Ministerie van Verkeer en Waterstaat
R ijkswaterstaat
Effecten van koelwater op het zoute aquatische milieu
Rapport RIKZ/2004.043 RIKZ rapport 2004.
drs. J.G. Hartholt
dr. ir. Z. Jager
December 2004
Colofon U itgegeven door:
C ontactpersoon:
Telefoon:
E-mail:
R apportnum m er:
A uteurs:
R ijksinstituut v o o r Kust en Zee /
J.G. H a rth o lt 0 7 0 - 3 1 1 4 434
H .H artholt@ rikz.rw s.m invenw .nl
R IK Z/2004.043
J.G. H a rth o lt & Z. Jager
Inhoudsopgave
1 Inleiding 11
1.1 A anle id in g 11
1.2 Doelstelling 12
1.3 A anpak en opzet 12
2 Effecten van onttrekking van koelwater 15
2.1 Effecten van inzuiging (im pingem ent) 15
2.1 .1 O m v a n g van inzuiging 15
2.1 .2 Variatie in de tijd 17
2.1 .3 Sterfte d o o r inzuiging 18
2.2 Effecten ais gevolg van d o o rvo e rin g in het koelsysteem (entrainm ent)
18
2.2 .1 Thermische effecten 19
2.2 .2 C o nditioneringseffecten 20
2.2 .3 C om binatie effecten 2 0
2.3 Effecten op het w atersysteem 21
2.3 .1 W a t w o rd t verstaan ond e r afhankelijkheid van vissoorten van estuaria en de kustzone?
22
2.3 .2 Problemen bij het schatten van de pop u la tie o m va n g per vissoort o f ander soort organisme.
22
2.3 .3 W o rd t het voortbestaan van een vissoort o f een ander soo rt organism e bedreigt?
23
2.3 .4 Sterfte d o o r visinzuiging vergeleken m et populatiegroottes, p opulatiestructuur, visvangsten en visbijvangsten
23
2.3 .5 Effecten op garnalen in de W addenzee 25
3 Effecten van warmwaterlozingen op het watersysteem 27
3.1 Vis 28
3.2 O verige organismen 29
4 Visie op toetsingscriteria voor koelwatergebruik 33
4.1 O n ttre k k in g van ko e lw a ter 33
4.2 Lozingscriteria 33
5 Aanbevelingen 35
6 Literatuur 37
Voorwoord
Integraal beheer van de Nederlandse oppervlakte w ateren vra a g t om duidelijke afspraken m et gebruikers ervan op het gebied van een e venw ichtige en consequente aanpak In de ve rg u n n in g ve rle n in g ais het gaat om benodigde hoeveelheden ko e lw a ter en de toegestane om vang van (therm ische) lozingen. Dat Is de reden d a t op In itia tie f van de Commissie Integraal W aterbeheer (C IW ) onder W erkg ro e p 4 de projectgroep K oelw ater Is Ingesteld m et de o p d ra ch t een beoordellngs- sys-tem atlek op te stellen v o o r het gebruik van koelwater. D it rap p o rt g e e ft de o n d e rb o u w in g v o o r deze system atiek tezam en m et het effecten ra p p o rt v o o r de zoete w ateren.
Veel van de ve rw e rkte In form atie en rapporten In deze studie zijn aangereikt d o o r KEMA. In o p d ra ch t van de Nederlandse Elektriciteits
productie h e e ft KEM A de afgelopen 30 jaar veel onderzoek en studie ve rrich t naar de effecten van Ingezogen vis en m ogelijkheden om effecten hiervan tegen te gaan.
O p d ra ch tg e ve r v o o r d it ra p p o rt Is DGW, opdra ch tn e m e r Is RWS-RIKZ. Het projectteam bestaat u lt Hans H a rth o lt, Z w a n e tte Jager en Saa Kabuta.
