Sporenelementen in grondwater in Nederlanddeel 1

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Maat: px
Weergave met pagina beginnen:

Download "Sporenelementen in grondwater in Nederlanddeel 1"

Transcriptie

1 Sorenelementen in grondwater in Nederlanddeel. Inleiding Sorenelementen zijn onder meer interessant vanwege hun economische waarde en de nauwe grenzen tussen tekort en lethale overdosis in de voeding van alle levende wezens. De afgeloen decennia is de belangstelling ervoor in grondwater aanzienlijk toegenomen, hetgeen verband houdt met de volgende ontwikkelingen: milieuverontreiniging; P.J. STUYZAND Afdeling Winning & Bodem KIWA NV de ontwikkeling van snelle en gevoelige methoden van chemische analyse; eidemiologisch onderzoek naar bijvoorbeeld de relatie tussen de ziekte van Altzheimer en aluminium in drinkwater [Anoniem, 990]; de accumulatie van diverse sorenelementen in slib afkomstig van snelfilters voor de zuivering tot drinkwater (met name arseen; [Kruithof & Koers, 99]); en het gebruik van secifieke sorenelementen als (semi) natuurlijke indicatoren van de oorsrong van grondwater (B, Br,, I; [White, 97; Stuyfzand, 99c]). Voorliggende ublicatie beoogt: een beeld te schetsen van de huidige niveaus van sorenelementen in velerlei tyen grondwater in Nederland zonder verontreiniging door untbronnen; de voornaamste factoren van invloed o hun concentratie aan te geven met seciale aandacht voor diffuse bronnen van sorenelementen, inclusief de natuurlijke; de waargenomen niveaus te toetsen aan normen voor drinkwater [Waterleidingbesluit, 9] en aan referentiewaarden voor natuurlijk grondwater volgens de Leidraad Bodemsanering [LBS, 9], waarbij suggesties voor aanassing en uitbreiding van laatstgenoemde worden gedaan; en aan te geven welke sorenelementen wel en niet zinvol zijn om o te nemen in een bewakingsrogramma voor de grondwaterkwaliteit in gebieden zonder untbronnen, onder andere voor de bescherming van waterwingebieden.. Indeling Een eenduidige definitie van sorenelementen ontbreekt in de hydrochemie, dit in tegenstelling tot de geochemie waar elementen met concentratieniveaus kleiner dan gewichtsrocent als zodanig worden aangemerkt. Voor water zou, daaro aansluitend, gewichtsrocent van de totaal ogeloste bestand Samenvatting De concentratieniveaus van sorenelementen worden geresenteerd en besroken voor een breed scala grondwatertyen in Nederland, tot mnap en zonder verontreiniging door untbronnen. Het gaat daarbij zowel om zoet grondwater als om het omringende brakke tot zoute grondwater, in veelsoortige afzettingen van Kwartaire en Tertiaire ouderdom. Er blijkt een zeer grote variatie in concentraties te zijn, die in verband wordt gebracht met de volgende factoren: a. de samenstelling van de grondwateraanvulling, met onderscheid tussen regen, Rijn en Noordzeewater; b. het tye landgebruik; c. de mineralogische gesteldheid van de ondergrond; d. het hydrologische systeem, dat via asecten als ondergrondse reistijden, volumetrische veranderingen (bijvoorbeeld in geval van zoutwaterinrusie) en menging belangrijke geohydrochemische randvoorwaarden olegt; en e. de hydrochemische randvoorwaarden zoals zuurgraad, aërobie en dergelijke. Aanwijsbare mobiliserende factoren zijn: veranderingen in zuurgraad (zowel verzuring als alkalinisatie), veranderingen in redox toestand (zowel van oxiderend naar reducerend, als vice versa), een toename van comlexerende verbindingen in olossing (zoals bij eutrofiëring), het verdwijnen uit olossing van een tegenion (zoals bij reciitatie en sortie), en verdringing uit het sortiecomlex (onder andere bij zoet en zoutwater intrusie). Milieuroblemen als verzuring, verdroging, lokale vernatting, verzilting, eutrofiëring en siibaccumulatie blijken tot secifieke roblemen met beaalde sorenelementen te leiden. In het tweede deel, dat in een volgend nummer van dit blad verschijnt, wordt ingegaan o: de diffuse bronnen van sorenelementen in grondwater, normoverschrijdingen, een bijstelling en uitbreiding van natuurlijke referentie of streefwaarden voor grondwater, en