Beschrijving en keuze maatregel

Water dat te veel nutriënten bevat kan (voor een deel) van deze nutriënten worden ontdaan door middel van een vloeiveld (helofytenfilter, zuiveringsmoeras). In het kader van deze studie kan deze maatregel als een end-of-pipe oplossing worden gezien (zie figuur 1 paragraaf 2.1). Het maakt in principe niet uit of het water afkomstig is van landbouwbedrijven, van riooloverstorten, van verharde opper-

vlakken of van een vervuilde waterloop. Fosfaat en stikstof kunnen in een vloeiveld worden onderschept door bezinking van vaste deeltjes, door opname en vervolgens afvoer van de helofyten (bijvoorbeeld riet), door vastlegging in de organische stof, door denitrificatie (alleen N) en door binding in de bovengrond en eventueel aan toegevoegd ijzer (alleen P).

Twee duidelijk verschillende typen helofytenfilters zouden in aanmerking kunnen komen (bijlage 3: workshopverslag met daarin opgenomen referenties).

• Een met riet begroeid vloeiveld: horizontaal doorstroomd over het landoppervlak,

effectiviteit1 _{in de orde van enige tientallen procenten. Riet is de voornaamste}

onderschepper van P. Daarnaast vindt bezinking van slib en vastlegging in wortels plaats.

• Technologisch geavanceerd verticaal doorstroomd helofytenfilter waarin de

fosfaatbinding vooral door het toegevoegde ijzer wordt gerealiseerd. Effectiviteit aanvankelijk vrijwel 100%.

De effectiviteit om P te onderscheppen van een vloeiveld (type 1) is relatief laag. Door jaarlijks riet te oogsten kan zo’n 50 kg per ha per jaar worden onderschept. De capaciteit (verhouding areaal vloeiveld : areaal bovenstrooms gebied) varieert in het algemeen van 1:10 tot 1:20 (bijlage 3). Echter, indien veel P is gebonden aan slib en het vloeiveld is in staat het slib in te vangen dan stijgt de effectiviteit. Indien met tussenpozen van 5 jaar de wortelstokken (met gesedimenteerd slib) worden verwijderd blijft het riet vitaal en kan de effectiviteit worden vergroot doordat ook ondergrondse delen met daarin opgeslagen fosfaat worden afgevoerd. We schatten daarom voor het aan te leggen vloeiveld in het studiegebied van netto 3 ha een jaarlijkse vastlegging van 2 x 3 x 50 = 300 kg P per jaar (zonder ijzertoevoeging). Dat komt overeen met de afvoer van ongeveer 60 ha (tabel 18: de jaarlijkse afvoer van het totale gebied komt bij 300 mm neerslagoverschot overeen met 240 ha, dus 4,6 kg P per ha per jaar). De capaciteit zou dan 1:20 zijn en de geschatte effectiviteit 27%.

Tabel 18: Berekening van de verwachte effectiviteit1 _{van het vloeiveld in het bergingsperceel naast de Eeuwselsche}

Loop op basis van afvoer van riet. We verwachten ongeveer het dubbele in verband met slibbezinking en verwijdering van wortelmassa. MA = Maatgevende afvoer

Gemiddelde concentratie in

Gemiddeld debiet

15% MA Anvoer P Ruimte-beslag Reductie P Afname concen- tratie P Gemiddelde concentratie uit Effec- tiviteit

mg.L-1 _L.s-1 _m3_.jaar-1 _{kg jaar}-1 _{ha kg.jaar}-1 _mg.L-1 _mg.L-1 _%

1.53 23 725328 1110 3.0 150 0.21 1.39 13.5

De aanleg is relatief goedkoop en het beheer past goed bij een agrarische bedrijfsvoering. Een deel van het bedrijf wordt ingericht als vloeiveld en in september wordt het riet geoogst en wordt op het bedrijf gecomposteerd, vergist of gehakseld en ondergewerkt. Het rietcompost kan vervolgens op het bedrijf of in de streek worden hergebruikt. Een mogelijk alternatief is het riet te gebruiken als grondstof voor bio-energie.

De technologische typen zijn veel effectiever om P te verwijderen (>90%) omdat de werking berust op gecontroleerde doorstroming van een medium dat fosfaat kan binden. Voorwaarde voor gecontroleerde doorstroming is voldoende berging. Het ruimtebeslag is een factor 3 à 5 lager in vergelijking met horizontale vloeivelden. Na ongeveer 25 jaar is het systeem met P opgeladen en moet de inhoud van de filter worden afgevoerd en vervangen door nieuw materiaal. Voor een gemotiveerde keuze is de kosteneffectiviteit van belang. Volgens het tekstkader bedraagt de geschatte capaciteit van een verticale helofytenfilter inclusief bergingsperceel 1 : 47 (ha.ha-1_{), de}

geschatte effectiviteit 65% en de geschatte kosteneffectiviteit 640 € per jaarlijkse ‘gezuiverde’ kg P, of € 3000 per ‘gezuiverde’ ha. Het horizontale vloeiveld mag dus in vergelijking met de verticaal doorstroomde filter 640 (zelfde kosteneffectiviteit in € per jaarlijkse kg P) x 300 (jaarlijkse vastlegging door horizontale vloeiveld in P kg/ha/j) =192.000 € kosten.