44305_broch 02-02-2005 11:15 Pagina 7
Samen vatting
De projectgroep K oelw ater van de Commissie Integraal W aterbeheer he e ft ais o p d ra ch t een nieuw e beoordellngssystem atlek v o o r w a rm te lo zln g e n op te stellen. Ter o n d e rb o u w in g van de op te stellen system atiek Is de studie
"E ffecten van ko e lw a ter op het zoute aquatische m ilie u " uitgevoerd tezam en m et een effectenstudie v o o r de zoete w ateren. O n d e r het zoute aquatische milieu w o rd t In elk geval de Noordzeekust, de W addenzee, de Oosterschelde en de brakke estuaria Eems en W esterschelde verstaan.
D oelstelling van de studie Is h e t sam envatten van literatuurgegevens over ecologische effecten van het gebruik van z o u t o p p e rvla kte w a te r v o o r koeling van Industriële processen. H et gaat daarbij n ie t alleen om de effecten op het aquatische m ilieu van de w arm telozm g, maar ook om de effecten van de o n ttre kk in g . C oncrete vragen vo o r de studie zijn: “ Kan w o rd e n aangegeven w a t de effecten zijn van overschrijdingen van de bestaande ko e lw aternorm en, zoals lozen w a rm e r dan 30 °C, op het aquatische m ilie u ? " en “ W a t zijn de effecten van w a te ro n ttre k k ln g ten behoeve van ko e lin g ? ". De resultaten van de studie zijn zoveel m ogelijk gebaseerd op w etenschappelijke literatuur.
Aan de uitkom sten van de lite ra tu u rstu d ie Is een “ visie op toetsingscriteria v o o r ko e lw a te rg e b ru lk " toegevoegd. D it o m d a t toetsingscriteria v o o r ko e lw atergebrulk aan de hand van de literatuurgegevens m oeilijk te fo rm u lere n zijn. In de studie Is niet Ingegaan op de consequenties van de bevindingen v o o r de lozers van w a rm te . D it k o m t aan de orde In de C IW rapportage over de nieuw e beoordellngssystem atlek.
W at z ijn de effecten van o n ttre k k in g van ko e lw a te r?
Een veel toegepaste techniek om ove rto llig e w a rm te af te voeren die vrij k o m t bij de o p w e k k in g van e le k tric ite it en bij Industriële processen Is d o o rstroo m ko elln g . D oorstroom gekoelde elektriciteitscentrales hebben 4 0 to t 60 m3/s nodig per 1.0 0 0 M W e opgesteld verm ogen. In Nederland zijn bijvoorbeeld de Eemscentrale en de Borssele centrale aan de
W esterschelde grote d o o rstroom gekoelde elektriciteitscentrales.
G rote doorstroom gekoelde elektriciteitscentrales In estuaria en aan de kust zuigen grote aantallen kleine organism en, vlslarven en jo n g e o f kleine vis m et een lengte to t 12 cm In. V oor de Eemscentrale Is de Inzuiging geschat op 12 á 18 m iljoen vissen per jaar en v o o r de Borssele centrale op
100 m iljoen vissen per jaar. Verschillende soorten vis w o rd e n Ingezogen, zo z u ig t de Eemscentrale op jaarbasis zo'n 40 verschillende soorten In. Een g ro o t deel van de Ingezogen vissen o ve rle e ft de beschadigingen van de koelw aterzeven niet. De organism en die d o o r de zeven heengaan, kunnen d o o r schade tijdens het doorvoeren d o o r de centrale sterven. D it zijn de kleinste organism en en h e t b e tre ft o nder m eer fy to p la n k to n , zo ö plankton Inclusief vlslarven, kreeftachtlgen en vissen kleiner dan 4 cm. H et gaat om grotere aantallen dan de Ingezogen jong e vissen. Zo bedraagt het geschatte Ingezogen g e w ich t aan garnalen In de Eemscentrale 67 to n In 1996.
Vanwege de Inzulglngssterfte veroorzaakt d o o r grote elektriciteitscentrales bestaat er het risico d a t de ecosysteem functles van de estuaria en de N oordzeekust w orden aangetast. Per vissoort en per o nttrekklngslocatle
verschilt d it risico en m e t een tw e e ta l voorbeelden w o rd t d it duidelijk gem aakt. De Eemscentrale bijvoorbeeld o n ttre k t veel m inder dan 1 % van de N oordzeepopulatle jo n g e haring. H iervoor g e ld t d a t de opgetelde effecten van meerdere centrales het risico van ecosysteem effecten vergroten. W a nneer de Inlaat van k o e lw a ter van een centrale op de plek van een tre kro u te van een soort lig t die vanw ege z'n g ro o tte ook ais volwassen vis w o rd t Ingezogen, kan een relatief g ro o t aandeel van een populatie Ingezogen w ord e n . De Inlaat van de Eems-centrale bijvoorbeeld lig t op de plaats van de tre k ro u te van de d rledoornlge stekelbaars In de Eems en geschat Is d a t ongeveer 1 4 % van de relevante deelpopulatle van de Eems w o rd t Ingezogen.
