m Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde-estuarum K [Profles of some eements n the sedment of the Scheldt estuary] Verkennend onderzoek naar het voorkomen en het verloop van de concentrates van enkele weng onderzochte elementen n het sedment van het Schelde-estuarum van Vlss/ngen tot Rupelmonde. Werkdocument: RK2/AB»96.835x t Tm van Hattum Rjkshogeschool Uselland Afstudeerverslag me 996
f t Aan Projectgroep SAP Rjkshogeschool Jselland Van Mnstere van Verkeer en Waterstaat Dlrectoraat-Generaal Rjkswaterstaat Rjksnsttuut voor Kust en Zee / RKZ Doorklosnummer Tm van Hattum 294 Datum Bljlage(n) 22-05-996 8 Nummer ProM RKZ/AB-96.835X SAP Onderwerp Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde-estuarum. Dt werkdocument beschrjft de resultaten van een verkennend onderzoek naar het voorkomen en het verloop van de concentrates van enkele weng onderzochte elementen n het sedment van het Schelde-estuarum van Vlssngen tot Rupelmonde. Vastlglng Mddelburg Telefoon (08) 67 22 00 Postbus 8039, 4330 EA Mddelburg Telefax (08) 6 «5 00 Bezoekadres Grenadlerweg 3 Berekbaar 20 mnuten loop.fst.nd vanaf staton Mddelburg rchtng ndustregebed Amesten, trentax
f Voorwoord Dt werkdocument s het resultaat van een afstudeeronderzoek dat k heb gedaan bj het Rjksnsttuut voor Kust en Zee te Mddelburg. Het onderzoek s utgevoerd n het kader van een afstudeerstage voor verdejaars mleucheme-studenten van Rjkshogeschool Jseland n Deventer. De afstudeerperode lep van 22 januar tot en met 7 jun 996. n opdracht van het Rjksnsttuut heb k onderzoek gedaan naar weng onderzochte elementen n het sedment van het Schelde-estuarum. Het was een boeende opdracht en k heb er met plezer aan gewerkt. Gedurende het onderzoek ben k n aanrakng gekomen met een voor mj vrj onbekend natuurgebed. Met de monstername was het mogeljk om dt gebed beter te leren kennen. k vond het een schtterende ervarng om op alle lokates monsters te nemen, n het bjzonder de monsterlokates op de platen n de Westerschelde. De stageperode s een leerzame en boeende tjd geweest. Een aantal mensen zou k persoonljk wllen bedanken voor hun bjdrage aan mjn onderzoek. Om te begnnen Belnda Kater voor de begeledng tjdens mjn stageperode. Daarnaast wl k Albert Holland bedanken voor enkele nhoudeljke advezen. Cees Joosse van de Meetdenst bedank k voor de hulp bj het zoeken naar geschkte monsterlokates en -methodes. Verder wl k edereen de her net vermeld wordt en toch een bjdrage heeft geleverd aan de toffe tjd de k n Mddelburg heb gehad herbj bedanken. Tm van Hattum. Rljksnaltuut voor Kust en Zee/RKZ Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schalde estuarum Samenvattng Dt afstudeerverslag beschrjft de resultaten van een verkennend onderzoek naar het voorkomen en het verloop van de concentrates van enkele elementen n het sedment van het Schelde-estuarum. De nadruk lgt herbj op elementen waarnaar weng onderzoek wordt verrcht. Voor de meeste van deze elementen zjn er nog geen normen en ze staan net op de ljst met mleugevaarljke stoffen. Mogeljk horen enkele van deze elementen wel op deze ljst thus gezen het voorkomen n hoge concentrates of de hoge toxctet. Aan de hand van een verkennend onderzoek worden deze elementen nader bekeken n het estuarum. De elementen Al, Ca, Mg, Tl, Sb, Ba, Be, B, Co, La, Mn, Mo, N, Sc, Sr, Sn, Ag, V, W, en Zr zjn hervoor geanalyseerd tn sedmentmonsters van de toplaag van 39 lokates, Daarnaast s er over de genoemde elementen lteratuur verzameld. De monsters zjn genomen op slkken en platen, tussen M Vlssngen en Rupelmonde. Er zjn profelen (lengtedoorsnede) gemaakt van het verloop van de con- * centrates van de elementen door het estuarum. Zo wordt een mogeljke toe- of afname rchtng Rupelmonde zchtbaar waarvoor verklarngen gezocht worden. De gehaltes zjn vergeleken met de 'M gegevens ut eerdere onderzoeken n het estuarum. m Er zjn twee hoofdredenen te noemen voor de afname van concentrates n het sedment n zee- «waartse rchtng. Het zjn de desorpte van elementen bj toenemend zoutgehalte en de mengng van relatef schoon maren slb met fluvatel slb. Daarnaast kunnen antrapogene ngrepen nvloed hebben op het verloop van de element profelen. Er s een afname gevonden voor de elementen calcum, ^ magnesum en strontum rchtng Rupelmonde veroorzaakt door mengng van maren slb, met relatef 'V hoge concentrates, en fluvatel slb. De concentrates van cobalt, nkkel, zlver en barum bljken toe V te nemen rchtng Rupelmonde door desorpte bj toenemende salntet. Mangaan en yttrum nemen toe rchtng Rupelmonde door mengng van fluvatel slb, met relatef hoge concentrates, en maren M slb. De beryllumconcentrates nemen af rchtng Rupelmonde. Hervoor s geen verklarng gevonden. Ttaan geeft geen dudeljk verloop door het estuarum. De concentrate van barum s dudeljk toegenomen snds 988. De concentrates van cobalt, man- m gaan, nkke, ttaan en vanadum zjn dudeljk afgenomen stnds 988 mogeljk door een veranderd 8 beled ten aanzen van lozngen. De elementen zlver, cobalt, beryllum, lanthaan, vttrum en scandum zjn even toxsch of zelfs toxscher dan lood en znk. Deze elementen komen n lage concentrates voor n het sedment maar H worden wel geloosd op het estuarum. Ze kunnen n de toekomst voor problemen gaan zorgen. m Verder onderzoek zou kunnen aantonen of er nderdaad een toename s van deze elementen n het sedment n de toekomst. Daarbj kan onderzoek naar deze elementen n de waterfase nuttg zjn ter verklarng van eventuele verhoogde concentrates. Met behulp van toxctetstoetsen kan de werkeljke toxctet van deze elementen bepaald worden. Herut kunnen dan weer normen afgeled worden. ~ Voor de besproken toxsche elementen s het aan te raden ze op te nemen op de aandachtstoffen* ljst. Schadeljke effekten n de toekomst zjn net ut te sluten. Rjksnstuut voor Kust en Zee/R KZ 'm! W,<É ^ ' f
t Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum nhoudsopgave. nledng 2. Algemeen 2.2 Gebedsbeschrjvng 3 2. Werkwjze S 2. Algemeen 5 2.2 Monstername, 5 2.3 Analyses 7 2.4 Standaardsate 7 2.5 Utwerkng analyse resultaten 8 3. Resultaten 9 3. Granulometrtsche gegevens 9 3.2 Standaardsate 0 3.3 Analyse resultaten 2 3.3. Barum 2 3.3.2 Beryllum 3 3.3.3 Lanthaan 4 3.3.4 Scandum 5 3.3.5 Yttrum 6 3.3.6 Mangaan 7 3.3.7 Cobalt 9 3.3.8 Nkkel 20 3.3.9 Vanadum 2 3.3.0 Zlver 22 3.3. Zrkonum 23 3.3.2 Strontum 24 3.3.3 Ttaan 25 3.3.4 Magnesum 26 3.3.5 Calcum 27 3.3.6 Overge elementen 27 4. Dscusse en concluses 28 4. Granulometrsche gegevens 28 4.2 Standaardsate, 28 4.3 Analyse resultaten 29 4.3. Profelen 29 4.3.2 Vergeljkng met eerder onderzoek 3 4.3.3 Toxctet 3 5. Endconcluses 32 6. Aanbevelngen. 33 7. Lteratuur 34 7. Lteratuurljst 34 7.2 Achtergrondnformate 36 Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum Bjlage : Bjlage : Bjlage U : Bjlage V : Bjlage V : Bjlage V : Bjlage V : Bjlage V : Bjlagen Afstanden van de monsterlokates tot Vlssngen, namen van de lokates en de datum van monstername (tabel ). Kaartje met monsterlokates en methode van afstandbepalng d.m.v. mddelljn. Toestemmng voor de monstername n de Zeeschelde. De afkortngen van de elementen met de volledge namen en de detektelmteten (tabel 2). De fractes < 63//m en < 23/^m en het percentage droge-stof van de sedmentmonsters (tabel 3). De analyseresultaten over het totaal-sedment (tabel 4 en 5). De gemddelde concentrates van de elementen n het hele estuarum, de Westerschelde en de Zeeschelde (tabel 6). Profelen van znk en lood door het estuarum. l f Rjkslnstuut voor Kust en ZeeRKZ
l t t t Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum. nledng. Algemeen n het kader van het project SAP (Schelde Acte Plan) wordt onderzoek verrcht naar, en adves utgebracht over, het funktoneren van het Schelde-estuarlum onder het hudge en toekomstge waterbeheer. Er wordt onder andere onderzocht n welke mate het estuarum verontrengngen bevat en er worden oplossngen gezocht om deze verontrengngen te reduceren. Vanut Belgë va de Schelde en n mndere mate vanut de Noordzee worden veel stoffen getransporteerd naar de Westerschelde. Veel van deze stoffen hechten zch aan het zwevend slb, dat vervolgens weer sedmenteert. Om een beeld te krjgen welke stoffen en n welke mate deze stoffen zch n het sedment bevnden wordt onderzoek verrcht. Slechts weng onderzoek rcht zch op het sedment, voornameljk de waterfase wordt bekeken. Bj deze onderzoeken kjkt men naar de zogenaamde mleugevaarljke stoffen de n de derde nota waterhushoudng worden beschreven. Maar het perodek systeem der elementen bestaat ut veel meer elementen waarnaar weng onderzoek wordt verrcht. Sporen-elementen zjn elementen de van nature voorkomen n bodem, grondwater en oppervlaktewater. De concentrates van deze stoffen zjn net overal geljk en zjn vaak van nature zo hoog dat beïnvloedng van de n bodem of n het water levende organsmen net kan worden utgesloten. Steeds rjst de vraag of een hoge concentrate van nature aanwezg s of dat deze door antropogene beïnvloedng s veroorzaakt [Brujn & Denneman, 992]. Hoofd-elementen komen van nature n zeer hoge concentrates voor n het sedment. n dt onderzoek worden just de sporen-elementen en hoofd-elementen onderzocht de n 'standaard' sedmentonderzoeken net worden geanalyseerd. Er s geen reden om aan te nemen dat enkele van deze elementen mnder schadeljk zjn dan bjvoorbeeld zware metalen voor organsmen lannema, 990]. Met het oog op de toenemende toepassng n de ndustre als alternatef op de mleugevaarljke stoffen s het znvol om te bekjken n welke mate deze stoffen n het sedment voorkomen [Botterweg et al, 993]. Dt verslag beschrjft een verkennend onderzoek naar de gehaltes van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum. Het doel van het onderzoek s nzcht krjgen n het vóórkomen van enkele weng onderzochte elementen en het verloop van de concentrates van deze elementen n het sedment van het Schelde-estuarum van Vlssngen tot Rupelmonde. Daarbj s er gezocht naar eerder gemeten gehaltes van deze elementen ter vergeljkng en s er gekeken naar de toxctet van de elementen, met als doel een ndruk te krjgen van de schadeljkhed van deze elementen n verhoudng tot enkele bekende zware metalen. Er zjn verklarngen gezocht voor eventuele toe- of afnames van de element-concentrates rchtng Rupelmonde. Er s weng onderzoek gedaan naar de meeste elementen de net tot de mleugevaarljke stoffen worden gerekend. Daarom zjn er weng gegevens over deze elementen te vnden n de lteratuur. Mogeljk komen enkele van deze elementen n hoge concentrates voor en gaan deze concentrates n de toekomst toenemen. Mogeljk zjn er andere redenen voor verhoogde of verlaagde concentrates rchtng Rupelmonde, dan verontrengng. Met een verkennend onderzoek wordt dt onderzocht. Dt werkdokument s onderverdeeld n 7 hoofdstukken. n hoofdstuk wordt een gebedsbeschrjvng gegeven van het estuarum. Hoofdstuk 2 beschrjft de werkwjze van het onderzoek. n hoofdstuk 3 worden de resultaten beschreven en n hoofdstuk 4 worden de resultaten krtsch besproken en worden enkele concluses getrokken. De endconcluses staan n hoofdstuk 5, gevolg door enkele aanbevelngen n hoofdstuk 6. De geraadpleegde lteratuur s samengevat n hoofdstuk 7. Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum.2 Gebedsbeschrjvng Het Schelde-estuarlum bestaat ut de overgang tussen de rver de Schelde en de baa van de Noordzee. Een estuarum s een gebed waar rverwater n de zee stroomt. Door mengng en getjdebewegng ontstaat er een gebed met een wsselende salntet. Het estuarum wordt onderverdeeld n de Nederlandse Westerschelde, de Beneden Zeeschelde en de Boven Zeeschelde. Het gebed strekt zch ut van Vlssngen tot aan de stuwen bj Gent. Het estuarum staat deels onder nvloed van de Noordzee en dees onder nvloed van de Schelde. De Schelde ontsprngt n Frankrjk. NEDERLAND Afbeeldng.: Globale ndelng van het estuarum. lltk Mtthtllll Het estuarum s te spltsen n een maren gebed (westeljk deel Westerschelde), een overgangsgebed (oosteljk deel Westerschelde en Beneden Zeeschelde) en een fluvtate! gebed (Boven Zeeschelde}. Er wordt zoet water en fluvatel slb aangevoerd door de Schelde. Daarnaast wordt er water met een hoge salntet en relatef "schoon" maren slb aangevoerd door de Noordzee [Maldegem, 993]. Dt wordt schematsch weergegeven n afbeeldng.2. t " mar en J "' -" ]_ \. L Afbeeldng.2: Globale ndelng van het estuarum, Rtjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ j fhjvlato _ J J rver
