Waterkwaliteiten Deltawateren : datarapport N, P, Si

(1)

Waterkwaliteiten Deltawateren

(2)

(3)

Waterkwaliteiten Deltawateren

datarapport N P Si

1210859-000

(4)

(5)

Deltares

Titel Waterkwaliteiten Deltawateren Opdrachtgever DELTARES Project 1210859-000 Kenmerk Pagina's 1210859-000-VEB-0001 3 Trefwoorden

Deltawateren, waterkwaliteit, nutriënten, fosfaattekort, oligotrofiering

Samenvatting

Dit rapport laat zich samenvatten met: "Een lofzang op de deltawateren, in het bijzonder het Veerse Meer; de noodklok voor het l.Isselmeer en vooral het Markermeer. "

Dit datarapport bevat een weergave en (initiële) analyse van alle in www.waterbase.nl beschikbare gegevens over anorganisch opgeloste nutriënten voor de MWTL meetpunten in de zuidwestelijke delta. Ter vergelijking worden ook gegevens voor de Rijn (Lobith), de RijnMaasmond (Haringvlietsluis), de Noordzee (offshore), de westelijke Waddenzee en het IJsselmeergebied (IJsselmonding, tJsselmeer, Markermeer) weergegeven. De gegevens beslaan een periode van ruim 40 jaren: 1972-2014.

Er worden twee nieuwe kengetallen geïntroduceerd. (1) het relatieve aandeel ammonium (NH4) in de totaal concentratie anorganisch opgelost stikstof (DIN: ammonium+nitriet+nitraat)

in de nazomer indiceert de intensiteit van benutting en recycling van nutriënten in de biologische kringloop van productie en mineralisatie. (2) de onderlinge verhoudingen van de concentraties stikstof, fosfaat en silicaat, genormeerd naar de verhoudingen waarin deze nutriënten door algen worden benut (de Redfield ratio's). Deze relatieve beschikbaarheid van nutriënten is'in balans' wanneer de verhoudingen overeenkomen met de Redfield ratio's.

Alle deltawateren, met name de zoute bekkens Grevelingenmeer, Oostersehelde en Veerse Meer vertonen een trendmatige ontwikkeling naar een steeds beter gebalanceerde beschikbaarheid van nutriënten en een steeds intensievere benutting en recycling van nutriënten (hergebruik) in de biologische kringloop. In het Veerse Meer is de relatieve beschikbaarheid nagenoeg perfect in balans en is de benutting van alle drie nutriënten optimaal. Wateruitwisseling via doorlaatmiddelen (Brouwersspuisluis, Katse Heule) versterkt deze positieve trends in belangrijke mate.

Voor l.lsselrneer en Markermeer geldt het tegenovergestelde. In beide meren raakt de beschikbaarheid van nutriënten steeds verder uit balans. Er is een enorm en groeiend tekort aan fosfaat ten opzichte van stikstof en silicaat. De huidige orthofosfaatconcentratie in het l.Jsselmeer is zelfs lager dan in de Waddenzee (3 keer zo laag) en in het Markermeer is meestal geen meetbare hoeveelheid orthofosfaat meer aanwezig. De fosfaatconcentratie in het Markermeer is zelfs factoren lager dan offshore in de Noordzee. In beide meren is de benutting en recycling van nutriënten gering. In het Markermeer is geen herkenbaar seizoenspatroon meer aanwezig; de biologische kringloop lijkt daar tot stilstand gekomen. Alle trends zijn autogeen, dat wil zeggen dat ze worden veroorzaakt door interne processen en niet door de externe aanvoer van nutriënten of andere externe sturende factoren.

Febr..20151es de Vries Rinus Vis

Versie Datum Auteur

Status

definitief

(6)

(7)

1210859-000-VEB-0001, 12 februari 2015, definitief Waterkwaliteiten Deltawateren i

Inhoud

1 Inleiding 1 1.1 Context 1 1.2 Scope en doel 3 1.3 Fasering 3 2 Materiaal en methoden 4

3 Rijn (Lobith en Haringvlietsluis) 7

3.1 Figuren 7 3.2 Beschrijving 13 3.2.1 Stikstof 13 3.2.2 Fosfaat 13 3.2.3 Silicaat 13 3.2.4 Relatieve beschikbaarheid 13

4 Noordzee offshore (Noordwijk70 en Walcheren70) 14

4.1 Figuren 14

4.2 Beschrijving 19

4.2.1 Stikstof, fosfaat, silicaat 19

4.2.2 Relatieve beschikbaarheid 19 5 Volkerak-Zoommeer 20 5.1 Figuren 20 5.2 Beschrijving 25 5.2.1 Stikstof 25 5.2.2 Orthofosfaat 25 5.2.3 Silicaat 25 5.2.4 Relatieve beschikbaarheid 25 6 Oosterschelde 26 6.1 Figuren 26 6.2 Beschrijving 31

6.2.1 Stikstof, fosfaat, silicaat 31

6.2.2 Relatieve beschikbaarheid 31 7 Grevelingenmeer 32 7.1 Figuren 32 7.2 Beschrijving 36 7.2.1 Stikstof 36 7.2.2 Orthofosfaat 36 7.2.3 Silicaat 36 7.2.4 Relatieve beschikbaarheid 36 8 Veerse Meer 37 8.1 Figuren 37 8.2 Beschrijving 41 8.2.1 Stikstof 41

(8)

1210859-000-VEB-0001, 12 februari 2015, definitief 8.2.2 Fosfaat 41 8.2.3 Silicaat 41 8.2.4 Relatieve beschikbaarheid 41 9 Westerschelde 42 9.1 Figuren 42 9.2 Beschrijving 48 9.2.1 Stikstof 48 9.2.2 Fosfaat 48 9.2.3 Silicaat 48 9.2.4 Relatieve beschikbaarheid 48 10IJsselmeergebied 49 10.1 Figuren 49 10.2 Beschrijving 52 11IJsselmeer 53 11.1 Figuren 53 11.2 Beschrijving 56 11.2.1 Stikstof 56 11.2.2 Orthofosfaat 56 11.2.3 Silicaat 56 11.2.4 Relatieve beschikbaarheid 56 12Markermeer 57 12.1 Figuren 57 12.2 Beschrijving 60 12.2.1 Stikstof 60 12.2.2 Orthofosfaat 60 12.2.3 Silicaat 60 12.2.4 Relatieve beschikbaarheid 60 13Waddenzee (west) 61 13.1 Figuren 61 13.2 Beschrijving 65 13.2.1 Stikstof 65 13.2.2 Orthofosfaat 65 13.2.3 Silicaat 65 13.2.4 Relatieve beschikbaarheid 65 14Seizoenspatronen 66 14.1 Figuren 66 14.2 Beschrijving 69

14.2.1 Ad 1.Nutriënt specifieke patronen 69

14.2.2 Ad 2 Verdiepende patronen in autonome wateren 69

(9)

1210859-000-VEB-0001, 12 februari 2015, definitief

Waterkwaliteiten Deltawateren 1 van 73

1 Inleiding

1.1 Context

Figuur 1.1 De deltawerken met jaartallen van gereedkomen

De deltawerken (Figuur 1.1) hebben de Zuidwestelijke Delta veranderd van een samenhangend dynamisch estuariën systeem in een stelsel afzonderlijke geïsoleerde en verstarde compartimenten, de bekkens1. Hierdoor zijn verschillende (ecosysteem)diensten verloren gegaan of verminderd. Zo is een dynamische delta veerkrachtig voor klimaatverandering/zeespiegelstijging door import/export en herverdeling van sediment, waardoor het landschap kan meegroeien met de zeespiegelstijging (mits er voldoende sedimentaanbod is). Een verstarde (‘petrified’) delta is morfologisch passief (of erger: wel erosieve en geen opbouwende sedimentdynamiek; zandhonger), kan dus niet meegroeien, en is in toenemende mate afhankelijk van kunstmatige (kust)bescherming: dijken om diepliggende polders. Verstarring maakt kwetsbaar. De verstarring door dijken en dammen is bovendien onomkeerbaar -er is geen weg terug-, omdat een verstarde delta steeds verder wegzakt (relatieve zeespiegelstijging) oftewel steeds verder uit morfologisch evenwicht raakt (Mulder et al., 2010).

