IJZERSUPPLETIE IN LAAGVEENPLASSEN

Transcriptie

1 NEDERLANDS INSTITU NET HERLANDS INSTIT Final l rereport DE RESULTATEN IJZERSUPPLETIE IN LAAGVEENPLASSEN RAPPORT

2 IJzersuppletie in Laagveenplassen De resultaten rapport ISBN TEL FAX Stationsplein LE Amersfoort POSTBUS CD AMERSFOORT Publicaties van de STOWA kunt u bestellen op

3 COLOFON UItgave stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer postbus CD Amersfoort AUTEURS gerard ter Heerdt, Jeroen Geurts, Anne Immers, Michel Colin, Peter Olijhoek, Eddy Yedema, Eric Baars, Jan Willem Voort Referaat IJzersuppletie heeft zich bewezen als een effectieve en goedkope methode om het voormalige hoge ijzergehalte in waterbodems te herstellen. De interne eutrofiëring wordt hierdoor zeer sterk gereduceerd. De methode is toepasbaar in ondiepe meren en plassen waar geen zuurstofloosheid optreed en waar de externe belasting voldoende laag is. In twee jaar tijd kan voldoende ijzer worden toegediend voor een werkingsduur van jaar. IJzersuppletie is ook een veilige methode gebleken. Trefwoorden IJzersuppletie, interne eutrofiëring, nalevering, fosfaatbelasting, waterbodem, nutriëntenbalans Foto omslag De ijzermolen bij Loenen aan de Vecht, foto Gerard ter Heerdt DRUK Kruyt Grafisch Adviesbureau STOWA STOWA ISBN Copyright De informatie uit dit rapport mag worden overgenomen, mits met bronvermelding. De in het rapport ontwikkelde, dan wel verzamelde kennis is om niet verkrijgbaar. De eventuele kosten die STOWA voor publicaties in rekening brengt, zijn uitsluitend kosten voor het vormgeven, vermenigvuldigen en verzenden. Disclaimer Dit rapport is gebaseerd op de meest recente inzichten in het vakgebied. Desalniettemin moeten bij toepassing ervan de resultaten te allen tijde kritisch worden beschouwd. De auteurs en STOWA kunnen niet aansprakelijk worden gesteld voor eventuele schade die ontstaat door toepassing van het gedachtegoed uit dit rapport. II

4 Ten geleide Van helder naar troebel en weer terug is de titel van een STOWA-publicatie over het verbeteren van de waterkwaliteit van oppervlaktewateren. Voor de laagveenplas Terra Nova ten westen van Hilversum kunnen daar nog eens twee stappen aan worden toegevoegd:... en weer terug en weer terug. In 2004 meldde het toenmalige Waterleidingbedrijf Amsterdam euforisch: Tussen 22 en 26 april klapte het héle meer om. Het werkt! Het waterleidingbedrijf had de overmaat aan brasem en blankvoorn weggevangen. Deze vissen hielden door het opwoelen van slib en de hoge predatie op watervlooien de blauwalgenbloei in stand. Het afvissen had kraakhelder water en de terugkeer van de waterplanten als resultaat. En weer terug... Men was er destijds echter al niet gerust op dat deze toestand zo zou blijven. Er is namelijk nog niet direct sprake van een nieuw evenwicht in een pas afgeviste plas en de fosfaatbom van interne eutrofiëring was met het afvangen van de brasems niet gedemonteerd. Die lag nog op de bodem en ging voorheen elke zomer af. Door de allesoverheersende blauwalgenbloei was het effect ervan gemaskeerd. Na het helder worden van de plas werd het effect van de fosfaatbom pijnlijk duidelijk. Door het vrijkomen van fosfaat uit de bodem kregen nieuwe blauwalgen de overhand en werd het water opnieuw troebel. Terra Nova werd in de jaren na de visverwijdering zelfs troebeler dan ooit tevoren. En weer terug... Met vooruitziende blik had men in 2004 ook al geopperd dat beijzering van de plas op termijn wel eens nuttig en noodzakelijk kon zijn om helder water te behouden. Onderzoek van Paul Boers uit 1994 had reeds op deze optie gewezen, een optie die veel goedkoper zou zijn dan baggeren of het aanbrengen van een zandlaag op de bodem. Vroeger kenden veel laagveenplassen van nature een hoog ijzergehalte, zo leerde een publicatie uit 1948 en later onderzoek van het OBN. IJzer legt fosfaat in de bodem vast, gebrek aan ijzer doet de fosfaatbom afgaan. Om Terra Nova werkelijk terug te brengen in een situatie van 60 jaar terug, moest de onnatuurlijke ijzerarme toestand teniet worden gedaan. Omdat het huidige Waternet voor het waterzuiverings- en het drinkwaterproductieproces ijzerchloride in opslag heeft, zelfs nabij Terra Nova een tank heeft staan, was de praktijkproef die twee jaar geleden startte, relatief gemakkelijk te organiseren. Het verslag van deze proef en het onderzoek kunt u teruglezen in dit rapport. Het resultaat is voor Terra Nova weer glashelder water. Ditmaal duurzaam bereikt, en ook niet via een omstreden methode, zoals leegvissen. Voor de watersector is het winst dat de optie van ijzersuppletie zich bewezen heeft. In vergelijkbare situaties is dit een mogelijke goedkope en effectieve maatregel om op korte termijn veel betere KRW-scores te bereiken. Ik wens (wij wensen) u veel leesplezier. Directeur STOWA J.M.J. LEENEN

5

6 Voorwoord Het bestrijden van de overmaat aan voedingsstoffen en het bestrijden van algenbloei in meren is al vele tientallen jaren een weerbarstige materie gebleken. Ook al zijn er vele successen bereikt, de waterkwaliteit in een groot deel van de Nederlandse meren en plassen is nog steeds niet in orde. De laatste paar jaren zijn er echter twee belangrijke initiatieven die daarin verandering kunnen brengen. In de eerste plaats is dat het STOWA-Watermozaïek, van waaruit kennis wordt gebundeld, geïntegreerd, toepasbaar gemaakt en van waaruit kennisleemtes worden onderkend. De sleutel hierbij is samenwerking tussen waterbeheerders en onderzoekers en dat is wat het Watermozaïek weet te bereiken. Het tweede initiatief is het Innovatieprogramma Kaderrichtlijn Water van het ministerie van EL&I. Dit programma initieert en financiert een lange reeks projecten, gericht op toepassing en de opvulling van kennisleemtes. Niet alleen in theorie of in het laboratorium, maar volledig op praktijkschaal. Deze twee initiatieven tezamen leveren een groot aantal toepasbare maatregelen voor het halen van de KRW-doelen, waar we vijf jaar geleden alleen maar van konden dromen. IJzersuppletie in laagveenplassen is daar één van. Ook het project IJzersuppletie in laagveenplassen is het resultaat van intensieve samenwerking. In de eerste plaats tussen Waternet, NIOO, de Radboud Universiteit en het AgentschapNL. Maar ook binnen deze instellingen hebben vele mensen hard aan het project gewerkt: onderzoekers, studenten, technici, onderhoudsmedewerkers, managers, boekhouders etc. Hun aantal loopt in de vele tientallen en ik kan ze hier niet allemaal bij naam noemen. Maar elk van hen heeft een wezenlijke bijdrage geleverd waarvoor ik ze hierbij nogmaals hartelijk wil bedanken. De resultaten van dit project staan voor iedereen ter beschikking om toe te passen. Veel staat al op papier en zal te vinden zijn via het Watermozaïek, maar schroom vooral niet om bij vragen contact met ons op te nemen. Namens het projectteam, Gerard ter Heerdt

7 STOWA en het Watermozaïek Wat is Watermozaïek? In het kennisprogramma Watermozaïek onderzoekt de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA) samen met waterschappen en andere kennispartners bestaande en innovatieve maatregelen voor het verbeteren van de ecologische waterkwaliteit. Waterkwaliteit is een speerpunt in de Kaderrichtlijn Water (KRW). Onder de paraplu van het kennisprogramma testen waterbeheerders maatregelen in de praktijk uit, waardoor kennis wordt verzameld over de haalbaarheid, de betaalbaarheid en de effectiviteit ervan. Resultaten De oogst van het kennisprogramma Watermozaïek is meervoudig. Watermozaïek: levert een nieuwe kijk op maatregelen waar waterschappen met het oog op de Kaderrichtlijn Water hard aan werken of over aan het nadenken zijn. Van veel van deze maatregelen is (nog) niet precies bekend hoe (kosten)effectief ze zijn. Door het werk binnen het Watermozaïek is hierover veel meer bekend geworden; heeft zeer interessante nieuwe maatregelen ontwikkeld en uitgetest; introduceert een nieuw diagnosesysteem, waarmee waterbeheerders hun watersystemen kunnen analyseren en de ecologische ontwikkelingen daarin kunnen volgen en bijsturen: het KRW-Volg- en Stuursysteem (VSS); ontsluit reeds bestaande wetenschappelijke kennis en maakt deze praktisch toepasbaar. Hierbij spelen de binnen het programma georganiseerde kennisdagen een belangrijke rol. STOWA brengt tijdens deze dagen waterschappers en wetenschappers met elkaar in contact. Zij kunnen op deze manier direct kennis en ervaringen uitwisselen. Samen doen Dat mensen van waterschappen, Rijkswaterstaat, kennisinstellingen, universiteiten en adviesbureaus onder de vlag Watermozaïek nauw met elkaar samenwerken, biedt de beste garantie dat het programma de juiste kennis oplevert voor de praktijk van het regionale waterbeheer. Waterschappers en wetenschappers hebben bij het begin van het programma samen kennisvragen geformuleerd. Deze vragen vormen de basis voor de projecten die binnen het programma bestaan en nog worden uitgevoerd. STOWA STOWA, de initiatiefnemer van Watermozaïek, is het kenniscentrum van de regionale waterbeheerders in Nederland. STOWA ontwikkelt, vergaart en verspreidt kennis die nodig is voor de opgaven waar waterbeheerders voor staan. Van denken naar doen De resultaten van onderzoeksprojecten worden via het onderzoeksprogramma Watermozaïek van STOWA uitgewisseld met waterbeheerders die toepassing in hun beheersgebied overwegen. Innovatieprogramma Kaderrichtlijn Water Het project wordt mede gefinancierd vanuit het innovatieprogramma Kaderrichtlijn Water, uitgevoerd door Agentschap NL in opdracht van het ministerie van Infrastructuur en Milieu. Kijk voor meer informatie op VI

8 IJzersuppletie in Laagveenplassen INHOUD Voorwoord STOWA IN HET KORT 1 Inleiding Het principe van ijzersuppletie Onderzoekslocatie 2 2 vooronderzoek en pilot Laboratoriumproeven Het effect op ondergedoken waterplanten De werking van ijzersuppletie Conclusie uit de aquariumproeven De pilot Proefopzet Verspreiding van het ijzer Ontwikkeling van de nalevering ph Waterkwaliteit en plankton Waterplanten Verrassingen Conclusies uit de pilot 16

9 3 Praktijkexperiment Het toevoegen van ijzer in de praktijk De werking van de molen De hoeveelheid toegevoegd ijzer Zichtbaarheid van ijzer Het gedrag van ijzer in de plas Verspreiding van ijzer over de plas Fosfaatnalevering in de plas Effecten op de waterkwaliteit Geschatte werkingsduur Vergelijking met andere metalen Effecten op de biologie Waterplanten Visstand Macrofauna Fytoplankton Zoöplankton 32 4 Kosteneffectiviteit en opschaalbaarheid Effect op de KRW-maatlatten Kosteneffectiviteit Opschaalbaarheid Veiligheid, vergunningen en draagvlak 36 5 samenvatting en conclusies 37 6 Literatuur 39

10 1 Inleiding De komende jaren zullen de waterbeheerders zwaar investeren in maatregelen om de toevoer van fosfaat naar de meren te verminderen. Veel fosfaat is echter afkomstig uit de bodem van de meren zelf. Tot nu toe zijn er geen kosteneffectieve maatregelen voorhanden om deze toevoer te verminderen. De fosfaatbelasting in meren blijft daardoor vaak te hoog. In het verleden werd fosfaat in de bodem van laagveenplassen gebonden aan het met kwelwater aangevoerde ijzer (Fe) en kwam er weinig of geen fosfaat vanuit de bodem in de plas. Door verdroging is deze toevoer van ijzer gestopt en gedurende een periode van enkele decennia is het fosfaatbindend vermogen van de waterbodems verloren gegaan. Daarnaast is er een grote aanslag gepleegd op de bindingscapaciteit van het nog aanwezige ijzer, door binding met fosfaat en zwavel aangevoerd via het oppervlaktewater. Met dit project wordt er een methode ontwikkeld om op eenvoudige wijze weer voldoende ijzer in de bodem te brengen en de toevoer van fosfaat uit de bodem te stoppen. Het project is bedoeld om het inzicht in de geschiktheid van de methode te vergroten en de methode toepassingsgereed te maken. De methode sluit aan bij eerder onderzoek. Het ijzer zal met een mobiele doseringsinstallatie in opgeloste vorm anderhalf jaar lang in de plas worden gedruppeld. Via het water komt het ijzer in alle delen van de plas terecht, bezinkt het en komt het in de bodem terecht. Zo wordt de hele bodem geleidelijk weer met ijzer opgeladen en wordt het natuurlijke fosfaatbindend vermogen hersteld. 1.1 Het principe van ijzersuppletie Laagveenplassen hebben sterk te lijden onder een te hoge aanvoer van de voedingsstof fosfaat (nutriëntenbelasting of eutrofiëring). Door deze eutrofiëring ontstaat algenbloei, wordt het doorzicht minder, blijft de vegetatie ontoereikend of matig en worden de doelen voor vis en macrofauna ook niet gehaald. Eutrofiëring wordt veroorzaakt door twee factoren: 1. fosfaataanvoer van buiten de plas via de inlaat van voedselrijk water etc.: externe eutrofiëring; 2. het vrijkomen van fosfaat uit de waterbodem: interne eutrofiëring. Zowel externe als interne eutrofiëring zijn in het algemeen een recent (na 1930) en door de mens veroorzaakt verschijnsel. De externe eutrofiëring is het gevolg van de vele verschillende lozingen op het oppervlaktewater. De interne eutrofiëring wordt veroorzaakt doordat sinds 1930 een groot deel van de veenbodem is afgebroken, er fosfaatrijk slib in de plassen is opgehoopt en het fosfaatbindend vermogen van de bodem verloren is gegaan (zie Jaarsma et al., 2008). De waterbeheerders en diverse overheden werken aan maatregelen om de externe eutrofiëring van laagveenplassen terug te dringen. Deze maatregelen zijn kostbaar, maar ook effectief. Echter, in de Ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water wordt geconstateerd dat de nutriëntbelasting van het regionale oppervlaktewater moeilijk terug te dringen is vanwege nalevering vanuit de voorraad die in de bodem is opgebouwd. Hetzelfde blijkt uit het onderzoek 1