f t t Profelen van enkele elementen n het sedment van hel Schelde estuarum Het Schelde-estuarum s een sedmenterend bekken, dat netto slb en zand accumuleert, waardoor er op lange termjn een zeewaartse verschuvng van het estuarum optreedt [Maldegem, 993). Dt betekent dat er n de hudge stuate meer slb sedmenteert dan erodeert. De kwaltet van het aangevoerde slb heeft daarmee gevolg voor de concentrate vervuld slb n de waterbodem. n het estuarum worden schorren, slkken, platen en geulen onderscheden. Sedmentate vndt voornameljk plaats op de slkken en de ptaten. De schorren staan soms onder water (bj sprngtj met storm), de slkken en platen staan voortdurend onder nvloed van het tj, deze gebeden worden ntergetjde gebeden genoemd. De hoeveelhed maren slb neemt n de rchtng van Rupelmonde af op de slkken en platen. De hoeveelhed fluvatel slb neemt rchtng Rupelmonde toe [Matdegem, 993], Op de Nederlands-Belgsche grens bljkt dat zch her ongeveer evenveel maren als fluvatel slb bevndt [Paepe, 99]. ntern jdagebea havens geul gbblod +* plaat sllc schor Afbeeldng.3: ndelng naar morfologsche eenheden. n dt onderzoek zjn enkel de slkken en platen onderzocht op het voorkomen van enkele elementen omdat de schorren en de geulen nauweljks slb bevatten. Ook s het gedeelte van Gent tot Rupelmonde net meegenomen n het onderzoek, gezen dt gebed net tot het onderzoeksgebed van het project SAP behoort. Het gebed van Rupelmonde tot de Noordzee s de estuarene mengzone [Zwolsman & Eek, 993]. Het estuarum wordt voor dverse functes gebrukt zoals beroepsscheepvaart, lozngen door de ndustre, zoet water afvoer, delfstoffenwnnng, vsserj en rekreatle. Deze actvteten hebben gevolgen voor de kwaltet van het water en daarmee voor het sedment n het estuarum. Naast deze dverse functes heeft het estuarum als natuurgebed een grote waarde. Het s een foerageergebed voor dverse vogelsoorten, er komen dverse vssoorten voor en er leven enkele bodemderen zoals kokkels en wad p eren n het sedment van het estuarum. Achterutgang van de kwaltet van het water en het sedment kan dus schadeljke gevolgen hebben voor de ecologsche functe van het estuarum. Rljksnstuut voor Kust en Zee/RKZ
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 2. Werkwjze 2. Algemeen Voor de utvoerng van dt onderzoek zjn dverse stappen ondernomen. Allereerst zjn de monsters genomen. Vervolgens zjn de monsters bewerkt en geanalyseerd op dverse elementen. Er s een lteratuuronderzoek utgevoerd naar gegevens over deze elementen. De resultaten van de analyses en het lteratuuronderzoek zjn weergegeven n S 3.3. Verder s er onderzocht hoe de analyse resultaten gestandaardseerd kunnen worden. ; ^ 2.2 Monatamame M De bemonsterng van de sedmentmonsters s n twee gedeelten utgevoerd. Met eerste gedeelte betrof monstername van de Westerschede, het tweede gedeelte monstername van de Beneden Zeeschelde. Alle monsters zjn genomen bj laagwater {eb), omdat de lokates dan eenvoudger te bereken zjn. M De monstername n de Westerschede s utgevoerd n overleg met de Meetdenst van Drecte Zeeland. Er zjn vaste meetraaen op de platen en slkken van de Westerschede de elk ut meerdere meetpunten bestaan. n dt onderzoek s gebruk gemaakt van deze raaen. De platen mdden n de Westerschede zjn met een boot berekt. Deze bemonsterng s n de perode van 5 februar tot 9 februar 996 utgevoerd met behulp van 'de Schenge', een boot van de Meetdenst. De raaen op M de slkken zjn bemonsterd n de perode van 3 februar tot 23 februar 996. * De bemonsterng s utgevoerd met behulp van een steekbusje dat twee centmeter het sedment n gestoken werd. Zo werd een monster verkregen dat altjd ongeveer even dep gestoken s. Dt werd 'M n monsterpotten van polyetheen gedaan. Op het laboratorum werden de deelmonsters van de lokates samengevoegd en gehomogenseerd tot mengmonsters om toevallgheden zoveel mogeljk ut te sluten. De monsters n de Zeeschelde zjn genomen vanaf de lnkeroever van de Schelde. Hervoor s toestemmng gevraagd bj de Antwerpse Havendenst (bjlage ). Bj aagwater staat een gedeelte van de oever droog en zjn de lokates eenvoudg te bereken. De monsters zjn genomen op 2 maart 996. Gezen de sedmentmonsters ut erg slap materaal bestonden s geen gebruk gemaakt van een steekbusje maar zjn de monsters met een plastc lepel n monsterpotten gedaan. Er zjn ter plekke mengmonsters gemaakt. J Rjkslnstuut voor Kust en Zee/RKZ m M
t t \ \ * Prof leen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum Heronder votgt een kaartje (afbeeldng 2.} met de monsterlokate-aandudngen. tn bjlage staat een tabel met de afstanden van de lokates tot Vlssngen en de namen van de lokates. De afstanden zjn bepaald door een ljn n het mdden van het estuarum te trekken en de monsterpunten met tjnen loodrecht op de mddelljn te verbnden [Blom, 983], Dt s weergegeven n bjlage. schnepvaartróua Afbeeldng 2.: Kaartje met monsterlokates. Rjksnstuut voor Kust en Zee/RtKZ Rupelmonde Antwrpt
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 2.3 Analyses Vóór de utvoerng van de analyses zjn de mengmonsters gedurende ca. 70 uur gedroogd n een stoof bj 60 C. Herut s het droge-stofgehalte bepaald. Na het drogen s van eder monster een gedeelte gemalen met een porselenen morter en vervolgens opgestuurd naar BOWAGEM BV voor de chemsche analyses. Van het overge gedeelte s n het laboratorum van het RKZ de fracte < 63 pm bepaald. De chemsche analyses zjn utgevoerd over het totale sedmentmonster omdat schedng tussen bepaalde fractes net op korte termjn mogeljk was. M m Voor de chemsche analyses zjn de volgende elementen bepaald: Al, Sb, Ba, Be, B, Ca, Co, La, Mn, Mg, Mo, N, Sc, Sr, Sn, Ag, T, V, W, Y, Zr, Pb en Zn. Deze zjn bepaald met een een- gangs-cp-aes (nduced Coupled Plasma-Atomc Emsson Spectrometry) analyse aan 0,5 gram 'M alquots van monsters sedment. Van 4 sedmentmonsters zjn duplo-bepalngen gedaan (lokate 4, 7, 2 en 30). De detektelmeten per element zjn gegeven n bjlage V, Hern worden ook de sche- M kundge namen bj de afkortngen gegeven. J De fracte < 63 fjm s bepaald volgens een nterne methode van het RKZ. 2.4 Standaardsate De analyses zjn utgevoerd over het totale sedmentmonster. De monsters van de verschllende 'M lokates verschllen onderlng sterk n korrelgrootte. Er zjn monsters met een hoog slbgehalte (frac- te < 63/rn) en monsters met een laag slbgehalte. De geanalyseerde elementen adsorberen voor het grootste gedeelte aan de slbfracte. Monsters met een hoog slbgehalte zullen ook hoge concen- trates van de elementen geven en omgekeerd. Herdoor kunnen de concentrates van de elementen op de verschllende lokates moeljk met elkaar vergeleken worden. Om de nvloed van het verschl n korrelgrootte per monster ut te sluten kunnen de monsters ge- ^ standaardseerd worden aan een conservatef element. Om dt te doen moet er een element gezocht worden dat n dt gebed conservatef s. Onder een conservatef