W at z ijn de effecten van w a rm w a te rlo zin g e n ?
Van de organism en die In w a te r leven zijn vissen over het algemeen het m inst to le ra n t vo o r hoge w a te r tem peraturen. M e t name benthlsche soorten zoals platvissen w orden In het tra je ct van 2 5 -2 8 °C direct bedreigd m et sterfte. H arlngachtlgen al bij 22 °C. In de zone w aar het geloosde w a te r deze te m peraturen heeft, kunnen de gevoelige soorten niet overleven w a n n ee r ze n ie t kunnen w egzw em m en.
Van een elektriciteitscentrale die 50 m3/s m et tem peratuurverschil van 7 graden loost zal de pluim m et o pgew arm d w a te r enkele vierkante kilom eters g ro o t zijn en zich d ic h t bij de kust bevinden. D oor w e rk in g van getijde, w in d en golven v in d t er m enging en daarm ee a fvo er van w a rm te plaats. A fh a n ke lijk van de lozlngslocatle bestaat een koe lw a terp lu lm u it een relatief dunne gestratlflceerde laag o p gew arm d w a te r die aan het
oppervlak d rijft. W a nneer zo'n pluim vanw ege de te m p e ra tu u rsp ro n g goed herkenbaar Is vo o r vissen en niet te g ro o t Is, kunnen vissen de pluim o n tw ijke n .
Visie op toetsingscriteria v o o r k o e iw a te rg e b ru ik
V oor een beoordellngssystem atlek v o o r w a rm telozm gen zijn
toetsingscriteria nodig. H et voorstel Is om de volgende drie toetsingscriteria op te nemen In de nieuw e beoordellngssystem atlek:
• O n ttre k k in g : Bij o n ttre k k in g gaat het om de schade aan organismen die de koelw aterketen zijn Ingezogen.
• M engzone: D it Is het gebied bij het lozln g sp u n t w aar de w a te rkw a llte ltsd o e lste llln g niet geldt.
• O p w a rm in g : Hier gaat h e t om het opw arm en van het o p p e rvla kte w a te r op w atersysteem nlveau.
W a t houden deze drie toetsingscriteria In:
H et Is n ie t w enselijk om een o n ttre k k in g van k o e lw a ter te situeren op een locatie w aar veel vlslarven (paalgebleden) en juveniele vis voorkom en.
A anbevolen w o rd t om concrete criteria te o n tw ikke le n waarm ee aangegeven w o rd t w a n n ee r sprake Is van aantasting van het gezond fu n ction ere n van h e t ecosysteem.
D oor een m axim um g ro o tte van de m engzone te definiëren Is het m ogelijk om de hoeveelheid geloosde w a rm te te beperken. Voorgesteld w o rd t om In analogie m et de "Im m lssletoets v o o r s to ffe n " v o o r de te m p e ra tu u r op de rand van de m engzone het “ ernstig risiconiveau" (ER) te nemen. Het voorstel Is om u it te gaan van 25 °C ais ER. De m engzone mag geen belem m ering zijn v o o r m igratie van vissen. H et voorstel Is om de
De o n ttre k k in g van ko e lw a ter le id t to t directe sterfte te rw ijl het lozen van w a rm te over het algemeen niet to t directe sterfte leidt. Daarom is het van belang d a t criteria v o o r w a rm te lo zin g e n niet leiden to t o nnodige en onacceptabele extra o n ttre kkin g sste rfte .
Naast een criterium v o o r de m engzone kan ook een m axim um aan de o p w a rm in g van een w atersysteem w orden gesteld.
