On
Rapport
nderz plass
Op tnummer: RP-
zoek w sen en
pdrachtgever:
-20.032.21.15
wate n effe
Provincie No • Auteurs: M
rbode ecten
ord-Holland • Moni Poelen, G
em Lo n wei
• Projectnumm Gerard Ros & F
oosdr landd
mer: PR 20.03 Fons Smolders
recht depot
2 •
s • Datum: 25-
1
tse t
-03-2021
2 Niets uit dit rapport mag worden gereproduceerd, opnieuw vastgelegd, vermenigvuldigd of uitgegeven door middel van druk, fotokopie, microfilm, langs elektronische of elektromagnetische weg of op welke andere wijze dan ook zonder schriftelijke toestemming van de auteurs.
Titel rapport:
Onderzoek waterbodem Loosdrechtse plassen en effecten weilanddepot Auteurs:
Moni Poelen, Gerard H. Ros & Fons Smolders Opdrachtgever:
Provincie Noord-Holland Rapportnummer:
RP-20.032.21.15
Contactgegevens:
Onderzoekcentrum B-WARE BV Radboud Universiteit Nijmegen Mercator III, Toernooiveld 1
6525 ED Nijmegen
Contactpersoon:
Moni Poelen
Tel: 024-2122203
m.poelen@b-ware.eu
www.b-ware.eu
© Onderzoekcentrum B-WARE, Nijmegen, 2021.
3
INHOUD
1
Inleiding ... 5
2
Methode ... 7
2.1 Veldwerkzaamheden plas ... 7
2.2 Veldwerkzaamheden Egelshoek en polder Mijnden ... 8
2.3 Experimenten ... 10
2.3.1 Sedimentatiesnelheid ... 10
2.3.2 Kwaliteit retourwater ... 10
2.3.3 Uitloging van stoffen richting grond- en of oppervlaktewater ... 11
2.4 Analyses water(bodem), poriewater en oppervlaktewater ... 12
2.5 Elementenanalyse (ICP en auto-analysers) ... 13
3
Resultaten ... 15
3.1 Huidige kwaliteit waterbodem Loosdrechtse plassen ... 15
3.1.1 Waterbodem ... 15
3.1.2 Legakker ... 17
3.2 Sedimentatiesnelheid slib ... 18
3.3 Kwaliteit retourwater ... 19
3.4 Uitloging van stoffen richting grond- en of oppervlaktewater ... 20
3.5 0-monitoring Egelshoek ... 23
3.5.1 Oppervlaktewater en waterbodem ... 23
3.5.2 Grondwaterkwaliteit ... 24
3.5.3 Bodemkwaliteit percelen ... 25
3.6 0-monitoring polder Mijnden ... 26
3.6.1 Oppervlaktewater en waterbodem ... 26
3.6.2 Grondwaterkwaliteit ... 27
3.6.3 Bodemkwaliteit ... 27
3.7 Watersysteem polder Mijnden en Egelshoek ... 29
3.7.1 Watersysteem ... 29
3.7.2 Grondwater ... 30
3.7.3 Ecologische kwaliteit ... 31
3.7.4 P-belasting oppervlaktewater Mijnden en impact weilanddepot ... 32
3.7.5 P-belasting oppervlaktewater Egelshoek en impact weilanddepot ... 33
4
Conclusie ... 35
4.1 Antwoord op de deelvragen ... 35
4.2 Algemene conclusies ... 36
4.3 Mitigerende maatregelen ... 37
4
5
1 INLEIDING
Eén van de grote projecten in het Oostelijk Vechtplassengebied (OVP) is het baggeren van slib in de jachthavens en de plassen ten behoeve van de recreatie. In deze rapportage wordt ingegaan op het (effect van) baggeren van slib uit de Loosdrechtse plassen. Het baggeren heeft als doel de vaardiepte te vergroten door het verwijderen van aanwezig slib. Baggeren, transporteren en ontwateren van de baggerspecie in depot kan echter leiden tot negatieve effecten voor de waterkwaliteit en de natuur in de omgeving. Deze negatieve effecten zijn ongewenst omdat de laatste jaren veel energie is gestoken in maatregelen om juist de eutrofiering in de plassen sterk te verlagen. Daarom is het belangrijk van elke ingreep in het systeem te onderzoeken of het kan leiden tot extra eutrofiering en zo ja hoe het effect kan worden geminimaliseerd. Hiervoor is onderzoek nodig naar:
1. Het mogelijke effect van het retourwater op de waterkwaliteit en de natuur van de Loosdrechtse plassen. Van belang is te bepalen hoe groot de vracht is aan verontreiniging door totaal fosfaat en op welke wijze de vracht kan worden beperkt om te voldoen aan de eisen van Waternet.
2. Nalevering uit de bodem na baggeren. Door baggeren komen onderliggende oude sliblagen in contact met het oppervlaktewater. Deze lagen worden de nieuwe waterbodem. Onderzocht moet worden hoeveel totaal P deze nieuwe waterbodem kan naleveren en hoe nalevering kan worden beperkt, zodanig dat de fosfaatvracht vanuit de bodem na baggeren niet groter is dan voor het baggeren.
3. Onderzoek naar de effecten van het infiltreren van water in de bodem onder het baggerdepot en gevolgen daarvan voor de waterkwaliteit en de natuur in de sloten rondom het baggerdepot en het naastgelegen natuurgebied (NNN en Natura 2000). Onderdeel van het onderzoek zijn het beschrijven van maatregelen om de negatieve effecten zoveel mogelijk te beperken. Daarnaast wordt gevraagd maatregelen te ontwerpen, waarmee de waterkwaliteit in het gebied juist verbetert in plaats van gelijk blijft of verslechtert.