element verstaat men een element ' dat gecorreleerd s aan de fracte < 20//m. Wanneer de correlatecoëffcënt (r) groter of geljk s aan 0,90 mag er gesproken worden van een conservatef element [Schneder & Weer, 984], flj n dt onderzoek was het net mogeljk om per monster de fracte < 20jum te bepalen omdat de 'M monsters al gedroogd waren, waardoor de kle deeltjes aan elkaar zjn gaan 'kltten' en als het ware grotere deeltjes zjn gaan vormen. Herdoor zou de bepalng van de fracte < 20//m een onecht beeld «. opleveren, Wel kon de fracte < 63//m bepaald worden van ale monsters. Ut de lteratuur s geble- ken dat er een lnear verband bestaat tussen de fracte < 63pm en de fracte < 23jt/m [Kerdjk et al, 9933. Dt s onderzocht met de korrelgroottegegevens van het McLaren onderzoek ut 993 en 994 [McLaren, 993]. n dt onderzoek s er over het Schelde estuarum en grd gelegd van 500 bj 500 meter. Op elk hoekpunt van deze grd s een sedmentmonster genomen van de toplaag waar- M van de korrelgroottes zjn bepaald. Ut deze dataset zjn de korrelgroottegegevens van de slkken, platen en de Zeeschelde geselecteerd omdat enkel deze gebeden n dt onderzoek zjn bemonsterd. tê Om te onderzoeken of er een verband s tussen de eerder genoemde fractes s gebruk gemaakt van regresse-analyse met behulp van het programmapakket SYSTAT 5.05. Met dt pakket s een omrekenngsmodel gebouwd utgaande van een lneare relate (volgens n [23/t/m] - a*63jum] + b). De voorwaarden van het regressemodel zjn getest door na te gaan of de ' resduen van het regressemodel normaal waren verdeeld, de resduen random en homogeen ver- ' deeld waren en er geen storende utbjters werden geconstateerd. Met dt omrekenngsmodel zjn ut de fractes < 63/um van de bemonsterde okates de fractes < M 23//m per lokate berekend. Door deze fractes ut te zetten tegen enkele elementen kon onderzocht M worden of er een conservatef element aanwezg was (r > 0,90). Rjksnsltuut voor Kust en Zee/RKZ
f Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum Door de concentrates van de elementen n het totale sedment per lokate te delen door het gehalte van het conservateve element worden deze waarden onafhankeljk van de korrelgrootte waardoor ze met elkaar vergeleken kunnen worden. 2.5 Utwerkng analyse resultaten Per element zjn profelen gemaakt van de element/standaard-verhoudngen per lokate utgezet tegen een klometerschaal. Deze schaal loopt van Vlssngen (0 km.) tot en met Rupelmonde (90, km.) n Belgë, Met behulp van het statstsche programma SYSTAT s er een ljn berekend door deze punten. Wanneer de hellng van de ljn sgnfcant afwjkt van 0 (bj een betrouwbaarhed van 95%) kan gesproken worden over een sgnfcante toe- of afname rchtng Rupelmonde. Bj edere ljn s de overschrjdngskans (p) weergegeven. s deze p klener dan 0,05, dan wordt aan het betrouwbaarhedscrterum van 95% voldaan en kan de hellng sgnfcant genoemd worden. n dt geval s de hellng weergegeven d.m.v. een stppelljn. Wanneer de hellng van de ljn net sgnfcant s, kan er geen toe- of afname geconstateerd worden en wordt er geconcludeerd dat de concentrate over het bemonsterde traject net veranderd. n deze gevallen s er gekeken naar de platen, noordeljke- en zudeljke slkken en de Zeeschelde afzonderljk. Werd n deze gevallen een sgnfcante toe- of afname gevonden dan zjn deze grafeken ook weergegeven. n enkele profelen s opvallend verschl tussen het verloop n het Nederlandse deel en het Belgsche deel. n deze gevallen s er een stppeljn weergegeven om de grens tussen Nederland en Belgë (ca.60km.) aan te geven. Op enkele lokates werden opvallend hoge concentrates gevonden. n dat geval zjn ter verdudeljkng de lokatenummers vermeld. Bj de analyse resultaten n 3.3 worden ook de resultaten van het lteratuuronderzoek per element besproken. Er zjn vergeljkngen gemaakt met onderzoeken ut 987 en 988. Verder zjn de toxcltets gegevens, voor zover bekend, vermeld. De toxctet s vergeleken met de van lood, nkkel of znk en ter vergeljkng zjn de gemddelde waarden van deze elementen vermeld. Daarnaast zjn er verklarngen gezocht voor een eventuele toe- of afname rchtng Rupelmonde en voor opvallend hoge concentrates. Rtjksnsltuut voor Kust an Zee/RKZ
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3. Resultaten 3. Granulometrsche gegevens De slbfractes (fracte < 63/ym), de fractes < 23//m en het percentage droge stof zjn gegeven n bjlage V. Fguur 3. geeft het slbgehalte en het droge stof gehalte door het estuarum weer. KW 80 40 20 l) ' k20, # ffl- * T v v 40 60 9f*tond tot VUMlnftn (km) 60 0 Fguur 3.: Het % < 63/jm en het% droge stof door het estuarum. v '40 *»V, *v 20 30 40 90 60 70 60 90 droqt»lof(%) Fguur 3.2; Relate tussen % < 63jum en % droge stof. n fguur 3. s te zen dat het slbgehalte (fracte < 63//m) n de rchtng van de Noordzee afneemt. n het Belgsche deel zjn de slbgehaltes gemddeld hoog. n de Westerschelde worden de gehaltes lager met utzonderng van twee lokates. Het percentage droge-stof daarentegen wordt hoger rchtng de Noordzee. Er s een correlate tussen het slbpercentage en het percentage droge stof [Kerdjk et al, 993]. Deze correlate s weergegeven n fguur 3,2. De correlatecoëffcënt (r 2 ) voor dt verband s sgnfcant en bedraagt 0,866. De reden voor dt verband s dat een monster met zeer weng slb, en dus veel zand, nauweljks water vasthoudt. Dt monster zal dus een hoog percentage droge stof bevatten. Anderzjds s het zo dat een monster met veel slb ook veel water kan vasthouden. Het percentage droge stof zal dan ook veel lager lggen, Ut deze grafek (3.2) kunnen eventuele fouteve bepalngen van de slbfracte worden waargenomen. n dt geval zjn er geen punten de sterk afwjken van de correlateljn. Er s geen reden om enkele punten net mee te nemen bj het zoeken naar een conservatef element n S 3.2. Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3.2 Standaardsate Om een ndruk te krjgen welk element n dt onderzoek conservatef s wordt onderzocht of er een verband s tussen de fracte < 23/m en een element. Hervoor zjn eerst de fractes < 23 /m berekend ut de fractes < 63jum met behulp van een omrekenngsmodel. Dt model s gebaseerd op korregroottegegevens van het McLaren onderzoek ut 993 en 994. Onderstaande grafeken geven het verband tussen de fractes ut het onderzoek weer. 20 40 60 80 00 Fguur 3,3: Verband tussen % < 63jum en het % < 23//m. Fguur 3.4: Logartmsch verband tussen % < 63/m en het % < 23/jm De fractes ut fguur 3.3 zjn logartmsch getransformeerd om aan de voorwaarden van regresse analyse te voldoen. Met het lneare verband ut fguur 3.4 s een omrekenngsmodel gebouwd. De correlatecoëffcënt (r 2 ) bj dt model bedroeg 0,965. Het omrekenngsmodel voldoet aan de esen voor regresse-analyse. De formule voor de omrekenng van de percentages 63//m naar de percentages 23#m ludt: Waarn: [23/jm] [63fjm] % < 23//m berekend % < 63/m bepaald [23üm] as en.3e»ln[83*m)l-,063 Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ 0