11 uitgevoerd in het kader van het Overlevingsplan Bos en Natuur (Lamers et al., 2001, Lamers red., 2006; 2009). Zelfs als de externe belasting tot een minimum is teruggedrongen, komt er in sommige meren vanuit de bodem nog steeds voldoende fosfaat beschikbaar om algenbloei mogelijk te maken. Maatregelen om kosteneffectief de interne belasting terug te dringen zijn echter nog niet beschikbaar. Baggeren kost vele miljoenen, levert veel overlast op, kost veel ruimte (baggerdepot) en eventueel succes is niet altijd duurzaam. Daarom wordt er niet veel gebaggerd. Afdekken met zand is een optie die in ontwikkeling is. Er wordt ook geëxperimenteerd met het binden van fosfaat in de bodem met aluminium of lanthaan. Nadeel van deze methodes is dat het karakter van de plas sterk wordt veranderd of dat er gebiedsvreemde stoffen worden aangebracht. Voor specifieke toepassingen kunnen deze stoffen zeer geschikt zijn. Een al langer bekende methode om de interne eutrofiëring terug te dringen, maar slechts één keer in Groot Vogelenzang toegepast (Boers et al. 1994), is ijzersuppletie. De hoeveelheid ijzer in de bodem is vaak te laag, het OBN-deskundigenteam Laagveenwateren noemt ijzeradditie in bodem als een mogelijk belangrijke maatregel. Zie Lamers et al., 2001; Lamers, red., 2006; IJzer komt van nature in de bodem voor. Tot begin jaren vijftig van de vorige eeuw stroomde er vanuit de heuvelruggen een grote hoeveelheid ijzerrijke grondwater naar de oostelijke Vechtplassen. Het ijzer in dit kwelwater bond aan het aanwezige fosfaat, waardoor het vrijkomen van fosfaat sterk werd beperkt. Ook andere laagveenplassen in Nederland hadden van nature ijzerrijke bodems. De voorraad ijzer in de bodem van sommige plassen was lange tijd zo hoog door de continue nieuwe aanvoer van ijzer dat de externe aanvoer van fosfaat geneutraliseerd werd. De aanvoer van ijzerrijk kwelwater is inmiddels bijna geheel verdwenen en de bodem kan nu vaak geen extra fosfaat meer binden (Biemond 1948). Alle aanvoer komt daardoor onmiddellijk beschikbaar voor de algen. Herstel van de voormalige kwelstromen is niet mogelijk wegens de aanwezigheid van bebouwing, wegen en bossen, die de infiltratie van regenwater en daarmee de grondwaterstroming sterk beperken. Een maatregel die er voor zorgt dat de bodem toch weer voldoende ijzer bevat kan als een mitigerende maatregel voor de verdwenen kwelstroom worden beschouwd. Bij voldoende vrij ijzer wordt op de grenslaag tussen bodem en water weer continue fosfaat gebonden aan geoxideerd ijzer (Lamers red., 2006; 2009; Geurts, 2010). Het hoofddoel van dit project is het ontwikkelen en evalueren van een praktisch toepasbare methode om op eenvoudige wijze weer ijzer in de waterbodem te brengen. De methode moet aansluiten bij bestaande kennis en deze verbreden en verdiepen. De kennisontwikkeling moet brede toepasbaarheid in Nederland mogelijk maken. Doordat de methode op praktijkschaal wordt uitgevoerd en de effecten op de KRW-kwaliteitselementen (fytoplankton, vegetatie, macrofauna en vis) nauwgezet worden gevolgd, kan worden beoordeeld hoe kosteneffectief de methode is. De resultaten van dit project moeten goed met andere waterbeheerders worden gedeeld en navolgbaar zijn. 1.2 Onderzoekslocatie Het experiment is uitgevoerd in de laagveenplas Terra Nova. Deze plas van 85 ha wordt beheerd door Waternet en is al lange tijd onderwerp van studie en herstelexperimenten. Van 1987 tot 2004 was er een jaarrond blauwalgenbloei. In 2003/2004 is de aanwezige brasem afgevist, verdween de blauwalgenbloei en werd de plas in winter en voorjaar helder. Opwerveling van bodemslib door wind speelt in deze plas door de vele legakkers geen rol van betekenis 2

12 (ter Heerdt & Hootsmans, 2007). Het herstel van een gevarieerde waterplantenvegetatie kan snel plaatsvinden (van de Haterd & ter Heerdt, 2007). Helaas vindt er sinds 2005 s zomers een sterke bloei van een andere groep blauwalgen plaats. Deze bloei wordt veroorzaakt doordat de fosfaatconcentraties toch nog te hoog zijn; 0,09 mg/liter (Dionisio Pires, 2007). De water- en nutriëntenbalans, inclusief het aandeel vanuit de bodem en vogels, is uitvoering onderzocht (Brouwer & Smolders, 2006, Schep, 2007; 2010, Bakker, 2008), zie tabel 1. Tabel 1 fosfaatbelasting in de laagveenplas Terra Nova Fosfaatbelasting in gram/m 2 /jaar neerslag 0,02 kwel 0,04 inlaat uit Loenderveensche Plas 0,02 inlaat voor Terra Nova 0,01 afstroming land Terra Nova 0,01 vogels 0,01 bodem 0,10 totaal 0,22 Eind 2012 zal de externe nutriëntenbelasting door een aantal maatregelen worden beperkt. De interne belasting wordt daarmee de grootste post. Een uitgebreide ecologische modellering (Schep, 2007) voorspelt dat de belasting nog steeds te hoog zal zijn om algenbloei te voorkomen. Herstel van de plas zou daarom lang kunnen duren. De grote overlast van de algenbloei en het uitblijven van het herstel van dit Natuurbescherming-, Natura en KRW-gebied maakt het uitvoeren van aanvullende fosfaatbeperkende maatregelen wenselijk. IJzeradditie in de bodem lijkt hiervoor een potentieel geschikte methode. Daarmee is Terra Nova een ideale onderzoekslocatie. De methode van ijzertoevoeging Toevoeging van ijzer als metaal of oxide heeft geen zin, het moet in opgeloste vorm zijn om te werken. Een veelgebruikte verbinding is ijzerchloride. Om deze stof in de bodem te brengen bestaan meerdere opties. De stof zou via een schip met sproei-installatie op of in de bodem gebracht kunnen worden. Naar verwachting moeten we echter 615 ton ijzerchloride-oplossing aanbrengen. Dat wordt een ingrijpende operatie, die in een natuurbeschermingsgebied op bezwaren kan stuiten. Bij een dusdanig grote dosering bestaat ook de kans dat de ph onverantwoord laag wordt. Daarom wordt in dit project geëxperimenteerd met een meer geleidelijke toevoeging. In 2010 en 2011 is met een mobiele doseringsinstallatie ijzerchloride aan het water toe gevoegd vanaf een vast punt in de plas. Het ijzer zal zich deels aan het in het water aanwezige fosfaat binden en deels oxideren tot ijzeroxiden en ijzerhydroxiden. De hierbij gevormde deeltjes zullen met de natuurlijke stroming over de hele plas worden verspreid en langzaam bezinken. Uiteindelijk zal het ijzer met het andere in de plas zwevende slib in alle uithoeken van de plas terechtkomen. Juist in die hoeken zet zich immers nu ook slib af en daarin ligt de voornaamste bron van interne eutrofiëring. Omdat de aanvoer over een periode van 1,5 jaar is verspreid, zal het afgezette ijzer door de natuurlijke menging (door gravende organismen) in de gehele aerobe toplaag worden verdeeld. De installatie staat op een ponton en kan eenvoudig worden verplaatst om te garanderen dat overal voldoende ijzer terecht komt. De snelheid waarmee ijzer wordt toegevoegd is laag, maar het gaat anderhalf jaar continue door. Hierdoor is de aanvoer van ijzer groot, maar de verstoring van de plas minimaal. 3

13 De dosering zal zo hoog zijn (100 gram Fe/m2) dat in anderhalf jaar de toplaag van de bodem weer voldoende ijzer bevat voor een periode van 10 jaar. Op de grenslaag van de bodem kan dan weer fosfaat worden gebonden. Fosfaat dat dieper in de bodem vrijkomt wordt hierdoor opgesloten en bereikt het water niet. Hierdoor komt dus minder voeding voor de algen beschikbaar. De hoeveelheid fosfaat in de bodem verandert naar verwachting niet, mits de methode wordt ingezet in meren waar de externe belasting gering is. In Terra Nova is die belasting laag. Bij hoge externe belasting kan zich fosfaat in de plas blijven ophopen, hetgeen uiteraard ongewenst is. De toegepaste techniek is eenvoudig en gebaseerd op vaak toegepaste technologieën: Met een windmolen, gekoppeld aan een water- en ijzerchloridepomp, wordt een waterstroom opgewekt, waarin ijzerchloride wordt gedoseerd. Het ijzerchloride wordt sterk verdund de plas ingevoerd. In het buizenstelsel vindt ook een groot deel van de vlokvorming plaats. Doordat de pompen rechtstreeks, mechanisch, aangedreven worden met een windmolen, is de mengverhouding tussen ijzerchloride en water constant. De mate van dosering is afhankelijk van de windsnelheid en daardoor gerelateerd aan de stroming in de plas, zodat er altijd voldoende menging en verspreiding optreedt. De hele installatie is op/onder een ponton gemonteerd en dus mobiel (zie figuur 1). Op de ponton staat een voorraad ijzerchloride voor een week, zodat er zo min mogelijk heen en weer gereden of gevaren hoeft te worden. Kwetsbare en gevaarlijke onderdelen zitten veilig in een container. Aan alle veiligheidseisen voor mens, natuur en milieu wordt voldaan. De hele installatie is bestand tegen vandalisme. Figuur 1 de ijzersuppletie-installatie in Terra Nova. Op de achtergrond de molens en kerktoren van Loenen aan de Vecht Figuur De hoeveelheid 1: De ijzersuppletie-installatie toe te voegen hangt in af Terra van Nova. de huidige Op de hoeveelheid achtergrond ijzer, de fosfaat molens en en sulfide kerktoren in de bodem. van Deze Loenen is in aan 2003 de al Vecht uitgebreid door de Radboud Universiteit onderzocht (Brouwer & Smolders, 2006). Een eerste raming gaat uit van 100 gram ijzer per vierkante meter. Er is een gedetailleerde De hoeveelheid water-, chloride- toe te voegen en nutriëntenbalans ijzer hangt af van van het de gebied huidige beschikbaar hoeveelheid (Schep, ijzer, 2010). fosfaat en sulfide in de bodem. Deze is in 2003 al uitgebreid door de Radboud Universiteit onderzocht (Brouwer en Smolders 2006). Een eerste raming gaat uit van 100 gram ijzer per vierkante meter. Er is een gedetailleerde water-, chloride- en nutriëntenbalans van het gebied beschikbaar (Schep 2010). Op het eerste gezicht komt deze methode sterk overeen met de vaak toegepaste coagulatiemethode bij waterzuivering (defosfatering). Daarbij wordt 4 immers ook ijzerchloride aan water toegediend. De technologie komt inderdaad overeen, maar het principe is fundamenteel verschillend. In de eerste plaats wordt de coagulatiemethode toegepast om water dat van buitenaf wordt aangevoerd te zuiveren. Het gaat dus om het terugdringen van de externe belasting, niet de

14 Op het eerste gezicht komt deze methode sterk overeen met de vaak toegepaste coagulatiemethode bij waterzuivering (defosfatering). Daarbij wordt immers ook ijzerchloride aan water toegediend. De technologie komt inderdaad overeen, maar het principe is fundamenteel verschillend. In de eerste plaats wordt de coagulatiemethode toegepast om water dat van buitenaf wordt aangevoerd te zuiveren. Het gaat dus om het terugdringen van de externe belasting, niet de interne. Het grote verschil is dat bij de coagulatiemethode de gevormde ijzerneerslag in een bezinkbassin wordt opgevangen en afgevoerd. Er komt dus géén ijzer in de bodem van de plas terecht. Een risicoanalyse is onderdeel van het project (Blauw & Hammer, 2010). Uit een korte inventarisatie komen vooralsnog geen grote problemen naar voren. We onderzoeken echter alle mogelijkheden: Toename van de chlorideconcentratie zal geen probleem zijn (net zo min als bij de coagulatiemethode). De extra toevoer is gering ten opzichte van de huidige concentratie en het water van de plas wordt voldoende ververst, waardoor chloride weer verdwijnt (van der Oost, 2009). IJzer kan toxisch zijn boven 6 mg/liter. Hier gaan we ruim onder blijven (van der Oost 2009). Vervuiling van het ijzerchloride (nikkel en koper) wordt voorkomen door gebruik te maken van KIWA-kwaliteit (van der Oost, 2009). Als de externe belasting laag is, hoopt zich geen fosfaat op. IJzerchloride in een 40% oplossing is een gevaarlijke stof. Waternet heeft echter veel ervaring met het veilig werken met deze stof, volgens hiervoor reeds opgestelde protocollen (Colin, 2012; Blauw & Hammer, 2010). Geluidsoverlast en vervuiling wordt voorkomen door gebruik te maken van zonne- en windenergie. Een mogelijk knelpunt is wel dat onder dichte vegetaties in theorie fosfaat kan vrijkomen (Lamers et al., 2012). Vegetatieontwikkeling is het doel van dit project. Succes op dit gebied kan dan de werking van de ijzeradditie weer teniet doen. Dit aspect zal uitgebreid worden onderzocht. Voor het ontwerp, bouw, onderhoud en beheer van de installatie wordt verwezen naar Colin (2012). Zie voor het gehele projectvoorstel ter Heerdt (2009). 5

