Memorandum over de Rijn en het eutrofiëringsvraagstuk

Transcriptie

1 Memorandum over de Rjn en het eutrofërngsvraagstuk n Nederland. Inledng Eutrofërng s een uterst belangrjk probleem dat s verbonden met de vervulng van oppervlaktewateren. Onder eutrofërng wordt verstaan de verrjkng van een water met plantenvoedngsstoffen. Het vraagstuk van de eutrofërng openbaart zch vooral op plaatsen waar oppervlaktewater, dat rjk s aan plantennutrënten, stagneert. Naar aanledng van het OECD-rapport over eutrofërng [Vollenweder, 970] kunnen de onderstaande typsche gevolgen van begnnende eutrofërng worden genoemd:. toename van de bomassa van vooral phytoplankton en draadalgen, waarbj tevens een verschuvng optreedt van soorten; 2. wjzgngen n de kwanttateve en kwaltateve samenstellng van levensgemeenschappen n het water, waarbj een nvellerng van de dverstet en zeldzaamhed van de soorten plaatsvndt; 3. wjzgng van de physsch-chemsche toestand van het water zoals vermnderng van de helderhed, veranderng van de kleur, fluctuates n het zuurstofgehalte en accumulate van organsch materaal. Bj verdere voortschrjdng van de eutrofërng worden genoemde verschjnselen eerst meer geprononceerd waarna echter catastrofale veranderngen en processen gaan optreden zoals: massale bloe van gesuspendeerde en drjvende algenpopulates, de zch als matten bj de waterkant kunnen ophopen onder nvloed van de wnd en de bj ontbndng tot stank aanledng geven; perodeke utputtng van de hoeveelhed opgeloste zuurstof met als gevolg massale vssterfte en stank door rottngsverschjnselen; verstorng van de nwendge stabltet van de levensgemeenschappen n het water en vergrotng van de kans op het domnant voorkomen van blauwweren de berucht zjn vanwege hun vermogen tot vormng van verschllende gfstoffen voor deren en mensen en hnderljke stank. De nadelge gevolgen van menseljk contact met blauwalgen beperken zch tot nu toe tot ngewandsstoornssen en huden sljmvlesrrtates [Kappers, 973]. Deze veranderngen van de waterkwaltet door eutrofërng hebben voor het oppervlaktewater naast de natuurwetenschappeljke functe ten aanzen van zeldzaamhedswaarde, onvervangbaarhed en dverstet van levensgemeenschappen, vergaande praktsche konsekwentes voor de volgende bestemmngen:. openbare watervoorzenng van bevolkng en ndustre; 2. recreate; 3. beroeps vsserj; 4. watervoorzenng agrarsche sector. Bj de drnk- en ndustrewaterberedng met behulp van eutroof oppervlaktewater zullen de volgende problemen optreden: verhoogde kans op toxctet; moeljk te verwjderen reuk en smaak; moeljk te verwjderen kleur; Dt Memorandum s tot stand gekomen door de bjdragen van een groep deskundgen n Nederland op het gebed van het eutrofërngsvraagstuk. Deze groep bestond ut: Dr. H. L. Golterman, Lmnologsch Insttuut, Neuwerslus. Ir. C. H. de Jong, Rjkswaterstaat, Denst der Zuderzeewerken, 's-gravenhage. Ir. R. Klomp, Rjkswaterstaat, Deltadenst, 's-heer Arendskerke. Ir. J. L. Kooen, Rjksnsttuut voor Zuverng van Afvalwater, Voorburg. Dr. H. W. Kroes, Mnstere van Volksgezondhed en Mleuhygëne, Inspecte van de Volksgezondhed, Ledschendam. Ir. J. W. Pulles, Rjkswaterstaat, Drecte Waterhushoudng en Waterbewegng, 