Zuivering van proceswater uit de aardappelmeelindustrie door beregening op landbouwgrond

DÉ-N O T A 693 a u g u s t u s 1972 • Cultuurtechniek en Waterhuishouding Wageningen

NN31545,0693

ZUIVERING V A N P R O C E S W A T E R UIT D E AARDAPPELMEELINDUSTRIE D O O R BEREGENING O P L A N D B O U W G R O N D d r . i r . F . A. M. de Haan en J . Beuving

* De e e r s t e a u t e u r i s t h a n s w e r k z a a m op het gebied van b o d e m

-v e r o n t r e i n i g i n g s -v r a a g s t u k k e n bij de afdeling Landbouw scheikunde van de Landbouwhogeschool en t e v e n s a l s g a s t m e d e w e r k e r v e r b o n -den aan h e t ICW

N o t a ' s van het Instituut zijn in p r i n c i p e i n t e r n e c o m m u n i c a t i e m i d d e -l e n , d u s geen officië-le p u b -l i k a t i e s .

Hun inhoud v a r i e e r t s t e r k en kan zowel b e t r e k k i n g hebben o p een eenvoudige w e e r g a v e van c i j f e r r e e k s e n , a l s op een c o n c l u d e r e n d e d i s c u s s i e van o n d e r z o e k s r e s u l t a t e n . In de m e e s t e g e v a l l e n zullen de c o n c l u s i e s e c h t e r van voorlopige a a r d zijn o m d a t het o n d e r z o e k nog niet»is a f g e s l o t e n .

Bepaalde n o t a ' s k o m e n niet voor v e r s p r e i d i n g buiten h e t Instituut

in a a n m e r k i n g n

° CENTRALE LANDBOUWCATALOGUS

0000 0072 7400 H Q

I N H O U D

b i z .

1 . INLEIDING 1

2. ALGEMEEN 2

3 . SAMENSTELLING VAN H E T PROCESWATER 5

4. E N K E L E RESULTATEN VAN BEREGENING

IN DE CAMPAGNE 1970 8

5. E N K E L E RESULTATEN VAN BEREGENING IN 1971 18

6. DISCUSSIE 24 6 . 1 . De b i o d e g r a d a t i e van o r g a n i s c h e stof 25

6. 2. O m z e t t i n g , t r a n s p o r t en v a s t l e g g i n g van

a n o r g a n i s c h e componenten 27

1. INLEIDING

Door de W e r k g r o e p TNO voor O n d e r z o e k I r r i g a t i e m e t Afvalwater A a r d a p p e l m e e l i n d u s t r i e wordt o n d e r z o e k v e r r i c h t n a a r de m o g e l i j k h e den om door landbehandeling m e t p r o c e s w a t e r uit de a a r d a p p e l m e e l i n d u s t r i e een b i j d r a g e te l e v e r e n aan de o p l o s s i n g van het v e e n k o l o n i a l e a f v a l w a t e r p r o b l e e m . Het Instituut voor C u l t u u r t e c h n i e k en W a t e r -huishouding heeft in dit k a d e r a l s een van de d e e l t a k e n h e t o n d e r z o e k op zich genomen o m t r e n t de te v e r w a c h t e n r e s u l t a t e n ten a a n z i e n van de z u i v e r i n g van het afvalwater door t o e p a s s i n g van b e r e g e n i n g of b e -vloeiing.

De b e r e i k t e g r a a d van z u i v e r i n g i s s l e c h t s een van de a s p e k t e n bij de w a a r d e r i n g van landbehandeling m e t a f v a l w a t e r . Kennis o m t r e n t de g e w a s r e a c t i e s v o r m t een o n m i s b a a r o n d e r d e e l dat wordt o n d e r z o c h t door het Instituut voor B o d e m v r u c h t b a a r h e i d (RIEM VIS, 1969; 1972). O n d e r z o e k a a n g a a n d e de e c o n o m i s c h e e v a l u a t i e vindt p l a a t s bij de C u l t u u r t e c h n i s c h e Dienst (HOOGEVEEN, 1972). De p l a n m a t i g e opzet van b e r e g e n i n g s en b e v l o e i i n g s s y s t e m e n , t e v e n s in r e l a t i e tot de k o s ten van zowel i n v e s t e r i n g a l s e x p l o i t a t i e , i s in o n d e r z o e k bij dè a f d e -ling I r r i g a t i e van de Landbouwhogeschool, in s a m e n w e r k i n g m e t de Koninklijke N e d e r l a n d s e H e i d e m a a t s c h a p p i j (BAARS en K I E F T , 1972).

Een e e r s t e i n d r u k o v e r de b e r e i k t e g r a a d van z u i v e r i n g van afvalw a t e r na landbehandeling afvalw e r d onlangs in een t afvalw e e t a l p u b l i k a t i e s v a s t -gelegd (DE HAAN, 1972 a en b). De h i e r i n b e s c h r e v e n w a a r n e m i n g e n hadden b e t r e k k i n g op vloeivelden, w a a r b i j de bodem j a a r l i j k s m e t r e -latief g r o t e h o e v e e l h e d e n afvalstoffen wordt b e l a s t . Bij de exploitatie van deze vloeivelden staat de v e r w e r k i n g van zo groot mogelijke h o e -v e e l h e d e n af-valwater p r i m a i r zodat, ondanks landbouwkundig g e b r u i k van de betreffende grond, de toegediende hoeveelheden niet in alle o p zichten zijn a f g e s t e m d op het v e r k r i j g e n van m a x i m a l e g e w a s o p b r e n g s t e n . Bij g e b r u i k van afvalwater dat hoog g e c o n c e n t r e e r d i s a a n v o e -dingsstoffen v o o r de plant leent het s y s t e e m van bevloeiing zich ook

m i n d e r voor een o p t i m a l e a a n p a s s i n g van de watergift aan de g e w a s -e i s -e n ; b -e r -e g -e n i n g h-e-eft in dit opzicht h -e t v o o r d -e -e l dat d-e d o s -e r i n g n a u w k e u r i g e r kan w o r d e n g e r e g e l d .

B e r e g e n i n g van landbouwgrond m e t p r o c e s w a t e r uit de a a r d a p p e l m e e l i n d u s t r i e i s ook voor N e d e r l a n d niet nieuw. Bij de a a r d a p p e l m e e l -fabriek 'Onder O n s ' te De K r i m w e r d vanaf 1950 tot het begin van de z e s t i g e r j a r e n op g r o t e s c h a a l (+ 1200 ha) b e r e g e n i n g m e t p r o c e s w a t e r u i t g e v o e r d . R e e d s in een veel v r o e g e r s t a d i u m , namelijk vanaf 1927, w e r d h i e r op k l e i n e s c h a a l een begin g e m a a k t m e t deze wijze van afv a l w a t e r afv e r w e r k i n g . Door onafvoldoende begeleiding afvan en afv o o r l i c h -ting aan de d e e l n e m e n d e b o e r e n i s de b e l a n g s t e l l i n g geleidelijk aan af-g e n o m e n , zodat in 1963 m e t de b e r e af-g e n i n af-g m o e s t w o r d e n af-g e s t o p t . WISSELINK (1959) heeft g e r a p p o r t e e r d o v e r de h i e r opgedane e r v a -r i n g e n . O n d e -r z o e k of beschouwingen o v e -r een e v e n t u e l e b e m v l o e d i n g van de s a m e n s t e l l i n g van h e t g r o n d w a t e r w e r d e n h i e r b i j n i e t o p g e n o -m e n .

In D e n e m a r k e n wordt bij e e n a a n t a l a a r d a p p e l m e e l f a b r i e k e n e v e n -e -e n s b -e r -e g -e n i n g m -e t p r o c -e s w a t -e r t o -e g -e p a s t (DE HAAN, 1971). Ook h i e r w e r d e c h t e r tot op heden geen s y s t e m a t i s c h e i n f o r m a t i e v e r z a -m e l d o v e r het b e r e i k t e z u i v e r i n g s e f f e c t .

Aangezien e e r d e r g e n o e m d e W e r k g r o e p r e e d s bij de i n s t a l l a t i e de aanzegging m e e k r e e g dat na a n d e r h a l f j a a r e e n r a p p o r t o m t r e n t de mogelijkheden van landbehandeling van h a a r w e r d v e r w a c h t , o n t b r a k de gelegenheid om in eigen land p r o e v e n van enige omvang op t e z e t -ten. Door de gelukkige o m s t a n d i g h e i d dat op k o r t e afstand o v e r onze o o s t g r e n s , n a m e l i j k bij E m l i c h h e i m , e v e n e e n s p r o c e s w a t e r wordt v e r r e g e n d konden toch een a a n t a l g e g e v e n s w o r d e n v e r z a m e l d . De navolgende data hebben geheel b e t r e k k i n g op het p r o j e c t E m l i c h h e i m . De p l e z i e r i g e s a m e n w e r k i n g m e t de d i r e c t i e van de a a r d a p p e l m e e l -fabriek E m s l a n d - S t ä r k e wordt door de a u t e u r s m e t dank g e m e m o r e e r d .