443 05_broch 02-02-2005 11:15 Pagina 11
1 Inleiding
1.1 Aanleiding
D o o rstro o m ko e lin g is een veel toegepaste techniek om w a rm te af te voeren die vrij k o m t bij industriële processen en bij de o p w e k k in g van ele ktricite it. H iervoor w o rd e n relatief g rote hoeveelheden w a te r u it rivieren, meren, kanalen en kustw ateren g e b ru ikt. Thermische elektriciteitscentrales hebben bijvoorbeeld 40 to t 60 m3/s nodig per 1 .000 M W e opgesteld verm ogen. In Nederland zijn bijvoorbeeld de Eemscentrale en de Borssele centrale aan de W esterschelde grote doorstroom gekoelde
elektriciteitscentrales. In het o p p e rvla kte w a te r o n tsta a t een therm ische pluim ais gevolg van het lozen van koelwater. D irect bij de lozing he e ft deze pluim de te m p e ra tu u r van het geloosde koelwater, w aarna verder van het lozin g sp u n t af de te m p e ra tu u r in de pluim a fn e e m t d o o r m enging m et het o n tvangende oppervlaktew ater. Bij hoge lozingstem peraturen kunnen lokaal de stress niveaus o f zelfs letale niveaus organismen w orden overschreden. De m ate van b lo o tste llin g Is afhankelijk van de lozlngssltuatle en h e t o n tvangende oppervlaktew atersysteem . W arm telozm gen resulteren niet alleen In therm ische effecten. Het behandelen van k o e lw a ter m et biociden (conditioneren) om aangroei te vo o rkom e n, h e e ft ais consequentie d a t biociden In het o p p e rvla kte w a te r w o rd e n geloosd. Tot slot o n tsta a t In de koelw aterketen schade aan de organism en d o o r het o n ttre kke n van o p p e rvla kte w a te r en het doorvoeren van het ko e lw a ter d o o r de centrale, m et sterfte to t gevolg v o o r grote aantallen organism en. Deze sterfte kan van Invloed zijn op de
sam enstelling en om va n g van populaties van organism en In h e t gehele oppervlaktew ater. De effecten op organism en zijn op hoo fd lijn e n te ru g te voeren naar:
• M echanische effecten d o o r d ru k - en snelheldsverschlllen, koelw aterzeven en passage van pom pen;
• Thermische effecten d o o r de o p w a rm in g van het w ater;
• Effecten ten gevolge van co n d ition e rin g van h e t koelwater.
Bestaande k o e lw a te rn o rm e n
V oor de bescherm ing van h e t o p p e rvla kte w a te r Is het van belang d a t bij ve rg u n n in g ve rle n in g de effecten van het gebruik van ko e lw a ter w orden m eegew ogen. Vanaf 1975 w o rde n v o o r het lozen van ko e lw a ter de norm en en richtlijnen gehanteerd die op In itia tie f van de Commissie Koelw aternorm en zijn opgesteld d o o r de A lgem ene Beraadsgroep
K oelw ater (ABK). V o o r h e t o n tvangende zoete o p p e rvla kte w a te r geldt, dat het verschil tussen de Inlaat en u itla a t (AT) In de zom er niet meer mag bedragen dan 7 °C, ond e r vo orw aarde d a t de m axim um te m p e ra tu u r van 30 °C bij de k o e lw a te ru ltla a t n ie t w o rd t overschreden. In de w in te r mag het verschil tussen Inlaat- en u ltla a tte m p e ra tu u r m axim aal 15 °C bedragen bij een In la a tte m p e ra tu u r van 0 °C. V oor zeew ater g e ld t een m axim um verschil tussen Inlaat- en u ltla a tte m p e ra tu u r van 10 °C. Deze system atiek zegt niets over de effecten van het o n ttre kke n van koelwater.
O m de ‘w a te rkw a lite itsa a n p a k’ v o o r w a rm te , zoals die verankerd is in het overheidsbeleid, nader in vu llin g te geven h e e ft de w e rkg ro e p 4 van de Commissie Integraal W aterbeheer (C IW ) een subw erkgroep ingesteld.