's-gravenhage. Dr. C. O. Schaeffer, Mnstere van Volksgezondhed en Mleuhygëne, Inspecte van de Volksgezondhed, Ledschendam. Dr. Ir. D. W. Schölte Ubng, Insttuut voor Gezondhedstechnek TNO, Delft. Ir. M. A. Stphout, Secretars Nederlandse Delegate van de Internatonale Rjn Commsse, 's-gravenhage. Ir. D. Tromp, Rjkswaterstaat, Drecte Noordzee, Rjswjk. Ir. H. de Vres, Rjkswaterstaat, Drecte Benedenrveren, Rjswjk. Het Memorandum s opgesteld voor de Werkgroep B van de Internatonale Rjn Commsse waarvan de Nederlandse delegate bestaat ut: Drs. F. W. J. van Haaren, Boxtel. Ir. C. van der Veen, Gemeentewaterledngen, Amsterdam. Ir. B. C. J. Zoeteman, Rjksnsttuut voor Drnkwatervoorzenng, 's-gravenhage. moeljke bedrjfsvoerng, o.a. wegens versnelde verstoppng van flters, door de gernge voorspelbaarhed van peroden van algenbloe. Nog verdergaande konsekwentes heeft de eutrofërng voor recreate en vsserj door o.a.: massale vssterfte bj zuurstof gebrek; onesthetsch uterljk van het water door sljmerghed, troebelhed en stank waardoor het onaantrekkeljk wordt voor zwemmen en andere vormen van watersport; verschllende vormen van hud- en oogrrtates (o.a. swmmers' tch"); verlengde overlevng van pathogène organsmen en daardoor vergrotng van het nfektegevaar; meer frekwent voorkomen van nsektenbeten. Tenslotte zjn een groot aantal gevallen over de gehele wereld bekend van dersterfte als gevolg van vergftgng door blauwalgen waarbj vooral de geslachten Anabaena, Aphanzomenon en Mcrocysts veel slachtoffers onder 478 H 2 0 (6) 973, nr. 9

2 - - knaagderen, vogels, plumvee, honden, paarden en andere deren hebben veroorzaakt [Schwmmer en Schwmmer, 964 en 968]. Bj de watervoorzenng n de agrarsche sector s naast deze rsco's tevens de versnellng van het verlandngsproces n sloten van belang. Het OECD-rapport van 970 concludeert dan ook ten aanzen van de gevolgen van voortschrjdende eutrofërng.' these changes have serous repercussons on the value of bodes of water and ther surroundngs, ncludng establshments havng a drect nterest theren". Het s algemeen aanvaard dat deze eutrofërngsverschjnselen worden veroorzaakt door menseljke actvteten waarbj met name de lozng van fosfor- en stkstofverbndngen als oorzaak moet worden aangewezen. Daar een eventueel tekort aan stkstofverbndngen n oppervlaktewater door blauwweren kan worden aangevuld met behulp van stkstoffxate ut de atmosfeer zal een oplossng voor het eutrofërngsprobleem prmar moeten worden gezocht n een vermnderng van de fosforbelastng van oppervlaktewateren, hetgeen bovenden technsch het eenvoudgste s te verwezenljken. In dt kader wordt n het Report of the Water Management Sector Group on Eutrophcaton Control" van de OECD van 5 februar 973 gesteld: Control of eutrophcaton s possble n most nstances by decreasng the nput of phosphorus to surface waters". Overeenkomstg het OECD-rapport van 970 begnnen eutrofërngsverschjnselen n depe meren op te treden boven fosforconcentrates van 0 mg P/m 3 en fosforbelastngen boven 0,2-0,5 g P/m 2 per jaar. In de Nederlandse stuate met ondepe meren en bekkens zjn wellcht grotere belastngen mogeljk voordat een geljke stuate als n depe meren wordt verkregen gozen de effecteve sedmentate