2. ALGEMEEN

De a a r d a p p e l m e e l f a b r i e k te E m l i c h h e i m b e s c h i k t in de nabijheid van de fabriek o v e r een ven m e t een o p p e r v l a k t e van rond 11 h a , dat a l s b e r g i n g s b a s s i n voor het p r o c e s w a t e r wordt g e b r u i k t . Dit ven heeft een gemiddelde diepte van 1 m e t e r , zodat in totaal o n g e v e e r

110 000 m ^ p r o c e s w a t e r kan w o r d e n o p g e s l a g e n . P e r c a m p a g n e wordt t h a n s 140 000 ton a a r d a p p e l e n v e r w e r k t . De produktie aan p r o c e s w a

t e r ligt l a g e r dan gemiddeld bij de N e d e r l a n d s e a a r d a p p e l m e e l f a b r i e ken, namelijk rond 2, 5 m ^ / t o n a a r d a p p e l e n . Onder de huidige o m

-standigheden komt p e r c a m p a g n e dus een hoeveelheid p r o c e s w a t e r v r i j van 350 000 m , zodat in het o p s l a g b a s s i n m a x i m a a l o n g e v e e r e e n d e r d e van de t o t a l e p r o c e s w a t e r p r o d u k t i e zou kunnen w o r d e n g e -b o r g e n .

Het b e r g i n g s b a s s i n i s r e e d s lange tijd a l s zodanig g e b r u i k t . V r o e -g e r was dit de eni-ge mo-gelijkheid tot r e -g e n e r a t i e van het a f v a l w a t e r . Geleidelijk aan na de c a m p a g n e w e r d h e t w a t e r door een duiker o n d e r het k a n a a l C o e v o r d e n - A l t e P i c a r d i e via het a f w a t e r i n g s k a n a a l van E m l i c h h e i m afgelaten op de Vecht. N a a r m a t e de v e r w e r k i n g s c a p a c i teit van de fabriek w e r d o p g e v o e r d w e r d de b e s c h i k b a r e tijd voor n a tuurlijke beluchting in het b a s s i n k o r t e r . De t o e n a m e van de l o z i n g s -frequentie v e r o o r z a a k t e een o n t o e l a a t b a r e v e r o n t r e i n i g i n g van het w a t e r in de Vecht, zodat m e e r afdoende m a a t r e g e l e n voor de z u i v e -ring van het p r o c e s w a t e r m o e s t e n w o r d e n g e n o m e n .

Het feit dat b e r e g e n i n g m e t afvalwater in Duitsland vanouds een o n d e r w e r p van o n d e r z o e k i s g e w e e s t m a a k t het v e r k l a a r b a a r dat ook in E m l i c h h e i m de keuze viel op deze m e t h o d e van a f v a l v e r w e r k i n g . H i e r d o o r kon bovendien een mogelijkheid w o r d e n gevonden voor de fin a fin c i e r i fin g . Bij elke a fin d e r e z u i v e r i fin g s m e t h o d e zoudefin de l a s t e fin g e h e e l op de fabriek drukken. Voor b e r e g e n i n g kon s u b s i d i e w o r d e n v e r -k r e g e n o m d a t de d e e l n e m e n d e b o e r e n zijn v e r e n i g d in een z o g e n a a m d A b w a s s e r v e r w e r t u n g s v e r b a n d , een r e c h t s p e r s o o n l i j k h e i d b e z i t t e n d l i c h a a m . S u b s i d i e v e r l e n i n g is mogelijk op b a s i s van de bepaling:

' D e r Verband i s t ein W a s s e r - und Bodenverband im Sinne d e r e r s t e n V e r o r d n u n g ü b e r W a s s e r - und Bodenverbände v o m 3. S e p t e m b e r 1937 ( W a s s e r v e r b a n d s v e r o r d n u n g , RGBl. I, S. 933)'.

Bij het A b w a s s e r v e r w e r t u n g s v e r b a n d van E m l i c h h e i m zijn in totaal 280 b o e r e n a a n g e s l o t e n die een g e z a m e n l i j k e o p p e r v l a k t e landbouw-grond i n b r e n g e n van r u i m 1400 h a . In de Satzung van het Verband zijn de bepalingen voor a l l e d e e l n e m e r s wettelijk g e r e g e l d . Deze zijn m e d e g e r i c h t op de o p l o s s i n g van g e s c h i l l e n bij eventueel v o o r k o m e n d e o o g s t d e r v i n g e n e. d. De d e e l n e m e n d e b o e r e n b e t a l e n een v e r g o e d i n g voor de b e m e s t e n d e w a a r d e van het afvalwater; deze v e r g o e d i n g b e -d r a a g t 20 D M / h a voor -de e e r s t e twee b e r e g e n i n g s j a r e n en 45 DM/ha

voor a l l e volgende j a r e n .

Bij de o p r i c h t i n g van het V e r b a n d kon niet tot d e e l n a m e w o r d e n v e r p l i c h t . Wel heeft m e n g e t r a c h t door goede v o o r l i c h t i n g zoveel m o -gelijk d e e l n e m e r s te k r i j g e n zodat g r o t e a a n e e n g e s l o t e n stukken g r o n d b e s c h i k b a a r zouden k o m e n voor b e r e g e n i n g . Niet d e e l n e m e n d e g r o n d -e i g -e n a r -e n zijn w-ett-elijk v -e r p l i c h t d-e l-eiding-en o v -e r hun grond to-e t-e l a t e n .

De t e c h n i s c h e uitwerking van het plan w e r d o p g e d r a g e n aan het G e -sellschaft für L a n d e s k u l t u r GmBH te B r e m e n , een z u s t e r o n d e r n e m i n g van de KNHM. Het o o r s p r o n k e l i j k e plan h a d b e t r e k k i n g op een v e r w e r k i n g s c a p a c i t e i t van 100 000 ton a a r d a p p e l e n p e r c a m p a g n e bij een p r o c e s w a t e r p r o d u k t i e van 3 m / t o n , zodat j a a r l i j k s 300 000 m v e r r e -gend zou m o e t e n w o r d e n . Door een g e m i d d e l d e gift van 60 m m toe te p a s s e n zou p e r j a a r 500 ha nodig zijn, zodat elk p e r c e e l in p r i n c i p e 1 x p e r 3 j a a r b e r e g e n d zou w o r d e n . Sindsdien i s e c h t e r de v e r w e r k i n g s c a p a c i t e i t van de fabriek a l w e e r g e s t e g e n t e r w i j l de p r o c e s w a t e r -produktie p e r ton a a r d a p p e l e n e n i g s z i n s d a a l d e . H i e r d o o r i s e n e r z i j d s een g r o t e r e o p p e r v l a k t e voor b e r e g e n i n g nodig, t e r w i j l a n d e r z i j d s door de t o e g e n o m e n c o n c e n t r a t i e van het p r o c e s w a t e r de gift wat m o e s t

w o r d e n v e r l a a g d o m te k o m e n tot eenzelfde toediening van m e s t s t o f fen a l s bij de o o r s p r o n k e l i j k e g e m i d d e l d e gift van 60 m m . Bij de h u i

-3

dige p r o c e s wate r p r o d u k t i e van 350 000 m p e r c a m p a g n e zou bij een g e m i d d e l d e gift van 50 m m 700 ha voor b e r e g e n i n g b e s c h i k b a a r m o e -ten zijn, zodat dan i e d e r p e r c e e l 1 x p e r 2 j a a r zou w o r d e n b e r e g e n d . Men hoopt een en a n d e r op te kunnen vangen e n e r z i j d s door de v e r

-bouw van g e w a s s e n w a a r a a n mogelijk aanzienlijk h o g e r e giften zouden kunnen w o r d e n toegediend (bv. m a i s ) , a n d e r z i j d s door n a a s t de b e r e -gening gebruik te blijven m a k e n van het b e r g i n g s b a s s i n of e v e n t u e e l t r a c h t e n te k o m e n tot een u i t b r e i d i n g van voor b e r e g e n i n g b e s c h i k b a r e o p p e r v l a k t e .

Voor de u i t v o e r i n g van de b e r e g e n i n g w e r d door het gebied een r i n g l e i d i n g aangelegd; bij de fabriek wordt h e t p r o c e s w a t e r r e c h t s t r e e k s o n d e r hoge druk in deze r i n g l e i d i n g gepompt. Op de r i n g l e i -ding zijn h y d r a n t e n g e p l a a t s t op een o n d e r l i n g e afstand van 3 00 m e t e r . De v r o e g e r e leiding n a a r het b e r g i n g s b a s s i n i s gehandhaafd. Dit b a s sin kan in die gevallen w a a r i n , b i j v o o r b e e l d wegens v o r s t , niet b e r e gend kan w o r d e n d i e n s t blijven doen a l s o p s l a g m o g e l i j k h e i d en v o o r -k o m t t e v e n s dat de b o e r e n in de gelegenheid zouden zijn de fabrie-k in

een dwangpositie te p l a a t s e n .