1

(10)

Overigens dateert het begin van de verstarring al van de vroege Middeleeuwen: door inpolderingen werden de eilanden/polders, de voormalige schorren, al van de sedimentdynamiek afgesloten waardoor ze een groeiende sedimentschuld ontwikkelden. De deltawerken vormen dus niet de start van het onomkeerbaar proces van verstarring, maar het sluitstuk.

Een tweede ecosysteemdienst die grotendeels verloren ging (door de deltawerken) is het zelfreinigend vermogen van de deltawateren (selfpurification, retention capacity). Estuaria zijn het filter tussen rivier en zee, en kunnen zomaar 50% of meer van nutriënten en verontreinigingen vanuit het stroomgebied van de rivier ‘reinigen’ waardoor zee-verontreiniging wordt verminderd. Gecompartimenteerde deltawateren, geïsoleerd van rivier en zee, hebben die functie niet meer. Maar ja, de eerlijkheid gebiedt op te merken dat deze ecosysteemdienst steeds minder belangrijk is. De uitvoering van de deltawerken viel samen met de maximale rivierverontreiniging (de jaren ‘70 van de vorige eeuw). Dus toen was dit een relevante overweging. Maar de rivieren (Rijn, Maas, en met vertraging de Schelde) zijn nu veel schoner dan toen. Verontreiniging en overbemesting (eutrofiering) van rivier, meer en zee is grotendeels verleden tijd2. Misschien dient zich een nieuw probleem aan: verminderde draagkracht en productievermogen voor visserij en schelpdierkweek door voedselgebrek (oligotrofiering).

Voor waterkwaliteit en biodiversiteit ligt de zaak genuanceerd, en is afhankelijk van de ‘maatlat’ die je hanteert. De waterkwaliteit, en zeker de perceptie ervan, van Grevelingen, Oosterschelde, Veerse Meer, en zelfs het Volkerak-Zoommeer is/wordt veel beter dan in de vroegere estuariene situatie. Estuaria zijn troebel, de huidige deltawateren potentieel kraakhelder, met vele meters zichtdiepte. Deze nuance geldt ook de biodiversiteit: de biodiversiteit in bijvoorbeeld de Oosterschelde is veel hoger dan in de Waddenzee. Maar ja, er zijn ook andere maatlatten (KRW, uniciteit, regionale/mondiale zeldzaamheid) en die geven elk een ander beeld.

Voor de economische potentie van de delta is de winst-verliesrekening van de deltawerken onmiskenbaar positief. Een dynamische delta ‘zonder werken’ is weliswaar natuurlijk en intrinsiek veilig (alleen natte voeten, geen rampen) maar ook onbruikbaar voor modern landgebruik en samenleven. Twee voorbeelden: (1) de deltawerken hebben de delta ontsloten en daardoor de groei van de dienstensector mogelijk gemaakt. (2) in delen van de delta is de landbouwzoetwatervoorziening sterk verbeterd (vooral op de Zuid-Hollandse eilanden) doordat na de deltawerken zoet water kan worden aangevoerd vanuit Hollandsch Diep, Haringvliet en Spui. De landbouwopbrengsten per hectare zijn daardoor veel hoger dan op de Zeeuwse eilanden zonder externe wateraanvoer (Schouwen-Duiveland, Bevelanden). Tenslotte de beheerperspectieven. Voor veiligheid blijven we, zelfs in toenemende mate, afhankelijk van dijken en dammen. Voor morfodynamiek en ecotoopontwikkeling kan de trendmatige achteruitgang door zandhonger worden vertraagd door middel van suppleties. Voor waterkwaliteit is het beeld vanuit de optiek van de KRW rooskleurig: de trend is gunstig (minder nutriënten, minder algen3) en met weinig uitwisseling (kleine doorlaatmiddelen, perforeren van de deltawerken) valt extra kwaliteitswinst te halen.

2

(11)

1.2 Scope en doel

De scope van dit project ‘Waterkwaliteiten Deltawateren’ is de beschrijving en analyse van de (ontwikkeling van de) waterkwaliteit van de deltawateren en de daarmee samenhangende ecosysteemdiensten, zoals (draagkracht voor) schelpdierkweek. Lange termijn trends en veranderingen in waterkwaliteit onder invloed van inrichting en beheer worden weergegeven en geanalyseerd. Recente aanzetten voor deze analyse zijn gegeven met de waterkwaliteitsanalyse voor de Green Deal Oosterschelde (deVries, 2012 en Nolte en deVries, 2013), en met de validatie van het ZW deltamodel voor stofstroomanalyses (van Gils, 2013).

Met dit project wordt gepoogd inzicht te verkrijgen in de sleutelfactoren en –processen voor de ontwikkeling van de waterkwaliteit. Deze zijn onder meer:

1 Fysische eigenschappen.

– Onderscheid tussen hoogdynamische wateren met sterke getijstroming en zwakdynamische of zelfs stagnante wateren met zwakkere, vooral windgedreven stroming

– Mate van stratificatie: voorkomen van verticale dichtheidsverschillen (door zout en/of temperatuurgradiënten) waardoor de uitwisseling tussen de waterlagen wordt beperkt en zuurstofuitputting in de bodemwaterlaag kan ontstaan

– Waterverblijftijd: mate van verversing, uitwisseling en doorstroming 2 Chemische eigenschappen

– Zout- of chloridegehalte en de aanwezigheid van gradiënten in ruimte en/of tijd. Het zout- of chloridegehalte bepaalt de samenstelling van de levensgemeenschap. Zoetwaterorganismen overleven niet in het mariene milieu en mariene organismen overleven niet in zoete wateren. Slechts weinig organismen zijn bestand tegen of aangepast aan intermediaire of sterk wisselende zoutgehaltes

– Belasting met en concentraties van plantenvoedingsstoffen (nutriënten) bepalen de voedselrijkdom. Teveel (eutrofiëring) kan leiden tot ongewenste waterkwaliteitseffecten (troebel water, blauwalgen), te weinig (oligotrofiëring) tot verminderde draagkracht voor schelpdierkweek.

3 Biologische eigenschappen. Een belangrijke eigenschap is de mate van benutting, ‘begrazing’ van algen door schelpdieren en/of zoöplankton. Door intensieve begrazing blijft de algenbiomassa laag en het water helder, zelfs in eutrofe wateren. Zo is begrazing door de quaggamossel (een nieuwe invasieve soort, verwant aan de driehoeksmossel) de meest waarschijnlijke hoofdoorzaak van de recent toegenomen helderheid van het Volkerak-Zoommeer (de Vries en Postma, 2013). In de zoute deltawateren is waarschijnlijk zelfs sprake van overbegrazing door (te) hoge dichtheden van mariene schelpdieren, waardoor de draagkracht voor schelpdierkweek afneemt (Smaal et al., 2013).