15 2 Vooronderzoek en pilot Alvorens op grote schaal in de laagveenplas Terra Nova ijzersuppletie toe te passen, moet zeker zijn dat ijzersuppletie onschadelijk en kansrijk is. Een reeks laboratoriumexperimenten en een middelgrote pilotstudie in proefvakken is hiervoor bedoeld. Tijdens de workshop GO/NO GO is op basis hiervan groen licht voor het praktijkexperiment gegeven. 2.1 Laboratoriumproeven Het effect op ondergedoken waterplanten Eén van de belangrijkste soortengroepen in laagveenplassen is de groep ondergedoken waterplanten. Herstel hiervan is de sleutel voor het herstel van het ecosysteem en het halen van de KRW-doelen. Het is niet ondenkbaar dat de toevoeging van ijzer de vestiging en groei van waterplanten zou kunnen remmen. Veel ervaring hiermee is er niet, al groeien waterplanten vaak goed in ijzerrijke (kwel)gebieden en coagulatiebassins. Daarom is in aquaria met waterplanten ijzerchloride toegevoegd en het gedrag van verschillende soorten waterplanten bestudeerd. Daarbij werd steeds gepoogd om het effect van voedselschaarste door fosfaatbinding te scheiden van ijzertoxiciteit. Volledige verslagen van deze experimenten zijn te vinden in Immers et al., 2010, Mels-Vendrig, 2011, Immers et al., 2011, van der Zande & van der Sande, Getest werden eerst de algemeen voorkomende soorten waterpest en schedefonteinkruid. IJzerchloride werd óf alleen aan het water toegevoegd, óf deels in de bodem gemixt en deels in het water. Door een kleine hoeveelheid ijzer aan de referentie toe te voegen werd ook hierin het aanwezige fosfaat weggevangen en werd chloride toegevoegd om puur op het effect van ijzertoevoeging te kunnen testen. Bij hogere doseringen werd de groei van de planten licht geremd (figuur 2). Deze remming zal echter de vestiging en ontwikkeling van waterplanten in het veld niet ernstig belemmeren. Ook omdat de toevoeging slechts 2 jaar zal duren. Symptomen als necrotische plekken, verkleuringen of oxidehuidjes werden niet waargenomen. In hoeverre de groeiremming veroorzaakt wordt door ijzertoxiciteit of toch door P-limitatie en een lage ph, is niet geheel duidelijk. Er lag, door de snelle toediening in korte tijd, een laagje ijzerslib op de planten dat de lichtbeschikbaarheid zal hebben beperkt. In de veldsituatie zal deze neerslag veel geringer zijn. 6

16 Figuur 2 het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van voedselrijk water. (a) Ondergrondse biomassa, (b) bovengrondse biomassa, (c) toename totale biomassa en (d) ratio ondergrondse: bovengrondse biomassa (gemiddelde ± SEM) van waterpest (E. nuttallii) en schedefonteinkruid (P. pectinatus) na 12 weken ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m-2. Significante verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters Figuur 3 Figuur 2: Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van voedselrijk water. (a) Ondergrondse biomassa, (b) bovengrondse biomassa, (c) toename totale biomassa en (d) ratio ondergrondse:bovengrondse biomassa (gemiddelde ± SEM) van waterpest (E. nuttallii) en schedefonteinkruid (P. pectinatus) na 12 weken ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m -2. Significante verschillen tussen behandelingen Figuur 2: Het In een zijn effect tweede per soort van ijzersuppletie reeks aangegeven experimenten met op werden verschillende groei van twee twee relatief letters. plantensoorten van voedselrijk kwetsbare en gevoelige plantensoorten water. (a) Ondergrondse onderzocht: Chara biomassa, virgata (b) en bovengrondse C. globularis. Ook biomassa, uit deze (c) experimenten toename totale bleek dat ijzersuppletie In een biomassa tweede en (d) reeks ratio kan leiden experimenten ondergrondse:bovengrondse tot een remming werden van twee biomassa de groei relatief (figuur kwetsbare (gemiddelde 3), die echter en ± niet gevoelige SEM) van onrustbarend is. plantensoorten waterpest (E. onderzocht: nuttallii) en schedefonteinkruid Chara virgata en (P. C. pectinatus) globularis. na Ook 12 weken uit deze ijzeradditie. experimenten bleek dat ijzersuppletie kan leiden tot een remming van de groei IJzerdoseringen: het effect van ijzersuppletie 0 (wit), op 20 de (grijs) groei van en twee 40 plantensoorten (zwart) g Fe van mmatig -2. voedselrijk Significante water. verschillen Toename (gemiddelde tussen ± SEM) (figuur 3), die echter niet onrustbarend is. behandelingen van Chara virgata zijn en per Chara soort globularis aangegeven na 5 weken ijzeradditie. met verschillende IJzerdoseringen: letters. 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m-2. Significante verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters In een tweede reeks experimenten werden twee relatief kwetsbare en gevoelige plantensoorten onderzocht: Chara virgata en C. globularis. Ook uit deze experimenten bleek dat ijzersuppletie kan leiden tot een remming van de groei (figuur 3), die echter niet onrustbarend is. Figuur 3: Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van matig voedselrijk water. Toename (gemiddelde ± SEM) van Chara virgata en Chara globularis na 5 weken ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m -2. Significante verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters. Figuur 3: Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van matig voedselrijk water. Toename (gemiddelde ± SEM) van Chara virgata en Chara globularis na IJzersuppletie weken in ijzeradditie. Laagveenplassen IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m -2. Significante 14/54 verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters. 7

17 stowa IJzersuppletIe In laagveenplassen De werking van ijzersuppletie De werking van ijzersuppletie Vóór de de Werking start van Van de ijzersuppletie praktijkproef werd een aquariumproef uitgevoerd om de werking Vóór de de van start ijzersuppletie van de praktijkproef te onderzoeken, werd werd een een zie aquariumproef van Hintum uitgevoerd (2011). uitgevoerd om Hierbij de om werking werd de van ook werking ijzersuppletie onderzocht van ijzersuppletie te of onderzoeken, plantengroei zie onderzoeken, kan van leiden Hintum tot (2011). zie extra van Hierbij mobilisatie Hintum werd (2011). ook van onderzocht fosfaat Hierbij uit werd of de plantengroei onderzocht kan leiden of plantengroei tot extra mobilisatie kan leiden van fosfaat tot extra uit de mobilisatie bodem. van fosfaat uit de bodem. ook Er bodem. werden Er werden 40 veertig aquaria aquaria gevuld gevuld met met water water en en sediment uit Terra Nova, waarbij al dan al dan niet niet Er ijzer werden ijzer door door 40 de bodem aquaria bodem werd gevuld werd gemengd gemengd met water (100 g. (100 en Fe/msediment g. 2 ineens). 2 uit ineens). Zie Terra figuur Nova, Zie 4. Grof figuur waarbij hoornblad 4. Grof al dan en hoornblad niet smalle ijzer waterpest en door Smalle de werden bodem waterpest in werd twee werden gemengd dichtheden in (100 2 geplant dichtheden g. Fe/m (300 2 gr geplant ineens). en 75 g. (300 Zie Fe per gr figuur en aquarium) g. Grof en Fe hoornblad per vergeleken aquarium) en met Smalle aquaria en vergeleken waterpest zonder planten. met werden aquaria Dit in alles 2 zonder dichtheden werd 5 maanden planten. geplant gevolgd. Dit alles (300 werd gr en 575 g. maanden Fe per aquarium) gevolgd. en vergeleken met aquaria zonder planten. Dit alles werd 5 figuur 4 maanden gevolgd. de gebruikte proefopstelling Voor het laboratoriumonderzoek figuur 5 Figuur 4: De gebruikte proefopstelling voor het laboratoriumonderzoek. Figuur 4: De gebruikte proefopstelling voor het laboratoriumonderzoek. IJzeradditie leidde tot hogere ijzerconcentraties in het water en het sediment en tot lagere IJzeradditie leidde tot hogere ijzerconcentraties in het water en het sediment, en fosfaatconcentraties in het water. Hieruit blijkt dat het vrijkomen van fosfaat sterk wordt tot IJzeradditie lagere fosfaatconcentraties leidde tot hogere in ijzerconcentraties het water. Hieruit in blijkt het water dat het en vrijkomen het sediment, van en geremd door ijzersuppletie. Geheel volgens de hypothese wordt dat veroorzaakt door een fosfaat tot lagere sterk fosfaatconcentraties wordt geremd door in ijzersuppletie. het water. Hieruit Geheel blijkt volgens dat het de hypothese vrijkomen van gunstigere Fe:PO 4 ratio in het poriewater van de bodem (bodemvocht). Zie figuur 5. wordt fosfaat dat sterk veroorzaakt wordt geremd door een door gunstigere ijzersuppletie. Fe:POGeheel 4 ratio in volgens het poriewater de hypothese van de bodem wordt (bodemvocht). dat veroorzaakt Zie door figuur een 5. gunstigere Fe:PO 4 ratio in het poriewater van de het effect Van ijzersuppletie op (a) de fosfaatconcentratie in het Water en (b) de ijzer/fosfaatratio in het bodemvocht bodem (bodemvocht). Zie figuur 5. PO Fe:PO bodemvocht (mol/mol) water (µmol/l) 0.6 PO Fe:PO bodemvocht (mol/mol) water (µmol/l) ijzer - ijzer ijzer - ijzer +ijzer - ijzer ijzer ijzer controle hoornblad waterpest 0.1 controle hoornblad waterpest Figuur 5: controle het effect hoornblad van ijzersuppletie waterpest op (a) de fosfaatconcentratie controle hoornblad in het water waterpest en (b) de ijzer/fosfaatratio Figuur Doordat 5: het de volledige effect in het van bodemvocht. ijzerdosis ijzersuppletie in dit op geval (a) in de een fosfaatconcentratie keer werd toegevoegd, in het trad water er echter en (b) verzuring op van water in en het sediment bodemvocht. door hydrolyse van het ijzer (tot ph 5,5) en kwam er potentieel de ijzer/fosfaatratio Doordat toxisch de ammonium volledige vrij ijzerdosis in het sediment, in dit geval als gevolg in 1 van keer verdringing werd toegevoegd, door de plotselinge trad er verhoging verzuring van de de volledige ijzerconcentratie. op van ijzerdosis water Hieruit en in sediment dit blijkt geval dat door ijzer in 1 beter hydrolyse keer geleidelijk werd van toegevoegd, kan het worden ijzer (tot trad toegediend, ph er echter Doordat echter zodat ongewenste verzuring op neveneffecten van water worden sediment tegengegaan. door hydrolyse van het ijzer (tot ph IJzersuppletie in Laagveenplassen 15/ IJzersuppletie in Laagveenplassen 15/54 8

18 Figuur 6 STOWA IJzersuppletie in Laagveenplassen 5,5) en kwam er potentieel toxisch ammonium vrij in het sediment als gevolg van verdringing door de plotselinge verhoging van de ijzerconcentratie. Hieruit blijkt dat ijzer beter geleidelijk toegediend kan worden, zodat ongewenste neveneffecten worden De tegengegaan. met ijzer behandelde sedimenten bleken minder snel af te breken dan de andere sedimenten ijzer (figuur behandelde 6). Dit kan sedimenten als een positief bleken bijeffect minder van snel de ijzeradditie af te breken worden dan gezien, de omdat De met andere hierdoor sedimenten minder (figuur bagger wordt 6). Dit gevormd kan als en een minder positief kooldioxide bijeffect (COvan 2 ) en de methaan ijzeradditie (CH 4 ) wordt worden geproduceerd. gezien, omdat Bij de hierdoor afbraak van minder deze bagger sedimenten wordt kwam gevormd ook minder en minder fosfaat vrij dan bij de kooldioxide sedimenten (CO 2 zonder ) en methaan ijzer, al kwam (CH 4 ) er geproduceerd wel meer ammonium wordt. vrij. Bij de afbraak van deze sedimenten kwam ook minder fosfaat vrij dan bij de sedimenten zonder ijzer, al het effect van ijzersuppletie op de afbraaksnelheid van de bodem. De afbraaksnelheid wordt bepaald door de hoeveelheid kwam er wel meer ammonium vrij. geproduceerd kooldioxide (CO2) en methaan (CH4) te meten (in micromol koolstof/gram drooggewicht/dag). HB = Grof Hoornblad, WP = Waterpest, -Fe = zonder ijzer, +Fe = met ijzer Afbraaksnelheden (µmol/g DW/d) CH4 CO Fe +Fe - Fe +Fe - Fe +Fe - Fe +Fe - Fe +Fe CONTROLE HB300 HB75 WP300 WP75 Figuur 6: het effect van ijzersuppletie op de afbraaksnelheid van de bodem. De afbraaksnelheid wordt bepaald door de hoeveelheid geproduceerd kooldioxide (CO 2) en methaan Zowel (CHgrof 4) te hoornblad meten (in als micromol smalle waterpest koolstof/gram groeiden drooggewicht/dag). beter in de aquaria HB zonder = Grof ijzer. De dichtheid van WP de = Waterpest, vegetatie had -Fe hier = zonder geen effect ijzer, op. +Fe De = lagere met ijzer. groei werd vermoedelijk veroorzaakt Hoornblad, door de verzuring en hiermee gepaard gaande C-limitatie, een duidelijk bijeffect van de plotselinge Grof Hoornblad ijzeradditie. als Maar Smalle de waterplanten Waterpest kunnen groeiden mogelijk beter in ook de in aquaria hun groei zonder zijn belem- Zowel ijzer. merd De dichtheid door lagere van fosfaatconcentraties. de vegetatie had Dit hier betekende geen effect niet per op. se De dat lagere de planten groei ook werd minder vermoedelijk P opnamen veroorzaakt (figuur 7) en door dus de kan verzuring de potentiële hiermee P-mobilisatie gepaard via planten gaande net C-zo hoog zijn. limitatie, Planten een nemen duidelijk fosfaat bijeffect op via de van wortels de plotselinge (Waterpest) ijzeradditie. en/of vormen Maar een zuurstofloze de waterlaag waterplanten net boven kunnen het sediment mogelijk ( mini-spronglaag ; ook hun groei Geurts belemmerd et al., in prep.) zijn door in een lagere dichte vegetatie. fosfaatconcentraties. Het vrijkomende P Dit wordt betekende door planten niet per opgenomen, se dat de maar planten het zou ook bij minder het afsterven P in het opnamen najaar (figuur weer vrij 7) kunnen dus komen. kan de Bij potentiële een volledige P-mobilisatie bedekking kan via planten er zelfs 3-6 net keer zo meer hoog P uit zijn. Planten planten vrijkomen nemen fosfaat dan de op totale via P-belasting de wortels in (Waterpest) Terra Nova. en/of vormen een zuurstofloze waterlaag net boven het sediment ( mini-spronglaag ; Geurts et al., in prep.) in een dichte vegetatie. Het vrijkomende P wordt door de planten opgenomen, maar het zou bij het afsterven in het najaar weer vrij kunnen komen. Bij een volledige bedekking kan er zelfs 3-6 keer meer P uit planten vrijkomen dan de totale P-belasting in Terra Nova IJzersuppletie in Laagveenplassen 16/54 9