De werkgroep waterkwaliteit Loosdrechtse Plassen heeft aan onderzoekcentrum B-WARE gevraagd om een aantal specifieke openstaande vragen te onderzoeken. Deze vragen hangen samen met mogelijk negatieve effecten op de waterkwaliteit en de natuurwaarden in de sloten en de plassen van Loosdrecht. Daarnaast is gevraagd naar mogelijke maatregen die deze effecten kunnen mitigeren. Tevens worden twee mogelijke locaties voor het weilanddepot onderzocht: Egelshoek en polder Mijnden (figuur 1). Onderzoekcentrum B-WARE heeft het NMI (Nutriënten Management Instituut) gevraagd om mee te denken over ecohydrologische effecten van het aanleggen van een weilanddepot.
In dit onderzoek worden zes onderdelen behandeld, waarbij antwoord wordt gezocht op onderstaande vragen:
Huidige kwaliteit waterbodem van de Loosdrechtse plassen
Wat is de nalevering van P van de sliblaag, de nieuwe bodem (slib) na baggeren en de vaste bodem na baggeren als de sliblaag tot NAP – 2 m zou worden weggebaggerd?
Wat zijn de eigenschappen van het slib en het slib dat na baggeren de nieuwe bodem vormt in relatie tot de nalevering van P
Sedimentatiesnelheid slib
Wat is de sedimentatiesnelheid van het slib in een weilanddepot en wat is de invloed op de bezinkingssnelheid indien ijzerchloride wordt toegediend?
R Kwalitei
H e b
v p
K o Uitloging
I d h u n k H 0-monit
d 0-monit
Figuur 1:
Reageert he
it retourwat Hoe hoog zij en in welke behandeling Welke maat voor bevloei polder.
Wat doet su Kan er met totaal fosfo oppervlakte
g van stoffe In welke ma depot naar huidige lan uitspoeling naastgelegen kwantificeri Hiervoor is g
oring Egelsh Wat is de hu de huidige k
oring polder Wat is de hu
ligging van d
et slib uit de
ter
jn concentra mate kan b g van het ret tregelen zijn iing in de po
lfaat bij tra de hoeveelh or) worden water van Lo
en richting g ate is er in p
omliggende ndbouwbodem
van stoffen n natuurge ing van de v gedetailleerd
hoek uidige kwalit kwaliteit van
r Mijnden uidige kwalit
de twee mogel
haven ande
aties van nut bezinking en tourwater di n nodig om h
older en kan
nsport van w heid te loze
voldaan a oosdrecht m
rond- en of potentie uits sloten en h m? Daarnaa
n naar het ebied in Eg
vrachten van de modeller
teit van de s n het grondw
teit van de s
lijke locaties
rs dan het sl
triënten (opg n het gebrui
t beïnvloede het retourwa n leiden tot e
water in de b en water (in
aan de eis met fosfor?
oppervlakte spoeling van hoe verhoud ast wordt o t grondwate Egelshoek b n N en P va ring nodig vo
sloten, de pe water in het
sloten, de pe
voor de aanle
lib uit de pla
gelost en to ik van ijzerc en?
ater zodanig een verbete
bodem?
combinatie van water
ewater n opgelost en dt dit zich t
onderzocht er en hoe beïnvloedt L alt buiten de oor grond- en
ercelen, de o nabijgelegen
ercelen, de o
eg van het we as?
taal P, Fe, S chloride of e
g te zuiveren ring van de
e met de ver rnet t.a.v.
n totaal fosf ot de uit- e in hoeverre deze uitspo Let wel, e e reikwijdte n oppervlakt
oevers en he n natuurgebi
oevers en he
ilanddepo.t
S) in het reto een zandfilt
n dat het ge waterkwalit
rwachte hoe belasting
faat mogelij en afspoelin e er sprake oeling moge een daadw e van dit on tewater.
et grondwate ied.
t grondwate
6 ourwater er bij de
eschikt is teit in de
eveelheid van het
jk uit het g van de e is van elijk het werkelijke
nderzoek.
er? Wat is
er?
2 ME
2.1 Begin se waterbod in de jach slib en de een lucht voor het buitenkan via een s werd por verdere a
Figuur 2: l
ETHODE
Veldwerk eptember 202 dems verzame hthavens). Op e vaste water tdicht emmer
gebruik in ex nt van deze rh slangetje verb riewater uit d analyse.
locaties waar m
3
2
kzaamhede 20 werd het eld voor analys p de analyse lo rbodem. De m rtje vervoerd experimenten.
hizons bevat p bonden met de bodems gez
monsters werden
2
1
n plas eerste deel se (figuur 2), t ocaties werde monsters werd naar het lab Op het lab poriën met ee een injecties zogen. De bod
n verzameld van
4
Le
van het ve tevens werd e en per locatie den verzameld b. Daarnaast w
werden direc en doorsnede v puit, waarme odems en het
n de sliblaag en
4
Verzamele waterbode Verzamele
Verzamele legakker ( egenda:
eldwerk uitgev er extra slib ve 3 monsters ve d met behulp werden er to ct rhizons in van ongeveer ee onderdruk poriewater w
n de vaste onder
5
en en analyse em 3 diepten en slib uit hav
en en analyse (gecreëerd uit
voerd. Er we erzameld voor erzameld: het van een zuige nnen met opp de emmers a 0,15 microme kan worden werden daarna
rwaterbodem.
vens
t slib)
erden op vij or de experime
t ondiepe slib, erboor en ver pervlaktewate aangebracht.
