103STOWA 2012-42 Bestrijding Blauwalgenoverlast
9.3 bindingscapaciteit phoslock® en Flock & lock
Een aantal experimenten (o.a. de enclosure-experimenten in Heesch en Eindhoven) lieten zien dat de P-binding door Phoslock® minder kan zijn dan verwacht op basis van de door
de fabrikant geopperde 100:1 ratio voor product P. In een gecontroleerd experiment zijn verschillende doseringen Phoslock® aan een 0,72 mg P l-1 oplossing toegevoegd en is daarbij
tevens onderzocht of het tegelijkertijd toevoegen van een vlokmiddel (PAC of FeCl3) de P-reductie bevorderde (zie §4.8.5).
De behandelingen hadden een significant effect op de fosfaatconcentraties (F4,89 = 2581; p < 0.001). Op elk tijdstip (1 – 24 uur) bleek de fosfaatconcentratie significant lager bij hogere doseringen Phoslock® (Figuur 76A). De fosfaatconcentraties waren in de Phoslock® + PAC
behandelingen significant lager (F2,269 = 4987; p < 0.001) dan in de Phoslock® en Phoslock® +
FeCl3 behandelingen (Figuur 76).
Op basis van de 100:1 ratio werd een 70% reductie in de fosfaatconcentratie verwacht, zodat de resterende concentratie ruim boven de detectielimiet van de analyse zou blijven. Echter de P-reductie was slechts 22% na één uur en liep op tot 43% na één dag in de 100:1 dosering (Figuur 76A). In de Phoslock®- en PAC-behandeling was na één uur al 76% van de P geïmmobiliseerd
in de 100:1 dosering en na één dag 85% (Figuur 76B), terwijl in de Phoslock® + FeCl
3 behandeling
na één uur slechts 17% en na één dag slecht 42% van de hoeveelheid P was gereduceerd (Figuur 76C).
De P-verwijdering door van bovenaf een Phoslock®-slurry door de waterkolom in de glazen
buizen te laten vallen is minder dan verwacht. Het is mogelijk dat bij langere contacttijd en/ of intensief mengen meer P wordt verwijderd (zie §9.7). Dit resultaat geeft aan dat niet alle potentiele P-bindingsites meteen beschikbaar zijn.
STOWA 2012-42 Bestrijding Blauwalgenoverlast
Figuur 76 Verloop Van de FosFaatconcentratie (µg l-1) bij Verschillende phoslock®-doseringen (a), phoslock® + pac (1 mg al l-1; b) en phoslock® + Fecl3 (1 mg Fe l-1; c). rode lijn geeFt aan Wat op basis Van de 100:1 ratio als resterende p-concentratie Werd VerWacht
Figuur 76: Verloop van de fosfaatconcentratie (µg l-1) bij verschillende Phoslock®
doseringen (A), Phoslock® + PAC (1 mg Al l-1; B) en Phoslock® + FeCl 3 (1
mg Fe l-1; C). Rode lijn geeft aan wat op basis van de 100:1 ratio als
105
9.4 eFFect Van anionen op de bindingscapaciteit phoslock®
In hoeverre de aanwezigheid van andere oxyanionen, zoals HCO3- en SO
42- de effectiviteit van
Phoslock® voor P-binding kunnen beïnvloeden, is niet bekend. Wel is er een rapportage van
het Limnologisch Instituut Dr Nowak (2007) waarin wordt gesteld dat de geringe P-reductie van 28% (na twee dagen) in water uit de Ouderkerkerplas veroorzaakt kan zijn door competitie van carbonaat. Zij gaven aan dat er 170 mg HCO3- l-1 in dit water zat. Omdat de geringere
P-verwijdering in o.a. de enclosure-experimenten veroorzaakt zou kunnen worden door binding van oxyanionen anders dan fosfaat aan de lanthaanbindingssites, is het effect van HCO3- en SO
42- bij verschillende concentraties getest. Het chemische evenwichtenprogramma
CHEAQS Pro (Verweij, 2010) is gebruikt om op basis van de bekende samenstelling van de verschillende wateren voor elk watertype de verwachte P-concentratie te bepalen.
Voor de HCO3--serie gaf het model aan dat HCO
3- geen invloed heeft op de La-PO4-binding en
dat bij elke HCO3--concentratie al het lanthaan met fosfaat bindt, waardoor de P-concentratie
van 630 naar 73 µg P l-1 daalt. Het experiment bevestigde dat HCO
3- geen invloed heeft op de
La-PO4-binding (Figuur 77). De fosfaatconcentraties waren na toediening van de Phoslock® bij
elke HCO3- concentratie gelijk (F
4,14 = 1.45; p = 0.287), maar in tegenstelling tot de verwachte
88% reductie werd slechts een reductie van 35% gemeten (Figuur 77).