19 IJzersuppletie in Laagveenplassen 17/54 stowa IJzersuppletIe In laagveenplassen figuur 7 de hoeveelheid fosfaat aanwezig in planten en Water na afloop Van het experiment in aquaria zonder (con) figuur en met ingebrachte planten (hb = grof hoornblad, Wp = Waterpest) en het effect Van ijzersuppletie daarop (+fe) Con Con + Fe Con + Fe HB75 HB75 Figuur 7: de hoeveelheid fosfaat aanwezig in planten en water na afloop van het experiment in aquaria zonder (Con) en met ingebrachte planten (HB = Grof Hoornblad, WP = Figuur 7: de hoeveelheid fosfaat aanwezig in planten en water na afloop van het experiment Waterpest) en het effect van ijzersuppletie daarop (+Fe). in aquaria zonder (Con) en met ingebrachte planten (HB = Grof Hoornblad, WP = Waterpest) Opwerveling en het effect van bodemslib van ijzersuppletie door wind daarop of vis (+Fe). zou kunnen leiden tot versterkte fosfaatmobilisatie als vrij fosfaat versneld uit de bodem in het water komt. Opwerveling kan echter ook Opwerveling van bodemslib door wind of vis zou kunnen leiden tot versterkte fosfaatmobilisatie als vrij fosfaat versneld uit de bodem in het water komt. Opwerveling juist leiden van tot bodemslib vastlegging door van wind fosfaat of in vis de zou bodem kunnen als de leiden bodem tot zuurstofrijker versterkte (meer geoxideerd) wordt. als Dit vrij is in kolomproeven fosfaat versneld getest. uit Opwerveling de bodem blijkt in het de nalevering water komt. te verminderen, Opwerveling kan echter ook juist leiden tot vastlegging van fosfaat in de bodem fosfaatmobilisatie als de bodem zuurstofrijker (meer geoxideerd) wordt. Dit is in kolomproeven Opwerveling niet te vergroten kan echter (figuur ook 8). juist leiden tot vastlegging van fosfaat in de bodem getest. Opwerveling blijkt de nalevering te verminderen, niet te vergroten (figuur als de bodem zuurstofrijker (meer geoxideerd) wordt. Dit is in kolomproeven 8). getest. het Opwerveling effect Van opwervelen blijkt door de Wind nalevering op de fosfaatmobilisatie te verminderen, op Verschillende niet locaties te in vergroten terra nova. de ijzersuppletie (figuur in de 8). Con plas Was op dit moment nog niet gestart HB75+Fe HB75+Fe WP75 WP75 fosfaatbudget (mg) fosfaatbudget (mg) WP75+Fe WP75+Fe water fonteinkruid water nitella fonteinkruid waterpest nitella hoornblad waterpest alghoornblad alg Figuur 8: Het effect van opwervelen door wind op de fosfaatmobilisatie op verschillende locaties in Terra Nova. De ijzersuppletie in de plas was op dit moment nog niet gestart. Figuur : conclusie Het effect uit van de opwervelen aquariumproeven door wind op de fosfaatmobilisatie op verschillende locaties IJzersuppletie in Terra Nova. kan De de ijzersuppletie groei van planten in de plas remmen, was op maar dit moment dat zal de nog vestiging niet gestart. ervan niet in de Conclusie uit de aquariumproeven weg staan. Bovendien gaat het om een tijdelijk effect. De methode is in dit opzicht dus veilig. IJzersuppletie kan de groei van planten remmen, maar dat zal de vestiging ervan Conclusie Voorwaarde uit de is aquariumproeven wel een geleidelijke toediening om ph-daling, toename van ammonium en niet in de weg staan. Bovendien gaat het om een tijdelijk effect. De methode is in IJzersuppletie ijzerslibneerslag kan de op groei planten van te planten voorkomen. remmen, maar dat zal de vestiging ervan dit opzicht dus veilig. Voorwaarde is wel een geleidelijke toediening om ph-daling, niet in de weg staan. Bovendien gaat het om een tijdelijk effect. De methode is in toename van ammonium en ijzerslibneerslag op planten te voorkomen. dit opzicht dus veilig. Voorwaarde is wel een geleidelijke toediening om ph-daling, 10 toename van ammonium en ijzerslibneerslag op planten te voorkomen IJzersuppletie in Laagveenplassen 17/54

20 De toename van het ijzergehalte in de bodem en de gunstigere Fe:PO 4 -ratio in de bodem leidt inderdaad tot een vermindering van de nalevering na ijzersuppletie. Hoge bedekkingen met waterplanten kunnen echter leiden tot een verhoging van de nalevering, waarbij het vrijkomende fosfaat direct weer door planten wordt opgenomen. Bovendien lijkt er minder afbraak plaats te vinden in de bodem. Opwerveling door wind vermindert de mobilisatie van fosfaat. IJzersuppletie lijkt dus een kansrijke methode. 2.2 De pilot Voordat ijzersuppletie op grote schaal in Terra Nova plaatsvond, is er in 2009 een pilot gestart in twee afgesloten petgaten van 0,5 ha in Terra Nova. In één petgat werd geleidelijk ijzer gedoseerd, het andere diende als referentie. Deze pilot was vooral bedoeld om de eventuele risico s van ijzersuppletie op veilige wijze door trial and error te onderzoeken. De belangrijkste vragen waren: Wat is het effect op de zuurgraad? Wat is daarvoor een veilige dosering en doseringssnelheid? Verspreidt het ijzer zich goed? Neemt het fosfaatbindend vermogen in de bodem toe en de nalevering af? Wat doen de algen? Leidt het zoöplankton schade? Hoe reageren de waterplanten? Welke verrassingen staan ons te wachten? Proefopzet Proefopzet Met een mobiele pompinstallatie werd in korte tijd een hoge dosering ijzerchloride Met Met een een mobiele pompinstallatie werd werd in korte in korte tijd tijd een hoge een hoge dosering dosering ijzerchloride ijzerchloride toegepast toegepast om te zien wat daarvan het effect zou zijn. In totaal werd hierbij 85 g toegepast om te zien wat daarvan het effect zou zijn. In totaal werd hierbij 85 g Fe m-2 in de waterlaag Fe m -2 om te zien wat daarvan het effect zou zijn. In totaal werd hierbij 85 g in de waterlaag toegevoegd. Het ijzerchloride liep met een hevel vanuit een Fe toegevoegd. m -2 in de waterlaag Het ijzerchloride toegevoegd. liep met Het een ijzerchloride hevel vanuit een liep 50 met liter een tussenvat hevel vanuit in een buis, een 50-liter tussenvat in een buis, waardoorheen een elektrische buitenboordmotor 50-liter waardoorheen tussenvat een in elektrische een buis, buitenboordmotor waardoorheen een water elektrische stuwde (figuur buitenboordmotor 9). Volledige verslagen water stuwde (figuur 9). Volledige verslagen van deze pilot zijn te vinden in water van deze stuwde pilot (figuur zijn te vinden 9). Volledige in Mettrop verslagen (2009), Rietdijk van deze (2010), pilot Voerman zijn te (2010), vinden van in Hintum Mettrop (2009), Rietdijk (2010), Voerman (2010), van Hintum (2011), van der Mettrop (2011), van (2009), der Wal Rietdijk (2011),(2010), Janssen (2012) Voerman en Chrzanowski (2010), van (2012). Hintum (2011), van der Wal (2011), Janssen 2012 en Chrzanowski (2012). Wal (2011), Janssen 2012 en Chrzanowski (2012). Figuur 9 schets en foto van de gebruikte installatie om de pilot van ijzer te voorzien Figuur 9: schets en foto van de gebruikte installatie om de pilot van ijzer te voorzien. Figuur 9: schets en foto van de gebruikte installatie om de pilot van ijzer te voorzien Verspreiding van het ijzer Verspreiding van het ijzer Het ijzer vormde een wit/roestbruine pluim, met een duidelijk waarneembare vlok Het ijzer vormde een wit/roestbruine pluim, met een duidelijk waarneembare vlok die lang bleef zweven, wat gunstig is. Het ijzer bleef niet onder de installatie die lang bleef zweven, wat gunstig is. Het ijzer bleef niet onder de installatie 11 liggen, maar verspreidde zich goed over het gehele proefvlak. Metingen in liggen, maar verspreidde zich goed over het gehele proefvlak. Metingen in sedimentvangers tonen aan dat ijzer vooral als een dun (hydr)oxidelaagje op het sedimentvangers tonen aan dat ijzer vooral als een dun (hydr)oxidelaagje op het sediment neerslaat, doordat er in de proefvakken weinig menging is opgetreden sediment neerslaat, doordat er in de proefvakken weinig menging is opgetreden door windwerking of bodemwoelende vissen.

21 2.2.2 Verspreiding van het ijzer Het ijzer vormde een wit/roestbruine pluim, met een duidelijk waarneembare vlok die lang bleef zweven, wat gunstig is. Het ijzer bleef niet onder de installatie liggen, maar verspreidde zich goed over het gehele proefvlak. Metingen in sedimentvangers tonen aan dat ijzer vooral als een dun (hydr)oxidelaagje op het sediment neerslaat, doordat er in de proefvakken weinig menging is opgetreden door windwerking of bodemwoelende vissen Ontwikkeling van de nalevering IJzersuppletie leidde in dit proefvak op korte termijn tot een duidelijke toename van de ijzer: fosfaat ratio in het bodemvocht van een lage waarde (< 5) naar een hoge waarde van vijftig met relatief veel meer ijzer dan fosfaat (Geurts et al., 2008). De minimale veilige streefwaarde ligt rond tien. Op de langere termijn liep deze ratio nog veel verder op. Deze gunstige ratio zorgde ervoor dat er in 2009 en 2010 nauwelijks nog fosfaat werd uitgewisseld tussen het sediment en de waterlaag. Hierdoor bleef het beijzerde proefvak 2 groeiseizoenen helder zonder P-pieken, terwijl het controle proefvak wel pieken in P en troebelheid vertoonde. De nalevering in de proefvakken is in 2010, 2011 en 2012 met kolomproeven onderzocht De nalevering (figuur in 10). de In poefvakken het compartiment is in 2010, met ijzer 2011 bleek en de 2012 nalevering met kolomproeven van fosfaat sterk te zijn afgenomen. (figuur Opvallend 10). In is het de compartiment mobilisatie van met totaal ijzer P, in bleek de vorm de nalevering van vermoedelijk van zeer kleine onderzocht fosfaat sterk ijzerfosfaatcolloïden, te zijn afgenomen. in Opvallend Dit was in is het de veld mobilisatie zichtbaar van aan totaal de wittige P, in kleur. de In 2012 is de vorm van nalevering vermoedelijk weer zeer laag. kleine Opvallend ijzerfosfaatcolloïden, is ook lage nalevering in Dit het was proefvak in het zonder ijzer. veld zichtbaar Metingen aan in de het wittige water van kleur. het proefvak In 2012 zonder is nalevering ijzer lieten ook weer een zeer verhoogde laag. ijzerconcentratie is zien. ook Het de proefvak lage nalevering is niet volledig in het waterdicht proefvak zonder en wordt, ijzer. bij droog Metingen weer, op in het peil gehouden Opvallend water van met het water proefvak uit het zonder ijzerrijkere omliggende lieten ook gebied. een verhoogde ijzerconcentratie zien. Het proefvak is niet volledig waterdicht en wordt, bij droog weer, op peil Figuur 10 gehouden met water uit het ijzerrijkere omliggende gebied. De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor (P, inclusief zeer kleine, colloïdale deeltjes) in drie opeenvolgende jaren, in de twee proefvakken PO4 mobilisatie (mmol/m2/j) petgat +Fe petgat - Fe P mobilisatie (mmol/m2/j) April April 2011 April petgat +Fe petgat - Fe April 2010 April 2011 April 2012 Figuur 10: De nalevering van fosfaat (PO 4, opgelost) en fosfor (P, inclusief zeer kleine, colloïdale deeltjes) in drie opeenvolgende jaren, in de twee proefvakken. 12

22 2.2.4 ph ph ph Het ijzer werd in drie periodes gedoseerd met rustperiodes ertussen (tabel 2). Het ijzer werd Het ijzer in drie werd periodes in drie gedoseerd periodes gedoseerd met rustperiodes met rustperiodes ertussen (tabel ertussen 2). (tabel 2). Tabel 2 doseringschema pilot Tabel 2: Doseringschema Tabel Door 2: de Doseringschema pilot. toevoeging van ijzerchloride pilot. daalde de ph fors. Toen de ph onaanvaardbaar laag werd (<6), is de dosering gestopt. Na herstel is met een lagere doseringssnelheid verder gegaan Door de toevoeging Door tot de de ph toevoeging van ijzerchloride weer daalde. van Daarna ijzerchloride daalde ph is nogmaals daalde fors. een weer de Toen lagere ph fors. de ph snelheid Toen toegepast, de ph waarbij de ph onaanvaardbaar onaanvaardbaar laag werd constant bleef. laag (<6), werd is de (<6), dosering is de gestopt. dosering Na gestopt. herstel Na is met herstel een is met een lagere doseringssnelheid lagere doseringssnelheid verder gegaan verder tot gegaan de ph weer tot de daalde. ph weer Daarna daalde. is Daarna is nogmaals een nogmaals weer lagere een weer snelheid lagere toegepast, snelheid toegepast, waarbij de waarbij ph constant de ph bleef. constant bleef. Figuur 11 Hoeveelheid toegevoegd ijzerchloride (links) en verandering in de zuurgraad (ph, rechts) Op basis van deze pilot is de veilige dosering bepaald op 27 liter ijzerchloride (40%) per Figuur 11: Hoeveelheid Figuur hectare/dag. 11: Hoeveelheid toegevoegd toegevoegd ijzerchloride ijzerchloride (links) en verandering (links) en verandering zuurgraad in de (ph, zuurgraad (ph, rechts). rechts) Waterkwaliteit en plankton Op basis van Op Tijdens deze basis de pilot van pilot is deze bleek veilige pilot dat de is concentraties dosering de veilige bepaald dosering fosfaat, op Chl-a, bepaald 27 liter de hoeveelheid op ijzerchloride 27 liter algen ijzerchloride en hoeveelheid hectare/dag. zwevende per hectare/dag. stof afnamen. De blauwalgen verdwenen uit de populatie. De samenstelling (40%) per (40%) van het zoöplankton veranderde niet Waterkwaliteit Waterkwaliteit en plankton en plankton Tijdens de Tijdens pilot Waterplanten bleek de pilot dat de bleek concentraties dat de concentraties fosfaat, Chl-a, fosfaat, de hoeveelheid Chl-a, de hoeveelheid algen en algen en de hoeveelheid de Tijdens hoeveelheid zwevende dit pilot zwevende stof experiment afnamen. stof was De afnamen. er blauwalgen echter geen De blauwalgen verdwenen sprake van verdwenen opkomst uit de van uit macrofyten de in populatie. populatie. De het samenstelling gerestaureerde De samenstelling van petgat, het noch zoöplankton van in het naastliggende zoöplankton veranderde petgat. veranderde niet. De vraag niet. was dan ook of dit kwam door het toegediende ijzer, met als bijkomend gevolg een vertroebeling van het water Waterplanten Waterplanten (figuur 9), of dat er mogelijk een andere reden was voor de afwezigheid van onderwatervegetatie experiment dit (zie pilot van experiment der was Wal er 2011). echter was geen er echter sprake geen van sprake opkomst van van opkomst van Tijdens dit Tijdens pilot macrofyten macrofyten in het gerestaureerde in het gerestaureerde petgat, noch petgat, in het noch naastliggende in het naastliggende petgat. De petgat. De vraag was vraag dan ook was of dan dit kwam ook of door dit kwam het toegediende door het toegediende ijzer, met als ijzer, bijkomend met als bijkomend IJzersuppletie - IJzersuppletie in Laagveenplassen in Laagveenplassen 21/54 21/54 13