een doelgerichte monitoring. delen (TDS) genomen kunnen worden. In water met 0 (kalkarm grondwater),.000 (Rijnwater) en (oceaanwater) mg TDS/L is dan nog srake van sorenelementen tot resectievelijk.000 en //g/l, hetgeen ook rijmt met een verwaarloosbare bijdrage aan de ionenbalans. O basis van de elektronenconfiguratie, elektronenaffiniteit en dichtheid kunnen edelgassen, nietmetalen, metalen en zware metalen (dichtheid kg/l) onderscheiden worden. In deze ublikatie beerken we ons tot de in Tabel I gerubriceerde elementen. Edelgassen ontbreken hierin, terwijl vooral aluminium onder bijzondere omstandigheden kan uitstijgen tot het niveau van de hoofdbestanddelen van water. De onderzochte sorenelementen zijn in Tabel I ingedeeld volgens een eigen variant o Goldschmidf s geochemische Massificatie (bijvoorbeeld in [Krauskof, 970]). Daarbij zijn de door Goldschmidt onderscheiden groeen chalcofiel (geconcentreerd in sulfiden), lithofiel (algemeen voorkomend in of tezamen met silicaten) en siderofiel (geassocieerd met gedegen ijzer) overgenomen, en is de groe hydrofiel (voorkeur voor ogeloste fase in water) toegevoegd. Deze indeling heeft ook hydrochemische betekenis, daar zij enkele belangrijke omstandigheden aangeeft waaronder de elementen kunnen mobiliseren in water: de chalcofielen in oxiderend milieu, de lithofielen in zuur milieu, de siderofielen in licht reducerend milieu, en de hydrofielen onder de meeste omstandigheden. Tot de hydrofielen zijn die elementen gerekend met een migratiecoëfficiënt M volgens Perelman [97] groter dan, waarbij: M = ^ ^ C TDS W met C w = concentratie in water, i.e. oceaanwater uit Tabel I (mg/l); C s = concentratie in gesteente, i.e. gemiddelde bodem o aarde uit Tabel I (mg/kg); TDS W = totaal ogeloste stoffen in water (mg/l). Interessant is tenslotte, het voorkomen van zogenaamde geo en hydrochemische tweelingen, dat zijn elementen met sterk gelijkend gedrag, hetgeen in veel gevallen leidt tot een grote voorselbaarheid van concentraties van de één uit de ander. Onder sorenelementen betreft het vooral AsSb, CdZn, HfZr, en onder een sorenelement en hoofdbestanddeel gaat het met name om AsP0, BrCl, GeSi0, Na, RbK en SrCa. In het eriodiek systeem der elementen staan deze elementen in dezelfde groe onder elkaar.. Gegevensverzameling De hier verwerkte hydrochemische gegevens stammen voornamelijk van de

2 H 0 () 99, nr. 77 TABEL I jst van onderzochte sorenelementen, met enkele kenmerken, gemiddelde concentratieniveaus in de bodem (naar [Rahn, 97]), oceaan (naar [Van der Sloot, 979]), regenwater langs Hollands kust (naar [Stuyjzand, 99] en Rijnwater (Vuren, 909 volgens Stuyfzand [9], met aanvullingen volgens Van der Sloot et al., 9), en de in Nederlands grondwater gemeten minima en maxima, met onderscheid tussen hoge en lage H (deze studie). Son melement Symb Naam Ag Al As Au B Ba Be Br Cd Ce Co Cr Cs Cu Eu Hf Hg I La I.i Lu Mo Nd Ni Pb Rb Sb Sc Se Sm Sn Sr Ta Tb Te Ih Ti U V w Vb Zn Zilver Aluminium Arseen Goud Boor Barium Beryllium Bromide Cadmium Cerium Cobalt room Cesium Koer Euroium luoride Hafnium Kwik Jodium Lantaan thium Luthetium Molvbdeen Neodvmium Nikkel Lood Rubidium Antimoon Scandium Seleen Samarium Tin Strontium Tantaal Terbium Telluur Thorium 'Titaan Thallium Uranium Vanadium Wolfraam Ytterbium Zink Atoomgewicht' kg/m 7,7,9 7,9 9,97, 7,7 9,0 79,90,,9,99,90,,9,99 7,9,9,90,9,9 7,97 9,9,,9 7,,7,7,9 7,9,,7 7,,9,9 7,0,0 7,,,0 0,9, 7,0,9 geochemisch (Si) Si () Hv Hv () Si I.i (Hy) (Hy) (Hy) Si /Hy Si (Si) (Hv) Si () (Hy) (Hy) I.i () (Si) KarakterH fysisch chemisch zwmet nonmet zwmet nonmet halogeen zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet halogeen zwmet zwmet halogeen zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet nonmet zwmet zwmet zwmet zwmet nonmet zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet zwmet Toegeaste analysemethode«,, hydride, ICI', Ionchr,,,, Sel, Ionchr hy, Ionchr,, hv, hv,, v. ICP, (,,, bodem m 7 0, , SO ( 0,0 0 (0,7) (0) 0 0 () 7 0,0 (7) 0 () () <0,0.00 (,) 0 () 0 Gem: iddelde zeewater regenwater Mg/I Mg/l 