en de afwezghed van een hypolmmon, waardoor het fosfaat een gerngere omloopsnelhed heeft. Naarmate meer fosfor ter beschkkng s zal de maxmale fotosynthetsche actvtet n een oppervlaktewater toenemen. Volgens de n tabel I vermelde gegevens treedt deze toenemng op totdat het water een grensconcentrate aan fosfor heeft berekt de vermoedeljk lgt tussen 0,5-,0 gp/m 3. In het algemeen neemt bj stjgende concentrates net alleen de totale bomassa toe maar tevens kan een toenemng van de groesnelhed van algen worden geconstateerd zoals voor Scenedesmus oblquus n afb. s weergegeven. Een verzadgngseffekt bljkt her op te treden bj concentrates boven 0,5-,0 gp/m 3. Uteraard zal dt punt n de natuur noot worden berekt daar onder natuurljke omstandgheden reeds een vermnderng van de groesnelhed zal plaatsvnden door de vermnderng van de lchtpenetrate bj dergeljke hoge bomassa's. Afb. - Relateve groe constante als functe van de fosforconcentrate voor Scenedesmus oblquus [Golterman et al, 969]. TABEL I - Relate fosforconcentrate - maxmale *) fotosynthetsche actvtet voor verschllende meren [Golterman, 973], Naam meer Neusedler Loch Leven Lake Chad Tjeukemeer Lake George K lotes Totaal P concentrate mg/m Maxmale *) fotosynthese utgedrukt n mg 02/m l! /uur *) Bedoeld s het maxmum n de tjd van het fotosynthetsche maxmum als functe van de depte. Oppervlaktewater dat een overmaat aan fosforverbndngen bevat wordt wel hypertroof genoemd. Daar het oppervlaktewater n Nederland bjna overal als eutroof tot hypertroof moet worden gekarakterseerd doen de geschetste eutrofërngsverschjnselen zch her dan ook op grote schaal voor. Reeds nu zjn chlorofylgehalten beneden 00 mg/m 3 's zomers n het oppervlaktewater van Nederland utzonderng en worden op meerdere plaatsen, waaronder het Brelse Meer, waarden tot mg/m 3 aangetroffen. Een ntensverng van de problematek door de toenemende belastng van het oppervlaktewater moet herbj onder ogen worden gezen. In het onderstaande zal, aan de hand van de oppervlaktewateren n Nederland de door de Rjn worden beïnvloed en de bestemmngen daarvan, het grote belang van de Rjn voor het eutrofërngsvraagstuk n Nederland worden aangegeven. Vervolgens zal een globale ramng van de hoedanghed van het Rjnwater n de toekomst worden opgesteld voor het geval dat geen maatregelen ter vermnderng van de rjkdom aan plantenvoedngsstoffen van het Rjnwater zouden worden getroffen. Tenslotte zullen aan de hand van de geschetste problemen mogeljkheden voor effecteve maatregelen worden beschouwd en aanbevelngen ter vermnderng van het eutrofërngsvraagstuk n Nederland worden gedaan. 2. Stand van zaken De toevoer van fosforverbndngen naar Nederland va de Rjn s de afgelopen perode sterk toegenomen (afb. 2). Afb. 2 - Toenemng fosforbelastng van de Rjn te Lobth [RIZA metngen voor de Int. Rjn Ce]. ; " -- / ƒ l : ;! f \ ^-! : _.. ; : :!! -- - ' ! ' -... r-h '56 '57 '58 '59 '60 '6 '62 «3 '64 '65 '66 '67 '70 '7 '72... H 2 0 (6) 973, nr