23 Figuur 12 De afgesloten petgaten in Terra Nova en veldwerk en exclosures in petgat A zonder ijzer en petgat B met ijzer A B B A Tijdens eerder uitgevoerde experimenten en metingen werden er ook steeds vaker Amerikaanse rivierkreeften (Procambarus clarkii) aangetroffen in zowel de afgesloten petgaten als in Terra Nova zelf (zie ook figuur 32). Deze uitheemse kreeften staan bekend als omnivoren die grote invloed kunnen hebben op vegetatie door het versnipperen/consumeren van macrofyten en het vertroebelen van het water door sedimentresuspensie. Om het (gecombineerde) effect van ijzersuppletie en herbivorie (door o.a. de Amerikaanse rivierkreeft) op de ontwikkeling van macrofyten te testen werden er in april 2011 verschillende exclosures ingezet in zowel het met ijzer behandelde petgat als in het onbehandelde petgat. In replica s van zeven werden er kooien (1 x 1 x 1 m) ingezet voor vier verschillende behandelingen met elk verschillende maaswijdtes. Kreeften exclosures met een maaswijdte van 1 x 1 cm, gedeeltelijke herbivoren exclosures met een maaswijdte van 5 x 10 cm, en kreeften enclosures met een maaswijdte van 1 x 1 cm, waarin elk vier kreeften werden geplaatst. Ook werden er gebieden van 1 x 1 m aangewezen die dienden als controle gebieden. In elk van deze behandelingen werden transplants geplant van de waterplanten teer kransblad (Chara virgata), smalle waterpest (Elodea nuttallii) en aarvederkruid (Myriophyllum spicatum) in sediment uit de bijbehorende petgaten. Na een periode van 6 weken werden de transplants weer geoogst en werd er gekeken naar de toename in biomassa, evenals het spontaan op komen van natuurlijke vegetatie in de afgezette gebieden. Bij de vergelijking tussen de twee verschillende petgaten (ijzerbehandelingen) werd de groei van de geplante macrofyten die beschermd waren tegen begrazing vergeleken. Er werd een significant positief effect gevonden van ijzeradditie op de groei van de transplants van aarvederkruid. De transplants van aarvederkruid bereikten een hogere biomassa in het met ijzer behandelde petgat vergeleken met de transplants in het onbehandelde petgat (figuur 13a). Dezelfde tendens was te zien bij waterpest en breekbaar kransblad. 14

24 stowa IJzersuppletIe In laagveenplassen figuur 13 (a) toename in biomassa Voor de macrofyten chara Virgata, elodea nuttallii en myriophyllum spicatum in de kreeften exclosures in het ijzerrijke (geel) en ijzerarme (blauw) petgat. significante Verschillen tussen de petgaten Worden WeergegeVen door Verschillende letters (f = 5,81; p < 0,005), (b) m. spicatum en e. nuttallii in het met ijzer behandelde petgat a b Figuur 13: Naast (a) een Toename verschil in in biomassa ijzerconcentratie voor de macrofyten werd er ook Chara een verschil virgata, in Elodea doorzicht nuttallii gemeten en tussen Myriophyllum de twee spicatum petgaten in (tabel de kreeften 3). Dit exclosures werd waarschijnlijk in het ijzerrijke veroorzaakt (geel) en door ijzerarme de zwevende (blauw) deeltjes petgat. in Significante het water verschillen (zie paragraaf tussen 2.2.3), de als petgaten gevolg worden van het weergegeven snelle toedienen door van verschillende het ijzer in letters (F De = resulterende 5,81; P < 0,005), verschillen (b) M. in spicatum doorzicht en en E. ijzerconcentratie nuttallii in het met staan ijzer weergegeven behandelde in tabel 3. petgat tabel 3 Verschillen in abiotische factoren tussen het ijzerrijke en ijzerarme petgat Naast een verschil in ijzerconcentratie werd er ook een verschil in doorzicht hoog ijzer petgat laag ijzer petgat gemeten tussen de twee petgaten (tabel 3). Dit werd waarschijnlijk veroorzaakt IJzer concentratie april 2011 (mg l -1 ) door de zwevende deeltjes in het water (zie paragraaf 2.2.3), als gevolg van het IJzer concentratie september 2011 (mg l -1 ) snelle toedienen van het ijzer in De resulterende verschillen in doorzicht en lichtintensiteit ijzerconcentratie staan weergegeven in tabel 3. aan wateroppervlak (µmol m -2 s -1 ) op 35 cm diepte (µmol m -2 s -1 ) Hoog ijzer Laag ijzer petgat op 60 cm diepte (µmol m -2 s -1 ) petgat IJzer concentratie april 2011 (mg l -1 ) licht-extinctie coëfficiënt (m -1 ) IJzer concentratie september 2011 (mg l -1 ) Lichtintensiteit aan De wateroppervlak lagere lichtintensiteit (µmol m -2 in s -1 het ) met ijzer behandelde petgat kan mogelijk een stimulatie op 35 cm diepte (µmol m zijn geweest voor de snellere -2 s -1 ) groei van M. spicatum naar het oppervlak. Dit werd ook in het op 60 cm diepte (µmol m -2 s -1 ) veld waargenomen, waar in het met ijzer behandelde petgat M. spicatum tot aan het oppervlak werd gezien, terwijl in het onbehandelde petgat M. spicatum het oppervlak niet bereikte Licht-extinctie coëfficiënt (m -1 ) Tabel 3: Verschillen in abiotische factoren tussen het ijzerrijke en ijzerarme petgat (figuur 13b). De lagere lichtintensiteit in het met ijzer behandelde petgat kan mogelijk een Naast een effect van het ijzer op de macrofyten was er ook een zeer groot effect van kreeften stimulatie zijn geweest voor de snellere groei van M. spicatum naar het oppervlak. te zien op alle macrofyten (figuur 14). Het effect van de begrazing van kreeften was het grootst Dit werd ook in het veld waargenomen, waar in het met ijzer behandelde petgat op C. virgata en E. nuttallii, die elk significant de hoogste biomassa bereikten bij de kreeften M. spicatum tot aan het oppervlak werd gezien, terwijl in het onbehandelde petgat exclosures. Voor deze planten was er geen verschil tussen de kreeften enclosures, gedeeltelijke M. spicatum niet het oppervlak bereikte (figuur 13b). exclosures en de open controle behandelingen, wat laat zien dat hun afname in biomassa voornamelijk wordt veroorzaakt door kreeftenvraat. M. spicatum had de laagste biomassa in Naast een effect van het ijzer op de macrofyten was er ook een zeer groot effect de kreeften enclosures en de hoogste biomassa in de kreeften exclosures. De gedeeltelijke van kreeften te zien op alle macrofyten (figuur 14). Het effect van de begrazing exclosures en de open controle leverde een gelijke tussenliggende biomassa op. van kreeften was het grootst op C. virgata en E. nuttallii, die elk significant de hoogste biomassa bereikten bij de kreeften exclosures. Voor deze planten was er geen verschil tussen de kreeften enclosures, gedeeltelijke exclosures en de open controle behandelingen, wat laat zien dat hun afname in biomassa voornamelijk wordt veroorzaakt door kreeftenvraat. M. spicatum had de laagste biomassa in de kreeften enclosures en de hoogste biomassa in de kreeften exclosures. De gedeeltelijke exclosures en de open controle leverde een gelijke tussenliggende biomassa op. 15

25 stowa IJzersuppletIe In laagveenplassen figuur 14 macrofyten biomassa in het (a) ijzerarme petgat en (b) ijzerrijke petgat in de Verschillende kreeften behandelingen. significante Verschillen tussen de kreeften behandelingen Voor alle macrofyten samen Worden WeergegeVen door Verschillende letters (f = 54,81; p < 0,001) Laag ijzer 0.2 mg Fe l -1 a Hoog ijzer 1.6 mg Fe l -1 b B A A A A A Figuur 14: Macrofyten biomassa in het (a) ijzerarme petgat en (b) ijzerrijke petgat in de verschillende De proef kreeften laat zien behandelingen. dat het zeer waarschijnlijk Significante verschillen is dat kreeften tussen een de grote kreeften rol spelen bij de afwezigheid voor van de alle macrofyten in samen de petgaten. worden Terugkeer weergegeven van macrofyten door verschillende in Terra letters Nova kan door behandelingen (F = 54,81; deze P intensieve < 0,001). vraat ernstig worden gehinderd. IJzertoediening in de petgaten leek een indirecte positieve rol te hebben op de groei van aarvederkruid laat zien door dat het het verminderen zeer waarschijnlijk van het doorzicht. is dat kreeften De toediening een grote van ijzer rol in spelen Terra Nova zal De proef bij de afwezigheid waarschijnlijk van niet de een macrofyten dergelijk effect in de hebben petgaten. op het Terugkeer doorzicht, van aangezien macrofyten de hoeveelheid in Terra Nova toegevoegd kan door ijzer deze relatief intensieve lager is vraat de toediening ernstig over worden een langere gehinderd. tijd zal worden uitgespreid. IJzertoediening Wel hebben in de ijzerconcentraties petgaten leek een in Terra indirecte Nova waarschijnlijk positieve rol te geen hebben negatieve op effecten de op de groei van groei aarvederkruid van macrofyten, door aangezien het verminderen macrofyten van in het met doorzicht. ijzer behandelde De toediening petgat even goed van ijzer of in zelfs Terra beter Nova groeiden zal waarschijnlijk dan in het controlepetgat. niet een dergelijk effect hebben op het doorzicht, aangezien de hoeveelheid toegevoegd ijzer relatief lager is en de toediening Verrassingen over een langere tijd zal worden uitgespreid. Wel hebben de ijzerconcentraties Na het stopzetten in Terra van het Nova doseren waarschijnlijk ontstond telkens geen een negatieve witte waas effecten in het water. op de Deze groei was twee van macrofyten, jaar na het doseren aangezien nog de steeds macrofyten zichtbaar (Mettrop, in het met 2009). ijzer Hierdoor behandelde werd het petgat proefvak meestal evengoed niet of helderder zelfs beter dan groeiden referentie, dan soms in het zelfs controle troebeler. petgat. Waaruit de witte kleur bestond is niet met zekerheid vast te stellen, het bleek niet mogelijk de stof te isoleren. Vermoedelijk gaat het Verrassingen om een suspensie van colloïdaal ijzer(ii)hydroxide en mogelijk ook ijzercarbonaat (sideriet), Na het veroorzaakt stopzetten door van een het te doseren snelle dosering ontstond waardoor telkens het een ijzer witte zich niet waas in in de het bodem water. kon mengen Deze was (Chrzanowski, twee jaar 2012). na het Bij doseren verdere oxidatie nog steeds kleurt zichtbaar het ijzer vervolgens (Mettrop geel 2009). en roestbruin. Hierdoor werd het proefvak meestal niet helderder dan de referentie, soms zelfs troebeler. Waaruit conclusies de witte kleur uit bestond de pilotis niet met zekerheid vast te stellen, het bleek niet mogelijk Mits de de stof dosering te isoleren. voldoende Vermoedelijk geleidelijk is, gaat maximaal het om 27 een liter suspensie ijzerchloride van (40%) per hectare/ colloïdaal dag, ijzer(ii)hydroxide is ijzersuppletie veilig. en De mogelijk ph daalt ook niet ijzercarbonaat tot te lage waarden, (sideriet), is geen veroorzaakt significante schade door een aan te de snelle vegetatie. dosering Het fosfaatbindend waardoor het vermogen ijzer zich van niet de in bodem bodem wordt kon hersteld, mengen de methode (Chrzanowski, lijkt te werken. 2012). Bij verdere oxidatie kleurt het ijzer vervolgens geel en roestbruin Conclusies uit de Pilot Mits de dosering voldoende geleidelijk is, maximaal 27 liter ijzerchloride (40%) per hectare/dag, is ijzersuppletie veilig. De ph daalt niet tot te lage waarden, er is geen significante schade aan de vegetatie. Het fosfaatbindend vermogen van de bodem wordt hersteld, de methode lijkt te werken. 16