Figuur 77 FosFaatconcentraties in de p-oplossingen zonder lanthaan (controle) en bij Verschillende concentraties nahco3
(linkerpaneel a) en mgso4 (rechterpaneel b) Waaraan lanthaan is toegeVoegd (zWarte staVen). de grijze lijn geeFt de op basis Van chemische eVenWicht modellering VerWachte p-concentratie aan
Voor de MgSO4-serie gaf het model aan dat SO42- geen invloed heeft op de La-PO
4-binding en
dat bij elke SO42--concentratie al het lanthaan met fosfaat bindt waardoor de P-concentratie
van 630 naar 73 µg P l-1 daalt. De experimentele toetsing liet zien dat SO
42-inderdaad geen
invloed heeft op de La-PO4-binding (Figuur 77) en dat de fosfaatconcentraties na toediening van de Phoslock® bij elke SO
42--concentratie gelijk waren (F4,14 = 0,60; p = 0,673). De gemiddelde
P-reductie bedroeg slechts 41%, terwijl op basis van de chemische evenwicht modellering 88% reductie werd verwacht (Figuur 77).
136
9.4
Effect van anionen op de bindingscapaciteit Phoslock
®In hoeverre de aanwezigheid van andere oxyanionen, zoals HCO3- en SO42- de
effectiviteit van Phoslock® voor P-binding kunnen beïnvloeden is niet bekend. Wel is er
een rapportage van het Limnologisch Instituut Dr Nowak (2007) waarin wordt gesteld dat de geringe P-reductie van 28% (na twee dagen) in water uit de Ouderkerkerplas veroorzaakt kan zijn door competitie van carbonaat. Zij gaven aan dat er 170 mg HCO3- l-1 in dit water zat. Omdat de geringere P-verwijdering in o.a. de enclosure-
experimenten veroorzaakt zou kunnen worden door binding van oxyanionen anders dan fosfaat aan de lanthaan bindingssites, is het effect van HCO3- en SO42- bij
verschillende concentraties getest. Het chemische evenwichtenprogramma CHEAQS Pro (Verweij, 2010) is gebruikt om op basis van de bekende samenstelling van de verschillende wateren voor elk watertype de verwachte P-concentratie te bepalen. Voor de HCO3- serie gaf het model aan dat HCO3- geen invloed heeft op de La-PO4
binding en dat bij elke HCO3- concentratie al het lanthaan met fosfaat bindt waardoor
de P-concentratie van 630 naar 73 µg P l-1 daalt. Het experiment bevestigde dat HCO 3-
geen invloed heeft op de La-PO4 binding (Figuur 77). De fosfaatconcentraties waren na
toediening van de Phoslock® bij elke HCO
3- concentratie gelijk (F4,14 = 1.45; p =
0.287), maar in tegenstelling tot de verwachte 88% reductie werd slechts een reductie van 35% gemeten (Figuur 77).
Figuur 77: Fosfaatconcentraties in de P-oplossingen zonder lanthaan (controle) en bij verschillende concentraties NaHCO3 (linker paneel A) en MgSO4 (rechter
paneel B) waaraan lanthaan is toegevoegd (zwarte staven). De grijze lijn geeft de op basis van chemische evenwicht modellering verwachte P concentratie aan.
Voor de MgSO4 serie gaf het model aan dat SO42- geen invloed heeft op de La-PO4
binding en dat bij elke SO42- concentratie al het lanthaan met fosfaat bindt waardoor de
P-concentratie van 630 naar 73 µg P l-1 daalt. De experimentele toetsing liet zien dat
STOWA 2012-42 Bestrijding Blauwalgenoverlast
9.5 eFFect Van humuszuren op bindingcapaciteit phoslock®
Het enclosure-experiment in vijver De Ploeg (Heesch) liet een veel lagere P-verwijdering in de waterfase zien dan dat op basis van de dosering was verwacht. Dit werd vervolgens ook gevonden in het enclosure-experiment in de Stiffelio-vijver. Als mogelijke verklaring is de chelerende werking van humuszuren voor lanthaan voorgesteld. Op basis van een paar gegevens betreffende de samenstelling van het water in de enclosures is een scenario doorgerekend met behulp van het chemische evenwichten programma CHEAQS Pro. In een scenario voor De Ploeg werd de binding van fosfaat aan lanthaan gemodelleerd bij eenzelfde pH van 7,57, maar variërende humuszuurconcentraties (als DOC en 1:1 humine-:fulvinezuren). Op basis van deze modellering valt te concluderen dat boven 8 mg DOC l-1 er geen vastlegging
van fosfaat aan lanthaan meer plaatsvindt. In dit scenario plakte al het lanthaan aan de humuszuren, wat er voor zorgde dat daardoor fosfaat niet kon worden gereduceerd.
In een experiment naar het effect van humuszuren (als DOC) op de P-binding van Phoslock®
(zie §4.8.7) werd verwacht dat Phoslock® in afwezigheid van humuszuren de P-concentratie
met 84% zou reduceren, maar de reductie bleek slechts 44%. Met toenemende concentratie humuszuren nam deze reductie verder af tot amper 22% bij 14 mg DOC l-1. Het experiment
liet zien dat humuszuren inderdaad de P-binding sterk kunnen verminderen, maar ook dat de P-binding door Phoslock® niet alleen door humuszuren wordt beïnvloed. Immers de
reductie in de controle was al 40% lager dan verwacht. Het is natuurlijk mogelijk dat OH-ionen hier een rol hebben gespeeld, echter de relatief korte contacttijd kan ook van invloed zijn (zie § 9.6).