er een fabriek voor de anaërobe (zuurstofloze) vergisting van varkensmest, olijfolieafval plus huishoudelijk afval wordt gebouwd. Daarmee wordt biogas opgewekt. Dat wordt gedeeltelijk gebruikt voor de airconditioning van de varkensstallen. Het restant wordt in een gasturbine verbrand en levert aldus elektriciteit op. Vervolgens resteert er afvalwater dat zo schoon is dat het voor de irrigatie kan worden gebruikt.

Op Cyprus zijn bovendien allerlei oude, verlaten kopermijnen. Daarmee heeft Schuiling ook plannen. Hij wil in de mijnen een laag olivijn storten en een pijpleiding met kooldioxide, CO2, in dat mineraal laten uitmonden. Olivijn is een magnesiumsilicaat. Het is het meest voorkomende mineraal op aarde en reageert met kooldioxide tot magnesiumcarbonaat, waarbij warmte vrijkomt.

Tal van regeringen en bedrijven zijn bezig om onder druk van het Kyoto-akkoord, dat beoogt om een eventuele klimaatverandering door het broeikasgas kooldioxide tegen te gaan, dit gas in de oceaan of in lege gasvelden op te slaan. Schuiling vindt dat maar niks. 'Dat koolzuurgas kan er weer uitlekken en bovendien kost het heel veel extra energie.’

Met de olivijnmethode van Schuiling wordt kooldioxide veel beter opgeborgen, immers in een mineraal. Ook komt er daarbij bruikbare warmte vrij. Schuiling noemt zijn proces dan ook 'knalgroen’: 'Ik verwijder tegelijkertijd kooldioxide en produceer warmte.’

Schuiling zou het idee graag willen uitproberen in verlaten bruinkoolmijnen in Duitsland of in de Cypriotische kopermijnen. Dat laatste maakt, na het succesvolle mestproject, een goede kans. 'Mijn Cypriotische collega is heel enthousiast en heeft al met wat burgemeesters gesproken.’ Bijkomend voordeel is dat het olivijngesteente op verschillende plekken op Cyprus aan de oppervlakte komt. 'Ze hebben prachtig olivijn. Om te zoenen!’

Schuiling kwam op dit idee toen hij vorig jaar met zijn oudste dochter (hij heeft vijf kinderen uit twee huwelijken) een olivijnmijn in Noordwest-Turkije bezocht. Hij heeft een plan ingediend bij een Nederlandse overheidsinstantie (SenterNovem), maar daar is nog geen enkele reactie op gekomen. 'Het probleem met mijn manier van denken is dat het zo onconventioneel is. Geen mooie industriële installatie, maar gewoon in een gat in de grond. Dat vinden mensen raar.’

Daarbij komt dat Nederland wel veel over innovatie praat, maar schrikt als iemand werkelijk met iets nieuws komt. 'Veel rapporten en congressen, maar iedereen is schijtbenauwd voor nieuwe ideeën, zeker als die niet uit Amerika of Japan komen, maar uit Nederland.’

Schuiling heeft iets met uitwerpselen. Op dat vlak heeft hij zijn grootste prestaties geboekt. Om dat duidelijk te maken, gaan we terug naar oudejaarsavond 1979. Toen brand-de aan de Nieuwendijk in Amsterdam een bioscoop af. De archeologische dienst van de gemeente verrichtte opgravingen op de plek en vond enkele honingkleurige kristallen, type kandijklont. De onderzoekers hoopten aanvankelijk dat het diamanten waren en zochten contact met de Rijksdienst voor Oudheidkundig Bodemonderzoek. Men kwam er niet uit en verwees door naar Schuiling.

Struviet
Schuiling kwam binnen een dag tot de conclusie dat het hier ging om struviet, een ammonium-magnesium-fosfaat dat in vorige eeuwen was ontstaan uit mest. 'In die tijd hadden ze nog geen riolering en kieperden ze poep, pies, botten, schelpen en ander afval gewoon in een gat in de grond.’ Het mengsel mineraliseerde tot struviet.

