Theoretisch benadering PAK-accumulatie Basis scenario

In dit hoofdstuk zijn voor een aantal theoretische situaties doorgerekend om te laten zien wat de invloed van de verschillende factoren is op de accumulatie van PAK. Dit is gedaan om te laten zien hoe de PAK-gehalten veranderen bij het toegepaste baggerregiem. Het PAK-gehalte neemt toe direct na baggeren en neemt vervolgens weer af door de biologische afbraak. Er wordt hierbij uitgegaan van één maal per tien jaar baggeren en de natte bagger verspreiden in een laag van 10 cm, dit resulteert in 5 cm droge bagger. De bagger wordt later ingewerkt en gemengd met de onderliggende 20 cm bodem. Er is uitgegaan van een PAK- gehalte van 10 mg/kg d.s. Dit was de bovengrens (klasse 2) van verspreidbare bagger. De 10 mg PAK/kg d.s. in de baggerspecie is verdeeld over snel, langzaam en zeer langzaam in de verhouding (%), 60/20/20. Deze verdeling is gebaseerd op de waarnemingen bij het depot Smoutjesweg van Waterschap Rivierenland (Harmsen en Zweers, 2005). De snelle fractie is groter dan weergegeven in tabel 7. De oorspronkelijke bodem bevat 0.6 mg PAK (achtergrondgehalte en hiervan is aangenomen dat deze PAK zeer langzaam afbreekbaar is. In landbouwbodems zijn de snel en langzaam afbreekbare fracties klein, gezien de goede omstandigheden voor biologische afbraak.

Figuur 25

Verloop van het PAK-gehalte in de bodem na verspreiden van baggerspecie op een maïsperceel. 10 cm bagger, baggerfrequentie 10 jaar. PAK in de bagger 10 en PAK in de bodem 0.6 mg/kg d.s.

Uit Figuur 25 blijkt dat snel afbreekbaar PAK snel verdwijnt en 90% is binnen drie maanden verdwenen. Ook de langzaam afbreekbare fractie is afgebroken voordat er opnieuw wordt gebaggerd. De zeer langzaam

afbreekbare fractie wordt bepalend voor het gehalte in de bodem. Het gehalte stabiliseert tot een nieuw evenwichtsgehalte waarbij de aanvoer in evenwicht is met de afvoer.

Het model suggereert dat er net voor de volgende verspreiding van bagger alleen zeer langzaam afbreekbare PAK gemeten zal worden. Dit is onjuist, omdat er een herverdeling optreedt. Alle PAK die binnen drie maand na monstername zal afbreken, wordt met de TENAX-methode al snel geclassificeerd en alle PAK die binnen zes jaar afbreekt als langzaam.

In Figuur 26 is weergegeven wat het effect is van de grootte van de zeer langzaam afbreekbare fractie. Als deze fractie klein is (10%) gaat het PAK-gehalte in de bodem op de duur dalen, omdat er minder wordt aangevoerd dan wordt afgebroken. De situatie met 20% is de situatie uit Figuur 25, waarbij het gehalte stabiliseert op 0,84 mg/kg d.s. Bij een grotere zeer langzaam afbreekbare fractie (30% of 3 mg/kg d.s.) stabiliseert het gehalte op het niveau van 1,26 mg/kg d.s. Een evenwichtssituatie waarbij geen accumulatie optreedt, wordt verkregen als 14% van de PAK of 1.4 mg/kg d.s. zeer langzaam afbreekbaar is.

Figuur 26

Accumulatie van het PAK-gehalte in de bodem na verspreiden van baggerspecie op een maïsperceel. 10 cm bagger,

baggerfrequentie tien jaar. PAK in de bagger tien en PAK in de bodem 0.6 mg/kg d.s. De code 80/10/10 slaat op de grootte in procenten van respectievelijk de snel, langzaam en zeer langzaam afbreekbare fractie.

In baggerspecie kan snel afbreekbare PAK aanwezig zijn, zeker als er sprake is van een verse verontreiniging. Het is mogelijk dat de zeer langzaam afbreekbare fractie groter is zoals waargenomen bij metingen op Goeree-Overflakkee (Harmsen, 2004). Er zijn hier ook zeer langzaam beschikbare fracties van 65% gemeten. Ook in dit onderzoek zijn de zeer langzaam afbreekbare fracties van deze grootte-orde. Bij een PAK-gehalte van 10 mg/kg d.s. en 65% zeer langzaam afbreekbaar, leidt dit uiteindelijk tot een accumulatie en een PAK- gehalte in de baggerstrook van 2,7 mg/kg d.s.

Invloed hoeveelheid bagger en baggerfrequentie

Bij een grotere hoeveelheid bagger is er logischerwijs een grotere accumulatie aan stoffen. Figuur 27 geeft het PAK-gehalte voor dezelfde situatie als in Figuur 25, maar met een frequentie van vijf jaar in plaats van tien jaar, dus met twee keer zoveel bagger. De periode van vijf jaar is tekort om alle langzaam afbreekbare PAK af te breken en er treedt ook voor deze fractie een kleine accumulatie op, maar ook nu wordt de accumulatie hoofdzakelijk bepaald door de langzaam afbreekbare fractie. Omdat de hoeveelheid verspreide bagger nu is verdubbeld is ook de accumulatie groter.

Figuur 27

Verloop van het PAK-gehalte in de bodem na verspreiden van baggerspecie op een maïsperceel. 10 cm bagger, baggerfrequentie vijf jaar. PAK in de bagger 10 mg/kg d.s. en PAK in de bodem 0.6 mg/kg d.s.

Figuur 28

Accumulatie van het PAK-gehalte in de bodem na verspreiden van baggerspecie op een perceel. 10 cm bagger, baggerfrequentie vijf jaar. PAK in de bagger 10 en PAK in de bodem 0,6 mg/kg d.s.

Invloed dikte baggerlaag

Een belangrijke variabele is de dikte van de baggerlaag. Voor deze simulatie zijn twee situaties onderscheiden (Figuur 32):

– Verspreiden op bouwland (mais). Na verspreiden wordt er geploegd, waardoor de bagger wordt opgemengd over een diepte van 25 cm.

– Verspreiden op grasland. Hierop wordt niet geploegd en het gras groeit door de bagger heen. Door bioturbatie en ook door betreden van vee mengt de bagger langzaam met de bovenste 10 cm van de bodem.

Omdat alleen het effect van baggeren is gesimuleerd, daalt het PAK-gehalte als er geen bagger wordt verspreid. In dit scenario is 2 mg/kg d.s. zeer langzaam afbreekbaar. Bij grotere laagdikten wordt de AW2000-waarde overschreden. Alleen bij kleine laagdikten leidt de accumulatie niet tot overschrijden van de AW2000-waarde.

Figuur 29

Invloed van de natte baggerlaagdikte (cm) op de accumulatie van PAK, bij gebruik van bagger met een gehalte van 10 mg/kg d.s., en een gelijke verdeling over de fracties.