Water- en waterbodem: de IJZERVAL

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Water- en waterbodem: de IJZERVAL"

Kurt Hermans
10 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Water- en waterbodem: de IJZERVAL Processen Beheer: suppletie Effectiviteit Risico s Leon Lamers Onderzoekcentrum B-WareB Aquatische Ecologie & Milieubiologie IWWR, Radboud Universiteit Nijmegen Randvoorwaarde herstel: troebel systeem weer helder krijgen Helder Troebel 2 1 Nutrientenbelasting Categorie 1: Brongerichte maatregelen: externe én interne bronnen Categorie 2: maatregelen voor omslag door ingreep in trofische interactiesi Jaarsma et al. Van helder naar troebel en terug

weer helder krijgen Helder Troebel 2 1 Nutrientenbelasting Categorie 1: Brongerichte maatregelen: externe én interne

2 Schindler Science 1974 Diepe meren (>6-10 m): stratificatie (dimictisch)

3 Ondiepe meren: geen stratificatie (monomictisch) (behalve bij vegetatie)

4 inlaat, inspoeling, atmosfeer, overige bronnen 1 fosfaat, nitraat, ammonium bicarbonaat sulfaat, chloride 2 bicarbonaat, sulfaat, chloride nitraat, ammonium, fosfaat grondwater IJZER calcium baggervorming eutrofiëring fosfaat ammonium, nitraat Fe ~ P Ca ~ P Al ~ P klei ~ P afbraak organisch stof mineralisatie organisch P, N

fosfaat grondwater IJZER calcium baggervorming eutrofiëring fosfaat ammonium,

5 Meting sleutelfactoren en -processen Indicatoren; nutriëntenbalans, optimale maatregelen, voorspelling

6 mg P m -2 d -1 Naardermeer +SO 4 2- Westland sloten mg P m -2 d -1 +SO 4 2- Poelen et al. H 2 O 2011

7 Poelen et al. H 2 O 2011 P in sediment: Opgelost (PO 4 en organisch P) Onopgelost: ijzer: Fe hydroxiden Fe (OOH) ~ P strengiet FePO 4 vivianiet Fe 3 (PO 4 ) 6 8H 2 O aluminium: Al hydroxide Al(OH) 3 ~ P varisciet AlPO 4 calcium hydroxy apatiet Ca 10 (PO 4 ) 6 OH 2 monetiet CaHPO 4 calciet CaCO 3 ~ P klei organisch klei ~ P labiel refractair

hydroxiden Fe (OOH) ~ P strengiet FePO 4 vivianiet Fe 3 (PO 4 ) 6 8H 2 O aluminium:

8 (Fe:P 6 mol/mol) Jensen et al. Hydrobiol Fe/Al gebonden Ca gebonden Organisch gebonden Labiel P-concentratie (µmol g -1 ) De Deelen 218 De Deelen 239 De Deelen 795 De Deelen 796 Terra Nova P1 Terra Nova P2 Terra Nova P3 Terra Nova LP01 Westbroek 27 Westbroek 28 Westbroek 31 Westbroek 32 Ilperveld A Ilperveld B Ilperveld C Het Hol Geurts et al. OBN Laagveenwateren

-1 ) 35 30 25 20 15 10 5 0 De Deelen 218 De Deelen 239 De Deelen 795 De Deelen 796 Terra Nova P1

9 Pioniers: Wilhelm Einsele, Arch Hydrobiol 1936 Uber die Beziehungen des Eisenkreislaufs zum Phosphatkreislauf im eutrophen See Clifford M. Mortimer, J Ecol 1941 The exchange of dissolved substances between mud and water in lakes

10 PO 4 Fe 3+ PO 4 Fe 2+ Fe ~ PO 4 PO 4 Energie veel Fe 2+ H 2 S weinig low laag (<50%) afbraaksnelheid Decay Rate hoog high org. stoffen

13 Smolders et al., 2006 Geurts et al. Water Research 2010 Fe:PO 4 bodemvocht > 1 mol/mol Totaal Fe:P bodem > 10 mol/mol (18 g/g) Smolders & Roelofs New Phytol 1996

µmol/l 300 Pore water concentrations 250 200 150 100 50 Phosphate Phosphate Iron 574 16,7 mg/l Fe 28,5 1 mg/l PO4 28,5 mg/l PO4 0 0 Ierland Polen Westbroek Botshol