Schuiling kende het mineraal niet. 'Ik moest opzoeken wat het was en ontdekte dat het ooit was ontdekt in de stadswallen van Hamburg, op een plek waar vroeger latrines hadden gestaan.’ Al studerend kreeg hij een ingeving. Hé, als dit kennelijk de manier is waarop de natuur zich van fosfaat uit menselijk en dierlijk afval ontdoet, dan kan ik het ook.

Met steun van het ministerie van Landbouw liet Schuiling een proeffabriek in Woudenberg bouwen, waar een vrachtwagen elke week 40 ton kalvergier afleverde. Het proces werkte uitstekend en er kwam een keurig, reukloos struvietkristal uit dat ook nog eens geschikt was als slow release-kunstmest: het geeft voedingsstoffen langzaam in de grond af, waardoor planten nooit kunnen verbranden door een teveel aan kunstmest.

Inmiddels is het proces van Schuiling op enkele plaatsen in Nederland toegepast. De emeritus hoogleraar is er overigens niet rijk van geworden. 'Ik heb geen octrooi aangevraagd. Dat was tamelijk kostbaar en ik ben een zuinige Drent. Ook had ik op een gegeven moment iets van: kom nou, ik zit niet in dit vak om miljonair te worden!’

Struviet is Schuilings successstory. Een uiterst simpel proces: mest plus magnesiumoxide maakt struviet. 'Ja, natuurlijk is het simpel. Al mijn oplossingen zijn simpel. Als het moeilijk is, snap ik het immers zelf niet meer.’

Uit het struvietconcept vloeit ook het plan voort om iets nuttigs met menselijke urine te doen. Daarin zit veel fosfaat. 'Ieder mens produceert via de urine dagelijks zo’n 1 tot 1,5 gram fosfaat.’ Daar zou eigenlijk wat mee moeten gebeuren, dacht Schuiling, en dus nam hij de proef op de som.

Hij urineerde dagelijks in een bak magnesiumoxide. Elke keer even de oude urine afgieten, nieuwe erbij en goed schudden. Na een maand had hij in zijn bak mooie witte struvietkristallen. Op basis daarvan ontstond het idee om toiletten met gescheiden opvang te maken. Dat is in Zweden al op enkele plaatsen toegepast. Ook in Nederland wordt het binnenkort uitgeprobeerd. Het Hoogheemraadschap Rijnland is van plan in z’n hoofdkantoor toiletten met gescheiden opvang van urine en fecaliën aan te brengen. Schuiling: 'Het is dubbel aantrekkelijk. Het rioolwater wordt minder belast en je krijgt een goede kunstmest.’ Hij heeft al een term bedacht voor de nieuwe wc’s: struvinoirs.

Veel van Schuilings projecten zijn op de tekentafel blijven steken. Ze waren te gedurfd of streken te veel mensen tegen de haren in. Ook Schuiling zelf roept weerstand op. Dat begrijpt hij wel. 'Ik heb een zekere koppigheid, blink niet uit door tact en ben ongeduldig met ambtelijke types.’

Zo heeft ook zijn idee om mest in zee te kieperen het nooit gered. Schuiling stelt vast dat de bovenste 200 meter van de oceaan vrijwel levenloos is. Er is een groot gebrek aan meststoffen, zoals fosfaat en nitraat. 'Meststoffen zijn goed voor de visstand. Wat is er dan tegen om de natuur een handje te helpen door mest in de oceaan te gooien?’ Een bijkomend voordeel is dat de oceanen aldus koolzuurgas opnemen.

De halve milieuwereld viel over hem heen toen hij enkele jaren geleden met dit idee kwam. Schuiling vindt het niet alleen overdreven, maar zelfs schandalig. 'Miljoenen mensen sterven van de honger en met dit idee zou je de visvangst sterk kunnen verhogen. Maar ja, klaarblijkelijk slaan de stoppen door als je iets in zee wilt lozen, zelfs al is dat uiteindelijk goed voor de oceaan.’