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum Deze berekende waarden zjn n een grafek utgezet tegen de gehaltes van enkele elementen. Fguur 3.5 geeft het verband tussen de fracte < 23//m en alumnum. '':...*.!; 0 20 W X < 2Jum Fguur 3.S: Verband tussen % < 23/*m en het conservateve element (Al). 40 n het onderzoek zjn twee stoffen gevonden de als conservatef kunnen worden beschouwd. Het zjn scandum en alumnum. De correlatecoëffcënt (r) van scandum s 0,9484. Voor alumnum bedraagt deze waarde 0,935. De waarde voor scandum s hoger en geeft ook aan dat dt element conservatever s dan alumnum. Er s toch voor gekozen om te standaardseren aan alumnum gezen dt n de lteratuur ook veelvuldg gebrukt wordt. Eventuele gegevens ut de lteratuur van elementen gestandaardseerd aan alumnum kunnen zo worden vergeleken met de element/alumnum-verhoudngen ut dt onderzoek. Zo kan een ndruk worden verkregen of de gehaltes zeer hoog of laag lggen. Alumnum komt voor n klemneralen en heeft daardoor dezelfde specfeke affntet voor de fjne sedmentfractes als de spoorelementen terwjl het metaal net door de mens op het estuarum wordt geloosd. Door te delen door het alumnumgehalte worden de spoorelement-gehaltes onafhankeljk van de korrelgrootteverdelng van het sedment [Brnke, 994]. De geanalyseerde elementen worden gestandaardseerd aan het conservateve element. Dt betekent dat de gehaltes per lokate worden gedeeld door het conservateve element waardoor het korrelgrootte-effekt te net gedaan wordt. De analyseresultaten voor alle elementen zjn opgenomen n bjlage V. n bjlage V staan de gemddelde concentrates n mg/kg, door het hele estuarum, n de Westerschelde en n de Zeeschelde. Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3.3 Analyse resultaten 3.3. Barlum Voor barum s geen sgnfcante toe- of afname rchtng Rupelmonde aan te tonen wanneer alle lokates bekeken worden. Dt wordt weergegeven n fguur 3.6. Op de platen bljkt een sgnfcante toename te zjn van barum rchtng Rupemonde (hellng: p = 0,000). 40 00 60 20 «0 60 80 00 afttand lol Vllalngfln (km) Fguur 3.6: Profel van barum door het estuarum. 40 30 20! l0 f ' 00 90 ea 70,-'»*** * 0 20 30 40 50 alttand tot Vlhulnqen (km) Fguur 3.7: Profel van barum op de platen. De toename van Ba rchtng Rupelmonde op de platen (fguur 3.7) s te verklaren door het fet dat Ba zch sterk aan zand bndt. De platen bevatten relatef veel zand waaraan dt element zch kan bnden. Daarnaast s de nvoed van de ndustrële lozngen net ut te sluten. Barum wordt geloosd door dverse bedrjven op het estuarum. Vanaf de rechteroever s een sterke toename van de barum-concentrate n het estuarum gevonden n het water. De faarumconcentrates n het water op de mddelljn van het estuarum nemen toe rchtng Rupelmonde. Bj Antwerpen zjn de concentrates relatef hoog [Blom, 983]. Ut onderzoek s gebleken dat er een exponentële afname s van de Baconcentrate n het zwevend materaal met toenemende salntet. Dt s te verklaren door de toenemende mate van desorpte met toenemende salntet [Zwolsman & Eek, 993]. De sterke afname van Ba, op de platen, rchtng zee valt hermee te verklaren. De gemddelde achtergrondconcentrates van barum voor zee- en rverwater zjn ongeveer geljk nameljk 0 mg/l, [Förstner, 979]. Achtergrondwaarde n standaardbodem s 55 mg/kg. [Brujn & Denneman, 992]. De gemddelde concentrate n het estuarum bedraagt 24 mg/kg, en s dudeljk hoger. n 987 s er nabj lokate 23 (ze afbeeldng 2.) een Ba/A-verhoudng gevonden van 60 n de toplaag. Nabj lokate 20 werd een verhoudng van 49 gevonden n de toplaag [Zwolsman et al, 99}. n dt onderzoek werden voor de lokates 23 en 20 Ba/A-verhoudngen gevonden van resp. 7 en 9. Deze waarden lggen dudeljk hoger en duden mogeljk op een toename van lozng van dt element. Ba s toxsch maar slecht opneembaar voor organsmen [Wttman, 9793. Daardoor zal barum net snel schadeljke effekten veroorzaken. Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ 2
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3.3.2 Beryllum n fguur 3.8 s te zen dat er een afname van beryllum s n de rchtng van Rupelmonde. De afname s sgnfcant (hellng: p=0,00). n het Belgsche deel, vanaf 60 km. veranderen de verhoudngen net meer. Er zjn opvallend hoge verhoudngen tussen 20 en 40 km. gevonden. 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3» * * 20 40 60 SO aftand tot Hlnlngtn (km) 00 Fguur 3.8: Profel van beryllum door het estuarum. De afname van Be rchtng Rupelmonde s moeljk te verklaren. De hoge concentrates tussen 20 en 40 km. zjn mogeljk te verklaren door een lozngspunt n dat gebed. Herover zjn n de lteratuur geen gegevens gevonden. De beryllumconcentrate n het zwevend materaal s onafhankeljk van het zoutgehalte n het water [Zwolsman & Eek, 993], Achtergrondwaarde van Be n rverwater s ongeveer,5 maal hoger dan n zeewater [Förstner, 979]. De afname van Be s hermee net te verklaren. n 987 werden nabj lokate 23 en 20 Be/A-verhoudngen gevonden van 0,3 n de toplaag van het sedment fzwolsman et al, 99]. n dt onderzoek bedragen deze verhoudngen resp. 0,6 en 0,5, Er s dus een lchte stjgng van deze concentrates snds 987. Achtergrondwaarde n standaardbodem s, mg/kg. [Brujn & Denneman, 992]. n het estuarum lggen de gevonden concentrates rond deze waarde. Be s een zeer toxsche stof en s goed beschkbaar (opneembaar) voor organsmen. Dt element s toxscher dan Zn [Wttman, 979]. Be komt echter n veel lagere concentrates voor dan Zn n het estuarum. De gemddelde concentrate van beryllum n het estuarum bedraagt, mg/kg,, voor znk bedraagt deze waarde 2 mg/kg.(bjlage V en V). Rljksnsltuut voor Kust en Zee/R KZ 3 l l l