Op inzicht in de gecombineerde uitwerking van deze sleutelfactoren en –processen kunnen gerichte en onderbouwde inrichting- en beheeradviezen worden gebaseerd.

En dat is het doel van dit project. 1.3 Fasering

1 In de eerste fase wordt een serie datarapporten gemaakt. Het onderhavige ‘datarapport N P Si’ is het tweede rapport van deze serie.

2 Stofstroomanalyse: stofbalansen per bekken en voor de ZWdelta als geheel (aan- en afvoerfluxen en interne fluxen zoals bodem-water uitwisseling).

3 Synthese: in dit afsluitende rapport zullen de hypotheses en waarnemingen van de voorgaande rapporten integraal worden geanalyseerd en mogelijk verklaard.

(12)

2 Materiaal en methoden

De datarapporten bevatten de beschrijving en analyse van langjarige tijdseries waterkwaliteits variabelen van de MWTL meetpunten van Rijkswaterstaat (Figuur 2.1).

In dit datarapport N P Si worden gegevens over anorganisch opgeloste nutriënten over een periode van ruim 40 jaren, 1972-2013, geanalyseerd4. De gegevens zijn ontleend aan www.waterbase.nl.

Figuur 2.1. MWTL locaties in de zuidwestelijke delta. De in groen aangegeven locaties Haringvliet en Zoommeer zijn geen MWTL locaties, maar zijn toegevoegd om ook locaties in deze twee deltawateren te hebben. Voor elk van de meetpunten worden de gegevens uitgewerkt en gepresenteerd in samengestelde figuren. Deze figuren bevatten tenminste:

• De complete tijdseries van de oorspronkelijke meetgegevens; • De jaargemiddelde concentraties;

• De meerjarig maandgemiddelde concentraties voor opeenvolgende periodes van 10 jaren.

In dit datarapport N P Si worden twee nieuwe kengetallen geïntroduceerd, en weergegeven voor alle meetpunten en alle periodes:

1 Het aandeel ammonium (NH4) in de totale concentratie anorganisch opgelost stikstof (DIN = ammonium + nitriet + nitraat) en vooral het seizoenspatroon ervan:

1 Brienenoord 2 Puttershoek 3 Bovensluis 4 Haringvliet 5 Steenbergen 6 Zoommeer 7 Dreischor 8 Zijpe 9 Lodijkse Gat 10 Hammen Oost 11 Wissenkerke 12 Soelekerke

13 Schaar van Ouden Doel 14 Hansweert geul 15 Terneuzen 16 Vlissingen

(13)

1.1 De ammonium concentratie als indicator van klassieke (rivier) verontreiniging ten gevolge van lozingen van ongezuiverd huishoudelijk afvalwater Als illustratie de Westerschelde op de grens België-Nederland (Schaar van Ouden Doel) in de jaren 70 van de vorige eeuw: De ammonium concentratie is het hele jaar zowel absoluut als relatief hoog (Figuur 2.2).

1.2 De ammonium concentratie als indicator van intensieve biologische turnover, oftewel een hoge ‘regeneratieproductie’ op basis van via mineralisatie gerecycleerde nutriënten. Als illustratie het Veerse Meer na de opening van de Katse Heule: De ammoniumconcentratie is laag (wintermaximum is 20 keer lager dan in de Westerschelde) en wordt in de zomer helemaal uitgeput. De relatieve concentratie (NH4 aandeel in DIN) is laag in de winter maar neemt toe in de loop van het groeiseizoen tot een hoog aandeel in september (Figuur 2.3).

Figuur 2.2 Ammoniumconcentratie in de Westerschelde in de jaren 70 van de vorige eeiuw. Absolute concentratie (links), relatieve concentratie (% NH4 in DIN) (rechts)

Figuur 2.3 Ammoniumconcentratie in het Veerse Meer na de opening van de Katse Heule. Absolute concentratie

(links), relatieve concentratie (% NH4 in DIN) (rechts).

2 De relatieve beschikbaarheid van (anorganisch opgelost) stikstof, fosfaat en silicaat, gerelateerd aan de verhoudingen waarin de nutriënten worden opgenomen in algen. Om dit kengetal zichtbaar te maken worden de gemeten concentraties genormaliseerd volgens de Redfield ratio N:P:Si = 16:1:15 (mol/mol) = 7,2:1,0:13,5 (mg/mg). Bij ratio’s van ongeveer 1 zijn de nutriënten beschikbaar in de verhouding waarin ze door algen worden opgenomen (‘balans’). Bij ratio’s <1 is er een relatief ‘tekort’ van het nutriënt in de teller van de ratio; bij ratio’s>1 is het nutriënt in de teller in relatieve ‘overmaat’ aanwezig. In grafieken worden de ratio’s van simultane maandgemiddelde concentraties weergegeven; in tabellen de ratio’s van de jaarmaxima. Het seizoensverloop van de nutriënt concentraties is verschillend, en de maxima vallen dus niet samen. De ratio’s van de niet simultane jaarmaxima vertonen daardoor minder extreme waarden dan de ratio’s van de simultane maandgemiddelde concentraties. Als illustratie:

(14)

2.1 Grevelingenmeer: na de afsluiting en voor de opening van de Brouwersspuisluis (periode 1972-1980) nam de fosfaatconcentratie sterk toe. Dit veroorzaakte een grote overmaat van fosfaat ten opzichte van stikstof en silicaat. De huidige concentraties zijn veel meer in balans (Figuur 2.4).

2.2 Volkerak: hoge stikstofvrachten uit Brabant veroorzaken na de afsluiting een extreme overmaat van stikstof ten opzichte van fosfaat en silicaat (1991-2000). Ook in het Volkerak zijn de huidige concentraties meer in balans, maar er is nog steeds een overmaat aan stikstof (Figuur 2.5).

Figuur 2.4 Redfield genormaliseerde nutriëntratio’s in het Grevelingenmeer. Grafieken: meerjarig maandgemiddelde ratio’s. Tabel: ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima per periode.

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 0,2 0,3 0,5 1,4 1,2 Si 1,2 1,6 2,2 2,0 1,7 N 5,6 3,0 1,8 0,7 0,8 Si 6,9 4,7 4,0 1,4 1,4 N 0,8 0,6 0,5 0,5 0,6 P 0,1 0,2 0,3 0,7 0,7 relatieve beschikbaarheid legenda: N P Si 0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 2,6 2,7 14,9 6,3 7,3 Si 2,7 2,2 4,1 2,7 2,4 N 0,4 0,4 0,1 0,2 0,14 Si 1,0 0,8 0,3 0,4 0,3 N 0,4 0,4 0,2 0,4 0,4 relatieve beschikbaarheid legenda: N P Si

(15)

3 Rijn (Lobith en Haringvlietsluis)

3.1 Figuren

Figuur 3.1 Tijdseries DIN (boven, 1952-2014), orthofosfaat (midden, 1956-2014) en silicaat (onder, 1970-2014) in de Rijn bij Lobith en Haringvlietsluis.

(16)

Figuur 3.2 Stikstof in de Rijn. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode bij Lobith (midden) en Haringvlietsluis (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(17)

Figuur 3.3 Orthofosfaat in de Rijn. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde

concentraties per periode bij Lobith (midden) en Haringvlietsluis (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(18)

Figuur 3.4 Silicaat in de Rijn. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode bij Lobith (midden) en Haringvlietsluis (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(19)

Figuur 3.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in de Rijn bij Lobith, meerjarig maandgemiddelden per periode.