3 De gemddelde samenstellng van het Rjnwater te Lobth over 972 s n tabel II weergegeven, waarut bljkt dat het totaal fosfaatgehalte ten opzchte van het gehalte aan orthofosfaat bjna een faktor 3 hoger lgt. TABEL II - Gehallen aan fosforverbndngen n de Rjn Ie Lobth voor 972 (RIZA-metngen voor de Int. Rjn Ce). Parameter ortho-fosfaat hydrolyseerbaar fosfaat totaal fosfaat (ongefltreerd) gp/m- 0,35 0,08 0,92 Ut deze gegevens moge bljken dat het Rjnwater bjzonder rjk s aan fosforverbndngen. Dt sterk eutrofe water stagneert nu n Nederland op vele plaatsen. Va de IJssel stroomt het ut n het en va de Waal en de beïnvloedt het de kwaltet van de Deltameren n het zudwesten van het land: Brelse meer, Harngvlet, toekomstg Grevelngenbekken, Zeeuwse meer en Veerse meer (afb. 3). Tevens wordt het Rjnwater gebrukt voor de verversng en compensate van de verdampng van het polderwater, de plassen en de meren n het westeljk en noordeljk deel van Nederland, welke een groot recreatebelang vertegenwoordgen. Ook funktoneert het ter bestrjdng van de verzltng vanut zee. Zoals n afb. 4 s aangegeven wordt rum 40 % van het totale Nederlandse land- en wateroppervlak door de Rjn beïnvloed terwjl vrjwel al het beschkbare oppervlak aan zoet oppervlaktewater op een of andere wjze met de Rjn n verbndng staat. Het merendeel van het Rjnwater stroomt vooral va de Waal drect naar zee en veroorzaakt her een fosforbelastng van ongeveer ton P/jaar. Deze van de Rjn afkomstge belastng s volgens ramngen geljk aan de belastng van het zudeljk deel van de Noordzee va het Kanaal of va het noordeljk gedeelte van de Noordzee. In de Noordzee, evenals n de Waddenzee, s de laatste jaren dan ook een toename van de eutrofërng geconstateerd hetgeen voor de toekomst noopt tot grote voorzchtghed [Postma, 973]. Een nadere llustrate van de nadelge nvloed van de nutrëntenrjkdom van de Rjn voor de vele bestemmngen van de belangrjkste oppervlaktewateren n Nederland geeft tabel III. Herbj moet nog worden vermeld dat het grootste deel van het n het rverwater aanwezge fosfaat n de waterbekkens en de polderwateren sedmenteert en accumuleert. Daar een deel van de n het bodemslb aanwezge fosfaten beschkbaar s voor algengroe [Golterman et al, 969] wordt op deze wjze de waterkwaltet latent bedregd. Afb. 3 - Stuateschets. Afb. 4 - Invloed Rjnwater n Nederland RIZA. afd. opp. water, 7 me 973]. Een overzcht van de hudge en voor de toekomst geraamde werken voor de drnkwatervoorzenng waarbj spaarbekkens of nfltratewerken een rol spelen geeft tabel IV. Van de geraamde totale waterbehoefte n het jaar 2000 van 4 mljard m 3 zal ca. 2 mljard m 3 (50 %) worden benvloed door de kwaltet van het Rjnwater. Tenende het eutrofërngsprobleem te kunnen bestrjden s het noodzakeljk om nzcht te hebben n de herkomst van het fosfaat n het rverwater. Volgens gegevens van Schölte Ubng (972) en het Centraal Bureau voor de Statstek te 's-gravenhage (972) kan de herkomst van het achterbljvende fosfor n het zoete oppervlaktewater en bodemslb van Nederland als volgt worden geraamd, nden wordt aangenomen dat fosforlozngen op de grensoverschrjdende rveren n dezelfde verhoudng als n Nederland gescheden (tabel V). Een beeld van de ontwkkelng gedurende de afgelopen perode n Nederland van de belangrjkste fosforbron, de wasmddelen, geeft afb H 2 0 (6) 973, nr. 9

