Het tegenstrijdige karakter van cannabis en hennep: bestaat er gevaar voor de consument?

We weten dat cannabis en hennep enorme hoeveelheden verontreinigingen aan de grond onttrekken. Dat is de reden waarom deze planten gebruikt worden om vuilstortplaatsen met giftig afval op te ruimen, als andere saneringspogingen zijn mislukt. Na de kernramp van 1986 in Tsjernobyl, in de Oekraïne, is er industriële hennep geplant om de radioactieve isotopen te saneren die in de bodem en het grondwater waren gesijpeld (1). De herstellende eigenschappen van meerdere plantensoorten zijn algemeen erkend. Er is inmiddels vastgesteld dat ongeveer 400 soorten planten, struiken, bloemen en bomen het vermogen hebben om extreem hoge niveaus van metaalverontreinigingen in de bodem te absorberen (2), waaronder metallofyten, planten die alleen kunnen overleven in een metaalrijke groeiomgeving (3).

Kernramp in Tsjernobyl

Op 26 april 1986 vernietigde een plotselinge stroomstoot tijdens een reactorsysteemtest Reactor 4 van de kerncentrale van Tsjernobyl in Pripyat, Oekraïne, onderdeel van de voormalige Sovjet-Unie. Door het ongeval en de brand die daarop volgde, kwamen enorme hoeveelheden radioactief materiaal in het milieu terecht. Dit veroorzaakte de ergste nucleaire ramp die de wereld ooit had gezien. De gevolgen van de stralingsvergiftiging waren zo gruwelijk dat boeren in de omgeving zich ernstig zorgen maakten dat de bodem onherroepelijk besmet zou worden door de giftige metalen die in de bodem doorsijpelden. De locatie werd een aantal jaren geïsoleerd zodat de radioactiviteit kon afnemen. In het begin van de jaren negentig begonnen wetenschappers industriële cannabis en hennep te verbouwen rondom de verlaten kerncentrale van Tsjernobyl, en ontdekten dat dit de toxiciteit van radionucliden in de bodem aanzienlijk verminderde (4). Tien jaar later, in 2001, bevestigde een team van onderzoekers in Duitsland de resultaten van Tsjernobyl door aan te tonen dat de plant in staat was om lood, cadmium en nikkel en andere zware metalen te onttrekken aan een stuk grond dat zwaar vervuild was met rioolslib (5). Ineens werden industriële cannabis en hennep een werkbare oplossing voor het saneren van vervuilde industriegebieden over de hele wereld, omdat het gebruik van de planten veel voordelen bood vergeleken met de traditionele methoden voor bodemsanering.

Traditionele bodemsanering

De accumulatie van zware metalen in de bodem is snel toegenomen als gevolg van allerlei industriële en andere menselijke activiteiten. Aangezien zware metalen giftig en niet biologisch afbreekbaar zijn, blijven ze in het milieu aanwezig en kunnen ze via gewassen in de voedselketen terechtkomen en zich uiteindelijk, door langdurige blootstelling, in ons lichaam ophopen. Als gevolg hiervan vormt de vervuiling met zware metalen een ernstige bedreiging voor de menselijke gezondheid en het ecosysteem. Het is daarom noodzakelijk om saneringsmaatregelen te nemen om te voorkomen dat zware metalen in de grond, lucht of water terechtkomen.

Er zijn verschillende saneringsmethodes ontwikkeld om met zware metalen verontreinigde grond te herstellen. De meeste methodes gebruiken mechanische of fysisch-chemische technieken, zoals de verbranding van grond, het afgraven of bedekken van de vervuilde grond, het wassen van grond, solidificatie en toepassing van elektrische velden. Deze methodes hebben echter ook beperkingen, zoals hoge kosten, inefficiënt bij een lage concentratie van vervuilende stoffen, onomkeerbare veranderingen in de fysisch-chemische en biologische eigenschappen van de grond, wat kan leiden tot verslechtering van het bodemecosysteem en vervuiling met secundaire verontreinigende stoffen. Er is daarom duidelijk behoefte aan betaalbare, efficiënte en milieuvriendelijke bodemsaneringstechnologieën om met zware metalen verontreinigde grond te reinigen.