Tabel 3.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in de Rijn bij Lobith

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1956-1960 1961-1970 1971-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 5,0 3,4 1,8 2,3 5,6 6,0 7,0 Si 3,4 3,1 2,7 2,1 1,9 N 0,2 0,3 0,6 0,4 0,2 0,2 0,1 Si 1,9 1,3 0,5 0,4 0,3 N 0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 P 0,5 0,8 2,1 2,8 3,7 legenda: N P Si relatieve beschikbaarheid

(20)

Figuur 3.6 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in de Rijn bij Haringvlietsluis, meerjarig maandgemiddelden per periode.

Tabel 3.2 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in de Rijn bij Haringvlietsluis

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 2,5 2,8 5,2 4,9 5,5 Si 1,5 1,4 1,4 1,1 1,0 N 0,4 0,4 0,2 0,2 0,2 Si 1,1 0,9 0,5 0,4 0,3 N 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 P 0,9 1,1 2,0 2,4 2,9 legenda: N P Si relatieve beschikbaarheid

(21)

3.2 Beschrijving 3.2.1 Stikstof

De hoeveelheid anorganisch opgelost stikstof (DIN) in de Rijn vertoont een gematigde trend. De huidige jaargemiddelde concentratie (2,5-3 mgN/l) is een factor 2 lager dan de maxima in de jaren 60-80 van de vorige eeuw. De concentratie is nog wel 2-3 keer hoger dan het referentie niveau van de jaren 50 van de vorige eeuw. De klassieke verontreiniging door ongezuiverd huishoudelijk afvalwater is wel helemaal voorbij: het relatieve aandeel NH4 in DIN was >50% in de 60-er jaren, en is nu 0%. De concentratie bij Haringvlietsluis was vroeger iets lager dan bij Lobith, maar is nu gelijk.

De seizoensvariatie is gematigd, maar neemt vooral benedenstrooms wel toe. Bij Haringvlietsluis was het zomerminimum (augustus) vroeger 60% van het wintermaximum, en is nu gedaald naar <40%. Dit duidt op toegenomen biologische activiteit (algenproductie) in de rivier.

3.2.2 Fosfaat

Orthofosfaat vertoont een veel sterkere afnemende trend dan stikstof; de huidige jaargemiddelde concentratie bij Lobith (0,05 mgP/l) is een factor 8 lager dan in de 70-er jaren van de vorige eeuw. De concentratie is nu weer gelijk aan het referentieniveau van de jaren 50. Opmerkelijk is het verschil tussen Lobith en Haringvlietsluis: Vroeger was de benedenstroomse concentratie lager dan bij Lobith; in de huidige situatie is de gradiënt omgedraaid: bij veel lagere concentraties is de benedenstroomse concentratie nu hoger. De rivier is veranderd van een ‘put’ voor fosfaat (netto retentie) in een ‘bron’ (netto mobilisatie)5. En net als voor stikstof is de recente seizoensvariatie vooral benedenstrooms toegenomen: Het voorjaarsminimum (april) is bij Haringvlietsluis 40% van het najaarsmaximum.

3.2.3 Silicaat

Silicaat vertoont veel variatie tussen de jaren, maar geen trend in de waarnemingsperiode van 40 jaren; de jaargemiddelde concentratie bij Lobith is 2-2,5 mgSi/l. Vroeger was de benedenstroomse concentratie lager dan bij Lobith; maar in de huidige situatie is deze ruimtelijke gradiënt verdwenen.

De seizoensvariatie is veel groter dan bij stikstof en fosfaat, maar de trend is tegengesteld. Bij gelijkblijvende winterconcentraties (3,5 mg Si/l) was vooral benedenstrooms vroeger sprake van forse en langdurige concentratieafname in de zomer (tot minder dan 20% van het wintermaximum), tegenwoordig is de daling minder (tot 30%) en korter (beperkt tot de vroege zomer). Deze combinatie van waarnemingen duidt op een verminderd aandeel van silicaat in de biologische activiteit (minder diatomeeënproductie).

3.2.4 Relatieve beschikbaarheid

In de Rijn is een relatieve overmaat van stikstof (tov fosfaat) aanwezig, en een relatief fosfaattekort (tov stikstof en silicaat). Deze onbalans, vooral het relatieve fosfaattekort, neemt toe. De onbalans is bij Lobith sterker dan benedenstrooms.

5

(22)

4 Noordzee offshore (Noordwijk70 en Walcheren70)

4.1 Figuren

Figuur 4.1 Tijdseries DIN (boven), orthofosfaat (midden) en silicaat (onder) offshore in de Noordzee bij Noordwijk70 en Walcheren70.

(23)

Figuur 4.2 Stikstof offshore in de Noordzee. Jaargemiddelde concentraties van DIN en NH4 (boven); meerjarig

maandgemiddelde DIN concentraties per periode (links midden en onder). De relatieve NH4 concentraties

(24)

Figuur 4.3 Orthofosfaat offshore in de Noordzee. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode bij Noordwijk70 (midden) en Walcheren70 (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(25)

Figuur 4.4 Silicaat offshore in de Noordzee. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode bij Noordwijk70 (midden) en Walcheren70 (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(26)

Figuur 4.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s offshore in de Noordzee bij Noorwijk70, meerjarig maandgemiddelden per periode.

Tabel 4.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima offshore in de Noordzee bij Noordwijk70

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 1,3 1,1 1,1 1,1 1,1 Si 2,1 2,5 2,1 2,1 2,3 N 0,8 0,9 0,9 0,9 0,9 Si 1,6 2,3 2,0 1,9 2,1 N 0,5 0,4 0,5 0,5 0,4 P 0,6 0,4 0,5 0,5 0,5 N P Si legenda: relatieve beschikbaarheid

(27)

4.2 Beschrijving

4.2.1 Stikstof, fosfaat, silicaat

De drie nutriënten vertonen offshore in de Noordzee onderling vergelijkbaar gedrag: geen toe- en/of afnemende trends en overeenkomstige seizoensvariatie. De waterkwaliteit offshore Noordzee is blijkbaar niet onderhevig aan rivierinvloeden en representeert daarmee de onafhankelijke randvoorwaarde voor de zee-invloed op de deltawateren.

De maximale (winter) concentraties zijn factoren lager dan de huidige concentraties in de RijnMaasmond (Haringvlietsluis):

• DIN: ongeveer 0,12 mgN/l, 30 keer lager dan in de rivier

• Orthofosfaat: ongeveer 0,015 mgP/l, meer dan 5 keer lager dan in de rivier • Silicaat: ongeveer 0,1 mgSi/l, meer dan 30 keer lager dan in de rivier

De concentratie gradiënt van zoet naar zout is voor DIN en silicaat dus veel steiler dan voor fosfaat.

Alle drie nutriënten vertonen een forse daling van de concentratie gedurende de hele zomer. Voor stikstof en silicaat is de zomerconcentratie zo’n 10% van de maximum (winter) concentratie, voor fosfaat ongeveer 20%. Dit seizoensgedrag indiceert de intensieve recycling van vooral stikstof en silicaat en in mindere mate fosfaat in de biologische kringloop. De intensieve recycling blijkt ook uit het (relatieve) concentratieverloop van NH4: heel laag in de winter en het vroege voorjaar, oplopend tot >40% gedurende de hele zomer.