Vanaf de h y d r a n t e n w o r d e n v e r p l a a t s b a r e a l u m i n i u m l e i d i n g e n m e t snelkoppeling in het b e r e g e n i n g s g e b i e d u i t g e l e g d . H i e r o p zijn via slangen de s p r o e i e r s a a n g e s l o t e n op een o n d e r l i n g e afstand van 18 m e t e r . Door dit s y s t e e m kan een r e l a t i e f g r o t e o p p e r v l a k t e w o r d e n b e s t r e k e n zonder dat het noodzakelijk is de a l u m i n i u m l e i d i n g e n s t e e d s te v e r p l a a t s e n .

De t e c h n i s c h e v e r z o r g i n g van de a f v a l w a t e r v e r regening is geheel in handen van de fabriek. Gedurende de c a m p a g n e zijn 6 a r b e i d e r s m e t de b e r e g e n i n g b e l a s t . Voor de e x p l o i t a t i e k o s t e n w o r d e n twee a r b e i d s -k r a c h t e n op j a a r b a s i s o p g e v o e r d .

E r w o r d t b e r e g e n d m e t een i n t e n s i t e i t van 5 m m / u u r . Bij de h u i -dige wijze van u i t v o e r i n g wordt globaal g e n o m e n bouwland g e d u r e n d e 8 uur b e r e g e n d , g r a s l a n d g e d u r e n d e 12 u u r , t e r w i j l op p e r c e l e n w a a r na de b e r e g e n i n g m a i s verbouwd w o r d t g e d u r e n d e 3 e t m a l e n p r o c e s -w a t e r -w o r d t toegediend, o v e r e e n k o m e n d m e t h o e v e e l h e d e n van: - voor bouwland - voor grasland - voor maispercelen 40 m m 60 m m 360 m m

In fig. 1 wordt een o v e r z i c h t gegeven van het gehele b e r e g e n i n g s -gebied. De p l a a t s van de a a r d a p p e l m e e l f a b r i e k en het b e r g i n g s b a s s i n zijn afzonderlijk a a n g e g e v e n . De g e n u m m e r d e k r u i s j e s v e r t e g e n w o o r digen de b e m o n s t e r i n g s p l e k k e n w a a r r e g e l m a t i g w a t e r m o n s t e r s w e r -den g e n o m e n welke in het W a t e r l e i d i n g l a b o r a t o r i u m Oost te D o e t i n c h e m w e r d e n g e a n a l y s e e r d . In het navolgende wordt op de a n a l y s e r e s u l t a t e n n a d e r ingegaan.

3. SAMENSTELLING VAN HET PROCESWATER

Op een a a n t a l dagen g e d u r e n d e de c a m p a g n e van 1971 w e r d e n m o n s t e r s van het p r o c e s w a t e r genomen door bij de s p r o e i e r s van de b e r e g e n i n g s i n s t a l l a t i e r e c h t s t r e e k s w a t e r af te tappen. Alhoewel deze b e m o n s t e r i n g s t e c h n i e k onvoldoende i s om een definitieve u i t s p r a a k te kunnen doen o v e r de s a m e n s t e l l i n g van het p r o c e s w a t e r kan op deze wijze toch een r e d e l i j k e indruk worden v e r k r e g e n .

J ' li.

-Ä

. -3. \ 3 e-i ƒ - s ? - , ># ,' . ' . ' T % c , • - > " ' < • * { ~ ' S > Y ' V s . - .-.?•= .-ft # s • 4»,» 4 5 -* >• t « v ^4 x " • . ,kJ Î v^.* '^z w ' c -fi, _V

1

•**"'/ ".* t* *. % »^** ^ - ^ Ä ' J : : >"^ *, /.•»*'" .%'« »*•

, C'

''*}' • ,fi * 'VÏ 2 < 1 I X - / • *' '• ; 1 1

'- 1

3

:

Ä

\ "I -N

I

ƒ 1 • - • — » J-Ï / / / . r ' • m m u V > O • / v. 1 / 00

a bO CO o, ri u <D X l oo co s O o N O CO O T H O r^-CM m CO CM T H 0 0 vu CO T H m CM •* T H CM vD o 0 0 o r-N O Ö OO f< ri H -O £ a + j Ö ri ri ö a> a. o a ri > Ö <D XI •—I V X> XJ • tH S bö <D XJ 0) S ö •M TH r-, U \ RJ S * .S 5 w u V +J cd co 0) o o u OH +•> <u .C Ö m > 0 0 ü co Ö 0) X> -Ü • H S 0) bO <V X) Ö cd > bO Ö 0) 0 0 cd o t/J TH ni H J) r—I bog W o TH 0 0 TH CO

s

s

ri Q o ( M •tf O i n ( M 0 0 o o m o • * Tt< m v£> 1 CO r~ 1 vO 0 0 o CM m r^ CO o CM O 0 0 o o in o CM in • • O O 00 o r - TH • • TH NO m o NO in O TH • • Tj< 0 0 (M P O co 00 00 CO m CM co O o m •* 0 0 ^ N O T H O ^ m 0 0 m m 4-> Q o O V m o r -co oo o 0 0 I o o 0 0 CM CM co o co ^ o m o 00 u o Cv] 00 I CM 0 0 o m CM r~ sO CO o m Tt< o o (M T H •* CO T H m o CM 0 0 In O CM m t ^ 0 0 o o i n "* T H T H O sO CO CM sO ^ l O O 1 ( M co CM CO rt -0 -0 o o r~ o m N O o CO T H O CM m o vO o 00 o CM T * O CM O CM co O

u m z

T}< Tj< CM CO O T f >•• X X O O V O o

Op de v e r s c h i l l e n d e dagen wordt een v r i j s t e r k e v a r i a t i e in de p r o c e s w a t e r s a m e n s t e l l i n g w a a r g e n o m e n . Dit was ook het geval bij o v e r -e -e n k o m s t i g -e m -e t i n g -e n in d-ez-elfd-e p -e r i o d -e aan p r o c -e s w a t -e r van -e-en van de N e d e r l a n d s e a a r d a p p e l m e e l f a b r i e k e n (DE HAAN, 1972a).

T e v e n s zijn in t a b e l 1 de g e m i d d e l d e w a a r d e n w e e r g e g e v e n van het p r o c e s w a t e r te E m l i c h h e i m en van dat van de WTM te T e r A p e l k a n a a l . Uit een vergelijking van deze g e m i d d e l d e n blijkt dat het p r o c e s w a t e r te E m l i c h h e i m o n g e v e e r een factor 2-3 m a a l zo g e c o n c e n t r e e r d i s . Dit s t e m t r e d e l i j k o v e r e e n m e t de g e b r u i k t e w a t e r h o e v e e l h e d e n bij de a a r d -a p p e l m e e l w i n n i n g .

O v e r i g e n s betekent dit u i t e r a a r d dat de t o e d i e n i n g s h o e v e e l h e d e n a l s v e r m e l d a a n h e t einde van p a r a g r a a f 2 ook m e t e e n factor van r u i m 2 v e r m e n i g v u l d i g d zouden kunnen worden voor N e d e r l a n d s e o m s t a n d i g -h e d e n ( a l t -h a n s voor v e r r e g e n i n g van p r o c e s w a t e r van WTM u i t de c a m p a g n e 1971).

4. E N K E L E R E S U L T A T E N VAN BEREGENING IN DE CAMPAGNE 1970

Het in fig. 1 a a n g e g e v e n b e m o n s t e r i n g s p u n t 1 heeft b e t r e k k i n g op een p e r c e e l bouwland w a a r o p in de c a m p a g n e van 1970 voor het e e r s t b e r e g e n i n g m e t p r o c e s w a t e r w e r d t o e g e p a s t . Het b o d e m p r o f i e l b e t r e f t een jonge h e i d e - o n t g i n n i n g s g r o n d die door diepploegen w e r d ontgonnen en voor landbouwkundig gebruik geschikt g e m a a k t .

In de h e r f s t van 197 0 w e r d b e r e g e n d m e t een h o e v e e l h e i d afvalwater a f g e s t e m d op de verbouw van m a i s in het d a a r o p v o l g e n d e g r o e i s e i z o e n . B e r e g e n i n g w e r d op o n g e v e e r de helft van het p e r c e e l u i t g e v o e r d , en wel op het m e e s t oostelijk gelegen g e d e e l t e . Alhoewel geen n a u w k e u r i g e g e g e v e n s bekend zijn o m t r e n t de gift kan w o r d e n aangenomen dat deze m i n i m a a l 360 m m , g e m i d d e l d o v e r het b e r e g e n d e p e r c e e l s g e d e e l t e , heeft b e d r a g e n aangezien de b e r e g e n i n g s i n s t a l l a t i e , n a a r gegevens uit h e r i n n e r i n g van de b e r e g e n i n g s b a a s , m i n s t e n s d r i e e t m a l e n a c h t e r e l -k a a r t e r p l a a t s e in w e r -k i n g i s g e w e e s t . Deze g r o t e r e g e n h o e v e e l h e i d heeft tot gevolg gehad dat a f v a l w a t e r p i a s s e n aan de o p p e r v l a k t e zijn o n t s t a a n d o o r d a t t e r p l a a t s e de hoogteligging van h e t m a a i v e l d e n i g s -zins o n r e g e l m a t i g i s . Aangezien geen gegevens bekend zijn o m t r e n t de v e r h o u d i n g t u s s e n de h o e v e e l h e d e n g e ï n f i l t r e e r d en o p p e r v l a k k i g afge-s t r o o m d w a t e r kan niet m e e r w o r d e n v a afge-s t g e afge-s t e l d h o e v e e l w a t e r in deze

»\ -he »it*

Foto 1

Foto 2

Foto 1 en 2. Open plekken in mai'sgewas na b e r e g e n i n g m e t 360 m m p r o c e s w a t e r

« * & ç^^V

-?