9 <0,0 99, <0, 0,0.00 < 0,000 <0, ,00 0, 0, 0,7 0, 0,09 0,9, 0,000 0,0.0 7 < 0,00 0,0 0,0 0 0,0 70 <0, 0,000 < 0,009 0,7 0, 0,0, <0, 0, 0,9 0,0007 0,0 0,09 < 0,000 0,0 0,.0 7 < 0,00 0,000 <0,0 0,000 <0,0,, 0,0,9,0 0,000 Rijnwater /'g/l < < 70, 0,0 0, 0,,, 0,0,, 0, 0, (0) 0.9,0 0,09 Grondwater Nederland H >, /'g/l < < 0,0 0 < 0, <0,0.000 < 0, < 0,0 < < 0, < 0,0 < 7 < 0,000,0 <.00 < 0,000,07 < 0,0 < 0,.0 < 7 < 0,00 <, <0, < 0, < < 0, < 0,00 0,00,0 < 0,00 <0, <0,0 <0,0 < < 0,000,079 < 0,7 < 0,0,7 0,0, <0,0 a:groot = meest geschikte methode in verband met recisie en min. detectie limiet; = Atomaire Absortie Sectrofotometrie met een grafietoven, met matrix modifiers (ALM) en standaard additie (SA);hy = hydride met MM ensa;v = vlam; ICP = Induced Couled Plasma; Ionchr = Ionchromatografie; = Neutron Activerings Analyse; Sel = Selectieve elektrode. =H= : = alcotlel (sulfidevorm); Hy = hydrofiel (voorkeur voor ogeloste fase, met name in oceaanwater); = thofiel (silicaatvorm); Si = Siderofiel (ijzervorm); halogeen = niet, halogenide; = licht (s.g. < ); nonmet = niet; zwmet = zwaar (s.g. > ). = ontleend aan Lof (97). H <, Mg/l < 9000 < 0,000, < < 0,0, 00, 9 7, < 0,0, < 90 0,0, < 0 < 0,00 <0,0 00, 0,00,9 <, 99 0,90 0, 0,0, 0,0, < 0,0000,0 9 < 90 < 0,0 0,0, < < 0,000,0 < 0,0, 0,0,0 0,0, volgende studies, in volgorde van afnemende omvang van daaraan ontleende analyses: a. detailonderzoek in de Holocene kuststrook van WestNederland in de eriode door het Instituut voor Aardwetenschaen van de Vrije Universiteit en door KIWA [Stuyfzand et al, 9; Stuyfzand & Reiniers, 990; Stuyfzand, in rej; b. een tiental regionale studies in de eriode 999 door KIWA rondom en in diverse waterwingebieden gelegen in de Pleistocene heuvels van Nederland (veelal ongeubliceerde gegevens); c. een landelijk onderzoek in 9 door ECN en RIVM grotendeels aan utten behorende tot het landelijk meetnet grondwater [Van der Sloot et al., 9; Arends etat, 9; Broers, 9]; d. een uitvoerig onderzoek naar de samenstelling van Rijnoevergrondwater in de eriode 99 door KIWA [Stuyfzand, 9 en 97] en RIVM [Grakist et al, 9] en e. enkele nationale inventarisaties, zoals die van fluoride [Stas et al., 97], jodium [Gezondheidsraad, 9] en B, Ba, Br, en (RIVM, ongeubliceerde gegevens). Een belangrijke voorwaarde voor toelating van sorenelementanalyses was de aanwezigheid van informatie over materiaal en methoden, concentraties van hoofdbestanddelen, landgebruik, hydrologisch stromingsstelsel en geologische obouw. Dat voorkomt oname van mogelijk onbetrouwbare gegevens en van onberiselijke analyseresultaten, die geen grondige interretatie toelaten door het ontbreken van achtergrondinformatie. Alleen geulste waarnemingsutten met een filterlengte < m zijn in beschouwing genomen, met uitzondering van Rijnoevergrondwater waar ook omutten gebruikt zijn. In onverbuisde boringen met bijvoorbeeld het soel of luchtliftsysteem, wordt namelijk zoveel, meestal zuurstofhoudend werkwater gebruikt en migreert er zoveel klei van doorboorde formaties en aangevulde klei de zandige

3 7 formaties in, dat de effecten daarvan nog jaren merkbaar kunnen zijn. Het duurt soms wel een jaar eer al het werkwater verdwenen is, en daarna worden de effecten van kationuitwisseling en o ondergrondse ontijzering lijkende rocessen zichtbaar [Stuyfzand, 9]. Korte filters verdienen de voorkeur in detaillistisch onderzoek vanwege een eenduidige herkomst van het monster en minder kans o menging in de ut wanneer niet bemonsterd wordt. In het laatste geval kunnen er allerlei reacties otreden tussen diverse watertyen met achterlating van een storend, reactief neerslag in of juist buiten de ut. De geselecteerde utten waren tenminste maal schoongeomt en bemonsterd in een tenminste jaar durende eriode voorafgaande aan de bemonstering voor een uitvoerige hydrochemische scan, om gesusendeerde deeltjes en ongewenste interacties met filter en stijgbuis (bijvoorbeeld Pb afkomstig van PVCstijgbuizen, zie [Poels & Dibbets, 9]) tot het minimum te beerken. Aan de uiteindelijke bemonstering ging het schoonomen van