Offshore in de Noordzee is de relatieve beschikbaarheid van stikstof en fosfaat nagenoeg in balans, dat wil zeggen overeenkomstig de verhouding waarin deze nutriënten door algen worden opgenomen. Er is een relatieve overmaat van N en P ten opzichte van silicaat met een factor 2. Maar uitgaande van een algensamenstelling met 50% diatomeeën zou ook de silicaatbeschikbaarheid in balans zijn.

(28)

5 Volkerak-Zoommeer

5.1 Figuren

(29)

Figuur 5.2 Stikstof in het Volkerak-Zoommeer. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig

maandgemiddelde DIN concentraties per periode (midden links). De relatieve concentraties (midden rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%). Meerjarig maandgemiddelde NH4 concentraties per periode

(30)

Figuur 5.3 Orthofosfaat in het Volkerak-Zoommeer. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode in het Volkerak (midden) en het Zoommeer (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(31)

Figuur 5.4 Silicaat in het Volkerak-Zoommeer. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig

maandgemiddelde concentraties per periode in het Volkerak (midden) en het Zoommeer (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(32)

Figuur 5.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in het Volkerak, meerjarig maandgemiddelden per periode. Tabel 5.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in het Volkerak

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 2,6 2,7 14,9 6,3 7,3 Si 2,7 2,2 4,1 2,7 2,4 N 0,4 0,4 0,1 0,2 0,14 Si 1,0 0,8 0,3 0,4 0,3 N 0,4 0,4 0,2 0,4 0,4 P 1,0 1,2 3,6 2,3 3,0 relatieve beschikbaarheid legenda: N P Si

(33)

De stikstofconcentratie in het zoete VZM na de afsluiting is veel hoger dan in de vroegere estuariene situatie. De stikstofvracht vanuit Brabant via de Dintel is de belangrijkste oorzaak6. De recente concentraties zijn wel wat lager dan direct na de vorming van het meer. Vooral NH4 is trendmatig afgenomen. De huidige maximale DIN concentratie (winter) is 5 mgN/l. Opvallend is dat de seizoensvariatie (de vorm van de relatieve concentratiecurve) door de jaren heen min of meer gelijk is gebleven: geleidelijke afname gedurende de zomer, tot een nazomerminimum van ongeveer 20% van het wintermaximum. Dit seizoensgedrag indiceert een geleidelijke opname van de in het meer aanwezige voorraad stikstof door algenproductie (= ‘nieuwe productie’), en geen of weinig recycling (weinig ‘regeneratie productie’). Dit wordt bevestigd door het seizoensverloop van het aandeel NH4 in DIN. Dit aandeel is (in het zoete Volkerak) heel laag in het voorjaar (april, 1%) en neemt gedurende zomer slechts in geringe mate toe, tot 5% in najaar en winter.

5.2.2 Orthofosfaat

De fosfaatconcentratie is in het zoete VZM lager dan in de vroegere estuariene situatie, vooral in het Volkerak. De huidige maximale concentratie (najaar) is 0,1 mgP/l. Ook bij fosfaat is de seizoensvariatie door de jaren heen min of meer gelijk gebleven, maar bijna tegengesteld aan het seizoensgedrag van stikstof: een voorjaarsminimum (april, 30% van het najaarsmaximum) en, een geleidelijke zomerse toename door fosfaatmobilisatie uit de bodem (interne belasting). De zomerse toename is recent zowel absoluut als relatief geringer en het najaarsmaximum is verschoven van september naar november.

5.2.3 Silicaat

De silicaatconcentratie is in het zoete VZM veel hoger dan in de vroegere estuariene situatie, vooral in het Zoommeer. In tegenstelling tot stikstof wordt dit niet veroorzaakt door vrachten vanuit Brabant (of Hollandsch Diep), maar door verschillen in systeemgedrag tussen zoet en zout. De huidige maximale silicaat concentratie is 4 mgSi/l. Ook bij silicaat is de seizoensvariatie door de jaren heen min of meer gelijk gebleven, en houdt het midden tussen stikstof en fosfaat: een midzomerminimum van 20% van het wintermaximum, en een geleidelijke daling respectievelijk stijging ervoor en erna.

Er is een grote relatieve overmaat van stikstof in het VZM, vooral ten opzichte van fosfaat. En er is zelfs een relatief fosfaattekort ten opzichte van silicaat.

6

Die hoge stikstofvracht vanuit Brabant was er ook voor de afsluiting, maar werd toen verdund met zout water vanuit de Oosterschelde.

(34)

6 Oosterschelde

6.1 Figuren

(35)

Figuur 6.2 Stikstof in de Oosterschelde. Jaargemiddelde concentraties van DIN en NH4 (boven); meerjarig

maandgemiddelde DIN concentraties per periode (links midden en onder). De relatieve NH4 concentraties

(36)

Figuur 6.3 Orthofosfaat in de Oosterschelde. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (midden en onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(37)

Figuur 6.4 Silicaat in de Oosterschelde. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (midden en onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(38)

Figuur 6.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in de Kom van de Oosterschelde, meerjarig maandgemiddelden per periode.

Tabel 6.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in de Kom van de Oosterschelde

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 2,4 1,7 1,8 1,7 1,9 Si 2,5 2,4 2,6 2,2 1,7 N 0,4 0,6 0,6 0,6 0,5 Si 1,0 1,5 1,5 1,3 0,9 N 0,4 0,4 0,4 0,5 0,6 P 1,0 0,7 0,7 0,8 1,1 P Si relatieve beschikbaarheid legenda: N

(39)

6.2.1 Stikstof, fosfaat, silicaat

Na de afsluiting (OSkering, Oesterdam, Philipsdam) zijn de concentraties van alle drie nutriënten lager dan voorheen in de open Oosterschelde, vooral in het Zijpe. De ruimtelijke gradiënt van West naar Oost is afgevlakt. Deze veranderingen zijn veroorzaakt door de verminderde aanvoer van zoet water vanuit de rivieren via het Volkerak. De huidige Oosterschelde is zouter, eenvormiger en voedselarmer dan voor de afsluiting. Na de afsluiting vertonen de nutriënten nauwelijks trends. De huidige maximale concentraties zijn: • DIN: 0,8 mgN/l (winter, Zijpe), dit is 6 keer lager dan in het Volkerak en 6 keer hoger

dan offshore Noordzee

• Orthofosfaat: 0,05 mgP/l (oktober), dit is 2 keer lager dan in het Volkerak en 3 keer hoger dan offshore Noordzee

• Silicaat: 1 mgSi/l (winter, Zijpe), dit is 4 keer lager dan in het Volkerak en 10 keer hoger dan offshore Noordzee

De seizoensvariatie van alle drie nutriënten is voor en na de afsluiting min of meer gelijk gebleven, met een sterke daling in de zomer. In de huidige situatie:

• DIN: de midzomerconcentratie (augustus) is ongeveer 10% van het wintermaximum, dus een afname met 90%. In de Kom is de zomerse afname zelfs 95%

• Orthofosfaat: afname tot 20% (mei) ten opzichte van het jaarmaximum in oktober, in de Kom afname tot 10%

• Silicaat: afname tot ongeveer 10% gedurende de zomer ten opzichte van het wintermaximum

Deze waarnemingen indiceren een volledige benutting en intensieve recycling van alle drie nutriënten in de biologische productie-omzetting-mineralisatiecyclus. De intensieve recycling (hoge turnover) wordt ook geïndiceerd door de seizoensvariatie van het aandeel NH4 in DIN: dit aandeel is laag in het begin van het groeiseizoen (april, 5% van DIN) en stijgt tot ongeveer 60% in augustus.