4 TABEL - Grote oppervlaktewateren n Nederland, de door de Rjn worden beïnvloed, en enge van hun bestemmngen. Bestemmngen Grote oppervlaktewateren met stagnerend Rjnwater n Nederland Oppervlak (km 2 ) Gem. depte (m) Inhoud (km») Toekomstg ) 3 2> ,6 Brelse meer ) ,02 Harngvlet 3 ) 20 5,0 0,6 Toekomstg Grevelngen bekken 3 ) 5 5,0 0,6 Toekomstg Zeeuwse meer 3 ) 400 7,0 2,8 Toekomstg Veerse meer 3 ) 8 6,0 0,!) Golterman et al, ) Schölte Ubng, ) Deltadenst 973. Fosforbelastng gp/m 2 per jaar totaal , va Rjn ,4 7,0 7.9 recreate vsserj watervooropenbare zenng water- agrarsche voorzenng sector TABEL IV - Hudge en toekomstge projecten voor de drnk- en ndustrewatervoorzenng van Nederland welke afhankeljk zjn van de Rjn [Concept Structuurschema Drnk- en Industrewatervoorzenng 972, Rjksnsttuut voor Drnkwatervoorzenng]. Naam 972 Spaarbekken Besbosch Spaarbekken Merwelanden Loenderveense Plas Dunnfltrate Spaarbekken Andjk Bron Maas/Waal Waal End capactet (mljoenen m 3 /jaar) V/, V, Spaarbekken Infltrate Veluwe Spaarbekken Twente Spaarbekken Z.-Flevoland Spaarbekken Zeeland Spaarbekken Z.O.-Fresland /IJssel beken/ijssel Grevelngen TABEL V - Geraamde herkomst achterbljvend fosfor n het Nederlandse zoete oppervlaktewater en bodemslb. Fosforbron Wasmddelen Utschedng mens Industre Landbouw Neerslag % totaal )=M y A % V?, '52 '53 54 '55 '56 '57 '58 '59 60 '6 '62 - JAREN - < '64 '65 '66 '67 '66 '69 '70 Afb. 5 - Hoeveelheden gebrukt natrumtrpolyfosfaat n Nederland, afgeled ut de benodgde hoeveelheden alkalfosfaat n de zeep-, was- en rengngsmddelenndustre naar gegevens van het CBS. Afb. 6 - Toenemng Potental Polluton Index" voor de Rjn te Lobth (ramng voor de perode ). DU» 0- I 8" o: * JAREN H 2 0 (6) 973, nr. 9 48

5 prognose bj achterwege bljven van sanerngsmaatregelen voor de fosforbelastng van de Rjn een ververvoudgng van de belastng worden verwacht, hetgeen nog eens dudeljk de noodzaak llustreert van een krachtge aanpak op korte termjn van het eutrofërngsvraagstuk bj de Rjn. s m y / S 972 y a, * 2000 [Tendens voor da Rjn te Lobth over de perode JGemddelde tan den s voor 60 rverplaat sen Ivan de wereld :! e ^! Afb. 7 - Prognose ortho-phosphaat gehalte van het Rjnwater te Lobth voor het jaar 2000 bj achterwege bljven van sanerngsmaatregelen. 3. Prognose toekomstge fosforbelastng van de Rjn te Lobth De potentële vervulngsgraad van de rver kan, overeenkomstg een stude van de rveren van de wereld van het WHO Internatonal Reference Centre for Communty Water Supply, worden benaderd door een ndex de als volgt s gedefneerd: P.P.I. = waarn: P.P.I. N x BNP/hoofd QxlO«= Potental Polluton Index", ter plaatse van het waarnemngspunt en op het jaar van waarnemng. N = Bevolkngsgrootte n het betreffende stroomgebed. BNP/hoofd = Gemddelde waarde van het Bruto Natonaal Product/hoofd (US dollars) betrekkng hebbend op de bevolkng van het stroomgebed. Q = Gemddelde jaarljkse afvoer (m 3 /sec). In afb. 6 s een ramng voor het verloop van de P.P.I. gegeven voor de Rjn te Lobth, terwjl n afb. 7 op grond van waarnemngen bj 60 meetplaatsen van rveren verspred over de wereld de gemddelde tendens voor het verband tussen P.P.I. en ortho-fosfaatgehalte s aangegeven [Zoeteman, 973]. Aan de hand van de metngen voor de