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3.3.3 Lanthaan De elementen lanthaan, scandum en yttrum behoren tot de zeldzame aardmetalen. Zeldzame aarden zjn persstente verbndngen, de zch voornameljk ophopen n de waterbodem. Gegevens over deze elementen n de lteratuur zjn schaars en vaak weng onderbouwd [Botterweg & Maas, 993], Voor La s geen sgnfcant verband n de rchtng van Rupemonde waargenomen (hellng: p = 0,38). 20 40 GO 80 00 etatand tol Vllangen (hm) Fguur 3.9: Profel van lanthaan door het estuarum. Een sgnfcante toe- of afname rchtng Rupemonde s er net. Wel zjn er op de lokates 30 en 32 (fguur 3.9) dudeljk hoge concentrates van het element aanwezg. Dt s mogeljk een gevolg van lozngen. Over het algemeen zjn concentrates van zeldzame aardmetalen n de Nederlandse waterbodems laag. Utzonderng herop zjn de waterbodems op lokates nabj lozngspunten. Zeldzame aardmetalen worden n de wereld bj een breed scala aan processen gebrukt en n een groot aantal producten verwerkt. n Nederland vndt een relatef omvangrjke mport van zeldzame aarden plaats. Ze worden voor het grootste deel verwerkt n FCC-katalysatoren, n verlchtngsapparatuur en n kleurentelevse [Annema, 990], Lanthaan wordt geloosd op de Rjn door Kamra met een hoeveelhed van 94 ton/jaar. Gehaltes gemeten n de Rjn n 992 ggen een factor 4 hoger dan de waarden n het Schelde estuarum. Dat s te verklaren door een veel grotere omvang van de lozngen n de Rjn. Lanthaan bndt zch sterk aan sedment en komt nauweljks, slechts %, n opgeloste vorm voor n estuara. Herdoor s lanthaan geschkt als tracer voor maren sedment n het Eems-Dollard estuarum [Salomons, 978]. n dt onderzoek s het voorgaande net zchtbaar gezen lanthaan geen dudeljk verloop heeft door het estuarum. Daarnaast zjn er lozngen bekend van lanthaan. Een es voor een tracer s dat het net door antrapogene effekten beïnvloed mag worden. De achtergrondconcentrate n zoet sedment s 23 mg/kg. n zout sedment bedraagt deze waarde 28 mg/kg. [Dujts et al, 993]. Dt s tegenstrjdg met de gemddeldes n de Zeeschede en de Westerschelde. Deze bedragen resp. 28,4 en 6,9 mg/kg, (bjlage V). Het hoge gemddelde n de Zeeschelde s mogeljk een gevolg van ndustrële lozngen. Alleen de waarden op de lokates 30 (35,9 mg/kg.) en 32 (53,5 mg/kg.) wjken her sterk vanaf en lggen ook dudeljk boven de achtergrondwaarde. Rjksnstuut voor Kust en Zee/R! KZ 4
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum Ut een toxctetsonderzoek, utgevoerd met vssen en kreeftachtgen, s gebleken dat zeldzame,m aardmetalen acuut matg tot zeer toxsch zjn (opgeloste concentrates). Deze acute toxctet (LC50) s te vergeljken met de toxctet van andere toxsche metalen zoals cadmum, nkkel en znk. ndcatleve MTR's (Maxmaal Toelaatbaar Rsco) voor de getoetste zeldzame aardmetalen lggen n de orde van grootte van 0,2 - jt/g/l (opgelost). Dt s vergeljkbaar met de MTR's voor de zware meta-! len chroom, lood en znk (,3-2,0//g/l) [Botterweg & Maas, 993. W Ut deze toetsen bljkt dat de zeldzame aardmetalen net mnder toxsch zjn dan de beter bekende zware metalen. De ndcateve MTR n de bodem (mg/kg) voor lanthaan bedraagt 900. j De gemddelde concentrate van La n het sedment bedraagt 20 mg/kg., en lgt dus rum onder de M MTR. De gemddelde waarde voor nkkel s 0,2 mg/kg., voor lood bedraagt deze waarde 42,7 mg/kg. : 3.3.4 Scandum Scandum behoort tot de zeldzame aarden en wordt voor dezelfde toepassngen gebrukt als lanthaan. n fguur 3.0 s een sgnfcante toename van scandum te zen n de rchtng van Rupelmonde {hellng: p = 0,08).,8,6 M,2 0,8 rrrr."rl*.. 20 40 60 80 00 afstond tol Vllnlngn (km) Fguur 3.0:Profol van scandum door hst estuarum De achtergrondconcentrate n zoet sedment s 7,5 mg/kg. n zout sedment bedraagt deze waarde 0,5 mg/kg. [Dujts et al, 993]. Maren slb bevat dus van nature hogere concentrates dan fluva- jb tel slb. Dt s geheel tegenstrjdg met het resultaat n dt onderzoek. Aan de hand van dat gegeven zou er een toename van Sc moeten zjn rchtng zee. Door lozngen zou een dergeljk beeld kunnen! zjn ontstaan, maar herover zjn geen gegevens bekend. flt De gemddelde concentrate van Sc n het estuarum bedraagt 3,2 mg/kg. De hoogste concentrate bedraagt 5, mg/kg. Deze waarde lgt nog beneden de achtergrondconcentrate, dus een nvloed van m de ndustre valt sterk te betwjfelen. De salntelt heeft geen nvloed op de concentrates van Sc n het zwevend materaal [Allersma, 976]. Scandum s ongeveer net zo toxsch als lanthaan, maar komt gemddeld n veel lagere co- : nentrates voor n het estuarum (3,2 mg/kg.). f l Rjkslnstuut voor Kust en Zee/RKZ e l
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3.3.5 Yttrum Ook Yttrum behoort tot de zeldzame aardmetalen. Voor dt element s een sgnfcante toename rchtng Rupelmonde te zen n fguur 3. (hellng; p=0,002). '*'---*"*. "* * 20 40 60 80 00 afatand lot Vlbjlngen (km) Fguur 3.: Profel van yttrum door het estuarum. De toename van de Y/A-verhoudng s waarschjnljk een gevolg van lozngen ut de ndustre. Op lokate 30 en 32 zjn dudeljk verhoogde concentrates aanwezg als gevog van sedmentate van verontrengd slb ut de haven van Antwerpen. Doordat maren slb zeer lage concentrates Y bevat en fuvatel slb t.g.v. de ndustre hogere concentrates s er een afname rchtng zee te zen door mengng van maren en fuvatel slb. Yttrum heeft een vergeljkbare toxctet als scandum, de zoals vermeld vergeljkbaar s met de toxctet van lood en znk. De gemddelde concentrate voor yttrum bedraagt 9,8 mg/kg. De gemddelde toodconcentrate s 42,7 mg/kg., voor znk s deze waarde 2 mg/kg, (bjlage V). Yttrum lgt dus gemddeld rum onder de concentrates van de zware metalen. n 988 s er een concentrate gemeten n het estuarum van 8,4 mg/kg. (n = 20) [Fatma et al, 988]. De gemddelde concentrate n dt onderzoek bedraagt 9,8 mg/kg, en dudt op een lchte toename van het element n het sedment. Achtergrondwaarden voor Y n het sedment zjn net gevonden. Rljksnstuut voor Kust en Zee/RKZ 6