26 3 Praktijkexperiment 3.1 Het toevoegen van ijzer in de praktijk De werking van de molen De molen functioneerde grotendeels volgens plan. Er is/was een klein aantal eenvoudige technische aanpassingen nodig: Omdat de hoeveelheid wind op deze locatie tegenviel is de molen voorzien van een grotere wiek. De standaardwiek van 1,22m is vervangen door een wiek van 1,50m. Bij de oorspronkelijke toerentalreductie van de molenas naar de ijzerpomp was de weerstand zo groot dat de molen en de pompen bij windkracht 3 BFT en lager stil stonden. Door de reductie te vergroten van 3,37 naar 7,63, draaide de molen wel bij windkracht 3. Het gemiddelde pompvermogen bleef daardoor gelijk. Bij de reductie van 3,37 werd bij windselheden boven 8 BFT het toerental van de ijzerpomp te hoog, met een defecte pompslang als gevolg. Met een reductie van 7,63 kan het toerental ook bij zware storm niet meer te hoog worden. Het verplaatsen van het ponton bleek, zeker bij wind, zwaarder dan gedacht. Voor toepassing van de installatie op een minder beschutte plas zal een sterkere duwboot nodig zijn om controle te houden en voldoende veilig te kunnen varen. De aanzuigbuis van waterpomp stak wat te diep en bleef hangen achter waterplanten. Dit onderdeel moet worden aangepast. De gebruikte knelkoppelingen op de assen gingen slippen en zijn vervangen door een koppeling met borgpen. De kunststof kranen en leidingen bleken snel te verouderen. Een halfjaarlijkse inspectie is nodig. De slang in de slangpomp gaat een half tot een heel jaar mee. Een regelmatige controle is nodig. De tank stond wat dicht tegen de achterkant van de container, zodat er weinig werkruimte was. Door de dissel hoger opklapbaar te maken kan de tankwagen meer naar voren. Dat de peilschaal aan de voorkant zat, en de vulopening achter, is minder handig. Het is voor een vlotte reparatie handig om voldoende reserveonderdelen klaar te hebben liggen, zeker voor kwetsbare onderdelen en die met levertijd. Het vullen, transporteren en wisselen van de tanks verliep probleemloos. Er deden zich geen lekkages of morsingen van enige omvang voor. Op den duur lag er wel een beetje ijzer op de grond. Het gewicht van het transport in combinatie met de intensiteit maakt dat de afrit en beschoeiing voldoende stevig en klinkvast moet zijn. Een sterke verankering tussen de kant en het ponton tijdens het laden van de kar met ijzerchloride is een vereiste. 17

27 3.1.2 De hoeveelheid toegevoegd ijzer De hoeveelheid toegevoegd ijzer Voor de inschatting van de capaciteit van de installatie was uitgegaan van de Voor de inschatting van de capaciteit van de installatie is uitgegaan van de gemiddelde windsterkte in De Bilt. Deze gegevens gelden echter voor open gebied en op tien meter hoogte. gemiddelde windsterkte in de Bilt. Deze gegevens gelden echter voor open gebied en op tien meter hoogte. Omdat Terra Nova door dichte bomen omzoomd was en Omdat Terra Nova door dichte bomen omzoomd was en de molen slechts 7 meter hoog was de molen slechts 7 meter hoog was de windvang aanzienlijk minder. Op een open de windvang aanzienlijk minder. Op een open plas van 100 ha zal de windvang aanzienlijk plas van 100 ha zal de windvang aanzienlijk meer zijn. Als de molen bij 2 BFT al meer zijn. Als de molen bij 2 BFT al draait (1,5 m/s) neemt het pompvermogen met een factor draait (1.5 m/s) neemt het pompvermogen met een factor 2.8 toe ten opzichte 2,8 toe ten opzichte van de situatie in Terra Nova. van de situatie in Terra Nova. Uiteindelijk is 33 gram ijzer per m 2 toegevoegd, in plaats van De analyse van de Uiteindelijk is 33 gram ijzer per m 2 toegevoegd, in plaats van De analyse Radboud Universiteit (zie paragraaf 3.2.2) laat zien dat dit in principe genoeg zou kunnen van de Radboud Universiteit (zie paragraaf 3.2.2) laat zien dat dit in principe zijn. Wegens alle onzekerheden wordt nog steeds een hoeveelheid van 100 gram ijzer per m 2 genoeg zou kunnen zijn. Wegens alle onzekerheden wordt nog steeds een aanbevolen. Op een open plas, vol in de wind, is dat haalbaar. hoeveelheid van 100 gram ijzer per m 2 aanbevolen. Op een open plas, vol in de Figuur 15 wind, is dat haalbaar. de hoeveelheid toegevoegd ijzer per m2 in Terra Nova 35 Hoeveelheid Fe toegevoegd gram Fe/m Datum Figuur 15: de hoeveelheid toegevoegd ijzer per m 2 in Terra Nova Zichtbaarheid van ijzer De vrees bestond dat het water door het toevoegen van ijzer oranje zou kleuren. Door de dosering van ijzer Zichtbaarheid van in ijzer een grote waterstroom en een tweede wateraanvoer met de venturibuis werd De vrees echter bestond een, voor dat dit het doel, water goede door vlokvorming het toevoegen verkregen. van De ijzer vlok oranje was niet zou zo kleuren. klein dat hij niet Door de bezonk dosering en het van water ijzer rood in een kleurde grote (iets waterstroom wat ook op locaties en een met tweede nog bestaande wateraanvoer natuurlijke met de ijzerrijke venturibuis kwel werd zichtbaar echter is), maar een, ook voor niet dit zo doel, groot goede dat het vlokvorming ijzer onder de verkregen. installatie bezonk De vlok en was daar niet bleef zo liggen. klein Door dat hij menging niet bezonk met pompwater, en het water water rood in de kleurde venturibuis (iets en wat de menging ook op in locaties de plas verdunde met nog de bestaande ijzerpluim natuurlijke zich snel (figuur ijzerrijke 16). kwel zichtbaar is), maar ook niet De zo ph groot in de ijzerpluim dat het ijzer bleek onder niet lager de installatie dan in het bezonk omringende en daar water, bleef als gevolg liggen. van de enorme verdunning. Door menging met pompwater, water in de venturibuis en de menging in de plas verdunde de ijzerpluim zich snel (figuur 16). De ph in de ijzerpluim bleek niet lager dan in het omringende water, als gevolg van de enorme verdunning IJzersuppletie in Laagveenplassen 26/54

28 Figuur 16 De ijzerpluim is tot een meter of tien zichtbaar, verderop is de verdunning al te groot om het ijzer zichtbaar te maken Figuur 16: De ijzerpluim is tot een meter of tien zichtbaar, verderop is de verdunning al te 3.2 Het gedrag van ijzer in de plas groot om het ijzer zichtbaar te maken. Van 2009 tot 2011 is het gedrag van het ijzer in de bodem door een reeks onderzoekers met hun studenten onderzocht: Voerman (2010), Saris (2010), van Hintum (2011), Chrzanowski (2012) en Janssen (2012). 3.2 Het gedrag van ijzer in de plas Van Verspreiding 2009 tot 2011 van is het ijzer gedrag over van het de ijzer plas in de bodem door een reeks onderzoekers Bodem- en waterkwaliteit met hun studenten werden onderzocht: gemonitord Voerman op (2010), negen Saris monsterpunten (2010), van verspreidt over de Hintum (2011), Chrzanowski (2012) en Janssen (2012). plas (figuur 17). Hier zijn ook sedimentvallen geplaatst. Uit de metingen blijkt dat ijzer ook Verspreiding hier vooral als van (hydr)oxidelaagje ijzer over de plas op de bodem komt en daarom is tot nog toe alleen in de Bodem- bovenste cm waterkwaliteit van de bodem werden een gemonitord verhoogde op ijzerconcentratie 9 monsterpunten verspreid en ijzerfosfaatratio over gemeten. In de het plas oppervlaktewater (figuur 17). Hier zijn en dieper ook sedimentvallen in de bodem geplaatst. neemt ijzer Uit de niet metingen of nauwelijks blijkt toe. Er sedimenteert minder ijzer in de oostelijke (NO 2 dat ijzer ook hier vooral als (hydr)oxidelaagje op de bodem komt en daarom is tot ) en zuidelijke uithoeken (ZO en ZW) van Terra Nova nog toe alleen in de bovenste cm van de bodem een verhoogde ijzerconcentratie en (figuur ijzer:fosfaat 18), maar ratio daar gemeten. sedimenteert In het oppervlaktewater ook weinig P. en dieper in de bodem neemt Op alle ijzer andere niet of plaatsen nauwelijks slaat toe. meer Er sedimenteert ijzer neer minder dan er ijzer gemiddeld in de oostelijke is toegevoegd. Dat is niet in (NO2) elke periode en zuidelijke hetzelfde, uithoeken verschillen (ZO en ZW) ontstaan van Terra door Nova verschillen (figuur 18), in maar windrichting daar en stroming. sedimenteert ook weinig P. Maar uiteindelijk komt overal ongeveer evenveel terecht. Ook daarom is een langdurige, Op alle andere plaatsen slaat meer ijzer neer dan er gemiddeld is toegevoegd. Dat is geleidelijke, niet in elke periode toevoeging hetzelfde, noodzakelijk. verschillen ontstaan door verschillen in windrichting en stroming. Maar uiteindelijk komt overal ongeveer evenveel terecht. Ook daarom is een langdurige, geleidelijke, toevoeging noodzakelijk. Figuur 17 De verschillende locaties waar sedimentvallen zijn geplaatst en waar water- en bodemkwaliteit werd gemonitord Figuur 17: De verschillende locaties waar sedimentvallen zijn geplaatst en waar water- en bodemkwaliteit werd gemonitord IJzersuppletie in Laagveenplassen 27/54

29 70 Figuur 18 De hoeveelheid ijzer in de sedimentvallen. Er is gemiddeld 28 g Fe/m2 toegevoegd tussen mei 2010 en augustus 2011 g Fe / m g Fe / m feb11- mei11: +5 g/m2 ijzer in sedimentvangers t.o.v. toegevoegde hoeveelheid 70 aug10- feb11: +11 g/m2 mei11- aug11: +6 g/m2 mei10- aug10: +6 g/m2 60 feb11- mei11: +5 g/m2 50 aug10- feb11: +11 g/m2 mei10- aug10: +6 g/m M- NW 10 NW M- NO NW2 M ZO ZW NO2 0 Figuur 18: De M- NW hoeveelheid NW ijzer M- NO in de sedimentvallen. NW2 M Er ZO is gemiddeld ZW 28 NO2 g Fe/m2 toegevoegd tussen mei 2010 en augustus Figuur 18: Ook De in hoeveelheid 2012 is het ijzer in de plas sedimentvallen. nog mobiel. Er De is ijzerconcentraties gemiddeld 28 g Fe/m2 Ook in 2012 is het ijzer in de plas nog mobiel. De ijzerconcentraties (opgelost) (opgelost) zijn zijn nog verhoogd tussen vermoedelijk mei 2010 en is augustus ook nog colloïdaal toegevoegd nog verhoogd en vermoedelijk is ook nog colloïdaal ijzer ijzer aanwezig. aanwezig. Een Een flink flink deel deel van het ijzer ligt van het ijzer op ligt de bodem op de en bodem wervelt en makkelijk wervelt op makkelijk om elders op te om kunnen elders bezinken. te kunnen In de proefvakken van Ook in de 2012 pilot is bleek het ijzer dat ijzer in de zelfs plas in voldoende nog mobiel. mate De in ijzerconcentraties het proefvak zonder (opgelost) ijzer kon doordringen zijn bezinken. In de proefvakken van de pilot bleek dat ijzer zelfs in voldoende mate in nog verhoogd om ook daar en vermoedelijk nalevering te is beperken ook nog (zie colloïdaal paragraaf ijzer 2.2.3). aanwezig. Een flink deel het proefvak zonder ijzer kon doordringen om ook daar de nalevering te beperken van het ijzer ligt op de bodem en wervelt makkelijk op om elders te kunnen (zie paragraaf 2.2.3). bezinken Fosfaatnalevering In de proefvakken in van de plas de pilot bleek dat ijzer zelfs in voldoende mate in het proefvak Doordat zonder het ijzer ijzer nog kon niet doordringen goed was gemengd om ook in de daar toplaag de nalevering van het sediment, te beperken Fosfaatnalevering in de plas waren de fosfaatconcentraties 2.2.3). (zie paragraaf Doordat het ijzer nog niet alleen goed in gemengd de bovenste was cm in van de het toplaag bodemvocht van het gedaald. sediment, Daarnaast werd door waren de fosfaatconcentraties het gevormde ijzerlaagje alleen op de in bodem de bovenste de fosfaatmobilisatie cm van het naar bodemvocht de waterlaag sterk geremd Fosfaatnalevering Het lijkt erop dat in in de sommige plas gedaald. Daarnaast werd door het gevormde gevallen wel ijzerlaagje kleine ijzerfosfaat op de bodem deeltjes de (<0,2 µm) vrij kunnen Doordat komen het ijzer in het nog water, niet die goed indirect gemengd beschikbaar was kunnen in de toplaag zijn voor van planten het sediment, fosfaatmobilisatie naar de waterlaag sterk geremd. Het lijkt erop dat in sommige en algen. Tot nu toe is waren dit de verschijnsel fosfaatconcentraties alleen waargenomen alleen in in de het bovenste pilot proefvak cm van met het ijzer. bodemvocht gevallen wel kleine ijzerfosfaat deeltjes (<0,2 µm) vrij kunnen komen in het gedaald. Daarnaast werd door het gevormde ijzerlaagje op de bodem de water, die indirect beschikbaar kunnen zijn voor planten en algen. Tot nu toe is dit fosfaatmobilisatie naar de waterlaag sterk geremd. Het lijkt erop dat in sommige Figuur verschijnsel 19 De nalevering alleen waargenomen van fosfaat (PO4, opgelost) in het en fosfor pilot (P, proefvak inclusief kleine, met vaste ijzer. deeltjes) in drie opeenvolgende jaren, gevallen wel kleine ijzerfosfaat deeltjes (<0,2 µm) vrij kunnen komen in het PO4 mobilisatie (mmol/m2/j) voor twee locaties in de plas water, 25.0 die indirect beschikbaar kunnen zijn voor planten en algen. Tot nu toe is dit 25.0 verschijnsel alleen waargenomen in het pilot proefvak met ijzer PO4 mobilisatie (mmol/m2/j) ijzer in sedimentvangers t.o.v. toegevoegde hoeveelheid Plas M- NO Plas NO April April April April April April Plas M- NO Figuur 19: De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor (P, inclusief kleine, vaste deeltjes) in drie opeenvolgende Plas M- NO jaren, voor Plas NO twee locaties in de plas. Plas M- NO Plas NO Figuur 19: De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor (P, inclusief kleine, vaste De nalevering is in 2010, 2011 en 2012 bepaald aan de hand van een aantal deeltjes) in drie opeenvolgende jaren, voor twee locaties in de plas. intacte bodemkolommen die telkens op twee plaatsen werden gestoken (NO en M- NO). Als gevolg van de grote variatie tussen de kolommen die op een locatie zijn De nalevering is in 2010, 2011 en 2012 bepaald aan de hand van een aantal intacte bodemkolommen die telkens op twee plaatsen werden gestoken (NO en M- NO). Als gevolg van de grote variatie tussen de kolommen die op een locatie zijn 20 P mobilisatie (mmol/m2/j) mei11- aug11: +6 g/m2 April 2010 April 2011 April 2012 April 2010 April 2011 April 2012 Plas NO IJzersuppletie in Laagveenplassen 29/54 P mobilisatie (mmol/m2/j) IJzersuppletie in Laagveenplassen 29/54