eter. De rhizo aangebracht a bij 4˚C bew
7 jf locaties enten (ook
het diepe rvolgens in er gevuld, De teflon ns werden . Hiermee waard voor
2.2 Vel In septe toplaag locaties slootkan cm. Ook met beh plekken (diamete Daarnaa natuurre
Figuur 3:
landlocatie grondwate
In dece werkzaa bodemlo plek mo tot een d
dwerkzaam ember 2020
van de wate werden ook nt. Ook werd k werd er op hulp van een
ten behoev er 15 cm) va st werd er eservaat van
Monsterlocatie es waar monst er werd bemons
ember 2020 amheden we
ocaties. Er w gelijk om he diepte van 2
mheden Ege werd het ve erbodem en k 3 lysimeter d er op vijf lo
p deze vijf keramische e van het u an een diepte
r een peilb Natuurmonu
es in Egelshoek ters van bodem
sterd onder het
werd het erden uitgev werden in Mij et ondiepe g 2 meter nage
elshoek en eldwerk in het oppervl s geplaatst o ocaties bode locaties het cup en een itlogings-exp e van 30 -70 uis (code O umenten (zie
k, waarbij de m en grondwate t natuurgebied.
veldwerk voerd als in jnden geen i grondwater enoeg droge
polder Mij Egelshoek u laktewater v op een diept em verzamel ondiepe gro vacuüm get periment int centimeter OVPC4-6; (X e figuur 1).
blauwe punte er werden verza
in polder n Egelshoek intacte bode te bereiken bodem (ven
jnden itgevoerd. H van de slote te van 30, 60
ld op 3 diept ondwater ve trokken spui tacte bodem
onder maaiv XY : 13692
en de watergan zameld. Grondw
Mijnden ui k, alleen da emkernen ve
. Op de ove ige klei) aan
Hierbij werd n verzameld 0 en 90 cm, ten: 0-30 cm erzameld (op t. Verder we mkernen verz
veld.
1/466118) b
ngen aangeven water NM geeft
itgevoerd (f an op zes s rzameld. En rige plekken getroffen.
den op 4 loc d (figuur 3).
circa 1 mete m, 30-50 cm p 90/100 cm erden er op zameld in pv
bemonsterd
n, en de rode t de locatie aa
figuur 4).
slootlocaties het was sle n in Mijnden
8 caties de
Op deze er van de en 50-70 m diepte) deze vijf vc buizen
bij het
punten de n waar het
Dezelfde s en zes
chts op 1 n werd er
Figuur 4: M landlocatie
Monsterlocaties es waar monste
s in polder Mijnd ers van bodem e
den, waarbij de en grondwater w
e blauwe punte werden verzam
en de watergang meld.
gen aangeven, een de rode punt
9 ten de
2.3 2.3.1 S Er werd voor het een glaz werd ge ijzerchlo het roer gemeten van 47 u aan zwe 12°C. All
Figuur 5:
2.3.2 Een slibm uur stag uitgevoe µmol/l)) uitgevoe vervolge het mon en alle b
Experime Sedimentati een mengse t slib uit de zen kolom aa emeten en oride (250 µ ren toegevoe n (eerst zes uur werd tev evend stof e
les werd in d
foto van de 1
Kwaliteit re mengsel van nant bewaar erd waarbij h ) en daarnaa erd (zie figuu ens werden n nster een sub belangrijke e
enten iesnelheid el gemaakt haven als he angebracht,
gevolg in d µmol/l) invlo egd aan het uur), daarna vens wat va
n destructie drievoud uitg
12 glazen kolo
etourwater de haven en rd, waarna h het water w ast werd een ur 6 voor ee na 1, 4 en 2 bmonster op elementen w
van 60% slib et slib uit de gedurende 1 de tijd (figu oed heeft op t slibmengse a werd er na n het opstaa e van het fil
gevoerd.
ommen waarin
n van de pla het opstaand werd behande blanco uitg en deel van d
24 uur monst gezogen, wa werden geme
b en 40% op e plas. Vervo 15 seconden uur 5). Er p de sedime el. In het e a 23, 47 en 7
ande water lter. Het exp
n het sedime
as (verhoudin de water we
eld met PAX gevoerd. Alle de opstelling ters verzame aarna de pH eten op ICP e
ppervlaktewa olgens werd
geroerd waa werd ook g entatiesnelhe eerste deel 71 uur nog ee
verzameld e periment we
entatieproces
ng 60% slib/4 rd afgepomp X of ijzerchlo es werd in 25 g). Op T=0 w eld. Steeds
werd gemet en Auto-analy
ater uit de p er een halve arna de hoo getest of e eid. Het ijze
van de proe en meting ge en gefiltreer erd uitgevoe
werd gevolgd
40% water) w pt. Met dit w oride (zowel 50 ml glazen werd de beha
werd van he ten, zwevend
yzer (paragr
plas, dit gel e liter slibm ogte van de s een behande erchloride w ef werd er edaan. Bij d rd voor een erd in het do
d.
werd, na me water werd e
l 250 µmol/l n flessen, in andeling toe et bovenste d stof werd raaf 2.4).
10 ldt zowel
engsel in slibdeken eling van werd voor
intensief de meting bepaling onker bij
nging, 24 een proef als 1000 drievoud egediend, deel van bepaald,
Figuur 6:
zonder to
2.3.3 Op vijf p bodemla diepte 3 7 voor ee Geduren De helf regenwa Tweema er poriew eenmaal slibmeng van 15°C
Figuur 7:
: glazen fless oevoegingen. A
Uitloging va percelen in aag van 0-30 0-70 centim en veld- en nde acht wek
ft van de ateroplossing aal per week water onttro l per twee gsel aan de C en in het d
het verzame
sen in het re Aan de drie re
an stoffen ric Egelshoek w 0 centimeter eter. Onderi labfoto.
ken werd er e cilinders g.
k werd er ee okken van de
weken. Te bovenzijde v onker.
len van de ko
etourwaterexp echter flessen
chting grond werden 2 int
r verwijderd in de pvc cil
vijfmaal pe kreeg ee
n monster g e bodem van evens zijn van de cilind
lommen in he
periment. De n is PAX toege
d- en of opp tacte bodem werd. De k linder zat wo
er week een n slibmeng
geanalyseerd n 40 en 55 c de totaalco ders. Het ex
et veld en de o
e linker drie ediend.