Principes van fytosanering

Fytosanering is een methode waarbij planten worden gebruikt om elementaire verontreinigende stoffen aan de grond te onttrekken of te verwijderen, of de biologische beschikbaarheid van deze stoffen in de bodem te verminderen (6). Planten hebben het vermogen om, zelfs bij lage concentraties, ionische verbindingen in de bodem te absorberen door hun wortelsysteem uit te breiden en een rhizosfeer-ecosysteem (een ecosysteem dat bestaat uit micro-organismen) te creëren om zware metalen op te nemen en hun biologische beschikbaarheid te moduleren. Hierdoor wordt de vervuilde grond gezuiverd en de bodemvruchtbaarheid gestabiliseerd. Het gebruik van fytosanering biedt veel voordelen, waaronder:

• Economisch haalbaar: metabolische synthese vereist alleen een bron van koolstof, stikstof en zonne-energie. Het is daarom eenvoudig te beheren en de installatie- en onderhoudskosten zijn laag.
• Milieuvriendelijk: het vermindert de blootstelling aan vervuilende stoffen in het milieu en ecosysteem.
• Het voorkomt erosie en metaaluitloging door de zware metalen te stabiliseren. Hierdoor vermindert het risico op de verspreiding van verontreinigingen.
• Het verbetert de bodemvruchtbaarheid doordat de planten verschillende organische stoffen in de bodem vrijgeven.
• Het is enorm effectief voor veel verschillende vervuilende stoffen.
• Het kan toegepast worden op grote stukken grond en de planten kunnen gemakkelijk weer verwijderd worden.

Efficiëntie van fytosanering

Er is veel onderzoek gedaan naar de moleculaire mechanismen om beter te begrijpen hoe planten zware metalen absorberen en deze kunnen verdragen. Grondig onderzoek heeft uitgewezen dat het proces van fytosanering geoptimaliseerd is en uiterst efficiënt blijkt te zijn. Er zijn meer dan 400 planten die zogenaamde hyperaccumulatoren (of superverzamelaars) zijn. Veel van deze planten hebben eigenschappen die specifiek op bepaalde metalen werken. Alfalfa is bijvoorbeeld een goede bioremediatie voor klassieke zware metalen en onderzoeken hebben aangetoond dat deze planten tot 43.000 mg lood per kilo plant kunnen absorberen en toch gezond blijven. Andere planten, zoals zinkboerenkers, werken beter bij overgangsmetalen en onderzoeken hebben aangetoond dat deze plantensoort 51.000 mg/kg zink uit de bodem kan verwijderen (2). Cannabis en hennep zijn niet zo efficiënt als andere metaal-specifieke fytoremediatoren en metallofyten (3), maar deze planten lijken goede eigenschappen te bezitten om een breed scala aan verontreinigingen, waaronder zware metalen, overgangsmetalen en radionucliden, aan vervuilde grond te onttrekken. Een recent onderzoek toonde aan dat industriële cannabis en hennep tot 1000 mg/kg cadmium kunnen opnemen zonder dat het de sterkte van de vezels aantast (7). Het zeer lange wortelstelsel en de hoge biomassa zorgen ervoor dat de metalen snel worden opgenomen en zich verspreiden over veel verschillende delen van de plant, waaronder de wortels, scheuten, stengels, bladeren, bloemen enz. Deze planten worden daarom veel gebruikt om bodemvervuiling te saneren die is veroorzaakt door afval afkomstig van steenkoolmijnen, metaalbewerking, elektriciteitscentrales en rioolslib of op vervuilde kernreactorlocaties zoals Tsjernobyl. Het is ook interessant om te weten dat na de Fukushima-kernramp in Japan in 2011, hennep en zonnebloemen zijn gebruikt om cesium-137 en strontium-90 uit de bodem te verwijderen. Zonnebloemen zijn een andere superaccumulatorplant met als bijkomend voordeel dat ze erg hoog groeien en een grote hoeveelheid verontreiniging kunnen opnemen. Bovendien zijn zonnebloemen goedkoop, overvloedig aanwezig in Japan en zeer geschikt voor het lokale klimaat (8).