tenminste keer de inhoud van filter lus stijgbuis vooraf. Deze verversing werd in (semi)sanningsakketten voortgezet, totdat stabiliteit bereikt werd in de logs van het elektrisch geleidingsvermogen en de H van het ogeomte water. De meeste monsters werden met behul van vacuüm verkregen en zijn ter laatse gefiltreerd over het conventionele 0, //m membraan filter. Het deel van het monster bestemd voor de analyse van de meeste sorenelementen, Ca, Mg, e, Mn, Si0 en P0 werd direct aangezuurd tot H =, met behul van HN0 surauur en werd in het donker bij C bewaard in olyethyleen flessen, die tevoren gesoeld waren met HN0, gedestilleerd water en het te bemonsteren water. De toegeaste methoden voor analyse van de sorenelementen zijn in tabel I aangegeven, met indicatie van de naar eigen ervaring beste methode indien er meerdere zijn aangewend. Het betreft in alle gevallen totaalanalyses, dat wil zeggen van alle ogeloste elementsecies.. Overzicht van concentratieniveaus. Waargenomen minima en maxima Het waargenomen concentratiebereik (minimummaximum) in de selectie van Nederlandse grondwateren is voor de onderzochte elementen weergegeven in tabel I, met onderscheid tussen grondwater met H >, (kalkbuffer aanwezig) en <, (kalkbuffer uitgeut). Voor 9 van de elementen zijn die concentratiebereiken gesorteerd o afloend maximum in afb., met indicatie van de hydrochemische omstandigheden waaronder de maxima worden aangetroffen. Daarbij zijn drie groeen onderscheiden:. maxima die vooral relateren aan een hoog chloride gehalte;. maxima voornamelijk in associatie met een lage H; en. maxima die meer verband houden met andere omstandigheden, zoals secifieke redox condities en dergelijke. Tot groe behoren (afb. ): B, Ba, Br, I,, Mo en Sr (grotendeels hydrofielen); tot groe : Al, Au, Be, Cd, Ce, Co, Cr, Eu, La, Lu, Nd, Ni, Sb, Sc, Sm, Ta, Tb, Yb en mogelijk Ti (meerendeels lithofielen); en tot groe : As, Cs, Cu,, Hf, Hg, Pb, Rb, Se, Th, U, W en Zn (waaronder de belangrijkste chalcofielen).. Enkele reresentatieve grondwatersystemen Een goede imressie van het sectrum aan concentraties van sorenelementen in grondwater in Nederland tot mnap wordt naar mijn mening geboden door beschouwing van de volgende dwarsdoorsnede aan watersoorten, in volgorde van afnemende diete c.q. ouderdom: fossiele brakke tot zoute grondwateren (zonder huidige voeding), Brabants grondwater in de Pleistocene heuvels in het zuiden, geïntrudeerd Noordzeewater, kustduinwater, Rijnwater in de riviervlakte na sontane of geïnduceerde oeverfiltratie, en voorgezuiverd Rijnwater na kunstmatige infiltratie in de kustduinen. De beschouwde monsterlaatsen, waaronder ook die van de grondwateraanvulling zo daar srake van is (regen, Rijn, Noordzee), zijn aangegeven in een dwarsdoorsnede over de Holocene kustduinen in afb. a en over het Pleistocene, Brabantse dekzandlandscha in afb. b. Aß. Landelijke inventarisatie van het concentratiebereik (minimummaximum) van sorenelementen in grondwater zonder verontreiniging door untbronnen. Aantal geselecteerde monsters varieert van 0 (voor Au, Te en W) tot.700 (voor onder andere Al, As, Co, Cu,, Ni, Pb, Zn). Niet ogenomen zijn: Ag (< ng/l), Sn«</ug/l), Tc (< ixg/l), Ti (maximum nog onzeker, doch zeker boven fxg/l) en Tl «ng/l). o i,\ Zn I Co Voor elke watersoort zijn meerdere analyses gegeven min of meer langs een stroomlijn. De monsternummers in afb. corresonderen met die in tabel II, waar de resultaten van chemische analyse van enkele hoofdbestanddelen en van sorenelementen zijn ogenomen voor alle monsters. Voor een comleter listing zij verwezen naar Stuyfzand [99d]. In tabel II zitten monsters met een duidelijke antroogene vervuilingscomonent: luchtverontreiniging (de nrs. ), luchtverontreiniging èn bodemverzuring (nrs. ), verontreiniging van het oervlaktewater (nrs., en ) en overmatige drijfmestgiften o maïsercelen (nrs. 79). De overige monsters vertonen dergelijke invloeden niet, zij zijn doorgaans ouder dan 0 jaar (tritiumloos) en als referentie te beschouwen voor min of meer natuurlijk grondwater. Een nadere besreking