Ï#Ë.-^'"•••V gV^V*

••''r*''*''^*PJ*Cv'

Foto 3. K o r s t v o r m i g e opdroging van o r g a n i s c h m a t e r i a a l dat in de l a a g t e s i s s a m e n g e s p o e l d

l a a g t e s i s s a m e n g e s t r o o m d .

De p l a s s e n hebben een z e e r h a r d n e k k i g b e s t a a n g e l e i d en zijn s t e e d s a l s o n b e g r o e i d e of z e e r slechte plekken in het m a i s g e w a s duidelijk h e r k e n b a a r g e w e e s t . De foto's 1 en 2 geven h i e r o m t r e n t een goede i n d r u k . Bij de p i a s v o r m i n g tijdens de a f v a l w a t e r v e r r e g e ning heeft s a m e n s t r o m i n g van o r g a n i s c h e stof p l a a t s g e v o n d e n . H i e r -door i s in de l a a g t e s een laagje van z e e r o n d o o r l a t e n d m a t e r i a a l af-g e z e t , dat k o r s t v o r m i af-g opdrooaf-gt (zie foto 3). Ook na de v e r s c h i l l e n d e b e w e r k i n g e n van de grond, die voor de i n z a a i van de m a i s hebben p l a a t s g e v o n d e n , i s dit bovenlaagje van o r g a n i s c h m a t e r i a a l blijven b e s t a a n of geleidelijk aan opnieuw g e v o r m d . Dit heeft ongetwijfeld b i j g e d r a g e n aan het l a n g d u r i g aanwezig zijn van p l a s s e n n a i e d e r e r e g e n b u i van enige b e t e k e n i s , volgend op de k u n s t m a t i g e b e r e g e n i n g ; de k i e m i n g van de i n g e z a a i d e m a i s w e r d h i e r d o o r v e r h i n d e r d of de g e w a s g r o e i s t e r k v e r t r a a g d .

Aan het begin van de m a a n d m e i 1971 w e r d e n g r o n d m o n s t e r s g e -n o m e -n va-n het -n i e t - b e r e g e -n d e e-n b e r e g e -n d e p e r c e e l s g e d e e l t e , i-n h e t v e r v o l g aangeduid a l s r e s p e c t i e v e l i j k l a en l b . De b e m o n s t e r i n g s -diepten b e d r o e g e n 5-15 c m en 20-25 c m beneden m a a i v e l d , zodat h e t afzettingslaagje in de l a a g t e s van het b e r e g e n d e d e e l niet w e r d m e e b e m o n s t e r d . De a n a l y s e r e s u l t a t e n zijn g r a f i s c h w e e r g e g e v e n in fig. 2. Aannemende dat de u i t g a n g s s i t u a t i e o v e r het gehele p e r c e e l v r i j h o m o g e e n i s g e w e e s t kan uit fig. 2 w o r d e n g e c o n c l u d e e r d dat de b e r e g e n i n g een v r i j s t e r k e stijging van de v e r s c h i l l e n d e g e m e t e n g r o o t h e d e n tot gevolg heeft gehad. Dit geldt voor beide b e m o n s t e r -de h o r i z o n t e n m a a r komt het s t e r k s t e tot uiting in -de bouwvoor, w a a r de volgende w a a r d e n w e r d e n gevonden: P - A l - w a a r d e K - g e h a l t e MgO - g e h a l t e N - w a t e r o n b e r e g e n d 28 36 54 7 b e r e g e n d 66 135 248 25

Voor de onttrekking van g r o n d w a t e r m o n s t e r s w e r d e n op beide p e r c e e l s g e d e e l t e n buizen g e p l a a t s t op een o n d e r l i n g e afstand van 200 m . De buizen, v o o r z i e n van een filter t e r lengte van 50 c m , w e r d e n zodanig a a n g e b r a c h t dat het filter v r i j w e l o v e r de gehele l e n g t e in h e t g r o n d w a t e r r e i k t e . De w a t e r m o n s t e r s die op deze wijze

1 4 0 1 -120 100 8 0 -6 0 4 0 2 0 o i -3-15 20-25 cm D • P-Al A A K-gehalte • / ^ M g O • N-water A A 7 V • 1a _{1 b} F i g . 2. Enkele a n a l y s e r e s u l t a t e n van g r o n d b e m o n s t e r i n g e n op o n b e r e g e n d ( l a ) en b e r e g e n d ( l b ) p e r c e e l s g e d e e l t e

konden w o r d e n opgepompt w o r d e n v e r o n d e r s t e l d qua s a m e n s t e l l i n g de bovenlaag van het g r o n d w a t e r w e e r te geven. Bij het p l a a t s e n van de buizen b e d r o e g de g r o n d w a t e r s t a n d r e s p e c t i e v e l i j k 2 , 3 0 m en 2, 55 m voor de buizen l a en l b . Bij w a t e r p a s s i n g bleek het m a a i v e l d t e r p l a a t s e van l a 25 c m l a g e r te liggen dan bij l b , zodat de g r o n d w a t e r -s p i e g e l , z o a l -s h i e r qua o n t w a t e r i n g -s -s i t u a t i e v e r w a c h t m o e t w o r d e n , o v e r de afstand t u s s e n beide b e m o n s t e r i n g s p l e k k e n h o r i z o n t a a l v e r loopt. Vanaf begin s e p t e m b e r 1971 w e r d e n v r i j w e l m a a n d e l i j k s g r o n d -w a t e r m o n s t e r s aan de buizen o n t t r o k k e n en g e a n a l y s e e r d . T u s s e n de e e r s t e b e m o n s t e r i n g en het t i j d s t i p van toediening van het afvalwater lag d e r h a l v e een t i j d s b e s t e k van o n g e v e e r 10 m a a n d e n .

De a n a l y s e r e s u l t a t e n van het b o v e n s t e g r o n d w a t e r zijn voor beide p e r c e e l s g e d e e l t e n w e e r g e g e v e n in de t a b e l l e n 2 en 3. E r i s een z e e r duidelijk v e r s c h i l in de s a m e n s t e l l i n g van het g r o n d w a t e r op beide b e m o n s t e r i n g s p l e k k e n ; op het b e r e g e n d e p e r c e e l s g e d e e l t e w o r d e n aanzienlijk h o g e r e g e h a l t e s van de g e m e t e n componenten gevonden dan op het o n b e r e g e n d e d e e l . Bij plek l b is de s a m e n s t e l l i n g van h e t b o v e n s t e g r o n d w a t e r s l e c h t e r dan op de vloeivelden van de WTM bij Kopstukken. De o p g e b r a c h t e h o e v e e l h e i d p r o c e s w a t e r ligt in d e -zelfde o r d e van g r o o t t e , m a a r door het c o n c e n t r a t i e v e r s c h i l i s de afvalbelasting bij l b o n g e v e e r twee k e e r zo groot g e w e e s t . Mogelijk w o r d t de onvoldoende z u i v e r i n g van het afvalwater m e d e v e r o o r z a a k t door h e t feit dat r e e d s een z w a r e gift w e r d toegediend op het m o m e n t dat nog geen biofilter in de grond i s opgebouwd. B e m o n s t e r i n g s p l e k l a w e e r s p i e g e l t de s a m e n s t e l l i n g van o n b e s m e t g r o n d w a t e r .

Aan het begin van de m a a n d d e c e m b e r t r e e d t plotseling een z e e r s t e r k e v e r s l e c h t e r i n g op het b e r e g e n d e g e d e e l t e op. Dit kan a l l e e n h e t gevolg zijn van u i t s p o e l i n g , h e t g e e n e c h t e r wel b e t e k e n t dat ook g e d u r e n d e 13 m a a n d e n na de toediening van het afvalwater een a a n -zienlijk deel van de i n g e v o e r d e o r g a n i s c h e verbindingen nog niet is a f g e b r o k e n . Door h e t afsluitende laagje aan de o p p e r v l a k t e zijn de o m s t a n d i g h e d e n in de grond ten a a n z i e n van de luchthuishouding b e s l i s t n i e t o p t i m a a l g e w e e s t o m een snelle biologische afbraak te v e r -k r i j g e n .

Tabel 3 l a a t zien dat in het v o o r j a a r van 197 2 een z e e r s t e r k e daling o p t r a d van COD en BOD, zowel a l s van het N- en K - g e h a l t e . Dit b e t e k e n t dat de u i t s p o e l i n g tot s t i l s t a n d i s gekomen en een l a a g van schoon w a t e r h e t h o o g g e c o n c e n t r e e r d e g r o n d w a t e r bedekt.