Veel toepassingen van cannabis en hennep

Bij conventionele fytosanering worden de planten, zodra ze het maximum aan verontreinigingen hebben opgenomen, meestal vernietigd (vaak door verbranding) omdat ze voor niets anders meer kunnen worden gebruikt. Dit is een heel belangrijk punt om te benadrukken, gezien het feit dat cannabis en hennep een commerciële waarde hebben als bron van cannabinoïden voor medicinale en recreatieve doeleinden. Het gebruik voor medicinale en recreatieve doeleinden is strikt gereguleerd door individuele staten in de VS, en daarom is er een robuust regelgevingsproces met maximaal toegestane waarden voor de giftigste zware metalen (Pb, Cd, As, Hg). Deze waarden worden door een derde partij getest om de veiligheid van de consument te waarborgen (9). Daarnaast wordt hennep ook verbouwd als voedingsbron voor de zaden en voor industrieel gebruik, waaronder de productie van biobrandstoffen, bouwmaterialen en textiel voor kleding. Momenteel bestaat er nauwelijks regelgeving voor de aanwezigheid van zware metalen in deze producten. Dit betekent dat de planten mogelijk extreem hoge gehaltes zware metalen kunnen bevatten, afhankelijk van de bron en locatie waar de planten worden verbouwd.

Het ontbreken van wettelijke voorschriften voor cannabis en hennep die in bodemsanering worden gebruikt, betekent dat de planten niet kunnen worden gebruikt voor de productie van cannabinoïden of voor het kweken van zaden. Er is echter voorgesteld dat de planten gebruikt zouden kunnen worden voor andere producten, zoals biobrandstoffen, textiel, kunststoffen of hennepbeton (een bouwmateriaal gemaakt van hennep). Hoewel dit een zeer aantrekkelijke optie kan zijn, moet de sector voorzichtig te werk gaan. Afhankelijk van het metaal, is aangetoond dat hennep en andere hyperaccumulatoren tot 50.000 mg/kg (ppm) aan metaalverontreiniging uit de bodem kunnen onttrekken en toch gezond blijven. Als de verontreinigingsniveaus zich onderaan deze marge bevinden, zijn de risico's relatief laag, maar als ze tegen het maximum aan liggen, wordt het een heel ander verhaal. Als de planten gebruikt worden in de productie van hennepbeton is het misschien niet zo'n ernstig probleem, vooral als het in constructies buitenshuis wordt gebruikt. Het dragen van kleding gemaakt van hennepweefsel is echter geen goed idee. Als met lood vervuilde hennep gebruikt zou worden in de productie van biobrandstoffen, zullen er waarschijnlijk aanzienlijke hoeveelheden lood in de biobrandstof terecht komen. Na verbranding van de brandstof in de motor, worden de verdampte looddeeltjes via de uitlaat van het voertuig uitgestoten, omdat de katalysator geen loodverbindingen verwijdert. Dat wil zeggen dat deze milieuvriendelijke biobrandstof ineens verandert in een giftige vervuiler van lood. De VS heeft halverwege de jaren 90 de toevoeging van tetra-ethyllood aan benzine verboden. Dus dan hebben we ons lesje wel geleerd!

Veelzijdige plant

Met het invoeren van de Agricultural Act van 2014 (10) en de vernieuwde Hemp Farming Act van 2018 (ook bekend als de Farm Bill van 2018) (11), heeft de Amerikaanse federale overheid het kweken van hennep gelegaliseerd (de definitie is cannabis met minder dan 0,3 % THC) door het te verwijderen van de lijst met verboden middelen. Aangezien kwekers nu geen vergunning meer nodig hebben van de Drug Enforcement Administration (DEA) om hennep te verbouwen, wordt het gebruikt voor veel verschillende en uiteenlopende toepassingen. Zo wordt de plant nu gretig gebruikt als fytoremediator die overal kan gedijen, ook in verontreinigde grond. De plant heeft de unieke capaciteit om giftige verontreinigende stoffen aan de bodem te onttrekken, waar andere methodes hebben gefaald. Daarnaast is het een uitstekende bron van vezels voor de productie van innovatieve stoffen om kleding van te maken, maar het kan ook gebruikt worden voor de productie van plastic onderdelen en hennepbeton als bouwmateriaal (12). Het is echter de rol van de planten in de productie van cannabisproducten die nog steeds de meeste aandacht trekt, omdat er een onverzadigbare vraag lijkt te zijn naar cannabinoïden om een groot aantal aandoeningen te verlichten, waaronder pijn, stress, angst, depressie, toevallen, epilepsie en nog veel meer (13). Omdat cannabis en hennep zeer breed toegepast kunnen worden, moeten we echter nogmaals benadrukken dat het van cruciaal belang is om de groeiomstandigheden zorgvuldig te controleren. Als de planten buiten worden gekweekt, nemen ze bij een goede bodemchemie waarschijnlijk veel vervuilende stoffen op. Dus als deze planten gebruikt worden voor bodemsanering, moet men erg voorzichtig zijn met het eindgebruik van de planten. Als de eindproducten cannabinoïden voor consumptie of medicinaal gebruik bevatten, is het absoluut noodzakelijk om de kweekomgeving goed te analyseren voordat men gaat planten.

