Van proceskennis naar de ontwikkeling van beslissings ondersteunende systemen

Veel kennis over de effecten van bodemverontreiniging op bos en natuur is gefragmenteerd en veelal in afzonderlijke modellen ondergebracht. Met het ontwikkelen van een beslissingsondersteunend systeem wordt gepoogd de gebrekkige aansluiting tussen praktijk, beleid en onderzoek te verbeteren. In SKB verband wordt bij Alterra gewerkt aan de ontwikkeling van een dergelijk systeem, Bonanza genaamd (Kros en Wesseling, 2000). Bonanza staat voor: Bodembeoordelingssysteem voor Natuurontwikkeling in met Nutriënten en Zware metalen verontreinigde (voormalige) Agrarische gebieden. Bonanza verleent ondersteuning bij het vaststellen van de ecologische en ecotoxicologische risico’s van verontreinigingen met zuur, nutriënten en zware metalen bij het realiseren van een beoogd natuurdoeltype. Daarnaast evalueert het de mogelijkheid om middels effectgerichte maatregelen die risico’s binnen acceptabele grenzen te houden.

Bonanza bestaat uit de triade ecologie, chemie, ecotoxicologie. Hiertoe zijn bestaande modellen op het gebied van verzuring, vermesting, zware metalen, vegetatie-effecten en ecotoxicologische risico’s geïntegreerd in een modellentrein, welke flexibel kan worden ingezet voor gebiedsgerichte studies. Op basis van deze modellentrein is Bonanza softwarematig geïmplementeerd. Bonanza richt zich op (i) abiotische effecten van landgebruiksverandering op zuurgraad (pH), vocht- en stikstofbeschikbaarheid en concentraties van enkele zware metalen, (ii) ecologische effecten van zuurgraad (pH), vocht- en stikstofbeschikbaarheid op botanische natuurdoelen en (iii) ecotoxicologische beoordeling van risico’s en effecten van de zware metalen Pb, Cd, Cu en Zn op bodemfauna (individu- en populatieniveau) en risico’s voor doorvergiftiging in verschillende voedselketens (faunistische natuurdoelen). Een operationeel prototype van het systeem is reeds beschikbaar. De essentie van Bonanza is weergegeven in figuur 4.5.

De werking van Bonanza is als volgt:

- De gebruiker stelt voor de in te richten locatie de huidige situatie vast in termen van bodemtype, grondwatertrap en eventueel het totaalgehalte aan zware metalen en kiest het gewenste natuurdoeltype;

- Bonanza geeft, in eerste instantie los van de contaminanten, aan onder welke milieucondities (atmosferische depositie van stikstof en zuur en de kwelflux) het gekozen natuurdoeltype te realiseren is. Indien de gebruiker aangeeft dat de benodigde depositie en kwelflux niet haalbaar zijn, geeft Bonanza een lijst met natuurdoeltypen die minder stringente eisen stellen aan het milieu. Hieruit kan de gebruiker een natuurdoeltype kiezen dat mogelijk wel realiseerbaar is bij beoogde maatregelen (voorlopig alleen depositie reductie en kwelherstel);

- Indien de gebruiker totaalgehalten aan de zware metalen Pb, Cu, Zn en Cd heeft opgegeven, bepaalt Bonanza de vrije metaalconcentraties in het bodemvocht en de daarbij behorende ecotoxicologische risico’s. Vooralsnog gebeurt dat middels de potentieel aangetaste fractie van bodemorganismen (PAF).

Bonanza is voorzien van generieke gegevens op landelijke schaal. Het gaat hierbij om bodemtype, landgebruik, kwelkwantiteit, kwelkwaliteit, bodemeigenschappen zoals CEC, organisch stofgehalte, maar ook om actuele gehalten aan zware metalen en atmosferische depositie. De geografische informatie op is rasterbasis (250m grid) geïntegreerd met het prototype. Hierdoor is de gebruiker in staat om zonder aanvullende informatie voor iedere 250m cel in Nederland een beoordeling te generen. Daarnaast is het ook mogelijk dat de gebruiker locatie specifieke gegevens in het systeem invoert. De bruikbaarheid van de huidige versie wordt op dit moment getoetst door toepassing op een aantal locaties. Een voorbeeld van een resultaat van BONANZA gegeven in figuur 4.6.

