Conclusies en bevindingen uit de monitoringactiviteiten Karakterisering van de waterbodem in de Bergse Voorplas

Uit de karakterisering van de bovenste 10 cm van de waterbodem blijkt dat er binnen de Bergse Voorplas slechts kleine verschillen in samenstelling van de waterbodem zijn. Het fosfaatgehalte in het sediment is gemiddeld 1,88 g P/kg d.s. en varieert van 1,60 tot 2,05 g P/kg d.s. Ook de koolstofgehaltes (gem. 18,7%) en stikstofgehaltes (gem. 1,27%) variëren slechts in geringe mate.

Opvallend zijn de hoge kalkgehaltes, variërend van 12,5% tot 15,3%, die men in een veenplas als de Bergse Voorplas niet zou verwachten. Mogelijke oorzaken hiervoor zijn biogene ontkalking en de jarenlange lozing van ongezuiverd huishoudelijk afvalwater.

De waterkwaliteit in de Bergse Voor- en Achterplas

De waterkwaliteit (doorzicht en chlorofyl-a) in zowel de Bergse Voor- als Achterplas is sinds het in 2002 baggeren en afzanden van de Achterplas en een klein deel van de Voorplas, sterk verbeterd. De waterkwaliteit van de Achterplas lijkt echter de laatste twee jaren weer iets achteruit te zijn gegaan. De zomergemiddelde concentraties van totaal fosfaat laten vanaf 2002 vooral in de Achterplas een dalende trend zien, terwijl ortho-fosfaat juist een stijgende trend lijkt te vertonen.

De fosfaatconcentraties zijn in september 2009 in de Bergse Achterplas (ca 0,40 mg P/l) hoger dan die in de Bergse Voorplas (ca 0,28 mg P/l). In de data uit de reguliere HHSK- monitoring liggen de najaarconcentraties echter dichter bij elkaar (0,35 mg P/l in de Voorplas en 0,38 mg P/l in de Achterplas). De jaargemiddelde concentraties (2009-2010) bedragen in beide plassen ongeveer 0,21 mg/l.

1201913-000-BGS-0004, 19 december 2011, definitief

De Bodem Bedekt 107

Biobeschikbaarheid en limitatie van nutriënten in de Bergse Plassen

In 2009 (juni, september en november) bleek stikstof in zowel de Bergse Voor- als Achterplas limiterend te zijn. De in deze periode relatief lage algendichtheden, lijken dus niet het gevolg te zijn van een verminderde biobeschikbaarheid van fosfaat, maar van groeilimiterende stikstofconcentraties. In april 2010 bleek er wel sprake te zijn van fosfaat-limitatie. Het lijkt er dus op dat er in het voorjaar een omslag optreedt van fosfaat-limitatie naar stikstof-limitatie. Het terugdringen van de fosfaatconcentraties door afzanden (met of zonder fosfaatbindend additief) zal vooral een effect op de algengroei hebben in de periode van fosfaatlimitatie. Welke effect het afzanden zal hebben op de zomerbloei, is moeilijk te voorspellen, mede omdat het afzanden ook invloed kan hebben op de stikstofcyclus.

De grondwaterkwaliteit onder de Rottedijk

Uit metingen in een peilbuis op de Rottedijk blijkt dat het grondwater onder de Rottedijk qua chemische samenstelling sterk afwijkt van het oppervlaktewater in de Rotte en de Bergse Voorplas en van het poriewater in de waterbodem van de Bergse Voorplas. Een verklaring hiervoor is niet gevonden. Omdat de influx van fosfaat via kwel slechts 10% bedraagt van die via nalevering door de waterbodem, lijken de resultaten niet relevant voor dit project. De waterkwelflux kon niet nader worden gekwantificeerd met behulp van concentraties van zeldzame aardmetalen.