14 µmol/l 300 Pore water concentrations Phosphate Phosphate Iron ,7 mg/l Fe 28,5 1 mg/l PO4 28,5 mg/l PO4 0 0 Ierland Polen Westbroek Botshol Wapserveen Het Hol Uddelermeer Ilperveld Weerribben De Deelen Terra Nova Alde Feanen Zijdelmeer W.J.veld Waterland Geurts & Lamers OBN Laagveenwateren Geurts et al. Water Research 2010

Wapserveen Het Hol Uddelermeer Ilperveld Weerribben De Deelen Terra Nova Alde Feanen

15 Geurts et al. Water Research Cover % Red List species log (pore water Fe/PO4) Geurts et al. Water Research 2010

species 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.0 0.1 1.

16 Organische P-fractie afbraak Labiele P-fractie Waterlaag Fe-gebonden P-fractie Smolders, Lamers, et al. Biogeochemistry 2001

$Fe-gebonden P-fractie Smolders,$

17 Boers et al Hydrobiol 1992 P aanvoer te hoog Fe injectie S aanvoer te hoog Smolders et al Freshw Biol 1995

Water Inlaat Weerribben open petgat 82-92 98 HCO - 3 3 2 1.5 (mmol L -1 ) SO 2-4 1.5 0.3 0.

$1 10 alkaliniteit + + + sulfaat + sulfaat Organische P-fractie afbraak - + Labiele P-fractie$

18 Water Inlaat Weerribben open petgat HCO (mmol L -1 ) SO Cl PO (µmol L -1 ) Sediment water Fe 3 30 (µmol L -1 ) PO Fe: PO alkaliniteit sulfaat + sulfaat Organische P-fractie afbraak - + Labiele P-fractie + anaerobie Waterlaag Inlaat alkalien en sulfaatrijk water Fe-gebonden P-fractie

$1 10 alkaliniteit + + + sulfaat + sulfaat Organische P-fractie afbraak - + Labiele P-fractie$

19 ph daling NH 4 mobilisatie Smolders, Lamers, et al. Biogeochemistry 2001 IJzer kan giftig zijn krabbescheer 500 µmol Fe L -1 Liesgras µmol Fe L -1 Smolders & Roelofs New Phytol 1996 Van der Welle et al Freshw Biol 2007 Lucassen et al. Aquat Bot 2000

Fe L -1 Liesgras 800 2500 µmol Fe L -1 Smolders & Roelofs New

20 Iron added g/m 2 Dotterbloem, ook voor Spits fonteinkruid Van der Welle et al Sc Tot EN 2008 Van der Welle et al EnvToxChem 2006 Geurts et al. OBN Laagveenwateren

21 Fe ~ PO 4 Fe ~ PO 4 Fe ~ PO 4 Fe ~ PO Fe ~ PO Fe ~ PO Fe ~ PO 4 Fe ~ PO 4

22 Lamers et al. subm.

23 Conclusies 1.IJZERVAL en ijzer-fosfaatbinding: natuurlijk defosfateringsmechanisme 2.IJzer ontgiftigt sulfide 3.Bekend sinds een eeuw; t t werkt 4.Methode belangrijk (incl. voorkomen verzuring) 5.Risico Risico s s redoxgevoeligheid: anaerobie,, gevoelig voor sulfaat (sulfide) 6.Risico ijzertoxiciteit bij hoge concentraties 7.Risico woekering snelgroeiende waterplanten 8.Duurzaamheid afhankelijk van snelheid aanvoer en mineralisatie P en S 9.Duurzaamheid afhankelijk van menging in sediment 10.Theoretisch te berekenen hoeveel Fe, praktijk wat weerbarstiger Water- en waterbodem: de IJZERVAL Processen Beheer: suppletie Effectiviteit Risico s Dank!

Vergelijkbare documenten

BAGGERNUT. Leon van den Berg Moni Poelen Leon Lamers

BAGGERNUT. Leon van den Berg Moni Poelen Leon Lamers Leon van den Berg Moni Poelen Leon Lamers Arcadis B-ware Deltares Radboud Universiteit Nijmegen Waterschappen Witteveen en Bos Diverse deelprojecten: Radboud universiteit Nijmegen veldexperimenten