Schatting capaciteit en (kosten)effectiviteit van een verticale helofytenfilter

De werkgroep heeft gekozen voor het eerste type op basis van twee argumenten. Het eerste argument is de zojuist behandelde kosteneffectiviteit. Het is moeilijk voor te stellen dat een verticale helofytenfilter met deze aanlegkosten (€ 3000/ha landbouwgrond) grootschalig in Noord- en Midden-Limburg kan worden ingevoerd. Een dergelijke kapitaalintensieve, technologisch geavanceerde oplossing past dan beter bij een meer geconcentreerde afvalwaterstroom, waarvoor ook minder berging nodig is. In het studiegebied kan de aanleg van een grootschalig horizontaal vloeiveld bovendien meeliften met de aanleg van het bergingsperceel, waardoor deze optie heel aantrekkelijk wordt.

Het andere argument is dat de Fosfaatpilot primair op zoek is naar maatregelen in de landbouw om fosfaatbelasting terug te dringen. De landbouw wordt als diffuse bron relatief steeds groter. Oplossing van het fosfaatprobleem vraagt daarom betrokkenheid van de landbouw en maatregelen waarvoor draagvlak in de streek kan worden verkregen. Het tweede technologische type vraagt geen betrokkenheid van Een verticaal doorstroomde helofytenfilter van 1000 m2_{zou volgens de deskundigen uit bijlage 3 in} de orde van 100.000 € moeten kosten. Om de afvoer uit tabel 15 te kunnen verwerken is bij een doorstroomd debiet van 200 mm/d ongeveer 1 ha helofytenfilter nodig, mits er voldoende berging aanwezig is. Uitgaande van een schaalvoordeel van 50% zouden de kosten voor aanleg op € 500.000 uitkomen. Stel 2/3 van het jaar ligt de afvoer beneden 15%MA (maatgevende afvoer) en 1/3 jaar erboven. De gemiddelde afvoer in de 2/3 jaar met lagere afvoer is naar schatting ongeveer 7,5% MA, dan is de afvoer in de rest van het jaar (1/3) gemiddeld 0,30 MA. In de periode (2/3 jaar) met lagere afvoer kan de afvoer volledig worden gefilterd: 2/3 x 7,5% MA of 370 kg P (tabel 15). De filter is gedimensioneerd op maximaal 15% MA, dus we filteren 1/3 jaar maximaal 15%MA, overeenkomend met 1/3 x 1110 = 370 kgP en de rest, 30%MA -15%MA = 15% MA of 370 kg P verdwijnt in die periode via de bypass. Subtotaal 740 kg P. Maar we hebben nog berging op de resterende 3,6 - 1 = 2,6 ha. Stel 100 cm berging = 26.000m3_{. Dat loopt bij 30%MA binnen een week} vol. Laten we aannemen dat die berging vervolgens constant vol blijft in de 1/3 jaar met hogere afvoer, dan kunnen we de berging dus één maal extra legen via de filter. Dat is 26000/725000 x 1110 = 40 kg. Totaal samen 780 kg, overeenkomend met de afvoer van 170 ha. Capaciteit inclusief bergingsperceel is dus 170 / 3,6 = 1 : 47. De geschatte effectiviteit van de verticale filter wordt dan >90% van 780/1110 = ca. 65%. De kosteneffectiviteit bedraagt dan ongeveer 500.000 / 780 = 640 € per jaarlijkse kg P, ofwel 500.000 / 170 = € 3000 per ‘gezuiverde’ ha.

de landbouwsector, terwijl dat wel het geval kan zijn bij een horizontaal vloeiveld. Ten eerste is het denkbaar dat agrariërs uit de streek ingezet worden bij het onderhoud van vloeivelden en het verwerken van riet en slib. Een horizontaal vloeiveld vraagt daarnaast ruimte in landbouwgebied. Ook hiervoor geldt het adagium ‘de slechtste grond is de beste’ (Stortelder, 2001). Dit adagium is geformuleerd door Stortelder et al (2001) met het oog op het beheer van landbouwgrond voor natuurdoelstellingen. Het idee is dat de boer beter kan worden van een vergoeding voor natuurdoelstellingen, indien daarvoor de landbouwkundig slechtste grond wordt gekozen. En deze grond is juist vaak weer het beste voor biodiversiteit, waardoor een win-win situatie kan worden gecreëerd. Iets dergelijks geldt hier ook want laaggelegen plekken zijn landbouwkundig minder geschikt, maar prima voor een vloeiveld. Ten slotte kan een vloeiveld ook op verschillende schalen worden toegepast (aantal percelen tot deelstroomgebied) en goed worden gecombineerd met andere waterbeheersmaatregelen, zoals natte bufferstroken of meestromende waterberging naast grotere waterlopen. De bufferstrook wordt dan zodanig ingericht dat oppervlakkig afstromend water en water van ondiepere waterlopen in de lengterichting de bufferstrook doorstroomt, waarbij een deel via bodempassage wegstroomt naar de grote waterloop en het slib sedimenteert. Daarvoor moet de bufferstrook verlaagd worden aangelegd, waardoor opvang van afvoer plaats vindt en ook denitrificatie kan plaats vinden. Verwijdering van de bovengrond draagt bij aan vermindering van de fosfaatbelasting.