pervlaktewat mkernen verz
kernen ware orteldoek me
hoeveelheid gsel toeged
d van het doo centimeter d oncentraties xperiment we
opstelling in h
flessen zijn
ter
zameld, nada n dus gevuld et een dop m
d van 500 m diend, de
orgesijpelde diepte in de bepaald va erd uitgevoe
het lab.
flessen met
at eerst de d met bodem met gaten, z
ml water opg andere he
e water. Tev kolom, dit g an het inge erd in een kl
11 Havenslib
bovenste m van de zie figuur
gebracht.
elft een
ens werd gebeurde edroogde limaatcel
12
2.4 Analyses water(bodem), poriewater en oppervlaktewater
Voorbewerking bodemmonsters / waterbodem:
Een bekend volume van de bodems werd gedroogd waarna het vochtgehalte en het massa volume (kilogram droge stof per liter bodemvolume) wordt berekend. Van het gedroogde monster werd een deel verast/uitgegloeid (gedurende 5 uur bij 550 oC). Uit de afname van de massa tijdens verassen (gloeiverlies) werd het organisch stofgehalte berekend.
Destructie bodem:
Van het gedroogde monster werd een deel ontsloten met geconcentreerd salpeterzuur en waterstofperoxide in een gesloten destructiemagnetron. Hierbij wordt de verweerbare fractie aan elementen van een bodem vrijgemaakt. Het destruaat werd doorverdund waarna de concentraties fosfor (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K), ijzer (Fe), mangaan (Mn), zwavel (S), silicium (Si) en aluminium (Al) werden bepaald met een ICP.
Zoutextract bodem:
Met een zoutextractie kunnen de zoutuitwisselbare ionen in de bodem bepaald worden. Hiervoor werd 17,5 gram verse bodem met 50 ml zoutextract (0,2 mol l-1 NaCl) gedurende 2 uur geschud op een schudmachine bij 105 rpm. De pH werd gemeten met een HQD pH-electrode. De extracten werden gefilterd met behulp van rhizons. Voor analyse op de ICP-OES werd een deel van het filtraat aangezuurd met salpeterzuur (eindconcentratie 1%) en bewaard bij 4 °C tot verdere analyse. Voor analyse op de auto-analyzers werd niet-aangezuurd filtraat bewaard bij -18 °C tot verdere analyse.
Oxalaatextract bodem:
Met een oxalaatextractie kan de concentratie ijzer- en aluminiumgebonden fosfaat worden bepaald.
Hiervoor werd vers materiaal ingewogen overeenkomstig met 2,5 gram droog materiaal en met 50 ml extractiemedium ((COONH4)2.H2O: 0,12 mol l-1 en H2C2O4: 0,12 mol l-1) uitgeschud op een schudmachine bij 105 rpm. De extracten werden gefilterd met behulp van rhizons en het filtraat werd niet-aangezuurd bewaard bij 4 °C tot verdere analyse op de ICP-OES.
Poriewater- en oppervlaktewatermonsters:
De pH werd gemeten met een standaard Ag/AgCl2 elektrode verbonden met een radiometer (Copenhagen, type TIM840). De hoeveelheid opgelost anorganisch koolstof (TIC: CO2 en HCO3) werd bepaald met behulp van infrarood gas analyse (ABB Advance Optima IRGA). De EGV werd bepaald met een HACH EGV-probe verbonden met een HQD-meter. Een deel van het poriewater of oppervlaktewater werd gefixeerd met een 4% HCl-oplossing. De monsters voor de auto-analyzer werden bewaard bij een temperatuur van –20 ºC tot aan de analyse. De monsters voor de ICP-OES werden aangezuurd voor analyse en bewaard bij 4 ºC.
13
2.5 Elementenanalyse (ICP en auto-analysers)
De concentraties calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminium (Al), ijzer (Fe), mangaan (Mn), fosfor (P), zwavel (S; als maat voor sulfaat), silicium (Si) en zink (Zn) werden bepaald met behulp van een Inductively Coupled Plasma Spectrofotometer (ICP-OES, ICAP 6300, Thermo Fisher Scientific of, ARCOS MV, Spectro). De concentraties nitraat (NO3-), ammonium (NH4+) en fosfaat (PO43-) werden colorimetrisch bepaald met een Seal auto-analyser III met behulp van resp. salicylaatreagens, hydrazinesulfaat en ammoniummolybdaat/ascorbinezuur. Chloride (Cl-) werd colorimetrisch bepaald met een Bran+Luebbe auto-analyser ΙΙI systeem met behulp van mercuritiocyanide. Natrium (Na+) en kalium (K+) werden vlamfotometrisch bepaald met een Sherwood Model 420 Flame Photometer.
14
3 RE
3.1 3.1.1 W De kwal van het en zwav waterbo heeft la waterbo nergens
Figuur 8:
van de m
ESULTATE
Huidige k Waterbodem iteit van de
slib, het die vel is in de odem vergeli agere fosforc odem. Het d is de fosforc
kwaliteit van onsterpunten
EN
kwaliteit wa m
waterbodem epe slib en d
vaste wate jkbaar met concentratie diepe slib en concentratie
n de waterbod n.
aterbodem
m van de Lo de vaste wa erbodem lag het slib (hie es in de ond n de vaste w e van het po
dem op vijf lo
Loosdrech
oosdrechtse terbodem (f ger dan in h
er is geen di diepe sliblaa waterbodem l
oriewater hoo
ocaties in de
htse plassen
plas is bepa figuur 8). He het slib. All ikke sliblaag ag dan in d laten vergel og (maximaa
Loosdrechtse
n
aald op drie et totaalgeha een op loca g aangetroffe de diepere s
ijkbare conc al 1,24 mg/l)
plassen Zie f
diepten: de alte aan fos atie vijf is en). Het po sliblaag en centraties zi
).