Globaal perspectief

Het is ook goed om erop te wijzen dat buiten de Verenigde Staten de teelt, de verkoop en het bezit van cannabis doorgaans alleen is toegestaan voor medische en wetenschappelijke doeleinden. Als gevolg hiervan is het bezit van deze drug voor persoonlijk gebruik in de meeste landen in Europa en Zuid-Amerika een misdrijf, waarop mogelijk een gevangenisstraf staat. In de afgelopen jaren hebben verschillende landen echter hun straffen voor cannabisgebruikers verlaagd. In sommige jurisdicties is de levering van de drug voor niet-medicinaal gebruik toegestaan. In Nederland is bijvoorbeeld het gebruik van cannabis voor recreatieve doeleinden illegaal, maar sinds het begin van de jaren zeventig wordt het systeem van cannabisvoorziening gedoogd (14). Ook andere landen hebben hun cannabiswetten versoepeld, maar slechts weinigen hebben het volledig gelegaliseerd. Op dit moment hebben slechts een handvol landen, zoals Malta, Duitsland en Luxemburg, stappen ondernomen om het gebruik van cannabis voor recreatieve doeleinden daadwerkelijk te legaliseren. De meeste landen in Europa kiezen er simpelweg voor om cannabis grotendeels te decriminaliseren, waardoor het persoonlijke gebruik gangbaar en legaal wordt. Dat betekent dat zelfs als iemand technisch gezien de wet overtreedt door cannabis te gebruiken, lokale wetshandhavingsinstanties waarschijnlijk geen actie zullen ondernemen, tenzij de overtreding in het openbaar wordt gepleegd, waarbij een boete opgelegd kan worden (15).

De situatie in Zuid-Amerika lijkt erg op die van Europa. In 2013 haalde Uruguay de internationale voorpagina's toen het als eerste land ter wereld recreatieve cannabis volledig legaliseerde. In de jaren daarna hebben de meeste andere landen op het continent het gebruik gelegaliseerd of de straffen voor het bezit, gebruik en de teelt van cannabis verlaagd. Zo stond Mexico het gebruik van cannabis alleen toe voor medisch en wetenschappelijk onderzoek. In 2018 verklaarde het Hooggerechtshof van Mexico echter dat de huidige verboden op het planten, kweken en oogsten van hennep een schending van de grondwet waren en gelastte de wetgevers om een wettelijk kader te ontwikkelen voor de distributie, verkoop en regulering van cannabis. Brazilië, Chili en Argentinië hebben vergelijkbare maatregelen ingevoerd om legale, gereguleerde programma's voor medicinale cannabis op te zetten. Hoewel recreatief gebruik volgens de wet nog steeds illegaal is, hebben deze landen het gebruik ervan gedecriminaliseerd, waardoor de markt zich kon ontwikkelen (16).

De productie van hennep

Aan de andere kant is hennep een gewas dat in heel Europa en Zuid-Amerika wordt verbouwd voor de vervaardiging van een groot aantal producten, waaronder hennepzaad, textiel, kunststoffen, bouwmaterialen en nog veel meer. Met name de afgelopen jaren is de hoeveelheid land waarop hennep wordt verbouwd in de EU aanzienlijk toegenomen, omdat de milieuvoordelen van het gewas bijdragen aan de doelstellingen van de Europese Green Deal. De voordelen zijn onder meer koolstofopslag, het doorbreken van ziektecycli, preventie van bodemerosie, behoud van biodiversiteit en minder gebruik van bestrijdingsmiddelen. Als gevolg hiervan steeg de productie van hennep van 2015 tot 2022 van 97.000 naar 179.000 ton, een toename van 84,3%. Frankrijk is de grootste producent en vertegenwoordigt meer dan 60% van de EU-productie, gevolgd door Duitsland (17%) en Nederland (5%) (17).