Totaalgehaltes en concentraties in poriewater in waterbodemkolommen uit de Bergse Voorplas vóór het afdekken

De in de toplaag (0-10 cm) van de kolommen gemeten totaal fosfaatgehaltes corresponderen goed met de gemiddelde gehaltes die eerder in de toplaag van de Bergse Voorplas zijn gemeten en bedragen 1,8-2,0 g P/kg). In de toplaag (0-5 cm) van de kolommen is de Fe/S- ratio net groter dan 1, wat als grens wordt gehanteerd voor de potentie voor fosfaatnalevering. De Fe/P-ratio in de toplaag is kleiner dan 10, wat leidt tot de classificatie ‘hoge potentie voor nalevering’.

In het bovenstaande water van de kolommen bedraagt de fosfaatconcentratie ongeveer 1 tot 1,5 mg P/l. Dit is aanzienlijk hoger dan de concentraties in het oppervlaktewater, die tussen 0,1 en 0,2 mg P/l liggen. In het poriewater worden tot enkele cm's onder het oppervlak sterk verhoogde fosfaatconcentraties gemeten (tot 5 mg P/l). In de kolommen van twee locaties dalen deze concentraties tot ca 2 mg P/l op 20 cm diepte. In een derde kolom is de fosfaatpiek in de toplaag minder duidelijk, maar zijn de concentraties op grotere diepte juist veel hoger. Voor dit laatste is geen duidelijke verklaring gevonden, maar mogelijk speelt kwelwater uit de Rotte hierbij een rol.

De ijzerconcentraties in het poriewater van de kolommen zijn zeer laag, waardoor er in de waterbodem weinig fosfaatbindingscapaciteit is. Door de lage ijzerconcentraties zijn ook de Fe/P-ratio’s in het poriewater laag. Volgens de Stowa-methodiek zouden de beschouwde kolommen met de typering 'hoge P-mobilisatie' worden geclassificeerd.

Totaalgehaltes en concentraties in poriewater in waterbodemkolommen uit de Bergse Voorplas kort na het afdekken

Het bleek erg ingewikkeld om de via de PAC toegevoegde hoeveelheden aluminium terug te rekenen, omdat aluminium ook van nature voorkomt in zand en sediment. Daarom is gebruik gemaakt van de relatie tussen de gehaltes van barium en aluminium. Voor de kolommen afkomstig uit de zone met de halve PAC-dosering, zijn de teruggevonden Al-hoeveelheden lager dan verwacht (gemiddeld 45%). Voor de kolommen afkomstig uit de zone met de hoge PAC-dosering zijn de teruggevonden Al-hoeveelheden juist groter dan verwacht (gemiddeld

1201913-000-BGS-0004, 19 december 2011, definitief

bijna 2 maal hoger). De onzekerheid in de afleiding van de natuurlijke Al-gehaltes en de daaruit berekende toegevoegde aluminiumgehaltes is waarschijnlijk mede debet aan deze verschillen. Ook golfwerking of turbulentie tijdens het toedienen kan voldoende zijn geweest om op de kleine schaal van een kolom een ruimtelijke variabiliteit te veroorzaken in de dosering van een factor 2 (naar boven en beneden).

De profielen van de totaalgehaltes van fosfaat, ijzer en andere elementen vertonen in alle kolommen hetzelfde beeld: lage gehaltes in de zandlaag en hoge in het onderliggende slib. De Fe/P-ratio's in het zand (ca 30) en het onderliggende slib (ca 10) zijn duidelijk verschillend. De zandlaag zou hiermee worden geclassificeerd als een waterbodem met een ‘lage potentie voor nalevering’, terwijl de onderliggende sliblaag zou worden geclassificeerd als een waterbodem met ‘hoge potentie voor nalevering’.

In het poriewater van de kolommen zijn geen verhoogde aluminiumconcentraties gemeten. De ijzerconcentraties in het poriewater laten een piek zien op het grensvlak zand-slib en nemen naar boven toe af. Het meest opvallend zijn echter de fosfaatconcentraties in het poriewater. In de kolommen uit de zone zonder PAC-behandeling zijn deze ca. 8 mg P/l op het grensvlak zand-slib, terwijl ze in de kolommen uit de zone met de hoge PAC-dosering maximaal 1 mg P/l zijn. De fosfaatconcentraties in het poriewater van de kolommen uit de zone met de halve PAC-dosering zijn op het grensvlak zand-slib ca. 2 mg P/l.