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3.3.6 Mangaan m n de rchtng van Rupelmonde s een lchte stjgng waar te nemen van mangaan (hellng: p=0,05). Op okate 29 s een hele hoge waarde van mangaan te zen (fguur 3.2). 600 500 400 >300 200 00 : w - «"; 20 AD 60 80 00 afstond lol VHalngen (hm) Fguur 3.2:Profel van mangaan door het estuarum. Ut onderzoek n 983 bljkt Mn door dverse bedrjven op het estuarum geloosd te worden. Vooral vanaf Bath rchtng Rupelmonde bljken de concentrates n het water flnk te stjgen door de ndus- m trele lozngen [Blom, 983]. Deze sterke stjgng n de waterkwaltet s n het sedment ook terug te j zen. Er s enkel een lchte toename van mangaan waar te nemen. Een andere verklarng voor de toename van de Mn/A-verhoudng rchtng Rupelmonde s de hogere achtergrondconcentrate van _ Mn n rverwater. De gemddelde concentrate van mangaan n rverwater s ongeveer 5 keer zo hoog als deze concentrate voor zeewater [Förstner, 979]. Door mengng van maren met fluvate- slb zal de concentrate rchtng zee afnemen. Er bljkt een maxmaal gehalte voor mangaan te zjn n het zwevend materaal bj een gemddelde jft salntet [Zwolsman & Eek, 993]. Op ca. 50 km. van de zee, okate 26, 28 en 29 bevnden zch enkele punten dudeljk hoger. Dt s waarschjnljk geen gevolg van de salntetsnvloed maar een gevolg van vervulng ut de haven van Antwerpen. m Mangaan s tjdens het transport door estuara sterk onderhevg aan chemsche processen zoals adsorpte-, precptate- en moblsateprocessen. Vooral de adsorpte beïnvloed de mangaangehaltes n het sedment, waardoor mangaan geen goede tracer s voor de bepalng van de herkomst van slb. Mangaan adsorbeerd n sterke mate waardoor er hoge concentrates n de toplaag kunnen voorko- men. Het ljkt dan of er een verrjkng van dt element heeft plaatsgevonden [Salomons, 978]. n het sedment van de Noordzee s een gemddelde concentrate van 585 mg/kg, gemeten [5], De J gemddelde concentrate n het estuarum bedraagt 337 mg/kg, en s dus dudeljk lager. n 987 s een Mn/A-verhoudng van 250 gevonden nabj okate 23 [Zwolsman et al, 99], Dezelfde verhoudng bedraagt n dt onderzoek 5 voor okate 23. Nabj okate 20 werd n 987 een Mn/A-verhoudng gevonden van 225 [Zwolsman et al, 99], Op deze okate bedraagt dezelfde verhoudng n 995, 96. De afname van deze waarden s mogeljk te verklaren door een afname van de lozngen van dt element door de ndustre. Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ 7 j M j V
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum Eerder gemeten gemddelde concentrate n het Schelde estuarum s 7 mg/kg. (n = 20) [Fatma et al, 988]. n dt onderzoek lgt de gemddelde concentrate bedudend hoger. Verder bljkt er een verband te zjn tussen mangaan en cobalt of nkkel. Dt wordt fguren 3.3 en 3.4. W « 00 200 300 400 800 600 Mn ( V ) Fguur 3.3: Verband tussen mangaan en cobalt. * *. ' * 00 200 SOO 400 Un (mg/kg) t weergegeven n de f' 4 ' * *.- 900 600 Fguur 3.4: Verband tussen mangaan en nkkel. n het estuarum bljken deze verbanden dudeljk waarneembaar te zjn. Cobalt en nkkel gaan zch bnden aan mangaan-oxdes, welke zch n het zwevend slb bevnden. Dt komt vooral voor n het zuurstof rjkere deel van het estuarum [Zwolsman & Eek, 993]. Door sedmentate van zwevend materaal Es dt effekt ook n het sedment waarneembaar. Bj een toename van de mangaangehaltes n de profelen bljken de nkkel en cobatgehates dus ook toe te nemen (fguren 3,5 en 3.6), Voor de verbanden n de bovenstaande fguren zjn de lokates 28 en 29 net meegenomen omdat er extreem hoge mangaanconcentrates op deze lokates voorkomen, vermoedeljk te wjten aan sedmentate van slb ut de haven van Antwerpen. Op de overge lokates s een dudeljke correlate waar te nemen tussen Mn met Co, en Mn met N. Deze correlates zjn sgnfcant {methode van Pearson) en hebben correlatecoëffcënten (r 2 ) van resp. 0,8787 en 0,885. Rjksnstuut voor Kust en Zea/RKZ 8
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum 3.3.7 Cobalt De Co/A-verhoudng neemt zeer dudeljk toe n de rchtng van Rupemonde. Deze toename s sgnfcant (hellng: p=o,o00) en wordt weergegeven n fguur 3.5. 3,9 2,5 3.5 w S 20 40 60 80 too afstond lot Vtulngon (km) Fguur 3.5: Profel van cobalt door het estuarum. De zeer sterke toename van cobalt rchtng Rupemonde zou kunnen duden op een sterke nvloed van de ndustre op de cobaltconcentrates n het sedment. Cobalt bljkt een veel geloosde stof te zjn. Ut onderzoek s gebleken dat 40-70% van het geadsorbeerde cobalt aan het zwevend materaal, desorbeert van de klemneralen na contact met zeewater [Aüersma et al, 976]. Herdoor ontstaat een afname van de Co/A-verhoudng naar zee n het zwevend materaal, wat daarmee eenzelfde gevolg, hetzj n mndere mate heeft voor het sedment. De achtergrondconcentrates van Co voor zee- en rverwater zjn nagenoeg geljk [Förstner, 979], Ondanks de lage cobalt concentrates s er genoeg reden voor zorgen m.b.t. de toxsche waarde van dt element [Haan & Zwerman, 975]. Co s een zeer toxsche stof en s goed beschkbaar (opneembaar) voor organsmen. Co s toxscher dan Pb, N en Zn [Wttman, 979]. Normen voor deze stof zjn er echter nog net. De gemddelde concentrate van cobalt n het estuarum s 4,9 mg/kg. Voor lood, nkkel en znk bedragen deze waarden resp. 42,7; 0,2 en 2,2 mg/kg. Achtergrondwaarde n standaardbodem s 9 mg/kg. [Brujn & Denneman, 992], De gemddelde concentrate van Co n het estuarum lgt onder de achtergrondwaarde. ''M n het sedment van de Noordzee s een gemddelde concentrate van 6,5 mg/kg, gemeten [Burton et af, 994]. De gemddelde concentrate n het estuarum bedraagt 4,9 mg/kg. n de Westerschelde en de Zeeschelde bedragen deze waarden resp. 3,9 en 7,9 mg/kg. De salntetsnvloed s heraan dude- ljk te zen maar beïnvloedng door de ndustre s net dudeljk zchtbaar. n het onderzoek 987 s er een Co/A-verhoudng gevonden van 2,5 nabj lokatles 23 en 20 n de toplaag van het sedment. Snds 980 s de cobalt concentrate aan het afnemen op deze lokate * [Zwolsman er al, 99]. n dt onderzoek bedragen deze verhoudngen voor de lokates 23 en 20 resp.,8 en,6. De verhoudng s dus verder afgenomen door een sterke vermnderde lozng door fl de ndustre. m Cobalt s een veel gebrukt element n verf, verns en nkt. Het s een essenteel element voor mens Rjksnstuut voor Kust en Zee/RKZ tg l M _ H P m
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum en der, Cobalt kan zeer toxsch zjn voor planten. Meestal wordt een concentrate van 0 mg/kg, net overschreden. Er s een sterke assocate van cobalt met mangaan door bndng van cobalt aan mangaan-oxdes. Dt s weergegeven n fguur 3.3 n S 3.3.6. 3.3.8 Nkkel Nkkel bljkt n de rchtng van Rupelmonde sgnfcant toe te nemen (hellng: p = 0,02). Dt wordt weergegeven n fguur 3.6. 20 40 60 80 afstond tot Vlatlngen (km) Fguur 3.6: Profel van nkkel door het estuarum. 