De beschikbaarheid van nutriënten is in de Oosterschelde redelijk in balans. Er is een geringe overmaat (minder dan een factor 2) van stikstof ten opzichte van fosfaat en silicaat. De beschikbaarheid van fosfaat en silicaat is geheel in balans.

(40)

7 Grevelingenmeer

7.1 Figuren

(41)

Figuur 7.2 Stikstof in het Grevelingenmeer. Jaargemiddelde concentraties van DIN en NH4 (boven); meerjarig

maandgemiddelde DIN concentraties per periode (midden links) en NH4 (onder links). De relatieve DIN

concentraties (midden rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%). Relatieve NH4 concentraties

(42)

Figuur 7.3 Orthofosfaat in het Grevelingenmeer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig

maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

Figuur 7.4 Silicaat in het Grevelingenmeer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het

(43)

Figuur 7.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in het Grevelingenmeer, meerjarig maandgemiddelden per periode.

Tabel 7.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in het Grevelingenmeer

0,1 1 10

(44)

De opening van de Brouwersspuisluis in december 1978 had weinig invloed op stikstofconcentratie. Deze nam eerder toe dan af. De forse en kortdurende stijging van de NH4 concentratie in 1979 werd veroorzaakt door stratificatie en zuurstofloosheid door de plotselinge inlaat van zouter Noordzeewater. Naast de grote variatie tussen de jaren, is er een geringe trendmatige afname. De huidige maximale (winter)concentratie is 0,5 mgN/l, dit is 30-40% lager dan in de Oosterschelde.

De seizoensvariatie wordt gekenmerkt door langdurig (mei-september) lage zomerconcentraties (5% van de maximale winterconcentratie). Het aandeel NH4 in DIN is heel laag in het voorjaar (maart, 5%) en stijgt in de huidige situatie tot meer dan 60% in september-oktober. De benutting en recycling van stikstof, dus zowel de nieuwe als de regeneratieproductie, is in het Grevelingenmeer nog intensiever dan in de Oosterschelde. 7.2.2 Orthofosfaat

Aan de opmerkelijke en uitzonderlijke stijging van de fosfaatconcentratie (tot 0,75 mgP/l, op 07-11-1978 gemeten bij Scharendijke, Den Osse en Bruinisse) kwam abrupt een eind door de opening van de Brouwersspuisluis7. Na herstel van de verbinding met de Noordzee is de fosfaatconcentratie gestaag steeds verder afgenomen, en alleen de laatste 2-3 jaren weer enigszins toegenomen. De huidige maximale concentratie (augustus) is 0,05 mgP/l, gelijk aan het (oktober) maximum in de Oosterschelde.

De seizoensvariatie van de relatieve concentraties (genormeerd naar het jaarmaximum) is opmerkelijk constant, ondanks de enorme verschillen in absolute concentraties. De orthofosfaatconcentratie is het laagst in maart-april (5-10% van het jaarmaximum). Ook de benutting van fosfaat is in het Grevelingenmeer dus intensiever dan in de Oosterschelde. 7.2.3 Silicaat

Ook silicaat vertoonde vanaf 1979 een gestage afname, maar minder fors dan fosfaat. Recent, sinds 2010, een lichte toename. De huidige maximale concentratie (winter) is (ruim) 0,5 mgSi/l, dit is 40% lager dan het maximum in de Oosterschelde.

De recente seizoensvariatie (sinds 2000) door een minimum vroeg in het jaar (april, 10% van het wintermaximum) gevolgd door een lichte stijging in de loop van de zomer.

De beschikbaarheid van nutriënten is in de huidige situatie in het Grevelingenmeer, net als in de Oosterschelde, redelijk in balans. Er is een geringe overmaat (minder dan een factor 2) van stikstof en fosfaat ten opzichte van silicaat. De beschikbaarheid van fosfaat en stikstof is geheel in balans.

(45)

8 Veerse Meer

8.1 Figuren

(46)

Figuur 8.2 Stikstof in het Veerse Meer. Jaargemiddelde concentraties van DIN en NH4 (boven); meerjarig

(47)

Figuur 8.3 Orthofosfaat in het Veerse Meer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het

jaarmaximum (100%).

Figuur 8.4 Silicaat in het Veerse Meer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(48)

Figuur 8.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in het Veerse Meer, meerjarig maandgemiddelden per periode Tabel 8.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in het Veerse Meer

0,1 1 10

(49)

De positieve trendbreuk in de waterkwaltiteit van het Veerse Meer is de opening van de Katse Heule in de zomer van 2004, waardoor de wateruitwisseling met de Oosterschelde werd hersteld. In de jaren daarvoor verzoette het meer steeds verder, verdwenen de mosselen en nam de algenmassa toe tot 200 µg chlorofyl/l: een brakke, eutrofe, troebele bak water. Het herstel was spectaculair. Binnen één jaar was het zoutgehalte weer op peil, waren de mosselen terug, de algenmassa gedecimeerd en het water glashelder.

8.2.1 Stikstof

De stikstofconcentratie vertoont grote variaties van jaar tot jaar, en de afname door/na de opening van de Katse Heule heeft de jaargemiddelde concentratie ongeveer gehalveerd en vooral de variaties gedempt. De huidige maximale winterconcentratie van DIN is 1,5 mgN/l, het dubbele van de Oosterschelde concentratie.

De seizoensvariatie wordt gekenmerkt door langdurig (mei-september) lage zomerconcentraties (daling tot 2% van de maximale winterconcentratie). Het aandeel NH4 in DIN is heel laag in het voorjaar (maart, 5%) en stijgt in de huidige situatie tot 70% in september-oktober. De benutting en recycling van stikstof, dus zowel de nieuwe als de regeneratieproductie, is in het Veerse Meer nog weer intensiever dan in het Grevelingenmeer en de Oosterschelde.

8.2.2 Fosfaat

Het Veerse Meer had in de eerste jaren na het ontstaan van het meer, net als het Grevenmeer, torenhoge fosfaatconcentraties. Het maximum was 0,95 mgP/l (juli-augustus 1973 en september 1975, Soelekerkepolder en Kortgene). De Katse Heule veroorzaakte een momentane daling met een factor 3-4, vergelijkbaar met het effect van de Brouwersspuisluis voor het Grevelingenmeer 25 jaar eerder. De huidige maximale concentratie (najaar) is 0,18 mgP/l, 4 keer hoger dan het (oktober) maximum in de Oosterschelde, en dus twee keer zo hoog als in het VZM!.

Ook in het Veerse Meer is de seizoensvariatie van de relatieve concentraties (genormeerd naar het jaarmaximum) opmerkelijk constant, ondanks de enorme verschillen in absolute concentraties. Met één uitzondering: Sinds 2011 is de voorjaarsuitputting veel sterker (daling tot 10% van het najaarsmaximum) dan in alle voorgaande jaren. Ook de benutting van fosfaat is in het Veerse Meer dus intensiever dan in de Oosterschelde.

8.2.3 Silicaat

Trends en dynamiek van silicaat houden het midden tussen stikstof en fosfaat. De huidige maximale winterconcentratie is bijna 3 mgSi/l, dit is 4 keer zo hoog als in de Oosterschelde en 25% lager dan in het VZM. Net als bij fosfaat is in de recente jaren de voorjaarsuitputting sterker (april-juni, daling tot 15% van het wintermaximum) dan in de voorgaande jaren.