figuur 8 voor
15 e toplaag for, ijzer de vaste oriewater
de vaste en, maar
de ligging
16 Figuur 9 : Correlaties tussen bodemparameters (boven) en parameters in poriewater (beneden)
In figuur 9 is te zien dat een aantal bodemparameters sterk met elkaar gecorreleerd zijn. Het fosfor in de bodem is waarschijnlijk voor een groot deel aan ijzer gebonden (sterke correlatie tussen fosfor en ijzer) en zal deels ook in de vorm van organisch materiaal aanwezig zijn, met name in de toplaag. Ook het zwavelgehalte van het sediment is gecorreleerd met het ijzergehalte, dit kan
0 5 10 15 20 25
0 20 40 60 80 100
Totaal P (mmol/kg bodem)
Organisch stof (%) Toplaag slib
Diep slib Vaste bodem
0 5 10 15 20 25
0 100 200 300 400
Totaal P (mmol/kg bodem)
Totaal Fe (mmol/kg bodem)
0 100 200 300 400 500 600 700 800
0 100 200 300 400
Totaal S (mmol/kg bodem)
Totaal Fe (mmol/kg bodem)
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
0 2000 4000 6000 8000 10000
P poriewater (µmol/l)
TIC poriewater (µmol/l)
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
0 2000 4000 6000 8000 10000
NH4 poriewater (µmol/l)
TIC poriewater (µmol/l)
0 10 20 30 40 50 60
0 2000 4000 6000 8000 10000
S poriewater (µmol/l)
TIC poriewater (µmol/l)
0 10 20 30 40 50 60 70 80
0 2000 4000 6000 8000 10000
Fe poriewater (µmol/l)
TIC poriewater (µmol/l)
17 betekenen dat een deel van het ijzer in de bodem gebonden is aan sulfide. Een deel van het ijzer is daardoor dus niet beschikbaar om fosfor te binden.
In het poriewater is de concentratie TIC (Total Inorganic Carbon, bicarbonaat plus kooldioxide) interessant om te bekijken. In anaërobe onderwaterbodems wordt, door gebrek aan zuurstof, driewaardig ijzer (Fe(III)) en sulfaat gebruikt als alternatieve electronenacceptor voor de afbraak van organisch materiaal. Bij afbraak van organisch materiaal komt anorganische koolstof (TIC) en ammonium vrij in het poriewater. Omdat bij de afbraak van organisch materiaal anorganisch koolstof en ammonium in een min of meer vaste verhouding vrijkomen, zijn de TIC en ammoniumconcentratie van het poriewater vaak met elkaar gecorreleerd. Verder is ook te zien dat in de waterbodems niet alleen driewaardig ijzer (sterke correlatie tussen gereduceerd ijzer en TIC in het poriewater) maar ook sulfaat wordt gebruikt als alternatieve elektronenacceptor voor de afbraak van reactief organisch materiaal (zie de negatieve correlatie tussen sulfaat en TIC).
Omdat er steeds meer ijzer dan fosfor in het poriewater aanwezig is zullen de bodems geen fosfor naleveren naar de waterlaag zolang deze voldoende zuurstof bevat. De lagere fosfor- en ammoniumconcentraties in het poriewater van de toplaag van het slib kunnen worden veroorzaakt door de interactie met het zuurstofrijke oppervlaktewater. Hierdoor kan afbraak van organische stof deels aeroob plaatsvinden en wordt gereduceerd ijzer geoxideerd waardoor fosfor goed gebonden wordt. Vrijkomend ammonium wordt geoxideerd tot nitraat. Het is dus niet te verwachten dat baggeren zal leiden tot een hogere nalevering van fosfor en stikstof naar de waterlaag.
3.1.2 Legakker
Als aanvulling op het onderzoek zijn er bodems verzameld op de legakker die een aantal jaren geleden is gecreëerd met slib uit de Loosdrechtse plassen; de resultaten worden weergegeven in tabel 1. Het organisch stofgehalte varieert tussen 47 en 67%, totaal ijzer tussen 224 en 291 mmol/kg bodem. Het Totaal P gehalte is met name in de bovenste bodemlaag erg hoog (41 mmol/kg bodem). In de lagen eronder zijn deze veel lager (13-18 mmol/kg). Zwavel neemt juist toe in de diepte, tot een maximum van 362 mmol/kg bodem. Uit het waterextract blijkt dat ammonium in de diepere (permanent anaerobe) bodem ophoopt. Nitraat is juist hoger boven in de bodem. Dit patroon kan verklaard worden door oxidatie van het in de legakker opgebrachte slib waarbij gereduceerd zwavel wordt geoxideerd tot sulfaat en ammonium dat vrijkomt bij de oxidatie van organisch materiaal oxideert tot nitraat. Zowel sulfaat als nitraat kunnen uitspoelen naar het oppervlaktewater. Behalve totaal-P is ook P-H2O erg hoog in de toplaag van de bodem, er is dus veel fosfor en nitraat beschikbaar voor planten, waardoor snel een ruige vegetatie zal ontstaan.
Het is niet helemaal duidelijk waarom de toplaag zoveel rijker is aan totaal-P dan de diepere lagen in de legakker.
Tabel 1: data van vier bodemdiepten van de legakker gecreëerd uit slib, gelegen aan de westzijde van de plas.
Diepte Vocht‐
gehalte
Massa volume
Org.