(X to ÖO Ö • * - > (O Ö o o f O co o 00 oo CO co m (M oo~ c-oo" o M IT) T H o (\T r^ T H vD O (M T H •* TH 1 1 (M O N O T H T H sO O * i n o co o" oo o (VJ O TH O •* O CO o ( M O 00 00 O v£> oo -TH r~ TH oo - * co co o o in ( N vO co co o o o oo O CM r~ 00 vO T H m m o r ^ - c o c o T - i o r ^ o i O v O r- co Ö0 £ (NJ O co o co m O "tf Tp <"^ TH oo rf in i oo* o" m in O) Ö O u 0 0 Ö > o e ni > 00 TH co m ro Tt« T}H fM T H T H co TH Tj* I O CO 00 TH [ - " * Tj< 00 CO 00 00 O I l O l O r f co TH ^ O co m co TH o t^- c * oo •k •» • * O CO 0 J "TH T H r- TH 00 M CO TH TH V O O O O CO CO o" co O o oo 10 c

e

ci Iß V Q OJ f—< i> ja a H S B a 0 O t - • * TH m m Q O m * J 0 o O *t 0 0 u o ö rt • * ffi . 0 0 u o J T}< OO co O ffi o o V . «*H o <* £ 0 o vu 0 0 TJ< CO 0 0 -rH O I O O I Tfl 0 0 T H U c Q ! z ; Z £ Z 2 0 H k & < W

o, co ö ••H Vi 0) -4-> 10 Ö O S Û0

s

<U nt C O u ÖD <U 4-> 03 Ö V > o • * - • V Ö cd > ÜJO

.a

i—i t—< 4) 4-> in G m (0 Q • CO i-H (U 43 ai H m o m eg 00 00 eg •<rt sO CO vO O CO T H ^ m TH ^ eg" ^ •tf N Û «* m \T> •# O CO T H eg* m T H 00 00 eg eg CO e g 00 eg

a

B

cd Q eg vO e g sO o o o o m r-m NO m i n CO eg <* m r-o o^ 0 0 o o eg CO t^-O eg o vO 00 ^ eg T H ^o eg T H vu o r^-o r^-o r^-or^-o • ^ r - •** co eg O O vO f- in m o eg m eg i - r-Q O m +j

o

-eg o eg o o r~ "tf o o o CO m •et eg co eg eg r-m r-m eg TH vO m eg eg eg eg c o CO CO o co 00 vO c o ON o i n r i eg o m bO U O 00 G u cd O J •*)< *# eg co 2 X X O O m o 00 o* O eg o c o m o eg O eg • t f • % eg CO * -C vD •» O oo * o 00 •, T H m « O 00 00 sO o eg m eg co o M-i •* J$ O o

uaz,zz,zz&&&x

15

Vanaf eind d e c e m b e r 1971 w e r d e n bij plek l b t e v e n s m o n s t e r s o n t -t r o k k e n aan he-t i e -t s d i e p e r e g r o n d w a -t e r , na p l a a -t s i n g van een buis w a a r v a n het filter 1 m d i e p e r w e r d a a n g e b r a c h t dan bij het o o r s p r o n k e -lijke o n t t r e k k i n g s punt. De a n a l y s e r e s u l t a t e n van deze b e m o n s t e r i n g e n zijn v e r m e l d in t a b e l 4. Uit de gegevens blijkt dat i n d e r d a a d een v e r -p l a a t s i n g van het h o o g g e c o n c e n t r e e r d e g r o n d w a t e r n a a r de die-pte i s o p g e t r e d e n , a a n g e z i e n gelijktijdig m e t de v e r b e t e r i n g in de bovenlaag van het g r o n d w a t e r een z e e r s t e r k e v e r s l e c h t e r i n g p l a a t s v o n d op een diepte van 1 m beneden de g r o n d w a t e r s p i e g e l .

De t a b e l l e n 2, 3 en 4 l a t e n in v e r g e l i j k i n g tot t a b e l 1 zien dat na d o o r s t r o m i n g van het grondpakket een z e e r s t e r k e f o s f a a t v e r w i j d e ring uit het p r o c e s w a t e r heeft p l a a t s g e v o n d e n . Dit i s in o v e r e e n s t e m ming m e t e e r d e r e w a a r n e m i n g e n bij a f v a l w a t e r v e r w e r k i n g door l a n d behandeling op z a n d g r o n d . Vastlegging van fosfaat in de v o r m van o n o p l o s b a r e i j z e r en/of a l u m i n i u m v e r b i n d i n g e n is bij deze f o s f a a t v e r -w i j d e r i n g -w a a r s c h i j n l i j k het m e e s t b e l a n g r i j k e m e c h a n i s m e . Bij de h i e r v e r r i c h t e w a a r n e m i n g e n is ten a a n z i e n van het f o s f a a t g e d r a g een v e r s c h i j n s e l o p g e t r e d e n w a a r v o o r nog geen afdoende v e r k l a r i n g kon w o r d e n gevonden. Bij de v e r l a g i n g van a l l e o v e r i g e g e h a l t e s in het b o v e n s t e g r o n d w a t e r in het v o o r j a a r van 197 2 t r a d j u i s t voor fosfaat een s t e r k e verhoging van de c o n c e n t r a t i e op (zie t a b e l 3). In t a b e l 4 k o m t tot uiting dat dit e v e n e e n s , alhoewel in wat g e r i n g e r e m a t e , het geval is in het i e t s d i e p e r e g r o n d w a t e r . De h i e r w e e r g e g e v e n b e m o n s t e r i n g e n lopen tot en m e t 3 0 5 1 9 7 2 . E r zijn e c h t e r voor f o s -faat ook gegevens b e s c h i k b a a r van een b e m o n s t e r i n g op 2 5 - 7 - 1 9 7 2 . Op deze datum b e d r o e g e n de f o s f a a t c o n c e n t r a t i e s bij b e m o n s t e r i n g s -plek l b :

P - t o t P 04 Polyfosf. pH b o v e n s t e g r o n d w a t e r 5 , 0 4, 1 0, 9 5, 03

op 1 m - g r . w. s p . 2, 3 0, 4 1,9 5, 47

Dus ook eind juli w a r e n deze g e h a l t e s nog v e r h o u d i n g s g e w i j z e hoog. Bij de gevonden p H w a a r d e n is geen r e d e n om te v e r o n d e r s t e l l e n dat i j z e r of aluminiumfosfaat in o p l o s s i n g zou gaan. Het f o s -f a a t t r a n s p o r t m o e t dan ook w a a r s c h i j n l i j k w o r d e n t o e g e s c h r e v e n aan h e t in o p l o s s i n g k o m e n van o r g a n i s c h gebonden fosfaat. Mogelijk is de v e r h o g i n g van de m i c r o b i o l o g i s c h e a c t i v i t e i t bij t e m p e r a t u u r s -stijging in het v o o r j a a r m e d e v e r a n t w o o r d e l i j k voor een v e r s n e l d e

4) ÖO <u • H a, (O u <D cd * fi o 00 V fi V TJ (U fi 0) 4 3 ex o •» 1—1 oo

s

c • •H « t h 9) • M n) * T3 fi O M bO (U fi rt > t>0 fi 1—1 1—1 V -M m fi <u

S

m 10 (U 0 • • * i—i <u ,£> ai H • M fi 3 a m 00 fi •H <U +•> (0 fi o

s

a> £> •**-» 4> ( M m o m o o vD T H 0 0 m T l ^-4 m o 0 0 rg o co S • M Q O NO 0 0 _m CO m r-l o o r-m TH o PO i n o in O 00 vD TH O T I m r-Q O o m rg o m r-o 0 0 CO CO <M T - i co rvj r H O^ CM CM 0 0 CM O O CO 0 0 o CM ^ ( M O m m T H 0 0 ( M T - < O •tf T-t CM O O O CO 0 0 o 00 o _o CO CO CM oo CO sO CO 00 o N O o CM 9% O vO o o 00 m o o m (M m o (M o m o ₀₀ m m +j Q o O V Ö £ 00 u o fi ni • t f X

z

m 00 u o +J -<•* CM co 2 E O O ~ £ Z £ & • SH to o ^ i T O o & k W 17

o m z e t t i n g van o r g a n i s c h e verbindingen w a a r d o o r j u i s t in dit j a a r g e t i j d e , m e d e door het g r o t e n e e r s l a g o v e r s c h o t , f o s f a a t v e r p l a a t s i n g is o p g e -t r e d e n .

De g e g e v e n s uit de t a b e l l e n 3 en 4 geven weinig r e d e n tot o p t i m i s m e o m t r e n t een s n e l l e z u i v e r i n g van het p r o c e s w a t e r a l s geheel bij t o e diening op de betreffende grond in h o e v e e l h e d e n en o n d e r o m s t a n d i g -heden a l s b e s c h r e v e n .

5. E N K E L E RESULTATEN VAN BEREGENING IN 1971

De b e m o n s t e r i n g s p l e k k e n 2 en 3 (zie fig. 1) zijn gelegen in een g e bied dat in 1971 als u i t b r e i d i n g bij het b e r e g e n i n g s g e b i e d w e r d g e t r o k ken. In het v o o r j a a r van 1971 w e r d de o n d e r g r o n d s e leiding m e t d a a r op de h y d r a n t e n a a n g e l e g d l a n g s de weg w a a r a a n de betreffende p e r c e -len g r e n z e n .