De beschikbaarheid van alle drie nutriënten is in de huidige situatie in het Veerse Meer nagenoeg volledig in balans. Alle ratio’s van de (niet simultane) jaarmaxima zijn ongeveer gelijk aan 1. De ratio’s van de (simultane) maandconcentraties indiceren een opeenvolging van (potentiele) P-limitatie in april, Si-limitatie in mei-juni en N-limitatie in juli-augustus.

(50)

9 Westerschelde

9.1 Figuren

(51)

Figuur 9.2 Stikstof in de Westerschelde. Jaargemiddelde concentraties van DIN, NH4 en somNO2NO3 (boven);

meerjarig maandgemiddelde DIN concentraties per periode (links midden en onder). De relatieve NH4

(52)

Figuur 9.3 Orthofosfaat in de Westerschelde. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (midden en onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(53)

Figuur 9.4 Silicaat in de Westerschelde. Jaargemiddelde concentraties (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (midden en onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(54)

Figuur 9.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in de Westerschelde bij Schaar van Ouden Doel (grens Belgie-Nederland), meerjarig maandgemiddelden per periode.

Tabel 9.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in de Westerschelde bij Schaar van Ouden Doel

0,1 1 10

(55)

Figuur 9.6 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in de Westerschelde bij Vlissingen (monding), meerjarig maandgemiddelden per periode

Tabel 9.2 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in de Westerschelde bij Vlissingen

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 1,9 1,9 2,9 2,9 2,7 Si 2,9 2,5 2,6 2,0 1,8 N 0,5 0,5 0,3 0,3 0,4 Si 1,5 1,4 0,9 0,7 0,7 N 0,3 0,4 0,4 0,5 0,6 P 0,7 0,7 1,1 1,4 1,5 P Si relatieve beschikbaarheid legenda: N

(56)

Het verloop van de hoeveelheid anorganisch opgelost stikstof (DIN) in de Westerschelde vertoont veel gelijkenis met de Rijn: een gematigde trend. De huidige jaargemiddelde concentratie (3-4 mgN/l) is, net als in de Rijn, een factor 2 lager dan de maxima in de jaren 60-80 van de vorige eeuw. De concentratie is (nog) wel 30% hoger dan in de Rijn. De klassieke verontreiniging door ongezuiverd huishoudelijk afvalwater is wel helemaal voorbij: het relatieve aandeel NH4 in DIN was bij Schaar van Ouden Doel 70% in de 70-er jaren, en is nu 10%.

De seizoensvariatie neemt in de tijd en in stroomafwaartse richting (monding) toe. Bij Schaar van Ouden Doel was het (na)zomerminimum (augustus) vroeger 70% van het wintermaximum, en is nu 50%. Bij Vlissingen vroeger 40%, nu 20%. Ook is er nu bij Vlissingen een (na)zomerse toename van het aandeel NH4 in DIN, tot 15%. Al deze gradiënten in tijd en ruimte duiden op toegenomen benutting van stikstof in de biologische cyclus van algenproductie en mineralisatie in de Westerschelde.

9.2.2 Fosfaat

Orthofosfaat vertoont, evenals in de Rijn, een veel sterkere afnemende trend dan stikstof; de huidige jaargemiddelde concentratie bij Schaar van Ouden Doel (0,12 mgP/l) is een factor 5 lager dan in de 70-80er jaren van de vorige eeuw. De concentratie is nog ruim het dubbele van de concentratie in de Rijn. De afnemende trend bij Vlissingen is minder sterk, van 0,12 mgP/l vroeger naar 0,04 mgP/l in de huidige situatie.

En net als voor stikstof is de recente seizoensvariatie vooral benedenstrooms toegenomen: Het voorjaarsminimum (mei) is in de huidige situatie bij Vlissingen 20% van het najaarsmaximum, en bleef vroeger hangen op 50%. Deze trend bevestigt de toegenomen biologische activiteit in de Westerschelde.

9.2.3 Silicaat

Silicaat vertoont in de Westerschelde opmerkelijke trends, anders dan de trends in de Rijn en ook afwijkend van de N- en P-trends in de Westerschelde.

Schaar van Ouden Doel vertoont de grootste verschillen. De forse afname van de jaargemiddelde concentratie wordt veroorzaakt door een zowel absoluut als relatief sterkere daling in het voorjaar. In het hele estuarium is in de huidige situatie het voorjaarsminimum vervroegt naar mei met een sterkere daling tot 10% van het wintermaximum. Deze trend indiceert een toegenomen benutting van silicaat in de biologische cyclus (= meer diatomeeën productie) in het hele estuarium.

In de Westerschelde is, alweer vergelijkbaar met de Rijn, een relatieve overmaat van stikstof (tov fosfaat) aanwezig, en een relatief fosfaattekort (tov stikstof en silicaat). Deze onbalans, vooral het relatieve fosfaattekort, neemt toe. De onbalans is bij Schaar van Ouden Doel sterker dan in de monding van de Westerschelde bij Vlissingen. De relatieve beschikbaarheid van nutriënten in de monding van de Westerschelde komt overeen met met de Oosterschelde.

(57)

10 IJsselmeergebied

10.1 Figuren

Figuur 10.1 Tijdseries DIN en NH4 in de monding van de IJssel (Kampen), het IJsselmeer (Vrouwezand) en het

(58)

Figuur 10.2 Tijdseries orthofosfaat in de monding van de IJssel (Kampen), het IJsselmeer (Vrouwezand) en het Markermeer (Markermeer midden).Let op het verschil in schaling van de Y-as.

(59)

Figuur 10.3 Tijdseries silicaat in de monding van de IJssel (Kampen), het IJsselmeer (Vrouwezand) en het Markermeer (Markermeer midden).Let op het verschil in schaling van de Y-as.

(60)

Het concentratieverloop van alle nutriënten is in de monding van de IJssel bij Kampen nagenoeg identiek aan de concentraties in de Rijn bij Lobith. Blijkbaar is de looptijd van de IJssel te kort voor concentratieveranderende processen. Daarom wordt de IJsselmonding hierna niet nader beschouwd.

Door onderlinge vergelijking van de tijdseries van IJsselmonding, IJsselmeer en Markermeer kunnen de volgende waarnemingen worden gedaan:

• Stikstof.

De langjarige trends zijn min of meer synchroon. Huidige concentraties zijn ongeveer de helft van de concentraties in de jaren 70-80 van de vorige eeuw. Alleen in het Markermeer is de recente concentratiedaling (vanaf 2000) sterker. De stikstofconcentratie in het IJsselmeer is ongeveer de helft van de concentratie in de IJssel. Het verschil tussen IJsselmeer en Markermeer is groter: recent is de stikstofconcentratie in het Markermeer een factor 10 lager dan in het IJsselmeer.

• Orthofosfaat.

de concentratie gradiënten in tijd en ruimte van orthofosfaat zijn veel steiler dan van stikstof, en ook minder synchroon. Vooral de trends in het Markermeer zijn autonoom, dat wil zeggen niet gecorreleerd aan de trends in de IJssel. Recente (vanaf 2004) orthofosfaatconcentraties in het IJsselmeer zijn erg laag, en in het Markermeer extreem laag.