De komende twee jaar zal het systeem verder ontwikkeld worden, waarbij met name aandacht zal worden gegeven aan: (i) het verder operationaliseren van Bonanza, waarbij rekening zal worden gehouden met de resultaten van een enquête die onder potentiële eindgebruikers is gehouden, (ii) het nader onderzoeken van de betrouwbaarheid van een beoordeling, door na te gaan wat het effect is van het gebruik van generieke data in plaats van locatiespecifieke gegevens, (iii) het vaststellen van de bruikbaarheid door het systeem op een aantal proeflocaties in de praktijk te toetsen en (iv) het uitbreiden van de ecotoxicologische beoordeling door het kwantificeren van bioaccumulatie van de zware metalen Pb, Cd, Cu en Zn in regenwormen en het risico van doorvergiftiging naar zoogdieren en vogels.

Figuur 4.6 Een van de uitvoer mogelijkheden van Bonanza. In dit geval de relatie tussen de pH en het vaste fase gehalte van lood enerzijds en de potentieel aangetaste fractie (PAF) anderzijds

4.4 Discussie en conclusies

Uit dit overzicht blijkt dat veranderend landgebruik in terreinen waar sprake is van bodemverontreiniging vooral effecten zal hebben op de kwaliteit van bodem, grondwater en van oppervlaktewater en op het bodemleven en mogelijk de hogere fauna. De rol van verontreiniging is veel minder sterk als het gaat om effecten op de flora en de daaraan gerelateerde natuurontwikkeling. In dit kader speelt verzuring, vermesting en verdroging een dominante rol. Een uitdaging voor de toekomst is een verdere integratie van kennis die beschikbaar is en continu gegenereerd wordt op onderzoeksinstituten, universiteiten, bij adviesbureaus en in de verschillende onderzoeksprogramma’s. Met behulp van deze kennis zullen de ontwikkelde DSS’en beter in staat zijn te duiden hoe belangrijk de microverontreinigingen zijn ten opzichte van de macrocomponenten en wat het effect is van bepaalde fysische ingrepen, zoals verdroging of vernatting.

Een belangrijke uitdaging is verder de beleidsmatige of misschien wel maatschappelijke keuze van wat men op een locatie wil; welk bodemgebruik of natuurdoeltype moet gerealiseerd? Een belangrijk element is dan ook de communicatie, zoals verwoord in de studie van Canter Cremers et al. (1999); overleg tussen beleidsmakers, -uitvoerders, maatschappij en wetenschap om over en weer

(bovenlaag afvoeren, locale ontwateringsmaatregelen) tegenover het autonoom laten ontwikkelen van diffuus verontreinigde locaties (vooral in het licht van de omzetting van landbouwgrond in natuur). Een kosten-baten-urgentie-afweging is ook in het kader van veranderend landgebruik van belang.

Referenties

Bal, D., H.M. Beije, Y.R. Hoogeveen, S.R.J. Hansen en P.J. van der Reest 1995.

Handboek natuurdoeltypen in Nederland. IKC-natuurbeheer, rapport 11, Wageningen. Bobbink, R., J.G.M. Roelofs, H.B.M. Tomassen. 1998. Effectgerichte maatregelen en

behoud biodiversiteit in Nederland. Symposiumverslag afd Aquatische Oecologie en Milieubiologie KUN, IKC-N en Dir-N Ministerie van LNV. 194 p.

Canter Cremers, I. et al., 1999. Zienswijzen natuurontwikkeling op verontreinigde gronden. PGBO-rapport 21.

Chardon, W.J. et al., 1996. Verkenning van de mogelijkheden voor beheer en herstel van

fosfaatlekkende landbouwgronden. PGBO-rapport 8.

De Vries, W. en P.F.A.M. Römkens, 1994. Mobilisatie van cadmium door landgebruiks

verandering. Bodem 2: 76-79.

Groot, M.S.M., J.J.B. Bronswijk, W.J. Willems, T. de Haan, and P. del Castilho. 1997.

Landelijk meetnet bodemkwaliteit: Resulaten 1994. Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieuhygiene (RIVM) Bilthoven. Rapport no. 714801017, 151 pp.

Huisman, D.J. 1998. Geochemical characterization of subsurface sediments in the Netherlands. Proefschrift Landbouwuniversiteit Wageningen.

Japenga, J. et al., 1997. Het concept bodemkwetsbaarheid als uitgangspunt bij het nemen van

beslissingen op het gebied van ruimtelijke ordening en bodemsanering. PGBO-rapport 12.

Kros, J. en J.W. Wesseling, 2000. Gebruikershandleiding Bonanza. Alterra, Wageningen, intern rapport.