volgt in aragraaf, waar de belangrijkste diffuse bronnen aan de orde komen (deel twee van dit artikel), en in aragraaf, handelende over diverse factoren van invloed o sorenelementgehalten van grondwater.. Patronen binnen één watersoort in de ström ingsrichting De gegevens in tabel II laten zien dat er binnen één watersoort aanzienlijke variaties otreden in sorenelementgehalten in de stromingsrichting. Voor grondwater met als voedingsgebied de kalkrijke kustduinen ten zuiden van Zandvoort aan Zee, is het verloo voor enkele elementen langs een stroomlijn weergegeven in afb.. Het betreft bij benadering de stroomlijn waarlangs de monsters 7 uit afb. a gesitueerd waren, dat wil zeggen van vlak onder de grondwatersiegel in het centrum der jonge»u/i i: * I ii I I U!; (, urn Levels associated wjth : other circumstances [like Eh } IVITTTT high ilr chiorinity low H MU UTT TT *J7,i f ImgJL l^gjl

4 H,0 () 99, nr. 79 West 0 North Sea younger } dunes otd dunes & beach lains ~jm art " " (gj^srecharge.'.. shatlo* older North 0 M.s.L. f tf PLeistocene Brobantian cover sand hills connate Lower Pleistocene sea water Afb. Hydrochemisehe dwarsdoorsnede over de Holoeene kustduinen, met de ositie der monsternummers 9 (A), eu over het Pleistocene, Brabantse dekzandlandselia, met de ositie der monsternummers (B). Een listing van chemische analyses aan deze monsters is in 'label II ogenomen. TABEL II Hoofdbestanddelen van en sorenelementen in verschillende soorten grondwater in Nederland. De nummering der monsters corresondeert met a/b.. Mon Afg. Reisster weg tijd Cl SO, HCO, NO, H Al As lï Ba Br Cd Co Cu Hu nr. m y ms mg I mg/l mg //g/l //g/l //g/l //g/l /(g/l //g/l /(g/l //g/l ng/ //g/l //g/l //g l Regenwater en kunstduinwater afb. a 0 :; /n 0 <: 0,, <0, <0, 97 0 <0, <0, <0,, 7 0, Voorgezuiverd Rijnwater vóór enna kunstmatige infiltratie afb. a) Noordzee water vóór en na intrusie , 70 9, afb.a 90 <, < 7, 7 7 7, 0 0, 7, 7, < 7,,9 < 7,0, ,,0 0,7,0,0, 0, 0,9 0 0 < , < < < < <,0 0,, 0, Aio Ni Pb //g/l //g/l //g/l <0, 0,,0 <, 0,7 < 0 0,, 70 < 0. < I < 0, <0. <0, <0, 0,,0,7 0,, < < <7 < : <a,7,,, 0,,,0, 0,9 <0,,,0 0,7 < < Rb Sb Sc Sr U //g/l ng/ ng/ //g/l //g/l 0, < 0, 7 7 9,,0,0, < 00 0, <,0 <,0 0,0 < 0, <,0 7.0, <,0.90 0,0.000 < 0,0 //g/l V Zn, 0. 0,,,0.,0 0,,9, 0. //g/l 9 9 Grondwater zonder huidige voedin] < " all).. <.7 < < 7, 7, 7, 7, < 0 0,0 0,, ,9 7,0, 0, ; < 0,,,,,, , ,0,,0, 0, 0 Brabantse grondwateren (afb. b; » < 7 7 <, 7, i: < < 7 < < 9 9 <0, ,,0,.0,7 79 <,, /,«l/y 7,7 7, <0,,7 0, 70,,0,0,0, <0 0,, < 0,, < <, <0,, 0 < 0,0 <0,, 9,0,0 9 0,9 9, < < < < < 9,0 9,9 <, < < <0,7 <, 0, <0,,0 9,,0 0,,,9,0 00, <0, 0,7 0,07 9 <0,0 0, 0, Rijnwater vóór en na oeverft 0 0 0, trarie [afb, b 7 9 7, < < 7, 70 7, 7,,,, () 7 0, < 0,0 < 0,0 0, <, <0, <0, , <,,7,,,,,, 0 _ 0 0,9 70 <0,0 <0,0,0 0,, 7

5 70 duinen, waar invloeden van kunstmatige infiltratie uitgesloten kunnen worden, tot o 0 mnap in de Haarlemmermeerolder over een afstand van circa 7 km. De atronen hangen samen met de volgende rocessen:. verdringing van brak, relict Holoceen transgressiewater door een zich oostwaarts uitbreidende duinwaterlens onder invloed van drooglegging van het Haarlemmermeer. De kationuitwisseling (het duidelijkst voor de watertyen MgHC0 en NaHC0 ) leidt onder andere tot directe verrijking met (analoog aan Na) en tot een indirecte toename voor, als gevolg van Ca adsortie waardoor fluoride uit Ca verbindingen kan olossen;. redox rocessen in de ondergrond, waarbij het grondwater voortdurend maar vooral tijdens assage van veenhoudende kleilagen, anaërober wordt. Het gedrag van As en U houdt hiermee verband. Arseen lost o waar ijzerhydroxiden gereduceerd worden en slaat ten dele weer neer als verontreiniging in ijzersulfiden, die zich vormen waar sulfaatreductie otreedt. Uranium vertoont een vergelijkbaar gedrag, maar lost iets eerder o en slaat iets eerder neer [Stuyfzand, 9a]; en. doorbraak van door luchtverontreiniging aangerijkte stoffen. De hoge koer en fluoride concentraties in de eerste meters houden hiermee wellicht verband.. actoren. Overzicht