• Silicaat.

silicaat vertoont geen stabiele meerjarige trend van toe- of afname, wel veel variatie tussen de jaren. Vooral markante (autonome) variaties in het Markermeer. De ruimtelijke verschillen zijn kleiner dan bij stikstof en fosfaat, vooral tussen IJsselmeer en Markermeer.

(61)

11 IJsselmeer

11.1 Figuren

Figuur 11.1 Stikstof in het IJsselmeer. Jaargemiddelde concentraties van DIN en NH4 (boven); meerjarig

(62)

Figuur 11.2 Orthofosfaat in het IJsselmeer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

Figuur 11.3 Silicaat in het IJsselmeer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het jaarmaximum (100%).

(63)

Figuur 11.4 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in het IJsselmeer, meerjarig maandgemiddelden per periode Tabel 11.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in het IJsselmeer

0,1 1 10

(64)

De DIN concentratie vertoont een gematigde en gelijkmatige daling tot een huidige jaargemiddelde concentratie van 1-1,5 mgN/l (vanaf 2003). De NH4 concentratie is zowel absoluut als relatief heel laag, in de huidige situatie in de winter slechts enkele procenten van de DIN concentratie.

De seizoensvariatie wordt gekenmerkt door een bijna volledige benutting van de wintervoorraad in de biologische cyclus; de concentratie aan het eind van de zomer daalt tot minder dan 5% van het wintermaximum. Bij die lage concentraties stijgt het aandeel NH4 naar 20-30% in de periode 1990-2010, maar dat aandeel is weer lager (10%) in de recente jaren 2010-2013. Dit wijst op een zekere mate van regeneratie productie (hergebruik van via mineralisatie gerecycleerd stikstof) die recent echter weer is afgenomen.

11.2.2 Orthofosfaat

De jaargemiddelde orthofosfaatconcentratie vertoont een sterke daling van meer dan een factor 10 gedurende 10 jaren van 1982-1991, ongeveer synchroon met (en dus veroorzaakt door) de minder sterke daling in Rijn en IJssel. Vanaf 2004 een verdere daling. De huidige jaargemiddelde concentratie is 0,005-0,01 mgP/l. Ter vergelijking: dit is 5-10 keer lager dan in het VZM en zelfs meer dan 2 keer zo laag als in de Oosterschelde. De huidige zomerconcentratie is regelmatig lager dan het detectieniveau. De concentratiestijging in de loop van de zomer (door mobilisatie vanuit de waterbodem) is recent nagenoeg verdwenen. Dit alle wijst op een sterke afname van de biologische activiteit (productie-mineralisatiecyclus) in het IJsselmeer.

11.2.3 Silicaat

Silicaat vertoont een (in de recente jaren versterkte) stijgende trend. Niet alleen door stijgende winterconcentraties, maar vooral door een verandering van het seizoenspatroon: de concentratiestijging in de loop van de zomer in de recente jaren wijst op het uitblijven van de najaarsbloei van diatomeeën (veroorzaakt door P-limitatie?).

De relatieve beschikbaarheid van nutriënten is in het IJsselmeer, sinds de sterke fosfaatdaling in de jaren 80 van de vorige eeuw, volledig uit balans. Er is een grote relatieve overmaat van stikstof ten opzichte van fosfaat (factor 13) en ook een toenemende overmaat van silicaat ten opzichte van fosfaat (factor 8).

(65)

12 Markermeer

12.1 Figuren

Figuur 12.1 Stikstof in het Markermeer. Jaargemiddelde concentraties van DIN en NH4 (boven); meerjarig

(66)

Figuur 12.2 Orthofosfaat in het Markermeer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het

jaarmaximum (100%).

Figuur 12.3 Silicaat in het Markermeer. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig maandgemiddelde concentraties per periode (onder). De relatieve concentraties (rechts) zijn genormeerd naar het

(67)

Figuur 12.4 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in het Markermeer, meerjarig maandgemiddelden per periode Tabel 12.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in het Markermeer

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 7,7 5,6 4,3 18,3 Si 2,6 1,6 0,7 0,5 N 0,1 0,2 0,2 0,05 Si 0,3 0,3 0,2 0,03 N 0,4 0,6 1,4 2,1 P 3,0 3,4 6,1 39,3 legenda: N P Si relatieve beschikbaarheid

(68)

Het Markermeer vertoont dezelfde trends als in het IJsselmeer, maar dan in versterkte mate. De DIN concentratie vertoont een sterke daling tot een huidige jaargemiddelde concentratie van ongeveer 0,1 mgN/l (vanaf 2003). Dit is 10 keer zo laag als in het IJsselmeer, en zelfs 3 keer lager dan in de Oosterschelde. De NH4 concentratie is zowel absoluut als relatief heel laag, in de huidige situatie in de winter slechts enkele % van de DIN concentratie.

De seizoensvariatie wordt gekenmerkt door een bijna volledige benutting van de wintervoorraad in de biologische cyclus; de concentratie aan het eind van de zomer daalt tot minder dan 10% van het wintermaximum, maar blijft in de recente jaren hangen op 30%. Bij die lage nazomer concentraties stijgt het aandeel NH4 naar 30-60% in de periode 1990-2010, maar dat aandeel is weer veel lager (10%) in de recente jaren 2010-2013. Dit wijst op een zekere mate van regeneratie productie (hergebruik van via mineralisatie gerecycleerd stikstof) die recent echter sterk is afgenomen.

12.2.2 Orthofosfaat

De orthofosfaat concentratie in het Markermeer is sinds 1996 laag tot extreem laag, en komt sinds 2010 niet of nauwelijks meer boven het detectie niveau. De concentratie is factoren lager dan offshore in de Noordzee! Er is geen herkenbaar of interpreteerbaar seizoenspatroon. Er is met andere woorden geen herkenbare invloed van biogeochemische processen als opname, mineralisatie, mobilisatie.

12.2.3 Silicaat

De feitelijke afwezigheid van biologische processen in het Markermeer wordt bevestigd door de silicaat gegevens: een min of meer toenemende trend en geen herkenbaar seizoenspatroon.

De relatieve beschikbaar is in toenemende mate en vooral vanaf 2010 extreem uit balans: een P-tekort van bijna een factor 20 ten opzichte van stikstof en bijna een factor 40 ten opzichte van silicaat.

(69)

13 Waddenzee (west)

13.1 Figuren

Figuur 13.1 Tijdseries stikstof (DIN en NH4, boven), orthofosfaat (midden) en silicaat (onder) in de westelijke

(70)

Figuur 13.2 Stikstof in de westelijke Waddenzee. Jaargemiddelde concentraties van DIN en NH4 (boven); meerjarig

(71)

Figuur 13.3 Orthofosfaat in de westelijke Waddenzee. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig

Figuur 13.4 Silicaat in de westelijke Waddenzee. Jaargemiddelde concentratie (boven); Meerjarig

(72)

Figuur 13.5 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s in de westelijke Waddenzee, meerjarig maandgemiddelden per periode.

Tabel 13.1 Redfield genormaliseerde nutriënt ratio’s van de meerjarig gemiddelde jaarmaxima in de westelijke Waddenzee

0,1 1 10

tekort balans overmaat van tov 1972-1980 1981-1990 1991-2000 2001-2009 2010-2013 P 2,7 2,9 5,8 6,4 5,1 Si 3,4 2,7 2,2 1,5 N 0,4 0,3 0,2 0,2 0,2 Si 1,2 0,5 0,3 0,3 N 0,3 0,4 0,5 0,7 P 0,8 2,2 2,9 3,4 relatieve beschikbaarheid legenda: N P Si