30 De nalevering is in 2010, 2011 en 2012 bepaald aan de hand van een aantal intacte bodemkolommen die telkens op twee plaatsen werden gestoken (NO en M-NO). Als gevolg van de grote variatie tussen de kolommen die op een locatie zijn gestoken (door de heterogeniteit van de bodem) zijn de resultaten minder eenduidig dan gewenst. Duidelijk is dat de nalevering van fosfaat sterk is afgenomen tot nihil, de bodem lijkt zelfs fosfaat te adsorberen (figuur 19). Ook het vrijkomen van P-totaal (dus inclusief kleine, vaste deeltjes) toont een negatieve trend. 3.3 Effecten op de waterkwaliteit 3.3 Het Effecten basismeetprogramma op de waterkwaliteit gaf goed inzicht in de situatie vóór, tijdens 3.3 Effecten op de waterkwaliteit de ijzersuppletie. Het basismeetprogramma gaf goed inzicht Het basismeetprogramma in de situatie vóór, tijdens gaf en goed vlak inzicht na de ijzer- in de situatie vóór, tijdens Totaal P Figuur 20. De zom suppletie. de 0,2 ijzersuppletie. fosfaatconcentrati 0,18 Totaal Figuur 20. De zom 0,16 Totaal P 0,2 daalde van Figuur 20 De zomergemiddelde fosfaatconcentratie 0,2 0,14 0,18 fosfaatconcentrati (P-totaal) daalde van 0,065 mg/l in ,18 naar in 201 0,12 0,16 0,16 daalde van naar 0,038 in 2010 en 0,012 in ,14 0, Deze daling 0,14 Deze daling kan voor een groot deel worden 0,08 0,12 naar in 201 0,12 groot deel worden 0,06 0,1 toegeschreven aan de sterke afname van de Deze 0,1 daling 0,04 toegeschreven aan 0,08 fosfaatnalevering vanuit de bodem 0,08 groot deel 0,02 worden 0,06 afname van 0,06 0,04 0 toegeschreven 0,04 fosfaatnalevering aa 0,02 0,02 afname van de bodem. 0 datum fosfaatnalevering datum datum Figuur bodem. 21. De con Figuur 21 De concentraties opgelost (ortho)fosfaat daalden van 0,033 mg/l in 2009 naar 0,005 in 2010 en 0,004 in De ijzertoevoeging zal ook fosfaat uit externe bronnen en het in het water aanwezige fosfaat hebben vastgelegd. Verwacht wordt dat de fosfaatconcentratie na het stoppen van de suppletie weer wat zal toenemen, maar niet tot de oude waarden Figuur 22 De zomergemiddelde concentratie Chl-a nam af van 67 µg/l in 2009 naar 47 in 2010 en 11 in De algenbloei is dus verdwenen mg / liter mg mg / liter / liter mg mg / liter / liter mg / liter microgram microgram / liter / liter / liter mg / liter mg mg / liter / liter 0,2 0,18 0,16 0,2 0,2 0,14 0,18 0,18 0,12 0,16 0,16 0,14 0,14 0,08 0,12 0,12 0,06 0,1 0,1 0,04 0,08 0,08 0,02 0,06 0,06 0,04 0 0,04 0,02 0, Ortho Ortho P Ortho P datum datum Chl-a Chl-a Chl-a datum datum datum datum Zwevende stof Zwevende stof Zwevende stof opgelost (ortho)fo van Figuur mg/l De con in opgelost in 2010 (ortho)fo en van De ijzertoev mg/l in ook fosfaat in 2010 uit en ext en het De in het ijzertoev wate fosfaat ook fosfaat hebben uit ext va Verwacht en het in het wordt wate da concentratie fosfaat hebben na va he de Verwacht suppletie wordt weer d toenemen, concentratie maar na he n oude suppletie waarden. weer toenemen, maar n oude Figuur waarden. 22. De zom concentratie Chl-a 67 Figuur µg/l 22. in 2009 De zom na concentratie en 11 in Chl-a De 67 µg/l in 2009 dus verdwenen. na en 11 in De dus verdwenen. Figuur 23. De hoe zwevende stof in d Figuur 23. De af van 13.0 mg/l hoei zwevende stof in 11.5 in 2010 en 4d af van 13.0 mg/l is voor een groot i 11.5 in 2010 en gevolgd van de ve 4 is voor een algen. Duidelijk groot is gevolgd van de geen grote hoevee algen. Duidelijk blijven zweven. is geen grote hoeve

31 0 STOWA IJzersuppletie in Laagveenplassen datum Figuur 23 De hoeveelheid zwevende stof in de zomer nam af van 13,0 mg/l in 2009 naar 11,5 in 2010 en 4,6 in Dit is voor een groot deel het gevolg van de verdwenen algen. Duidelijk is ook dat er geen grote hoeveelheden ijzer blijven zweven mg / liter Zwevende stof datum Figuur 23. D zwevende s af van in 201 is voor een gevolgd van algen. Duid geen grote blijven zwev Figuur 24 Figuur 25 Figuur 26 De sulfaatconcentratie in de zomer nam af van 13.2 mg/l in 2009 naar 12.5 in 2010 en 10.5 in Omdat sulfaat de nalevering vanuit de bodem versterkt en leidt tot veenafbraak is dit een gunstig bijeffect. Tenzij de sulfaatconcentratie afnam doordat de sulfaatreductie toenam De ph daalde van 8,6 in 2009 naar 8,3 in 2010 en 7,6 in 2011 en bleef ruim boven de 6,5. Voor de eenmalige uitschieter is geen verklaring, de dosering ging niet sneller dan anders. Een ph van 6 is echter nog steeds geen probleem De ijzerconcentratie in de zomer nam toe van 0,13 mg/l in 2009 naar 0,20 in 2010 en 0,27 in Deze gehalten bleven ruim onder de norm van 6 mg/liter IJzersuppletie in Laagveenplassen Sulfaat mg / liter mg / liter mg / liter mg / liter mg / liter mg / liter mg / liter mg / liter mg / liter Sulfaat ,5 0,6 0,4 0,4 0,5 0,3 0,3 0,4 0,2 0,2 0,3 0,1 0,1 0,20 0, datum Chloride datum Chloride Chloride Sulfaat datum ph 11 ph ph datum IJzer datum 0,8 IJzer 0,8 0,7 IJzer 0,7 0,8 0,6 0,6 0,7 0,5 80 datum datum datum datum datum datum Figuur 24. D Figuur sulfaatconce 24. D sulfaatconce nam Figuur af 24. van D nam sulfaatconce naar af 12.5 van in naar nam af 12.5 Omda van in naar nalevering 12.5 Omda inv nalevering versterkt Omda env versterkt nalevering veenafbraak env veenafbraak versterkt bij-effect. en T bij-effect. veenafbraak sulfaatconce T sulfaatconce bij-effect. doordat de T doordat sulfaatconce toenam. de doordat toenam. de Figuur toenam. 25. D Figuur 8.6 in D Figuur in D 7.6 de in Voo de uitschieter in 2011 Vooi uitschieter de 6.5. dosering Vooi de uitschieter dan dosering anders. i dan echter de dosering anders. nog echter probleem. dan anders. nog probleem. echter nog probleem. Figuur 26. D Figuur in de zomer 26. D in mg/l Figuur de in zomer D mg/l in en de 0.27 in zomer 200 in 2 en mg/l bleven 0.27 in ruim 200 in 2 bleven en 6 mg/liter ruim in 2 6 bleven mg/liter. ruim 6 mg/liter. Figuur 27. D Figuur concentratie 27. D concentratie Figuur toe van D toe concentratie 52.4 van in toe Dat van is in ruim Dat 52.4 grenswaard is in ruim 201 grenswaard Dat is ruim grenswaard

32 0,1 0 STOWA IJzersuppletie in Laagveenplassen datum Chloride Figuur 27. De chlo Figuur 27 De chlorideconcentratie in de zomer nam toe van 46,4 mg/l in 2009 naar 52,4 in 2010 en 67,5 in Dat is ruim beneden de grenswaarden van 200 mg/liter mg / liter concentratie in de toe van 46.4 mg/l 52.4 in 2010 en 6 Dat is ruim bened grenswaarden van datum Geschatte werkingsduur Hoe lang ijzersuppletie gaat werken valt op verschillende manieren in te schatten. Daarbij gaan we uit van een dosering van 33 g Fe/m 2. 1 Op basis van interne en externe P-fluxen: theoretisch genoeg ijzer voor 42 jaar, worst case 26 jaar (bij hoge interne P-fluxen). Dan zal al het toegevoegde ijzer verzadigd zijn met fosfaat IJzersuppletie in Laagveenplassen 2 Op basis van P in bodem: voldoende ijzer voor alle P in sedimentdieptes van 15-60cm. Bovendien is er 1,5 tot zes keer zoveel ijzer dan P in het water en in de 10 cm toplaag van het sediment. 3 Op basis van fosfaatmobilisatie in het beijzerde petgat: de mobilisatie van colloïdale ijzerfosfaat deeltjes (zoals in 2011 gebeurde) zou de werkingsduur kunnen beperken, gesteld dat algen die als bron kunnen gebruiken. Of een dergelijke mobilisatie bij een meer geleidelijke toevoeging en op de langere termijn kan voorkomen, moet nog blijken. 4 Op basis van gewenste Fe:PO4-ratio in bodemvocht > 10 (Geurts et al. 2008): Dat is (nog) niet overal bereikt, dus een schatting is (nog) niet mogelijk. Na verloop van tijd zal het ijzer beter in de toplaag van de bodem zijn gemengd. Belangrijk is nu echter dat er een ijzerlaagje op de bodem ligt dat fosfaatmobilisatie tegengaat. 5 Op basis van P in bodemvocht: (nog) geen effect van ijzer, dus een schatting is (nog) niet mogelijk. 3.5 Vergelijking met andere metalen Om ijzersuppletie te kunnen vergelijken met alternatieve behandelingen, werd een cilinderexperiment opgezet in Terra Nova. Hierbij werd geleidelijk ijzerchloride, poly-aluminiumchloride (PAC), aluminiumchloride, Phoslock (bentonietkleideeltjes opgeladen met lanthaan) of Phoslock + PAC aan het water in de cilinders (ø 1m) toegevoegd, naast vier controlecilinders (figuur 28). De dosis was overal vergelijkbaar met 100 g/m 2 ijzer, maar werd wel vier keer zo snel toegediend als in de plas (1,68 g/m 2 /week). 23

33 Figuur 28 cilinderexperiment opgezet in Terra Nova. Hierbij werd geleidelijk ijzerchloride, poly-aluminiumchloride (PAC), aluminiumchloride, Phoslock (benthonietkleideeltjes STOWA IJzersuppletie in Laagveenplassen opgeladen met lanthaan) of Phoslock + PAC aan het water in de cilinders (ø 1m) toegevoegd, naast 4 controle cilinders (figuur 28). De dosis was overal vergelijkbaar met 100 g/m 2 ijzer, maar werd wel 4x zo snel toegediend als in de De cilinders met de verschillende alternatieve behandelingen in het proefvak zonder ijzer plas (1,68 g/m 2 /week). Figuur In alle 28: behandelde De cilinders cilinders met de bleek verschillende fosfaatmobilisatie alternatieve naar behandelingen waterlaag in het en de proefvak fosfaatconcentratie alle ijzer. behandelde in het bodemvocht cilinders veel bleek lager de te fosfaatmobilisatie liggen dan in de controlecilinders naar waterlaag (na 60% en van de de zonder In fosfaatconcentratie totale dosering; figuur in 29). het Hierdoor bodemvocht bleven veel ook de lager fosfaatconcentraties te liggen dan in in de het controle oppervlaktewater laag (na en 60% was het van water de totale meestal dosering; helderder figuur dan in 29). de controlecilinders. Hierdoor bleven Wel ook hadden de de cilinders fosfaatconcentraties met Phoslock behandelde in het cilinders oppervlaktewater in de zomer last laag van en flab was (floating het water algal beds, meestal algendrijflagen). Bij de dan ijzerbehandeling in controle vond cilinders. echter Wel mobilisatie hadden de van met P plaats Phoslock en bovendien behandelde was de IJzersuppletie in Laagveenplassen 33/54 helderder cilinders P-concentratie last van in het flab bodemvocht (floating algal niet verlaagd. beds, algendrijflagen) Ook dit kan mogelijk in de worden zomer. veroorzaakt Bij de ijzerbehandeling door aanwezigheid vond kleine er echter ijzerfosfaat mobilisatie colloïden van in de P waterlaag. plaats en bovendien was de P concentratie in het bodemvocht niet verlaagd. Ook dit kan mogelijk worden Figuur 29 veroorzaakt De nalevering van fosfaat door (PO4, de aanwezigheid opgelost) en fosfor (P, kleine inclusief ijzerfosfaat kleine, vaste deeltjes) colloïden na toevoeging de van waterlaag. verschillende metalen (na 60% van de totale dosering) 15 PO₄ mobilisatie (+SEM) 15 TP mobilisatie (+SEM) PO₄ mobilisatie (mmol m ˉ² y ˉ¹) AlCl PAC PL+ PL FeCl con TP mobilisatie (mmol m ˉ² y ˉ¹) AlCl PAC PL+ PL FeCl con 25 PO₄ bodemvocht (+SEM) 35 TP bodemvocht (+SEM) PO₄ bodemvocht (µmol/l) AlCl PAC PL+ PL FeCl con TP bodemvocht (µmol/l) AlCl PAC PL+ PL FeCl con Figuur 29: De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor (P, inclusief kleine, vaste deeltjes) na toevoeging van verschillende metalen (na 60% van de totale dosering). Daarnaast daalt de ph flink in de cilinders waar ijzer- en aluminiumchloride aan toegevoegd is, tot een ph van respectievelijk 5,5 en 5,0. Ook stijgt de ammoniumconcentratie in het oppervlaktewater flink in deze behandelingen, wat de groei van waterplanten kan remmen. Uit een laboratoriumexperiment blijkt echter dat de groei van Waterpest niet beïnvloed wordt door de toegepaste behandelingen. Dit betekent dus dat Waterpest ook gebonden fosfaat kan blijven gebruiken, maar dat algengroei wel geremd wordt door een afname van de fosfaatmobilisatiesnelheid 24 en dus een afname van de fosfaatbeschikbaarheid in de waterlaag. Uit dit cilinderexperiment blijkt dat alternatieven voor ijzerchloride (nog) beter kunnen werken, maar deze alternatieven zijn wel (vele malen) duurder.