De belangrijkste factoren van invloed o de concentratieniveaus van sorenelementen in Nederlands grondwater zijn: de samenstelling van de grondwateraanvulling (oorsrong, vervuiling), het tye landgebruik (droge deositie, verdaming, oname door gewas, meststoffen), de gesteldheid van de ondergrond (zowel leverantie als vastlegging), het hydrologische systeem (ouderdom, verblijftijden daarbinnen, volumetrische veranderingen, menging), en de hydrochemische randvoorwaarden (H, Eh, comlexvormers enzovoort). Variaties in het fysische milieu (temeratuur, druk) selen waarschijnlijk een ondergeschikte rol, althans tot de beschouwde maximum diete van mnap. De genoemde factoren worden nader besroken in aragraaf in de contekst van otentiële, diffuse bronnen van sorenelementen. Hier belichten wij de zaak van de andere kant: welke wijzigingen in hydrochemische randvoorwaarden kunnen leiden tot y L r N0, e' S0 C, CaHC0 CH* MgHCO, NaHC0 9 0 age(y) ' 70,00, ' ' Ifiow ath Length ; m ] Aß. Veranderingen in Je concentratie van diverse sorenelementen in kalkrijk duinwater langs een 7 km lange stroomkaan, vanaf de grondwatersiegel m het centrum der jonge duinen in de richting van de droogmakerij Haarlemmermeerolder. Langs de stroomkaan bevinden ziek de monsterunten 7 uit afb. a. mobilisatie van sorenelementen, en wanneer treden deze o. Mobiliserende omstandigheden De belangrijkste veranderingen in chemische omstandigheden die tot mobilisatie van sorenelementen in grondwater kunnen leiden, zijn in tabel III ogesomd, met voorbeelden van situaties waarin deze wijzigingen zich voordoen. Het betreft: veranderingen in zuurgraad (H) en redox toestand (Eh); een toename van comlexerende verbindingen in olossing; het verdwijnen uit olossing van een tegenion ( = een belangrijk bestanddeel van een vaste fase in de ondergrond waarmee het grondwater of bodemvocht in chemisch evenwicht verkeert), waardoor die fase olost; en verdringing uit het sortiecomlex. Voor sorenelementen zijn diverse mobiliserende omstandigheden nader gesecificeerd in tabel IV. Het effect van biomethylering (= het ontstaan van een alkylverbinding door toedoen van organismen) is onduidelijk; het blijkt niet altijd tot een verhoogde olosbaarheid in water te leiden. Vooral de volgende sorenelementen zijn gevoelig voor biomethylering: As, Au, Hg, Pb, Pd, Pt, Se, Sn, Te en Tl [Stumm & Morgan, 9]. De voorbeelden in tabel III wijzen ero dat milieuroblemen als verzuring, verdroging, lokale vernatting, verzilting, verzoeting en slibaccumulatie ook tot secifieke roblemen met beaalde sorenelementen kunnen leiden. Daarbij geldt soms het rincie van 'de één zijn dood, de ander zijn brood': zo gaat de toename van aluminium in grondwater bij verzuring (uiteindelijk) meestal geaard met een afname van strontium door uitloging van kalk dat de Sr bevat, en gaat de toename van As bij oxydatie van ijzer TABEL III De vijf belangrijkste veranderingen in chemische omstandigheden die tot mobilisatie van sorenelementen in grondwater kunnen leiden, met voorbeelden van situaties in Nederland waarin deze wijzigingen zich voordoen. Mobiliserende factoren voor sorenelementen Verzuring (Hdaling) Alkalinisatie (Htoename) Oxydatie (.hstijging Reductie (Ehdaling) Comlexering Concentratiedaling tegenion Verdringing/uitwisseling Voorbeelden in Nederland Al, Cd etc. in ondie grondwater kalkarme infiltratiegebieden Dito As,Aio etc, indien hier bekalkt wordt (geen waarnemingen doch hyothese) As, Cd, Co, Ni en Zn, waar ijzersulfiden oxyderen door grondwaterstandsdaling, aanvoer N0 steeg door overbemesting of ertsen gedeoneerd zijn voor wegverharding [Pedroli & Van Wijk, 9, De Martelaere, 9] As en I, waar (bodem) slib accumuleert of kleirijke akketten doorstroomd worden Al en Cu aan, waar eutrofiëring otreedt; vooral Ni aan EDTA [Van DijkLooyaard et al, 990]in recent oevergrondwater (hyothese)., waar Ca daalt als gevolg van verzoeting van watervoerend akket Ba, waar sulfaatreductie otreedt, bijvoorbeeld als gevolg van verhoging grondwaterstand Sr, bij zoutwaterintrusie (uitwisseling voor Na) Cs, in anoxisch bodemslib waterloen (uitwisseling voor NH ; (Comans et al., 9];. Al, Co, Ni, bij zoutschok door mestinfiltraat (uitwisseling voor Na, K, Ca)