P l e k 2 b e t r e f t een p e r c e e l bouwland w a a r o p in 1971 f a b r i e k s a a r d appelen w e r d e n verbouwd. B e r e g e n i n g vond h i e r p l a a t s op 28 s e p t e m b e r 1 9 7 1 . E r w e r d een gift van 40 m m t o e g e d i e n d . Op het p e r c e e l w e r -den een t w e e t a l b e m o n s t e r i n g s b u i z e n g e p l a a t s t ; een aan de p e r c e e l s k a n t op de b e r m van de o n t w a t e r i n g s s l o o t (2a) en een v r i j w e l m i d d e n in het p e r c e e l (2b) op een afstand van 40 m vanaf de sloot. Aan deze buizen w e r d e n zowel voor als na de toediening van het p r o c e s w a t e r g r o n d w a t e r m o n s t e r s o n t t r o k k e n . De a n a l y s e r e s u l t a t e n zijn v e r m e l d in r e s -pectievelijk de tabellen 5 en 6.

T a b e l 5 l a a t zien dat het g r o n d w a t e r aan de r a n d van het p e r c e e l g e d u r e n d e de gehele b e m o n s t e r i n g s p e r i o d e , welke r u i m 8 m a a n d e n b e s l o e g , van goede k w a l i t e i t is g e w e e s t . E r kan geen wijziging in de s a m e n s t e l l i n g w o r d e n g e c o n s t a t e e r d na b e r e g e n i n g m e t het a f v a l w a t e r . De o o r z a a k h i e r v a n is w a a r s c h i j n l i j k dat bij de b e r e g e n i n g geen afval-w a t e r op de p e r c e e l s g r e n s t e r e c h t gekomen i s , of a l t h a n s aanzienlijk m i n d e r dan midden op h e t p e r c e e l . Zoals w e e r g e g e v e n in t a b e l 6 w a s ook m i d d e n op het p e r c e e l g e d u r e n d e de e e r s t e m a a n d e n na de t o e d i e -ning van h e t afvalwater geen wijziging in de g r o n d w a t e r s a m e n s t e l l i n g te zien. Dit b e t e k e n t dat alle componenten uit de 40 m m p r o c e s w a t e r , en de eventuele o m z e t t i n g s p r o d u k t e n d a a r v a n , zijn v a s t g e l e g d in het b o d e m p r o f i e l boven de g r o n d w a t e r s p i e g e l (+ 1 m ) . Begin n o v e m b e r v e r t o n e n .zich de e e r s t e u i t s p o e l i n g s v e r s c h i j n s e l e n , welke op dat

• * ^ o i n c> TH T-I ^-I NO m m o i ( M O O i v o m T* ni o, (0 c •rH +-> w a o eg m a -oo o c o m • ^ r o r~ - n T-< m r f OJ I o o o o i O^ TH VO CO cg O CO CO ^ O l l O O O t ^ cg i n m 00 O •<# rf O I i n TH o I o o ÖO u 9) •M at Ö o 60 a» • • - > co Ö <u > o Xi cg O co eg TH rg 0s 0 0 t^- ( M s o i n s o o - ^ m PO o i c o m r- vo c g CO 0 0 m T f -ri l l O l O r H TJ< cg eg T* TH o o o oo eg O ^ - r n C g - r H O I I O O O O CO T H Tf * N CO eg O CO CO CO -rl I 1 0 0 0 0 s CO Ö ni > o TH eg oo O m e g c o T t c o v O i n r H i i TH o •«•< m O TH TH (0 Ö oo eg TH c o -ri •>* eg e g ><-< i i o o i s o (0 <u P i n •—4 0) rQ ni H S ni Q m oo u 0 bJO Ö h ni O EO O P P S - t f ^ e g r o o <* J? O O t f f i f f i O O Y O o 19

o oo oo vu i n O o o o o CM CM O co CM CM O, w m ö • 1 - 4 u 0) +-> co ö o • * *p o o CM v o C M r -OO CM 0 0 o CM co CM CM C M C M oo C M oo CM CM 0O o oo C M o ^ a^ m o C M O CM CM c o o co TH CM a^ co ^ •* •* M O O O i n Ù0 S <u +•> cd -o ö o bO 0) +-> S0 c > O £1 CO vO r-CM O C O C M C M CM 0 0 CO m r-CM c o •<*< m r~ o >£l CM o oo o o o o o co O TH C M co o" CO C M o CO c cd > ö CO CM o o o o o o T H o o CM 1 0 CD cd co CU P v D t-H <D £t • cd H cd P o m TH m + j Q P o O O V U CQ £ CM 0 0 u o ä cd OJO u o •<tf T$< CM CO 2 ï Ä O O i m co o O o Z Z Z Z & h & X

m o m e n t nog b e p e r k t blijven tot een v e r h o g i n g van het n i t r a a t g e h a l t e m e t o n g e v e e r 20 m g / l . T e g e n eind d e c e m b e r blijkt een z e e r s t e r k e u i t s p o e l i n g te zijn o p g e t r e d e n ; dan i s de c o n c e n t r a t i e van K in h e t g r o n d w a t e r t o e g e n o m e n van 15 m g / l tot m e e r dan 300 m g / l . Ook voor stikstof valt o v e r de hele lijn een c o n c e n t r a t i e v e r h o g i n g te c o n s t a t e r e n , w a a r b i j v o o r a l het e x t r e e m hoge n i t r a a t g e h a l t e van m e e r dan 1000 m g / l o p v a l t .

Bij een poging o m voor N, P en K een b a l a n s op te s t e l l e n r e s u l -t e r e n ruwweg de volgende g e g e v e n s : ui-t de gif-t van 40 m m en de sa^-m e n s t e l l i n g van het p r o c e s w a t e r volgens t a b e l 1 kan de toediening van de v e r s c h i l l e n d e e l e m e n t e n w o r d e n b e r e k e n d . Bij de g r o n d -w a t e r b e m o n s t e r i n g -wordt o v e r een l a a g d i k t e van o n g e v e e r 50 c m w a t e r o n t t r o k k e n ; voor een ruwe b e n a d e r i n g k a n een p o r i ë n v o l u m e van o n g e v e e r 40% w o r d e n v e r o n d e r s t e l d , zodat h e t m o n s t e r een l a a g d i k t e van het g r o n d w a t e r r e p r e s e n t e e r t van 20 c m . Voor de b e r e k e n i n g w o r d e n de volgende c o n c e n t r a t i e v e r h o g i n g e n a a n g e n o -m e n , v a s t g e s t e l d a a n de hand van v e r s c h i l l e n t u s s e n de g e h a l t e s op 3 0 1 2 1 9 7 1 en de g e m i d d e l d e n o v e r de e e r s t e d r i e b e m o n s t e -r i n g s d a t a : 34 m g / l voo-r N ( Kjeldahl), 1000 m g / l voo-r NOo, 0, 6 m g / l voor P O . en 330 m g / l voor K. Het volgende s t a a t j e

geeft dan een globaal o v e r z i c h t o m t r e n t t o e d i e n i n g en u i t s p o e l i n g .

N P O4 K t o e d i e n i n g 400 k g / h a 270 k g / h a 770 k g / h a u i t s p o e l i n g op 3 0 - 1 2 - 1 9 7 1 70 k g / h a N (Kjeldahl) 420 k g / h a a l s NO3 1,2 k g / h a 660 k g / h a

De toegediende stikstof blijkt volgens d e z e b e n a d e r i n g g e h e e l te zijn u i t g e s p o e l d t e r w i j l ook K v o o r 85% in h e t g r o n d w a t e r w o r d t

t e r u g g e v o n d e n . Alleen de v a s t l e g g i n g van fosfaat blijkt z e e r efficiënt te zijn v e r l o p e n .

De b e m o n s t e r i n g s p u n t e n 3 zijn gelegen in een p e r c e e l blijvend g r a s l a n d dat ook v o o r het e e r s t w e r d b e r e g e n d in de h e r f s t van 1971 en w e l op 2 o k t o b e r . De v o o r g e s t e l d e n o r m voor g r a s l a n d volgend w e r d een gift van 60 m m toegediend. V e r s p r e i d o v e r h e t p e r c e e l

w e r d e n enkele b e m o n s t e r i n g s b u i z e n g e p l a a t s t . Aangezien de t e n d e n s voor h e t v e r l o o p van de g r o n d w a t e r s a m e n s t e l l i n g voor d e z e b e m o n s t e

r i n g s p u n t e n o n g e v e e r dezelfde was w e r d e n in dit geval de a n a l y s e -r e s u l t a t e n g e m i d d e l d . Deze g e m i d d e l d e w a a -r d e n zijn v e -r m e l d in t a b e l 7.