Kuiper, R., 1996. Ruitelijke ordening en bodemverontreiniging in het landelijk gebied. Chemische tijdbommen onder Nederland. Bodem 2: 68-70.

Lijzen, J.P.A. et al., 1997. Opzet voor een Leidraad bodembeoordeling EHS-gronden. Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieuhygiene (RIVM) Bilthoven. Rapport no. 711501003.

Ma, W.C. 2000a. System-oriented ecotoxicological research at Alterra. NWO Newsletter, no. 2, January 2000, p. 4- 6.

Ma, W.C. 2000b. Een DSS module voor ecotoxicologische beoordeling van risico’s voor natuur op

verontreinigde gronden. Alterra rapport, in druk.

Ma, W.C. en H. van der Voet 1993. A risk-assessment model for toxic exposure of small

mammalian carnivores to cadmium in contaminated natural environments. Science Total Environment, suppl. 1993:1701- 1714.

Otte, J.G. et al., 2000. Partitierelaties voor zware metalen (Cd, Cu, Pb, Zn) voor diffuus

verontreinigde Nederlandse bodems. PGBO-rapport 30.

Pouwels, R. 2000. LARCH: een toolbox voor ruimtelijke analyses van een landschap. Alterra Rapport 043.

Römkens, P.F.A.M. and W. de Vries, 1995. Acidification and metal mobilization: effects of

land use changes on Cd mobility. In G.J. Heij and J.W. Erisman (Eds.): Studies in Environmental Science 64. Elsevier Scientific Publishers: 367-380.

Römkens, P.F.A.M. 1998. Effects of land use changes on organic matter dynamics and trace

metal solubility in soils. Proefschrift Universiteit Groningen.

Rutgers, M. et al., 1998. Locatiespecifieke ecologische risico’s: een basisbenadering voor

functiegerichte beoordeling van bodemverontreiniging. PGBO-rapport 16.

Schaminee, J H J en Jansen, A. 1996. Wegen naar natuurdoeltypen: ontwikkelingsreeksen en

hun indicatoren voor herstelbeheer en natuurontwikkeling. Rapport IBN/KIWA.

Stigliani, 1991. Chemical time bombs: definition, concepts and examples. International institute for Applied Systems Analysis, Executive report 16 (CTB basis document), 23pp.

Ter Meulen-Smidt, G.R.B., W. de Vries, J. Bril en W. Ma, 1996. Programmeringsstudie

Veranderd Landgebruik Gedrag van geaccumuleerde stoffen in verband met veranderingen in landgebruik en herstelbaarheid van ecosystemen. Bilthoven, RIVM, rapportnr. 711401 001, 122 pp.

Van de Meent, D. 1999. Potentieel Aangetaste Fractie als maatlat voor de toxische druk op

ecosystemen. Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieuhygiene (RIVM) Bilthoven. rapport 607505007.

Van den Berg, G. 1998. Geochemical behaviour of heavy metals in a sedimentation area of the

rivers Rhine and Meuse. Proefschrift Universiteit Utrecht, 143 p.

Van Dobben, H.F. en J.H. Faber, 1997. Natuurontwikkeling op vervuilde bodems. PGBO- rapport 11.

Natuurontwikkelingsscenario’s (GREINS): een voorbeeldstudie in het stroomgebied van de Beerze- Reusel. NBP-Onderzoeksrapport. VROM 1991. Notitie Milieukwaliteitsdoelstellingen bodem en water. Tweede Kamer, vergaderjaar 1990-1991, nr. 21990, Den Haag. Wamelink, G.W.W. en H.F. van Dobben, 1996. Schatting van de responsies van soorten op

de milieufactoren vocht, pH, en micronutriënten: een aanzet tot calibratie van Ellenberg’s indicatie getallen. DLO-Instituut voor Bos en Natuuronderzoek, Wageningen, Rapport 233. Wamelink,W, C. Ter Braak, H.F. van Dobben. 1998. De potentiele natuurwaarde van de

EHS: natuurwaardering op basis van abiotische omstandigheden; het Natuur Technisch Model.

Landschap 15:145-156

Wamelink, G.W.W., H. van Oene, J.P. Mol-Dijkstra, H.F. van Dobben en F Berendse, 2000. Validatie van de modellen SMART2, SMART2-SUMO1.0, NUCOM en

MOVE op site, regionaal en nationaal niveau. Alterra research Instituut voor de Groene Ruimte, Wageningen, Alterra rapport 65.

5

Fytoremediëring in Nederland: aantrekkelijk maar beperkt