6 ,0 99, nr. 7 TABEL IV De overheersende ionvorm, belangrijkste mobiliserende omstandigheden en geologische bronnen voor sorenelementen in grondwater in Nederland. Soren Overheersende elem. ionvorm in grondwaterk kalk Ag Al As B Ba Be Br Cd Co Cr Cs Cu Eu Hf Hg I Mo Ni Pb Rb Sb Sc Se Sr Th Ti U V V w Zn Ag Al i AsO;, AsO B(OH) Ba * Be Br Cd Co G, CrO ' Cs Cu, Cu Eu', Eu HP Hg^,Hg,HgO I, IO MoOf Ni Pb Rb Sb (OH),Sb (OH) Sc SeOf;SeO " Sr Th * Ti0 UOJ (OH),V0 %VO' \vo Zn Olossing van geologische materialen in Nederland klei e (OH) Sulfide rimair Alsilic (la, toe) Kvs, don) (don) (don) (don) (don) (don) (mie, toe) (don) biotiet () 'Kvs, don) (don) biotiet (don) (don) (don) (mar) (marien) (marien) f () Organisch stof (Blad) _ Secifiek Al(OH),!viv, aa) mar sed. BaSO, aa <» aa rut, anat H < <, >7 < <7 <, <, >7/ j } < <, < < <, >, <,7 <,7 <, >, <, > 7, >, < < <, >, <, Mobiliseren Redox niveau a ,so 0 de omstandigheden comlex vormers Cl, M* Cl, Cl,, S0 :, so,,,ei Al P SC Cl, M* S0, Cl, M* = kwalitatief onbelangrijk; = otentieel belangrijk; = otentieel zeer belangrijk f.t =, < H <,; a = voor Cr ; ß =voor CrO,"; anat = anataas; aa = aatiet (onder andere veel voorkomend in glauconiethoudend zand; [link, 9]}; don = donker gekleurden, meestal behorend tot de ferromagnesiumsilicaten; glauco = glauconiet; Kvs = kaliveldsaat; la = lagioclaas; rut = rutiel; toe = toermalijn; viv = vivianiet (onder andere in veen); a index volgens Stuyfzand [99c] : 0 = oxisch (zuurstofverzadigd); = enoxisch (zuurstofreductie, N0 stabiel); = suboxisch (denitrificerend); = overgangszone (redoxcline); = anoxisch S0 (meta)stabiel; = sulfaatreducerend; = methanogeen; M* = biomethylering. Al* Al* Cl, C0 P so tegenionen lage conc. s OH, S0, K s S, o s, PC s so OH s s s Ca P0 s s PO s s co P0,S Si0 sulfiden meestal vergezeld van een daling van Ba door BaS0 reciitatie.. Verzuring Verzuring van bodem en grondwater kan het resultaat zijn van: een natuurlijke ontkalking van kalkrijke sedimenten; de toename van atmosferische deositie van zure en zuurvormende comonenten, als S0, NO x, (NH ) S0 en NH ; een verlaging van de grondwatersiegel leidend tot oxydatie van yriet of veen en de gelijktijdige roduktie van zuur, resectievelijk H S0 en H C0 ; nitrificatie van NH afkomstig van (kunst)mest ter laatse; en de exort van basische kationen in geval van overmatige bosexloitatie. Zure grondwateren met H <, zijn in hun verbreiding voornamelijk beerkt tot kalkarme kustduinen ten noorden van de Afb. Relatieve Hafliankelijkheid voor diverse sorenelementen in de bovenste meter grondwater in Nederland. Al, Be, Cr, lanthantden. Sc,Ti, Zn f'".. Cu, / V.,., U. / >r \ Co,, Ni, V / \ \ / \ \ / As, Mo, Se, W \ \ / ^<^ <~ l H]

7 KIWAdirecteur dr. E. J. M. Kobus o symosium NEN 7 voor betonnen buizen: 'Kwaliteitszorg, verleden heden toekomst ' zogenaamde kalkgrens bij Bergen en tot zandige Pleistocene infiltratiegebieden, tot een diete van resectievelijk m en 0 m beneden de grondwatersiegel. In de bovenste m van het grondwater kan de H beneden, gezakt zijn. Volgens Aelo [9] getuigt een H < in grondwater van invloeden van verzuurd regenwater na 90. Een H lager dan, gaat in het algemeen geaard met hoge concentraties aan Al, Co, Cr, Eu (en vele andere lanthaniden), Ni, Sc en Zn [Arends et al, 97], en Cd, Cu,, Rb en dikwijls V [Stuyfzand & Reiniers, 990], terwijl As, Mo en W [Arends et al, 97] en Se [Tanji & Valoi, 99] dan juist zeer lage concentraties vertonen, wellicht door sortie als oxyanionen (= negatief geladen zuurstofcomlexen; tabel IV). Sortie van en V als VO ~ bij H, kan eveneens van belang zijn [Stuyfzand & Reiniers, 990]. De relatieve Hafhankelijkheid is voor diverse sorenelementen in ondie grondwater aangegeven in afb.. Verschillen in mobiliteit, concentraties en osities in de vaste fase, zijn er onder andere verantwoordelijk voor dat de Hrelaties comlex zijn. Negatieve correlaties met de H (toenames