D i r e c t na de w a t e r g i f t , bij de b e m o n s t e r i n g op 4 - 1 0 - 1 9 7 1 , wordt in de s a m e n s t e l l i n g van h e t g r o n d w a t e r w e e r s p i e g e l d dat h e t b o d e m -filter ook bij deze gift tot op z e k e r e hoogte i s ' d o o r g e s l a g e n ' . E r t r e e d t e c h t e r een z e e r s n e l h e r s t e l op want de b e m o n s t e r i n g e n van 11-10 en 4-11 zijn w e e r v r i j w e l gelijk aan de u i t g a n g s s i t u a t i e van voor de b e r e g e n i n g . Dit zou dan b e t e k e n e n dat de b e l a s t i n g net i e t s te hoog i s g e w e e s t o m een v e r o n t r e i n i g i n g van het g r o n d w a t e r d i r e c t na de toediening volledig te v o o r k o m e n . De tot nu t o e , ook e l d e r s , v e r -r i c h t e w a a -r n e m i n g e n hebben de e -r v a -r i n g o p g e l e v e -r d dat h e -r s t e l z e e -r v e e l tijd v e r g t z o d r a een v e r o n t r e i n i g i n g van het g r o n d w a t e r i s o p g e -t r e d e n m e -t b i o l o g i s c h a f b r e e k b a r e o r g a n i s c h e s-tof. D a a r o m w o r d -t de m o g e l i j k h e i d niet u i t g e s l o t e n geacht dat in dit geval tijdens de b e r e g e -ning een, o v e r i g e n s z e e r g e r i n g e , lekkage bij de buizen i s o p g e t r e d e n . Dit t e m e e r d a a r de b e m o n s t e r i n g s b u i z e n vanwege het vee m e t de b o v e n -kant j u i s t b e n e d e n m a a i v e l d m o e s t e n w o r d e n g e b r a c h t . De gegevens van 4 oktober l a t e n d voor wat ze zijn valt h e t op dat op exact dezelfde data w a a r o p bij de e e r d e r b e s c h r e v e n plekken u i t s p o e l i n g s v e r s c h i j n s e l e n begonnen op te t r e d e n (212 en 3012) ook h i e r een c o n c e n t r a t i e -v e r h o g i n g wordt w a a r g e n o m e n . Het -v e r l o o p h i e r -v a n -v o r m t een s o o r t tu s s en s i t u a t i e t u s s e n de r e a c t i e bij de hoge b e l a s t i n g (punt l b , t a b e l 3) en de g e r i n g e r e gift (punt 2b, t a b e l 6). Ook h i e r wijst de v e r h o g i n g van de BOD e r op dat bij deze u i t s p o e l i n g o r g a n i s c h e stof w o r d t m e e -g e v o e r d die in de t u s s e n l i -g -g e n d e p e r i o d e no-g niet -geheel tot afbraak i s g e k o m e n . Nu wordt ook voor het e e r s t , zij het in z e e r lage c o n c e n t r a t i e s , n i t r a a t in het g r o n d w a t e r aangetroffen. Opnieuw vindt ook van f o s -faat enige u i t s p o e l i n g p l a a t s . Tegen het einde van juni i s de zuurstof-behoefte van het g r o n d w a t e r nog s t e e d s v r i j hoog en a a n z i e n l i j k g r o t e r dan in de u i t g a n g s s i t u a t i e voor de b e r e g e n i n g .

Bij p l a a t s i n g van deze b e m o n s t e r i n g s b u i z e n w e r d de diepte opnieuw zodanig gekozen dat het filter van 50 c m o v e r de gehele lengte in h e t g r o n d w a t e r r e i k t e . G e d u r e n d e de b e m o n s t e r i n g s p e r i o d e i s h i e r e c h t e r geleidelijk a a n een stijging van het g r o n d w a t e r o p g e t r e d e n . D a a r d o o r hebben de w a a r d e n uit het e e r s t e deel van t a b e l 7 w e l i s w a a r b e t r e k k i n g op de s a m e n s t e l l i n g van g r o n d w a t e r op e e n v a s t e diepte in het p r o f i e l , m a a r v e r t e g e n w o o r d i g e n zij niet het bovenste g r o n d w a t e r . Om een

CU o V cd r—H CO cd (30 ö V V o o > u CU cd Ö O oo •*-> <0 Ö > 0 0 ö co Ö ca S cd co <u Vi V ,û O - M o CM a o u a> •4-> cd * co v o o ^ -M <D

s

G <U 0 0 <u (U , û <U T3 h rd cd is CU I—t a> T)

S

0) Ü * •M « h <U OJ -t-> eu u O O > -M rrl T) eu cd H S u o PO o eu +•> 0 0 o o u eu NO CM tn o m NO ( M m o PO PO o c\j oo o CM CM o PO CM CM O o S

a

cd Q m CM N O PO PO PO o CM O O CM CM 0 0 PO ( M O i n * <tf O T l CM PO •*-< CM •** PO O 0 0 PO T-l CM T < O O O r - CM >o m T H CM CM O CM a^ m m CM o i n r o T t CM T(* m ro o PO -*H " * r f T H CM T H T H C M r~ O 00 N CM r~ sO PO 0 0 CM PO T H ro m \£> 0 0 T * V O O^ N O 0 0 CM PO m CM o ro c\T o PO CM (NT o o c f CM c f PO o" CM Tt< c f c f m PO Q O U CQ Z CM C f PO m CM CM T H I 0 0 CT^ 0 0 0 0 • * CM PO a^ CM CM T H in -w Q fi 0 'i 00 u o ci cd • * X • 00 h Ü • * E «M PO O O O V 2 fc Z Z & c f c f CO .8 O O OH PH O CM m r^ m CM C f O * O * CO N PO o o m m r J o * T T T< • * PO o ^ 0 0 ^ > 0 0 0 O O I ^ o m T-i T H T H T H CM m oo m oo o oo oo r - n * P J c f P J r î T-i vO P O m CM oo • * p o o c r T H T f T H > ( \ T p o i n • * T i 0 0 vO O CM CM vO sO TH T-T c f r>- T< c f tf ^ m T< PO r-CM r~- v o - r i o ^ « C M • ^ • ^ r ô ' r ^ N O CM m r-NO •*•« oo OO O N f î O * r i r<" O " T Î T H C > CM r - so ^ r î I I c f c f c f >o o CM r~ r- m o NO ^ m * o " i i •TH c f c f P O P O PO N O 0 0 PO r- ro CM -r« r-m M U 23

i n d r u k te k r i j g e n over de s a m e n s t e l l i n g h i e r v a n w e r d e n in h e t v o o r -j a a r van 1972 nog enkele buizen g e p l a a t s t m e t een f i l t e r h o o g t e van 30 c m zodanig dat de o n d e r k a n t van deze f i l t e r s zich op dezelfde hoogte bevond a l s de bovenkant van de 50 c m f i l t e r s . De r e s u l t a t e n van deze b e m o n s t e r i n g e n staan v e r m e l d in het tweede g e d e e l t e van t a b e l 7. In o v e r e e n s t e m m i n g m e t de v e r w a c h t i n g e n i s dit g r o n d w a t e r b e t e r van kwaliteit dan het i e t s d i e p e r e g r o n d w a t e r . De z u u r s t o f -behoefte ligt o m s t r e e k s eind juni w e e r in dezelfde o r d e van g r o o t t e a l s in de u i t g a n g s t o e s t a n d ; uit het k a l i - en s t i k s t o f g e h a l t e m e t n a m e het n i t r a a t g e h a l t e , blijkt o p l o s s i n g van in de bodem aanwezige v e r -bindingen te zijn o p g e t r e d e n tijdens het n e e r s l a g t r a n s p o r t n a a r het g r o n d w a t e r .

6. DISCUSSIE

De z u i v e r i n g van afvalwater door landbehandeling b e r u s t op de w e r k i n g van v e r s c h i l l e n d e m e c h a n i s m e n in het b o d e m s y s t e e m . Op de e e r s t e p l a a t s m o e t het gehalte aan a f b r e e k b a r e o r g a n i s c h e v e r bindingen w o r d e n g e r e d u c e e r d . Voor deze o m z e t t i n g e n wordt z o r g -g e d r a -g e n door de w e r k i n -g van een -groot a a n t a l v e r s c h i l l e n d e s o o r t e n m i c r o - o r g a n i s m e n . Na de o m z e t t i n g tot a n o r g a n i s c h e v e r b i n d i n g e n en een s t a b i e l e o r g a n i s c h e r e s t kan opnieuw een g r o o t s c a l a van p r o -c e s s e n p l a a t s v i n d e n welke e n e r z i j d s b e t r e k k i n g kunnen hebben op een v e r d e r e o m z e t t i n g via m i c r o b i o l o g i s c h e a c t i v i t e i t , a n d e r z i j d s op v a s t -legging aan b o d e m b e s t a n d d e l e n door h e t z i j a d s o r p t i e p r o c e s s e n , h e t z i j c h e m i s c h e r e a c t i e s . T e n s l o t t e kunnen de g e w a s s e n , welke op de grond w o r d e n verbouwd, zich voeden m e t de e l e m e n t e n die in het e v e n w i c h t s -s y -s t e e m t u -s -s e n v a -s t e en v l o e i b a r e fa-se in de b o d e m o p l o -s -s i n g aanwezig zijn. Het s y s t e e m van landbehandeling w e r k t vanuit zuiveringsoogpunt b e z i e n zo gunstig mogelijk indien a l l e i n g e v o e r d e stoffen h e t z i j in o n w e r k z a m e of onschadelijke v o r m w o r d e n v a s t g e l e g d in de b o d e m , h e t zij door de plant w o r d e n opgenomen, m e t a n d e r e woorden indien u i t spoeling g e h e e l kan w o r d e n v e r m e d e n of w o r d e n b e p e r k t tot die e l e -m e n t e n welke geen b e l a s t i n g voor het -m i l i e u v o r -m e n .