34 Daarnaast daalt de ph flink in de cilinders waar ijzer- en aluminiumchloride aan is toegevoegd, tot een ph van respectievelijk 5,5 en 5,0. Ook stijgt de ammonium-concentratie in het oppervlaktewater flink in deze behandelingen, wat de groei van waterplanten kan remmen. Uit een laboratoriumexperiment blijkt echter dat de groei van waterpest niet wordt beïnvloed door de toegepaste behandelingen. Dit betekent dus dat waterpest ook gebonden fosfaat kan blijven gebruiken, maar dat algengroei wel geremd wordt door een afname van de fosfaatmobilisatiesnelheid en dus een afname van de fosfaatbeschikbaarheid in de waterlaag. Uit dit cilinderexperiment blijkt dat alternatieven voor ijzerchloride (nog) beter kunnen werken, maar deze alternatieven zijn wel (vele malen) duurder. 3.6 Effecten op de biologie 3.6 Effecten op de biologie Waterplanten Waterplanten Terra Nova bestaat uit twee delen die onderling sterk verschillen. Het zuidelijke petgatengebied Nova is bestaat helder en uit plantenrijk. twee delen Het die noordelijke onderling sterk deel verschillen. is, tot het praktijkexperiment Het zuidelijke met ijzer- Terra petgatengebied suppletie begon, is helder gedomineerd en plantenrijk. door blauwalgen Het noordelijke en zeer deel arm is, aan tot waterplanten het en oevervegetatie. In 2009 en in met 2010 ijzersuppletie wordt in dit noordelijke begon, gedomineerd deel dan ook door zeer blauwalgen weinig vegetatie en aangetrof- praktijkexperiment zeer fen arm (Mettrop, aan waterplanten 2009; Nat 2012; en oevervegetatie. figuur 30). In 2009 en in 2010 wordt in dit noordelijke deel dan ook zeer weinig vegetatie aangetroffen (Mettrop 2009; Nat 2012; figuur 30). Figuur 30 Vegetatiekaart Terra Nova in 2009 Figuur 30: Vegetatiekaart Terra Nova in In tegenstelling tot de pilot, waar het doorzicht niet toenam door een te snelle ijzersuppletie, is het gemiddeld Secchi-doorzicht in Terra Nova enorm toegenomen van 34 cm in 2009 tot 88 cm in

35 In tegenstelling tot de pilot, waar het doorzicht niet toenam door een te snelle ijzersuppletie, is het gemiddeld Secchi-doorzicht in Terra Nova enorm toegenomen van 34 cm in 2009 tot 88 cm in Figuur 31 (a) Er zijn meer veranderingen te zien: het gemiddelde bedekkingspercentage submerse vegetatie is in 2011 verdubbeld t.o.v (van 9% naar 18%). Dat is overigens nog steeds laag. Het aantal aangetroffen soorten is negen gebleven. In 2010 waren vier hiervan kroossoorten en in 2011 is dat er nog maar een. De grootste toename van frequentie wordt gezien bij waren Elodea waren nuttallii. vier vier hiervan Deze soort kroos-soorten werd in 2010 en op in 2011 één in 2011 meetlocatie is dat is dat er er nog aangetroffen nog maar maar een. en een. in De 2011 De grootste op 25. De toename fonteinkruiden van van frequentie Potamogeton wordt wordt crispus gezien gezien en vooral bij bij Elodea P. pusillus nuttallii. zijn weer Deze Deze terug soort soort van werd weggeweest. werd in 2010 in 2010 op De op 1 score 1 meetlocatie op de KRW-maatlat aangetroffen steeg en van en in in in op naar op De De 2011 fonteinkruiden (Nat 2012). Potamogeton crispus en en vooral vooral P. P. pusillus zijn zijn weer weer terug terug van van weggeweest. De De score score op op de de Het KRW-maatlat effect van ijzertoediening soorten steeg steeg op van de van macrofytenbedekking naar naar 124 en 124 in soortenrijkdom 2011 in 2011 (Nat (Nat in 2012). Terra Nova is na meer dan een jaar ijzerdosering in september 2011 gemeten. Deze meting bestond uit Het bedekkingsschattingen Het effect effect van van ijzertoediening door middel op op de van het macrofytenbedekking afharken van bodem, visuele soortenrijkdom metingen in via in Terra een Terra kijkbuis Nova Nova is en na is het na meer tot meer op dan soort dan een determineren een jaar jaar ijzerdosering van het geharkte in in september materiaal Resultaten 2011 gemeten. van deze Deze metingen Deze meting staan weergegeven bestond uit uit bedekkingsschattingen figuur 31. door door middel van van het het afharken van van de bodem, visuele metingen via via een een kijkbuis en en het het tot tot op op soort soort determineren van van het het geharkte materiaal. Resultaten van van deze deze metingen staan staan weergegeven in in Macrofyten bedekking in percentages. (b) Macrofyten soorten weergegeven als percentages per plek. Metingen uitgevoerd eind figuur figuur september 2011 in Terra Nova Bedekking (%) (%) Macrofyten Geen Geen Smalle Smalle waterpest Tenger Tenger fonteinkruid Draadalg Gekroesd fonteinkruid Groot Groot nimfkruid Stompbladig fonteinkruid Figuur Figuur (a) (a) Macrofyten bedekking in percentages. (b) (b) Macrofyten soorten weergegeven als als percentages per plek. plek. Metingen uitgevoerd eind eind september in Terra in Terra Nova. Nova. In figuur 31a is duidelijk te zien dat macrofyten in het najaar van 2011 al flink opkomen, In met In figuur aan figuur de 31a 31a oostzijde is is duidelijk van de te plas te zien zien bedekkingen dat dat macrofyten oplopend in het in tot het najaar 25%. najaar Van van van de meetlocaties al flink al flink waren opkomen, maar met dertien met aan aan locaties de oostzijde zonder van waterplanten. van de de plas plas Hoewel bedekkingen waterpest oplopend de voornaamste tot tot 25%. 25%. soort Van Van is de die de 42 werd 42 gevonden, meetlocaties zijn waren waren ook verscheidene maar maar fonteinkruiden locaties zonder en waterplanten. nimfkruid aangetroffen Hoewel (figuur 31b). waterpest Deze metingen de de voornaamste laten zien soort dat soort de is macrofytenpopulatie die is die werd werd gevonden, in zijn Terra zijn ook Nova, ook verscheidene die voor ijzerdoseringen fonteinkruiden bijna en was en verdwenen nimfkruid in aangetroffen de plas, bezig is (figuur aan 31b). een 31b). opmars Deze Deze en langzaam metingen laten weer laten begint zien zien dat terug dat de te de keren macrofytenpopulatie in Terra Nova. in Terra in Terra Nova, Nova, die die voor voor de de ijzerdoseringen bijna bijna was was verdwenen in de in de plas, plas, bezig bezig is aan is aan een een opmars en en langzaam weer weer begint begint terug terug te keren Dat keren de in bedekkingen Terra Terra Nova. Nova. nog niet erg hoog zijn, kan worden verklaard door de korte duur van de periode na ijzersuppletie. Waarschijnlijk remt herbivorie door kreeften ook een snelle groei. Dat Eerder Dat onderzoek bedekkingen liet nog zien nog niet dat niet ook erg erg herbivorie hoog hoog zijn zijn door kan kan watervogels worden verklaard de groei door van door waterplanten de de korte korte duur sterk duur van kan van remmen de periode (van na de na Haterd ijzersuppletie. & ter Heerdt, Waarschijnlijk 2007). remt remt herbivorie door door kreeften ook ook een een snelle snelle groei. groei. Eerder onderzoek liet liet zien zien dat dat ook ook herbivorie door door watervogels de de groei groei van van waterplanten sterk sterk kan kan remmen (van (van de de Haterd & ter & ter Heerdt 2007) Visstand De De verwachting is dat, is dat, door door het het succesvol bestrijden van van algenbloei, het het doorzicht

36 3.6.2 Visstand De verwachting is dat, door het succesvol bestrijden van algenbloei, het doorzicht en de hoeveelheid ondergedoken waterplanten en mogelijk ook de hoeveelheid oeverplanten sterk zal toenemen. Daarmee zal ook de visstand en de score daarvan op de KRW-maatlat verbeteren (Schep, 2006; Hop & Kampen, 2009). In 2008 scoorde het noordelijke deelgebied van Terra Nova waar de blauwalgenbloeien voorkomen nog Ontoereikend (tabel 4). In de toekomst zal de score naar Goed gaan. Die verbetering zal echter niet direct binnen één of twee jaar plaatsvinden. Daarom is afgezien van de kostbare monstering van de gehele plas. Belangrijk aandachtspunt op de korte termijn is wel de conditie en de rekrutering van de daarvan op de KRW-maatlat verbeteren (Schep 2006; Hop en Kampen 2009). In visstand. Verhoogde ijzerconcentraties en verminderd voedselaanbod zouden daarop een 2008 scoorde het noordelijke deelgebied van Terra Nova waar de negatief effect kunnen hebben. Echter in de bezinkbassins van waternet te Nieuwegein, die blauwalgenbloeien voorkomen nog Ontoereikend (tabel 4). In de toekomst zal de doorstroomd worden met water waarin met ijzerchloride slib uitvlokt en waar een dikke laag score naar Goed gaan. Die verbetering zal echter niet direct binnen één of twee ijzerslib op de bodem ligt, wordt al tien jaar gezonde vis gevangen (Kalkman 2001, 2002, 2003, jaar plaatsvinden. Daarom is afgezien van de kostbare monstering van de gehele 2004, 2010). IJzersuppletie en ijzerslib zijn dus niet per definitie schadelijk. plas. Tabel 4 eoordeling van de visstand op de KRW-maatlatten. Bij 0.6 is het KRW-doel gehaald. Uit Hop en Kampen 2009 Tabel beoordeling visstand Terra Nova in 2008 (Hop en Kampen 2009) Belangrijk aandachtspunt op de korte termijn is wel de conditie en de rekrutering van de visstand. Verhoogde ijzerconcentraties en verminderd voedselaanbod zouden daarop een negatief effect kunnen hebben. Echter in de bezinkbassins van waternet te Nieuwegein, die doorstroomd worden met water waarin met ijzerchloride slib uitvlokt en waar een dikke laag ijzerslib op de bodem ligt, wordt al tien jaar gezonde vis gevangen (Kalkman 2001, 2002, 2003, 2004, 2010). IJzersuppletie en ijzerslib zijn dus niet per definitie schadelijk. Tabel 4: Beoordeling van de visstand op de KRW-maatlatten. Bij 0.6 is het KRW-doel gehaald. Uit Hop en Kampen Toxische effecten van het toegevoegde ijzer op de vis worden niet verwacht (ter Heerdt, 2012). Toxische IJzer (III) kan effecten toxisch van zijn. het Maar toegevoegde het meeste ijzer zal op zich de binden vis worden aan/tot niet vaste verwacht stoffen en (ter neerslaan als 2012). ijzerslib. IJzer De (III) binding kan van toxisch IJzer (III) zijn. tot Maar een vaste het meeste stof gebeurt ijzer in zal een zich fractie binden van een Heerdt aan/tot seconde. vaste Als de stoffen doseringssnelheid en neerslaan voldoende als ijzerslib. laag is, De zullen binding hoge van ijzer IJzer III-gehalten (III) tot dus een niet vaste voorkomen. stof gebeurt De ijzer in totaal-gehalten een fractie van blijven een tijdens seconde. het praktijkexperiment Als de doseringssnelheid Terra Nova onder de 0,75 laag mg/liter. is, zullen De ijzer hoge III-gehalten ijzeriii-gehalten zullen nog lager dus zijn. niet Dat voorkomen. is dus ruim De onder ijzer- de norm voldoende totaal van LC50 gehalten waarde blijven van 28 tijdens 50 mg het ijzer praktijkexperiment (III)/liter voor een gevoelige in Terra soort Nova als beekforel. onder de 0.75 mg/liter. De ijzer(iii)gehalten zullen nog lager zijn. Dat is dus ruim onder de norm van Om LC50 een beeld waarde te krijgen van 28 van en het 50 effect mg van ijzer ijzeradditie (III)/liter op voor de visconditie een gevoelige in Terra soort Nova als is ATKB beekforel. gevraagd om een inventarisatie van de visstand in het met ijzer behandelde en het onbehandelde petgat uit te voeren, evenals een inventarisatie in een referentievak in Terra Nova Om zelf een (Rutjes, beeld 2011). te krijgen De inventarisatie van het heeft effect zich van gericht ijzeradditie op het beantwoorden op visconditie van de in volgende Terra Nova vragen: is ATKB gevraagd om een inventarisatie van de visstand in het met ijzer behandelde Welke soorten het komen onbehandelde er voor? petgat uit te voeren, evenals een inventarisatie in een Wat referentievak is de lengteverdeling Terra van Nova de gevangen zelf (Rutjes vissen? 2011). De inventarisatie heeft zich gericht Wat op is de het conditie beantwoorden van gevangen de vis volgende (lengte- en vragen: gewichtrelatie)? - Zijn Welke er uiterlijke soorten beschadigingen komen er voor? waarneembaar die het gevolg kunnen zijn van de toediening Wat van is ijzerchloride? lengteverdeling van de gevangen vissen? - - Wat is de conditie van de gevangen vis (Lengte-Gewicht-relatie)? - Zijn er uiterlijke beschadigingen waarneembaar die het gevolg kunnen zijn van de toediening van ijzerchloride? Door de beperkte oppervlakte en de plaatselijke omstandigheden is er besloten om op alle locaties met kieuwnetten te vissen, aangevuld met elektrovisserij in de oeverzone. Doordat op alle locaties met dezelfde inspanning is gevist en het 27 gegeven dat alle locaties van vergelijkbare grootte zijn kan op deze wijze een goede vergelijking worden gemaakt tussen de locaties. De bemonstering door ATKB is uitgevoerd op 25 en 26 oktober 2011 en de resultaten staan weergegeven in tabel 5.