bij Hdaling) zijn ook in het buitenland voor Al, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb en Zn aangetoond [onder andere Borg, 9; Ledin et al, 99; Tessier et al, 990). Het vervolg van dit artikel, inclusief de literatuur referenties, verschijnt in een volgende aflevering van H 0. Met de resentatie van de nieuwe buizennorm NEN 7 zetten wij weer een staje vooruit als het gaat om het zichtbaar maken van kwaliteit. We zijn hiermee in Nederland al een flink eind o weg, maar we hebben tegelijk nog een lange weg te gaan. Kwaliteitszorg o zich is namelijk al sterk in ontwikkeling, maar de Euroese integratie maakt een hoger temo nodig', zo begon dr. E.J. M. Kobus, directeur KIWA, zijn inleiding o het symosium 'Betonnen buizen Eisen en beroevingsmethoden'. Dit symosium werd o november jl. gehouden in Congrescentrum Engels in Rotterdam. De organisatie was in handen van KIWA, de Vereniging van Producenten van Betonleidingssystemen (VPB) en het Nederlands Normalisatieinstituut (NNi). Vervolgens schetste de heer Kobus de ontwikkelingen o het gebied van kwaliteitszorg en nam zijn toehoorders mee terug naar de jaren twintig tot veertig. 'Odrachtgevers en afnemers stelden tot ongeveer die tijd hun eigen individuele eisen aan rodukten. Hierbij was het niet uitgesloten dat eisen onderling verschilden, omdat afnemers zelf hun materialen keurden aan de hand van eigen eisen en zelf gestelde keuringscriteria. Producenten werden hierdoor geconfronteerd met grote diversiteit aan eisen, keuringen en beroevingen. Desondanks was dit voor die dagen, gezien de kleinschaligheid een geacceteerde situatie met een kwaliteitsniveau dat aste bij de omstandigheden en behoefte van die tijd. Tijdens de wederobouw na de Tweede Wereldoorlog en de bouwexansie in de jaren vijftig en zestig werd de basis gelegd voor de huidige o veel grotere schaal oererende toeleveringsindustrie in de bouw. Bij die schaalgrootte was het onmogelijk dat elke afnemer of odrachtgever aan de roducent zijn eigen eisen stelde. Er ontstond dus grote behoefte aan normalisatie van rodukten. Er kwamen commissies met een evenredige samenstelling van roducenten en afnemers die eisen in normen vastlegden die hierdoor een nationaal karakter kregen. Odrachtgevers verwezen in bestekken naar deze normen en bij keuringen vormden de normen de basis voor criteria om artijen goed of af te keuren. Langzamerhand was het natuurlijk geen doen meer dat elke odrachtgever zijn eigen keurmeester naar de roducent stuurde. Het zou daar een drukte van belang worden. Vandaar dat er behoefte ontstond de keuringen door een onafhankelijke en deskundige 'third arty' uit te laten voeren. Zo ontstonden KIWA en KOMO afname of artijkeuringen als eerste generatie van een kwaliteitsverklaring die kwaliteitszorg in de vorm van een eindkeuring zichtbaar maakte. Gezien het nationale karakter van vraag en aanbod konden afnemers en roducenten in de betonbuizensector elkaar hierin goed vinden. De artijkeuringen zoals die tot o dit moment worden uitgevoerd voldoen aan de behoefte van beide artijen. Dr. E..7 M. Kobus, directeur KIWA (l), ontvangt de Nederlandse norm NEN 7 uit handen van ir. G G Jelles, voorzitter van de normcommissie Betonnen buizen, tijdens het symosium Betonnen buizen Eisen en beroevingsmethoden dat o b november laatsvond m Rotterdam (foto Walter de Maar, Rijswijk ZH). WMO verzorgt drinkwaterdistributie in Kamen Het voorstel van de directies van de Waterleidingmaatschaij Overijssel NV en de NV Waterleiding Maatschaij Gelderland over de overdracht van het distributiegebied van de gemeente Kamen, is o december jl. voorgelegd aan de aandeelhouders van de WMO. Het ging om de formele afronding van deze transactie waarbij o januari 99 circa.00 aansluitingen in de gemeente Kamen tot het verzorgingsgebied van de WMO gaan behoren. Het drinkwater dat de WMO in Kamen gaat leveren, blijft afkomstig uit het omstation Weze. Daartoe is een waterleveringsovereenkomst gesloten met de WMG, die eigenaar blijft van dit omstation. Met de overname van Kamen is een bedrag gemoeid van f ,.