00 De toename van N s mogeljk mede te wjten aan lozngen ut de ndustre. Nkkel wordt hoofdzakeljk gebrukt n de staalndustre. Er zjn ndustrële lozngen van nkkel op het estuarum waargenomen [Rutteman & Theunssen, 992]. Op de lokates 28 en 29 bljken dudeljke peken te ztten. Dt verschjnsel s ook bj mangaan op deze lokates te zen. Er sedmenteerd veel verontrengd slb ut Belgë op deze lokates, waardoor hogere concentrates aangetoond worden. Het slb s vermoedeljk afkomstg ut de havens van Antwerpen. De toename van N rchtng Rupelmonde kan ook een gevolg zjn van de achtergrondconcentrate n het rverwater welk ongeveer,5 maal groter s dan voor zeewater [Förstner, 979]. n een maren mleu bljkt N te desorberen van het zwevend materaal [Allersma et af, 976]. Dt heeft mogeljk nvloed op de concentrates n het sedment, welke dan ook lager zullen worden rchtng zee. Dt effekt zal de voornaamste reden zjn van de toename van N rchtng Rupelmonde. Nkkel s 8 keer toxscher dan znk. n net verontrengde omstandgheden worden waarden van mg/kg, net overschreden [Haan, 975], n het estuarum s een gemddelde concentrate gemeten van 0,2 mg/kg., terwjl de gemddelde concentrate n de Zeeschelde 3 mg/kg, bedraagt. Er kan her dus met enge zekerhed worden gesproken van verontrengng. n 987 s er een N/A-verhoudng gemeten van 9, nabj de lokates 23 en 20. De N/A-verhoudng s snds 980 gaan afnemen. Tussen 970 en 980 bleek er een sterke stjgng te zjn van N n het sedment door toenemende toepassng n de ndustre [Zwolsman et a, 99]. De N/A-verhoudng n dt onderzoek bedraagt op lokate 23; 3,5. Op lokate 20 bedraagt deze verhoudng 3,7. Het ljkt er dus op dat de afname snds 980 zch heeft voortgezet. n de Waddenzee zjn N/A-verhoudngen gevonden van 7,7 Laane, 992] en van 0 EDujts er el, 989]. Deze waarden zjn hoger dan de gemddelde N/A-verhoudng n het estuarum welke 4,4 Rjksnstuut voor Kust en Zee/R KZ 20
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum bedraagt. Dt s te verklaren door hogere mate van verontrengng n de Waddenzee. N s een zeer toxsche stof en s goed beschkbaar (opneembaar) voor organsmen [Wttman, 979]. Gezen de hoge concentrates t.g.v lozngen moet de afname snds 988 zch voortzetten. Nkkel ts het enge element n dt onderzoek waarvoor een norm ts gesteld. Helaas zjn de lutum- en organsch stof fractes nodg om de gehaltes te toetsen aan deze norm. Deze fractes zjn net bepaald. Nkkel bndt zch aan mangaan-oxden waardoor er een sterk verband voor deze elementen n het sedment bestaat. Dt s weergegeven n fguur 3.4 van 3.3.6, 3.3.9 Vanadum Voor vanadum s geen sgnfcante toe- of afname te constateren door het estuarum (hellng: p=0,684). 22 20 h f S *... - '..*... 4 - * 2 - ' * ; * * * H k. * **... * 20 40 60 80 afstond tot Vllulngtn (km) 00 Fguur 3.7:Profel van vanadum door het estuarum Opvallend s dat op de lokates 28 en 29 (fguur 3.7) hoge concentrates te zen zjn. Deze okates bevnden zch vlak bj de ngang van de haven van Antwerpen. Stroomopwaarts van lokate 34, het begn van de haven van Antwerpen, s een dudeljke stjgng te zen van vanadum (van 80 tot 60 km. tot de zee). Vanadum wordt veel gebrukt n de staalndustre. De vanadum-concentrate n het zwevend materaal s onafhankeljk van de salntet van het water [Zwolsman & Eek, 993). De salntet zal dus ook geen nvloed hebben op de V-concentrate n het sedment. Er s een dudeljke afname n de Westerschelde te zen tot aan de Nederlands/Belgsche grens (aangegeven met stppelljn). Bj de grens lggen de verhoudngen hoog en nemen vervolgens af rchtng Rupelmonde. Deze afnames zjn echter net sgnfcant. Achtergrondwaarde n standaardbodem s 42 mg/kg. [Brujn & Denneman, 992]. n 988 gemeten gemddelde concentrate tussen Doel en Vlssngen 49 mg/kg. (n = 20) [l : atma et al, 988]. n dt onderzoek bedraagt de gemddelde concentrate n dt gebed 37 mg/kg. Voor enkel de Westerschelde bedraagt deze waarde 34, mg/kg, (bjlage Vt). n 987 werd nabj lokate 23 een V/A-verhoudng van 8,8 gevonden n de toplaag. Nabj lokate 20 werd een verhoudng van 9,7 n de bovenste cm. [Zwolsman et af, 99]. n dt onderzoek bedragen deze verhoudngen voor lokate 23 en 20 bede 4. Ut de onderzoeken bljkt dat er een afname van de V-concentrate s snds 987. Deze afname s vermoedeljk het gevolg van vermnderde lozngen door de ndustre. Rjksnsltuut voor Kust en Zee/RKZ 2 l j! E l l
Profelen van enkele elementen n het sedment van het Schelde estuarum Er zjn dverse toxsche effecten van V bekend op planten. Deze toxsche werkng begnt at bj waarden van 0,5- mg/kg. [Haan, 975]. De gemddelde waarde n dt onderzoek bedraagt 37 mg/kg, en lgt her rum boven. Een toxsch effekt van vanadum s net ut te sluten. 3.3.0 Zïhw Voor zlver s er geen dudeljk toe- of afname door het estuarum waar te nemen (hellng: p = 0,083). Dt s wel waarneembaar wanneer de zudeljke slkken (hellng: p = 0,047) en de Zeeschelde (hellng: p=0,027) afzonderljk bekeken worden. Dan s er een sgnfcante toename van de zlverconcentrates te zen n de rchtng van Rupelmonde (fguur 3.9).,4,2 j J)d«!l J.tllM<«nZ»M<l)g d* (B)Y 0,B 0,6 0,4 0,3 0,6 0,4 0,2 20 40 60 80 00 ofatand lot VUungtn (hm) 20 40 60 odtofuj tot Vl!tlna«n (km) Fguur 3.8: Profel van zlver door het estuarum, Fguur 3.9: Profelen van zlver n de zudeljke slkken en de Zeeschelde. Deze toename (fguur 3.9) s mogeljk een gevolg van de dverse toepassngen van zlver n de ndustre. Toch s het zo dat de ndustre dt element zo mn mogeljk zal lozen, gezen deze stof zeer kostbaar s. Ut onderzoek s gebleken dat van het geadsorbeerde zlver aan hot zwevend materaal, 20-30 % desorbeerd n een maren mleu [Allersma et al, 976]. Ut een ander onderzoek s gebleken dat er een exponentële afname van de Ag-concentrate s n het zwevend materaal met toenemende salntet door desorpte van dt element [Zwolsman & Eek, 993], Dt s mogeljk een verklarng voor de toename van de Ag/Al-verhoudng op de zudeljke slkken en n de Zeeschelde. De achtergrondwaarde van Ag n rverwater s ongeveer 30 maal hoger dan n zeewater, hetgeen ook nvloed heeft op de concentrates n het sedment [Förstner, 979]. Er zjn dudeljk hoge zlverconcentrates te zen tussen 0 en 50 km. De meeste van deze punten bljken afkomstg te zjn van de plaatlokattes. Zlver bndt zch mogeljk sterk aan de zandfracte. Zlver s een van de meest toxsche zware metalen n aquatsche ecosystemen. Dt element heeft een LC B0 {96uur)-waarde voor de Amercaanse oester de /00 s van deze LC B0 -waarde voor znk of koper. Zlver kwam altjd n lage concentrates voor n het mleu zodat er noot echt reden voor zorgen heeft bestaan. Door de ndustre komt dt element steeds meer n het mleu terecht en gaat het zch ophopen n o.a. organsmen. Dt zou kunnen leden tot toxsche effecten [Cowan et al, 985]. Ag s een zeer toxsche stof en s goed beschkbaar (opneembaar) voor organsmen. Dt element s schadeljker dan Pb, N en Zn [Wttman, 979], De gemddelde concentrate n het estuarum bedraagt,02 en lgt rum onder de gemddelden voor lood, nkkel en znk. Rjksnsltuut voor Kuet en Zee/RKZ 22