De Fe/P-ratio's in het poriewater op het grensvlak zand-slib zijn duidelijk verhoogd in de kolommen uit de zones behandeld met PAC. Dit komt door het binden van fosfaat met aluminiumhydroxide. Die hogere Fe/P-ratio's lijken ook te gelden voor de zandlaag, maar de ijzerconcentraties in de zandlaag waren vaak beneden de detectiegrens, waardoor de Fe/P- ratio's niet berekend konden worden.

Totaalgehaltes en concentraties in poriewater in waterbodemkolommen uit de Bergse Achterplas 10 jaar na het afdekken

In de waterbodemkolommen van de Bergse Achterplas kunnen 3 bodemlagen worden onderscheiden. Bovenop bevindt zich een nieuwe sliblaag van 5 tot 15 cm dik. Hieronder volgt een laag zand van ongeveer 25 cm dik en daaronder ligt het oude slib of veen.

De fosfaatgehaltes in de nieuwe sliblaag zijn sterk verhoogd (oplopend tot 2 g P/kg helemaal bovenin, maar gemiddeld 0,8 g P/kg in de bovenste 5 cm) ten opzichte van het zand (0,2 g P/kg), maar zijn lager dan in de toplaag van de Bergse Voorplas (2,0 g P/kg in de bovenste 5 cm). Het P-gehalte in de bovenste 5 cm van het oude slib bedraagt 3,0 g P/kg.

De Fe/S-ratio's (>1) en de Fe/P-ratio's (> 20) zijn opvallend hoog in de zandlaag. In de op het zand nieuw gevormde sliblaag zijn deze ratio's echter fors kleiner. De Fe/P-ratio daalt hierin tot <10 in de bovenste millimeters van de sliblaag. Het zand zou op basis hiervan worden geclassificeerd als waterbodem met 'lage potentie voor nalevering' en de nieuwe sliblaag als waterbodem met ‘matige potentie voor nalevering’.

In alle kolommen uit de Bergse Achterplas zijn de fosfaatconcentraties in het bovenstaande water ongeveer 0,2 mg P/l, wat veel lager is dan de 1-1,5 mg P/l in de kolommen uit de Bergse Voorplas. Aangezien de kolommen vrij lang opgeslagen zijn geweest, voordat het poriewater bemonsterd werd, kan de conclusie worden getrokken dat de diffusieve fosfaatnalevering in de afgezande kolommen uit de Bergse Achterplas significant lager is (ca. een factor 5) dan in de kolommen uit de Voorplas. In de zandlaag zelf zijn de opgeloste fosfaatconcentraties vergelijkbaar met die in de sliblaag van 5-30 cm in de Bergse Voorplas. Dit duidt er op dat het zand zelf geen capaciteit (meer) heeft om fosfaat te binden.

De ijzerconcentraties in het poriewater van de zandlaag in de Bergse Achterplas zijn hoog. Er zit verder weinig sulfide in de zandlaag, waardoor Fe niet wordt ‘weggevangen’ door sulfide.

1201913-000-BGS-0004, 19 december 2011, definitief

De Bodem Bedekt 109

Door de hoge ijzerconcentraties, heersen er hoge Fe/P-ratio’s in de zandlaag, die waarschijnlijk de lage fosfaatconcentraties in het bovenstaande water van de kolommen verklaren. Dit betekent dat de werking van de zandlaag in de Bergse Achterplas voor een deel berust op de verandering van de bodemchemische condities die resulteren in een gunstiger Fe/P-ratio in het poriewater.

1201913-000-BGS-0004, 19 december 2011, definitief

De Bodem Bedekt 111