Het gehele p r o c e s van de z u i v e r i n g i s u i t e r s t g e c o m p l i c e e r d o m d a t a l l e bovengenoemde p r o c e s s e n op e l k a a r a a n s l u i t e n en gelijktijdig k u n nen v e r l o p e n . Voor het v e r k r i j g e n van wat m e e r inzicht in de w e r k e

lijke gang van zaken k a n een o n d e r s c h e i d i n g w o r d e n g e m a a k t in v e r -s c h i l l e n d e -s t a d i a . H i e r b i j wordt in het navolgende de opname door de plant buiten beschouwing g e l a t e n en i e t s d i e p e r ingegaan op de afb r a a k van de o r g a n i s c h e stof en de d a a r o p v o l g e n d e r e a c t i e m e c h a -n i s m e -n . Dit te-nei-nde -na t e gaa-n i-n h o e v e r r e h e t mogelijk i s o m de o m s t a n d i g h e d e n zodanig te k i e z e n of a a n te p a s s e n dat de l a n d b e h a n -deling zo efficiënt mogelijk v e r l o o p t .

6 . 1 . D e b i o d e g r a d a t i e v a n o r g a n i s c h e s t o f

De o r g a n i s c h e stof uit het afvalwater kan door h e t e r o t r o f e m i c r o -o r g a n i s m e n w -o r d e n g e b r u i k t a l s v -o e d s e l b r -o n . Al n a a r de a a r d van deze m i c r o o r g a n i s m e n w o r d e n bij deze o m z e t t i n g e n a e r o b e of a n -a e r o b e o m s t -a n d i g h e d e n g e p r e f e r e e r d , t e r w i j l e r t e v e n s g r o e p e n v-an o r g a n i s m e n zijn die facultatief h e t z i j z u u r s t o f a l s w a t e r s t o f a c c e p t o r , h e t z i j a n d e r e w a t e r s t o f a c c e p t o r s z o a l s b i j v o o r b e e l d CO^ kunnen g e -b r u i k e n . In de w a t e r z u i v e r i n g s t e c h n i e k vindt t o e p a s s i n g van deze m i c r o b i o l o g i s c h e d e g r a d a t i e van o r g a n i s c h e stof op g r o t e s c h a a l p l a a t s . Als v o o r b e e l d van t o e p a s s i n g van de a e r o b e o m z e t t i n g e n k a n de a c t i e f - s l i b m e t h o d e w o r d e n g e n o e m d , a l s v o o r b e e l d van e e n

a n a e r o b e o m z e t t i n g de m e t h a a n g i s t i n g .

Deze a f b r a a k p r o c e s s e n v e r l o p e n in een a a n t a l v e r s c h i l l e n d e s t a d i a . H o o g m o l e c u l a i r e v e r b i n d i n g e n w o r d e n e e r s t afgebroken tot l a g e r e e e n h e d e n , bijvoorbeeld z e t m e e l tot s u i k e r s . In het geval van a e r o b e afbraak zullen uiteindelijk CO£ en H2O m e t een a a n t a l e l e m e n t a i r e v e r b i n d i n g e n afhankelijk van de s a m e n s t e l l i n g van h e t u i t g a n g s m a t e -r i a a l (bv. N H , ) -r e s u l t e -r e n . Bij d e z e a f b -r a a k k o m t v e e l e n e -r g i e v -r i j die door de m i c r o b e n wordt g e b r u i k t voor de opbouw van nieuw c e l -m a t e r i a a l . Het i s dit c e l -m a t e r i a a l dat na af s t e r ving een b e l a n g r i j k b e s t a n d d e e l van het z u i v e r i n g s s l i b v o r m t .

Uit de w a t e r z u i v e r i n g s t e c h n i e k i s bekend hoe bij een actiefs l i b i n actiefs t a l l a t i e de g r o e i van de m i c r o o r g a n i actiefs m e n v e r l o o p t . A a n -vankelijk i s e e n p e r i o d e van a a n p a s s i n g v e r e i s t . D a a r n a volgt e e n l o g a r i t h m i s c h v e r l o p e n d e t o e n a m e van de m i c r o b e n , g e d u r e n d e welke p e r i o d e ook het z u u r s t o f v e r b r u i k en de afbraak van o r g a n i s c h m a t e r i a a l s t e r k t o e n e e m t . V e r v o l g e n s t r e e d t n o r m a l i t e r , d. w. z. z o n d e r i n g r e e p van buitenaf, een daling in de g r o e i op, welke door vele f a c t o r e n v e r o o r z a a k t kan w o r d e n z o a l s een afname in de z u u r

s t o f b e s c h i k b a a r h e i d of een afname in de h o e v e e l h e i d g e s c h i k t s u b s t r a a t , s i m p e l w e g omdat de r u i m t e voor v e r d e r e e x p a n s i e o n t b r e e k t , of door de opeenhoping van a f b r a a k p r o d u k t e n . De g r o e i v o o r w a a r d e n kunnen uiteindelijk zo ongunstig w o r d e n dat b e p a a l d e c e l l e n a f s t e r v e n , d a a r m e d e opnieuw een g e d e e l t e l i j k e v o e d i n g s b a s i s v o r m e n d voor de o v e r blijvende m i c r o b e n . Bij een a c t i e f s l i b i n s t a l l a t i e wordt e r n a a r g e -s t r e e f d de bac te r i e - p o p u l a t i e in de l o g a r i t h m i -s c h e fa-se te houden. Voor een goede w e r k i n g zijn op z'n m i n s t een t w e e t a l m a a t r e g e l e n v e r e i s t die bij de landbehandeling m i n d e r voor de hand l i g g e n , n a m e -lijk e n e r z i j d s enting bij het begin m e t g e s c h i k t b a c t e r i ë n m a t e r i a a l en a n d e r z i j d s een r e g e l m a t i g e v e r w i j d e r i n g van de r e s t a n t e n van a f g e -s t o r v e n c e l l e n en de o r g a n i -s c h e r e -s t , het z u i v e r i n g -s -s l i b . J u i -s t in de b o d e m zijn m i c r o o r g a n i s m e n voorhanden die b i o d e g r a d a t i e van o r g a n i s c h e stof kunnen b e w e r k s t e l l i g e n . Dit hoeft e c h t e r n i e t t e b e t e k e -nen dat de o m z e t t i n g s p r o c e s s e n al d i r e c t na de e e r s t e toediening van afvalwater een o p t i m a a l v e r l o o p hebben. A a n p a s s i n g van de m i c r o -flora aan de nieuwe o m s t a n d i g h e d e n , in het voorgaande de opbouwvan een biofilter in de grond g e n o e m d , kan z e e r wel noodzakelijk zijn. De o r g a n i s c h e r e s i d u e n van de afbraak l e i d e n op den duur tot e e n v e r h o -ging van het o r g a n i s c h e stofgehalte van de grond. T o e p a s s i n g van de n o r m a l e b e m o n s t e r i n g s - en b e p a l i n g s t e c h n i e k h i e r o m t r e n t geeft geen i n d i c a t i e s voor een v e r h o g i n g op k o r t e t e r m i j n . Toch kunnen deze af-b r a a k p r o d u k t e n wel degelijk de w a t e r - en luchthuishouding van de g r o n d beïnvloeden. Ook de w a a r n e m i n g e n bij be m o n s te r i n g s punt l b wijzen in deze r i c h t i n g .

De a n a e r o b e d e g r a d a t i e van o r g a n i s c h m a t e r i a a l , w a a r o p h i e r v e r -d e r niet wor-dt ingegaan, verloopt aanzienlijk l a n g z a m e r -dan -de a e r o b e , d. w. z. dat p e r t i j d s e e n h e i d veel m i n d e r o r g a n i s c h e stof w o r d t a f g e -b r o k e n . De in h e t v o o r g a a n d e -b e s c h r e v e n m e e t r e s u l t a t e n wijzen h i e r ook duidelijk op. Wanneer e e n m a a l een o r g a n i s c h e b e l a s t i n g van het g r o n d w a t e r i s o p g e t r e d e n , h e t g e e n zich uit in een stijging van de BOD, dan n e e m t het z e e r veel tijd in b e s l a g om tot een r e d u k t i e van deze o r g a n i s c h e stof te k o m e n .

Voor een s n e l l e afbraak van de o r g a n i s c h e stof m o e t e n dus ook bij landbehandeling de o m s t a n d i g h e d e n dusdanig worden gekozen dat de a e r o b e afbraak het b e s t tot z ' n r e c h t k o m t . Dit heeft k o n s e k w e n t i e s voor de toediening van het afvalwater in die zin dat de g r o o t t e van de gift m o e t worden a a n g e p a s t aan de m i n i m u m e i s e n die ten a a n z i e n van