Stof tot. Al tot. Ca tot. Fe tot. P tot. S pH ‐ H2O
NO3 ‐ H2O
NH4 ‐ H2O
P ‐ H2O
Ca ‐ H2O
cm % kg/l %
0‐20 73,6 0,21 67,6 140,3 448,3 283,0 41,5 154,4 6,11 445 55 320,6 4332 20‐40 72,0 0,26 47,4 121,6 446,4 224,4 13,3 132,8 6,20 282 37 4,5 16570 40‐60 81,0 0,19 61,3 145,7 625,2 279,9 16,7 334,5 6,48 113 53 3,8 41053 80‐100 81,9 0,19 61,8 144,9 772,6 291,4 17,5 362,5 6,88 24 7640 10,0 34657
mmol/kg bodem µmol/kg bodem
18
3.2 Sedimentatiesnelheid slib
Het slib van de Loosdrechtse plassen bezinkt vrij langzaam (figuur 10). Het toedienen van ijzerchloride heeft weinig invloed, ook niet na 2 tot 3 dagen. Het slib uit de haven bezinkt iets sneller, en in iets grotere mate dan het slib uit de plas. De hoeveelheid zwevend stof in het opstaande water is na 48 uur nét onder de norm van 200 mg/l in de plas, namelijk 188 mg/l (figuur 11). Voor het havenslib is het opstaande water minder troebel en heeft een gehalte zwevend stof van gemiddeld 135 mg/l. Voor beide slibtypen geldt dat het toevoegen van ijzerchloride voor het roeren nauwelijks effect heeft op de concentratie zwevend stof.
Figuur 10: de afname van het slibdekenvolume van slib uit de haven en slib uit de plas, met en zonder een toediening van ijzerchloride.
Figuur 11: de hoeveelheid zwevend stof in het opstaande water na een bezinkperiode van 48 uur.
350 370 390 410 430 450 470 490 510 530 550
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Slibdekenvolume (ml)
Tijd (min.)
haven haven + FeCl plas
plas + FeCl
0 50 100 150 200 250
Plas Plas + FeCl Haven Haven + FeCl
Zwevend stof na 48u (mg/l)
19
3.3 Kwaliteit retourwater
De kwaliteit van het retourwater wordt weergeven in tabel 2. De P concentratie van het retourwater van de plas is, 1 uur na aanvang van de proef, zonder behandeling 3,7 µmol/l (0,11 mg/l)en dat van het retourwater van de haven 5 µmol/l (0,16 mg/l). Let op, het slib heeft vóór aanvang van deze proef circa 24 uur de kans gehad om te bezinken. Met het opstaande water dat na 24 uur op de (deels) bezonken sliblaag stond is de proef uitgevoerd. Bij een toediening van Pax wordt de P-concentratie van het retourwater binnen een uur met meer dan 50% gereduceerd. Dit geldt zowel voor het retourwater van het slib uit de plas als voor het retourwater van het slib uit de haven. Na vier uur en 24 uur neemt na toediening van PAX de P concentratie verder af (zie tabel 3).
Deze afname is het sterkst voor het havenslib. De PAX behandeling zorgt wel voor een hoge aluminiumpiek, met name in de eerste uren na dosering. Na 24 uur is de concentratie weer sterk verlaagd, maar nog niet zo laag als normaal in de plas.
De ijzerbehandeling heeft in deze proef nagenoeg geen effect op de P-concentratie. In zowel de ijzer- als de controle behandeling blijven de P concentraties hoog zelfs na 24 uur. Mogelijk heeft de menging van het retourwater met het ijzerchloride niet goed genoeg plaatsgevonden, of met te weinig kracht, waardoor de effecten van ijzer uitblijven. Voor zwevend stof zien we hetzelfde beeld als voor totaal-P (figuur 12). Ook hier heeft alleen het toedienen van Pax een effect.
De ammoniumconcentraties in het retourwater zijn erg hoog met + 400 µmol/l (+ 5,6 mg-N/l) voor het slib uit de plas en + 1250 µmol/l (+ 17,5 mg-N/l) voor het slib uit de havens en worden niet beïnvloed door de behandelingen. De concentratie sulfaat in het retourwater valt over het algemeen mee; sulfaat is wel wat hoger in het retourwater van de plas dan in het retourwater van de haven. De concentratie sulfaat wordt licht verlaagd door de Pax-behandeling.
Tabel 2: de concentratie aluminium, ijzer en fosfor in het retourwater, 1u, 4u en 24u nadat er een dosering van Pax of ijzerchloride is toegediend.
1u 4u 24u 1u 4u 24u 1u 4u 24u 1u 4u 24u
Plas 16,6 16,3 13,1 22,8 21,5 20,0 3,70 3,36 3,07 384 391 390
Plas Pax 1208,6 954,8 294,2 9,2 8,1 2,3 1,66 1,40 0,41 378 404 401 Plas Fe250 15,2 14,1 12,4 42,9 25,9 19,7 3,50 3,27 3,01 385 400 392 Plas Fe1000 14,3 13,9 12,0 57,4 36,7 21,8 3,39 3,21 2,85 394 405 395
Haven 14,5 13,8 11,9 69,8 67,7 59,2 5,07 4,82 4,24 1249 1252 1211 Haven Pax 1128,4 94,2 16,7 29,9 2,0 0,4 2,26 0,27 0,04 1259 1272 1277 Haven Fe250 14,4 13,4 11,4 86,6 69,4 56,1 4,90 4,71 4,08 1262 1251 1233 Haven Fe1000 13,8 12,6 10,7 103,9 76,8 55,2 4,75 4,55 3,80 1268 1265 1228
NH4+
(µmol/l) Al (µmol/l) Fe (µmol/l) P (µmol/l)
1u 4u 24u
Plas 273,6 270,3 272,6 Plas Pax 214,0 192,8 129,6 Plas Fe250 271,9 265,0 271,9 Plas Fe1000 259,4 263,4 267,8 Haven 182,4 179,1 182,2 Haven Pax 140,9 103,9 101,3 Haven Fe250 180,7 179,4 181,7 Haven Fe1000 179,4 177,4 180,4
S (µmol/l)
20 Figuur 12: de hoeveelheid zwevend stof in het retourwater met en zonder toedienen van Pax en twee
concentraties ijzerchloride
3.4 Uitloging van stoffen richting grond- en of oppervlaktewater
In figuur 13 zijn de resultaten weergegeven van de uitloogproef. De concentratie fosfor neemt gedurende acht weken langzaam af. In de regenwaterbehandeling zijn de concentraties hoger dan in de behandeling met het slibmengsel. Er loogt dus onder ‘normale’ omstandigheden ook wat fosfor uit deze landbouwbodem uit. Dat er weinig extra fosfor uitloogt door het toedienen van een slibmengsel is te verklaren door de hoeveelheid ijzer die in het slibmengsel aanwezig is. In de oxiderende sliblaag wordt het ijzer geoxideerd waardoor het fosfor goed gebonden blijft.