DE TRIPS VAN OLAF SCHUILING

11-14 januari: Cyprus 'Er zijn daar nogal wat grote varkensfokkerijen die niet veel meer met hun mest doen dan het in vijvers te laten stromen en te laten verdampen of in de bodem te laten sijpelen. Een tweede milieuprobleem is het afval van olijfolie en citrusverwerkende indu-s-trieën. Ik heb een systeem ontwikkeld om de mest gemengd met de andere afvalstromen eerst anaëroob te vergisten (met productie van veel biogas – Cyprus heeft geen eigen energiebronnen!) en vervolgens het fosfaat neer te slaan als struviet, een hoogwaardige kunstmest. Drieëntwintig varkensboeren willen een installatie volgens deze principes bouwen.’

15-17 januari: Libanon 'Met een oud-studente (nu werkzaam bij UNDP in Beiroet) naar de bergen geweest, in de sneeuw. Daar is een enthousiaste milieuclub bezig om de ceders te redden. Terug in Nederland heb ik – helaas tevergeefs – geprobeerd om voor die enthousiaste groep wat geld te verkrijgen.’

20 april: Xanten, Duitsland 'In een zand- en grindwinning gekeken of er gouddeeltjes in Rijnsedimenten zitten. Jawel! Bijna alle monsters vertoonden kleine deeltjes goud.’

28 april-13 mei: Griekenland 'Elk jaar leid ik een excursie voor amateur-geologen naar de eilanden van de Cycladen.’

19-22 mei: Gotenborg, Zweden  'Opponent bij een promotie over het gescheiden opvangen van menselijke urine en het recyclen van de daarin aanwezige voedingsstoffen. De fosfaatverwijdering gaat volgens mijn procédé dat al uit 1984 dateert. Zweden is druk bezig om toiletten voor gescheiden urineopvang te installeren.’

15-20 juni: Bombay en Hyderabad, India 'Ik heb in 2004 in een Indiaas wetenschappelijk tijdschrift een voorstel gedaan om de vroegere landverbinding tussen India en Sri Lanka (de Adam’s Bridge) te herstellen met behulp van mijn truc, het injecteren van zwavelzuur in diep gelegen kalksteen. Het gesteente zet uit en vormt een nieuwe landbrug. Is nogal ingeslagen in de Indiase media, en een aantal organisaties (o.a. de Geologische Dienst van India) heeft me uitgenodigd voor een workshop. Kwam goed uit, omdat mijn jongste dochter net drie maanden in de sloppenwijken van Bombay haar stageonderzoek deed, ze bestudeerde de relatie tussen armoede en gezondheid.

8-12 oktober: Odessa, Oekraine 'Op een NAVO-congres een lezing gehouden over wat er zou gebeuren als een asteroïde in de Zwarte Zee zou inslaan: die bevat veel van het uiterst giftige gas H2S.’

24-30 oktober: Kusadasi, Turkeije 'Onder grote belangstelling een lezing gehouden over het gebruik van de diepe wateren van de Zwarte Zee als geo-reactor. De bedoeling is om metaalafval uit de hele wereld daar heen te verschepen, het via een pijp van 200 meter diep overboord te zetten, en de metalen door reactie met H2S in de levenloze bodemwaters van de Zwarte Zee om te zetten in onoplosbare metaalsulfidedeeltjes. Die worden opgenomen in de modder op de bodem en komen er tweehonderd miljoen jaar niet meer uit.’

23-26 november: Saumur, Frankrijk 'De ondergrond in Saumur is een gatenkaas. Men wil nu mijn methode toepassen om de gaten dicht te laten groeien.’

13-18 December: Honolulu, Hawai 'Ik moet de provocerende hypothese van een Amerikaan bediscussiëren tijdens een workshop. Hij claimt dat er in de aardkern natuurlijke kernreactoren zijn, die voor een groot deel van de warmteproductie zorg dragen.’

Door Simon Rozendaal