In Zuid-Amerika nemen de kleinere landen als Colombia, Ecuador en Paraguay het voortouw in het ontwikkelen van hun hennepindustrie voor graan- en industriële toepassingen. Veel andere Zuid-Amerikaanse landen hebben een goed ontwikkelde landbouwsector en een gunstig groeiklimaat voor de hennepteelt en zullen naar verwachting in de komende jaren een belangrijk rol gaan spelen op de wereldwijde hennepmarkt (18).

Aanvullende literatuur

1. Back to Chernobyl, Lila Guteman, New Scientist, April 10, 1999, https://www.newscientist.com/article/mg16221810-900-back-to-chernobyl/

2. Phytoremediation of radiocesium-contaminated soil in the vicinity of Chernobyl, Ukraine, Slavik Dushenkov et.al., Environmental Science & Technology, 33, 3, 469-475, (1999)

3. Metallophytes: the unique biological resource, its ecology and conservational status in Europe, central Africa and Latin America, A.J.M. Baker, et .al., Chapter in Ecology of Industrial Pollution, Cambridge University Press, June 5, 2012, https://www.cambridge.org/core/books/abs/ecology-of-industrial-pollution/metallophytes-the-unique-biological-resource-its-ecology-and-conservational-status-in-europe-central-africa-and-latin-america/D1AD982F5B31BD21FFDCF0A45F6386E0

4. Phytoremediation: A Promising Approach for Revegetation of Heavy Metal-Polluted Land, A. Yang et al., Front. Plant Sci., 30 April 2020, https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.00359/full

5. Health Effects of Chernobyl, German Affiliate of International Physicians for the Prevention of Nuclear War (IPPNW), Sebastian Pflugbeil et. al., April 2011, https://www.ippnw.org/pdf/chernobyl-health-effects-2011-english.pdf

6. Phytoremediation: Principles and Perspectives, Joan Barceló and Charlotte Poschenriede, CONTRIBUTIONS to SCIENCE, 2 (3): 333-344 (2003), https://www.researchgate.net/publication/28076724_Phytoremediation_Principles_and_perspectives

7. Cannabis sativa L. growing on heavy metal contaminated soil: growth, cadmium uptake and photosynthesis. P. Linger et. al., BIOLOGIA PLANTARUM 49 (4): 567-576, 2005,

8. Scientists Are Using Sunflowers To Clean Up Nuclear Radiation, Molly Beauchemin, Garden Collage magazine, May, 12, 2016, https://gardencollage.com/change/sustainability/scientists-using-sunflowers-clean-nuclear-radiation/

9. Cannabis testing regulations: A state-by-state guide, Leafly Magazine, July 28, 2020, https://www.leafly.com/news/health/leaflys-state-by-state-guide-to-cannabis-testing-regulations

10. 2014 Farm Act, US Department of Agriculture, https://www.ers.usda.gov/agricultural-act-of-2014-highlights-and-implications/

11. 2018 Farm Bill, US Department of Agriculture, https://www.usda.gov/farmbil

12. Seven surprising uses for industrial hemp, Cemile Kavountzis, USA Today, January7, 2022, https://www.usatoday.com/story/sponsor-story/generation-hemp/2022/01/07/7-surprising-uses-industrial-hemp/9104429002/

13. What are the forms of hemp and what are their health benefits? Megan Ware, Medical News Today, April 26, 2023, https://www.medicalnewstoday.com/articles/308044

14. Cannabis policy in Europe: status and recent developments, European Center for Drugs and Addiction, https://www.emcdda.europa.eu/publications/topic-overviews/cannabis-policy/html_en

15. Is Marijuana Legal in Europe? Breakdown By Country, Where's the Weed, February 17, 2022, https://wheresweed.com/blog/legalization/2020/jul/is-marijuana-legal-in-europe-breakdown-by-country

16. Where cannabis is legal in South America in 2023, The Cannigma, https://cannigma.com/cannabis-in-south-america/

17. Hemp production in the EU, European Commission, Agriculture and Rural Development, https://agriculture.ec.europa.eu/farming/crop-productions-and-plant-based-products/hemp_en

18. The Latin American Hemp Market: A Work in Progress with Great Potential, Hemp Benchmarks, Feb 7, 2022, https://www.hempbenchmarks.com/hemp-market-insider/the-latin-american-hemp-market/