Uitspoelend ijzer kan ook in de bodem onder het opgebrachte slib nog fosfor binden. Het grondwater onder de toekomstige depots zal dus niet extra verrijkt worden met fosfor.
De hoeveelheid zwavel die uit de met slib behandelde kolommen spoelt is 1,5 tot 2 keer zo hoog als uit de regenwater kolommen. Het sulfaat komt vrij bij de oxidatie van het slib waarbij gereduceerd zwavel (vooral aanwezig in de vorm van ijzersulfide) wordt geoxideerd tot sulfaat. De sulfaat- uitloging vertoont na 8 weken nog een stijgende lijn. De vraag is dus wanneer deze uitspoeling ten einde komt. Zeer waarschijnlijk zal deze nog doorgaan en in een depotsituatie zullen de concentraties in het uitspoelende water waarschijnlijk nog stijgen tot waarden die (veel) hoger zijn dan 1200 µmol/l. Ook spoelt er wat stikstof uit het depot. Het gaat hierbij niet om hele hoge concentraties maar ook hier zien we dat er aan het einde van de proef nog sprake is van een duidelijke toename van de uitspoeling. Calcium spoelt ook uit als gevolg van de vorming van zuur onder invloed van de oxidatie van gereduceerd zwavel in het slib. Het poriewater (figuur 14) laat dezelfde patronen zien als het water dat uit de kolommen spoelt.
0 50 100 150 200 250 300 350
1 4 24
Zwevend stof (mg/l)
Tijd (uren)
Plas Plas Pax Plas Fe250 Plas Fe1000 Haven Haven Pax Haven Fe250 Haven Fe1000
21 Figuur 13: de kwaliteit van het uitlogende water, onderin de kolommen behandeld met ofwel regenwater ofwel een slibmengsel; 2-wekelijks gemeten gedurende acht weken.
0 10 20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50
IJzer (µmol/l)
Tijd (dagen) 0
1 2 3 4 5 6 7 8
0 10 20 30 40 50
Fosfor (µmol/l)
Tijd (dagen)
Slibmengsel Regenwater
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
0 10 20 30 40 50
Sulfaat (µmol/l)
Tijd (dagen)
0 10 20 30 40 50 60 70
0 10 20 30 40 50
NO3 + NH4 (µmol/l)
Tijd (dagen)
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
0 10 20 30 40 50
Calcium (µmol/l)
Tijd (dagen)
22 Figuur 14: kwaliteit van het poriewater op 2 diepten in de kolommen, viermaal gemeten gedurende het experiment.
0 1 2 3 4 5 6 7 8
26‐09‐20 6‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 5‐11‐20 15‐11‐20
Fosfor (µmol/l)
40 cm
0 1 2 3 4 5 6 7 8
26‐09‐20 6‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 5‐11‐20 15‐11‐20
Fosfor (µmol/l)
Slibmengsel Regenwater 55 cm
0 500 1000 1500 2000 2500
26‐09‐20 6‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 5‐11‐20 15‐11‐20
Zwavel (µmol/l) 40 cm
0 500 1000 1500 2000 2500
26‐09‐20 06‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 05‐11‐20 15‐11‐20
Zwavel (µmol/l)
55 cm
0 50 100 150 200 250 300 350
26‐09‐20 6‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 5‐11‐20 15‐11‐20
Nitraat (µmol/l)
40 cm
0 50 100 150 200 250 300
26‐09‐20 6‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 5‐11‐20 15‐11‐20
Nitraat (µmol/l)
55 cm
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
26‐09‐20 06‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 05‐11‐20 15‐11‐20
Calcium (µmol/l)
40 cm
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
26‐09‐20 06‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 05‐11‐20 15‐11‐20
Calcium (µmol/l)
55 cm
0 20 40 60 80 100 120 140 160
26‐09‐20 06‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 05‐11‐20 15‐11‐20
Ammonium (µmol/l) 40 cm
0 20 40 60 80 100 120 140 160
26‐09‐20 06‐10‐20 16‐10‐20 26‐10‐20 05‐11‐20 15‐11‐20
Ammonium (µmol/l) 55 cm
23
3.5 0-monitoring Egelshoek 3.5.1 Oppervlaktewater en waterbodem
Voor vier locaties is de kwaliteit van de sloten in Egelshoek bepaald en weergegeven in tabel 3.
Hierbij wordt de oppervlaktewaterkwaliteit en de waterbodemkwaliteit (totaalgehalten en poriewater) gegeven. Hieruit blijkt dat het oppervlaktewater een (relatief) goede kwaliteit heeft:
overal is ortho-fosfaat (PO4) lager dan 1 µmol/l (0,031 mg P/l), ook de sulfaat-, nitraat- en ammoniumconcentraties zijn laag. De totaal-P gehalten van de waterbodems zijn laag. De concentratie fosfor in het poriewater is laag en de ijzerconcentraties is hoger dan de fosforconcentratie. Dit resulteert in een Fe/P ratio die op 3 van de 4 plekken hoger is dan 1, hetgeen gunstig is. Op locatie D is deze ratio lager dan 1 maar hier is ook de P concentratie van het poriewater erg laag. Op grond van deze data wordt er een (zeer) lage nalevering van P vanuit de onderwaterbodem naar de waterlaag verwacht.