Internatonale Rjn Commsse van het RIZ A over de perode s een meer specfeke ramng voor de Rjn te Lobth tevens n afb. 7 vermeld. Wanneer nu de jaren 972 en 2000 worden vergeleken voor het geval dat n bede jaren een gemddelde afvoer van 2200 m 3 /sec. zou optreden dan bljkt een stjgng van de als ortho-fosfaat bepaalde fosforconcentrate over deze perode van ca. 0,25 mp P/l naar,0 mg P/l te verwachten te zjn nden geen zuverngsmaatregelen zouden worden getroffen. Tot het jaar 2000 kan dus volgens deze S e 4. Concluses en aanbevelngen voor maatregelen ter bestrjdng van de eutrofërng n het Nederlandse stroomgebed van de Rjn Het grootste deel van Nederland s wat het oppervlaktewater en de bestemmngen daarvan betreft afhankeljk van de Rjn. Hoewel op natonaal nveau nog meerdere problemen moeten worden opgelost s een werkeljk effecteve bestrjdng van het eutrofërngsvraagstuk alleen mogeljk nden tevens het grensoverschrjdende Rjnwater een dudeljke verlagng van de rjkdom aan plantennutrënten en met name fosfaten te zen geeft. Een verlagng van het gehalte aan fosfaten s temeer van belang om de reeds ngezette sanerng van lozngen van zuurstofverbrukende stoffen te effectueren zodat een gezonde zuurstofhushoudng n het stroomgebed van de Rjn en zjn delta werkeljkhed wordt. Daar de hudge eutrofe toestand van het Rjnwater n de delta een herneuwde massale ntroducte van organsche stoffen door algengroe met zch brengt dent op korte termjn de lozng van fosfaten te worden betreden. Gesteld moet dan ook worden: Een gezondmakng van de zuurstofhushoudng van de Rjn en zjn delta kan net alleen door sanerng van bologsch afbreekbare stoffen worden berekt. Hertoe s tevens sanerng van de fosforlozngen n het gehele stroomgebed noodzakeljk n het komende decennum. Gezen de zeer hoge rjkdom aan plantennutrënten van het Rjnwater, de accumulate van fosfaten n het zoete oppervlaktewater en bodemslb van Nederland en de toenemende thermsche belastng van deze oppervlaktewateren worden hudge en toekomstge bestemmngen hervan ernstg bedregd. Inden een spoedge en krachtge bestrjdng van de eutrofe toestand van het water n de Rjndelta achterwege bljft moet rekenng worden gehouden met catastrofale gevolgen voor o.a. vsserj, recreate en openbare watervoorzenng. Een aanpak van het eutrofërngsvraagstuk van de Rjn dent hoofdzakeljk te gescheden door het vnden van een oplossng voor: Het vervangen n nternatonaal verband van polyfosfaten n wasmddelen en het terugdrngen van de vervaardgng van polyfosfaten als gevolg daarvan, en door het op korte termjn bouwen van zuverngsnrchtngen met mogeljkheden tot: Het defosfateren van hushoudeljk en ndustreel afvalwater, tenende het fosforgehalte van effluenten tot een mnmum te beperken. Tegeljkertjd dent aandacht te worden besteed aan: Het tegengaan van het terechtkomen van meststoffen van de landbouw n het water van de Rjn. Lteratuur Centraal Bureau voor de Statstek. Waterverontrengng met afbreekbaar organsch en eutrof'êrend materaal". 's-gravenhage, Staatsutgeverj, 972. Deltadenst, Afdelng Mleu Onderzoek (Rjkswaterstaat) (ongepublceerde gegevens) (973). Golterman, H. L., Bakels, C. C, Jakobs-Mögeln, J. Avala- 482 H 2 0 (6) 973, nr. 9