Tabel 3: kwaliteit van het oppervlaktewater (boven), totaalgehalten in waterbodem (midden) en kwaliteit poriewater van de waterbodem (beneden) in Egelshoek
Sloot Vocht‐
gehalte Massa volume
Org.
Stof Al‐
tot.
Ca‐
tot.
Fe‐
tot.
P‐
tot.
S‐
tot.
% kg/l %
A 72,5 0,33 10,6 55,8 37,0 52,5 7,2 76,8 B 51,1 0,69 5,9 41,4 32,7 26,8 5,2 42,1 C 44,4 0,85 4,2 41,0 28,0 19,3 3,3 13,5 D 61,6 0,47 8,7 48,7 46,0 36,3 5,1 64,1
mmol/kg bodem
Sloot pH EGV CO2 HCO3 Ca Cl Fe K P S NO3 NH4 Fe/P
µS/cm mol/mol
A 6,253 194 1538 1143 596 415 89,8 56,4 6,0 47,1 1,4 21,8 14,9 B 6,463 389 2985 3597 1728 401 51,6 25,8 13,8 14,5 0,8 12,1 3,7 C 7,147 285 436 2536 1117 312 22,9 99,3 4,3 9,4 1,1 48,9 5,4 D 6,982 292 612 2437 1161 475 2,2 16,6 3,0 74,3 1,0 14,8 0,7
µmol/l Sloot pH Alkalini‐
teit
Turbidi‐
teit EGV CO2 HCO3 Al Ca Cl Fe K Na S NO3 NH4 P PO4
meq/l NTU µS/cm
A 6,7 1,80 8,4 257 735 1639 2,7 828 466 23,2 88,1 498 151 0,9 11,7 3,0 0,82
B 6,8 1,96 4 262 645 1788 1,0 927 416 17,5 39,8 453 112 0,8 6,5 2,3 0,87
C 6,9 2,27 6,1 250 585 2096 0,9 1048 220 26,9 2,9 280 42 0,8 5,3 2,8 0,83 D 6,7 2,24 7 276 1108 2054 1,4 1007 420 37,2 37,3 510 74 0,9 4,0 4,2 0,72
µmol/l
3.5.2 G De kwal Egelshoe 15). De behalve 2000 ge lagere fo
Tabel 4:
gelegen n
Figuur 15 elkaar.
Gro
0 1 2 3 4 5
Egelsh.
0 200 400 600 800 1000 1200
Egelsh
Locatie
Egelsh. 1 Egelsh. 2 Egelsh. 3 Egelsh. 4 Egelsh. 5
GW NM
Grondwater liteit van he ek. Wel is de fosforconce op locatie 1 bied van Na osforconcent
grondwaterk natura-2000 g
5: de belangrij ondwater NM
1 Egelsh. 2 Egelsh. 3
Fosfor (µ
h. 1 Egelsh. 2 Egelsh. 3
Zwavel (µ pH EGV
µS/c
1 6,42 32
2 6,21 42
3 5,66 22
4 6,21 31
5 6,00 43
6,04 37
rkwaliteit et ondiepe g e sulfaatconc entratie is n 1, waar met atuurmonum tratie, wat m
kwaliteit in E gebied.
jkste paramet M
Egelsh. 4 Egelsh. 5
µmol/l)
3 Egelsh. 4 Egelsh. 5
µmol/l)
V CO2 HCO cm
9 357 39
2 3113 208 9 5188 98 7 2002 134 7 3104 127
70 4546 20
grondwater centratie (lo niet erg hoo name de am menten heeft
meer ijzer en
Egelshoek op
ters van het g
GW NM
GW NM
O3 Al Ca
91 36,6 47 81 17,1 182 89 44,0 93
41 18,6 109 79 29,1 185
64 33,5 137
(circa 1 me okaal) hoog ( og, en de a mmoniumcon
t een grond n vooral veel
5 locaties, i
grondwater, e
0 10 20 30 40 50 60 70
Egelsh. 1 Egels
0 100 200 300 400 500
Egelsh. 1 Egels
a Cl Fe
7 853 6,8 23 396 15,2
2 269 25,3 97 869 3,1 57 488 45,6
70 1039 59,9
eter benede (1140 µmol/
norganische ncentratie h dwaterkwalit
l lagere sulfa
in vergelijking
en de ligging v
h. 2 Egelsh. 3 Egelsh.
IJzer (µmo
h. 2 Egelsh. 3 Egelsh.
NO3+ NH4(µm
K Mg
77,8 375 93 26,3 524 7 34,7 359 4 92,1 515 17 29,9 504 32
71,2 407 42 µmol/l
en maaiveld) l op locaties stikstofconc oog is. Het n teit die vee aatconcentra
g tot het gro
van de gebiede
4 Egelsh. 5
ol/l)
4 Egelsh. 5
mol/l)
Na P S
39,5 4,5 731 71,7 3,1 817 44,9 2,8 285 74,8 3,3 341 21,3 2,9 1140
20,9 2,0 88
) is redelijk s 5, tabel 4 centratie o nabij gelege el beter is;
aties.
ondwater in
den ten opzich
GW NM
GW NM
Zn NO3 N
1 3,9 22,2 40 7 1,9 1,6 14 5 0,3 1,0 4 1 0,7 41,9
0 1,3 1,4 4
0,5 0,9 9
24 k goed in
en figuur ook niet, en Natura
met een
een nabij
hte van NH4 PO4
03,4 0,8 40,4 0,6 47,7 0,7 9,1 0,7 45,2 0,8
94,6 0,7