Deze subw erkgroep heeft, rekening houdend m e t de geschetste effecten, de o p d ra ch t om een nieuw e beoordelingssystem atiek vo o r w arm telozingen via ko e lw ater te form u le re n . Bij het opstellen van een nieuw e beoordelings
system atiek zijn allerlei vragen naar voren gekom en, zoals:
• W a t zijn de effecten van het gebruik van w a te r ten behoeve van koeling?
• Kan w orden aangegeven w a t het e ffe ct is van een overschrijding van de bestaande ko elw aternorm en op het aquatische milieu?
• W a t zijn de effecten van het w ijzigen van de bestaande norm en?
• Is het zinvol om de huidige verschillen in de toelaatbare AT tussen de in- en u itla a t van de koelw aterketen in zom er en w in te r te
handhaven? Zo ja, w elke biologische argum enten zijn h iervoor aan te dragen?
• Hoe verhouden zich de effecten op organism en (bijvoorbeeld vis) in het te m p e ra tu u rtra je c t 2 5 -2 8 -3 0 °C zich to t te stellen eisen aan koelw ater?
O m d a t de vragen niet direct d o o r de subw erkgroep zelf w aren te
bean tw o o rd e n is op in itia tie f van de subw erkgroep de studie "E ffecten van k o e lw a ter op het zoute aquatische m ilie u " d o o r het RIKZ uitgevoerd.
1.2 Doelstelling
Deze studie is g e rich t op h e t aanleveren van fe ite n vo o r zover deze te maken hebben m et het gebruik van koelwater. H et gebruik van ko e lw a ter b e tre ft zow el het o n ttre kke n en doorvoeren van ko e lw a ter ais h e t lozen van o pgew arm d w ater. Deze studie d ie n t ais basis v o o r te form uleren criteria en bijbehorende m aatlatten die van belang zijn v o o r het beoordelen van koelw aterlozingen.
1.3 Aanpak en opzet
De aanpak van de studie bestaat u it tw e e delen. Gestart is m e t een
literatuurstudie. O m d a t er nog open einden zijn in de beschikbare lite ra tu u r is vervolgens een w o rksh o p georganiseerd m et experts. De volgende personen hebben een bijdrage geleverd aan de w orkshop:
- M .C .M . Bruijs (Kema) - H.A. Jenner (Kema) - L.L. Paping (D o w Benelux) - Z. Jager (RIKZ)
- S. H. Kabuta (RIKZ) - J.G. H a rth o lt (RIKZ) - D. Bijstra (RIZA)
- N. Beuzenberg (RW S-DZL) - A. Verstegen (RW S-DNN) - D.P.C. van der Veen (RW S-DNZ)
In de lite ra tu u rstu d ie Is gezocht naar zow el effecten In het
oppervlaktew atersysteem ais In de koelw aterketen. De effecten van biociden In h e t o p p e rvla kte w a te r zijn niet m eegenom en. Reden hiervoor d a t de b e oordeling van een lozing m et daarin biociden p laatsvindt m et behulp van de "Im m lssletoets v o o r s to ffe n " die de C IW In 2 0 0 0 he e ft opgeleverd. W a t b e tre ft de koelw aterketen zijn de effecten ten gevolge van mechanische schade, therm ische stress en schade d o o r g ebruik van biociden beschreven.
H et ra p po rt o m v a t de volgende hoofdstukken:
1 Inleiding
2 Effecten van o n ttre k k in g van koelw ater;
3 Effecten van w a rm w a te rlo zm g e n op het watersysteem 4 Visie op toetsingscriteria v o o r koelw atergebrulk 5 A anbevelingen
2 Effecten van onttrekking van koelwater
W a nneer ko e lw a ter aan h e t mariene o f estuariene m ilieu w o rd t o n ttro k ke n , w o rd e n allerlei organism en m eegezogen. D it varieert van fy to p la n k to n (algen), zo ö p lan kto n (copepoden, vlslarven, kw allen), kreeftachtlgen (aasgarnalen, garnalen, krabben) to t vissen.
O m schade en verstoppingen van het koelsysteem te verm ijden, w o rd t het k o e lw a ter v ó ó r h e t gebruik gezeefd. Een g ro fro o ste r m et een spljlbreedte van tien ce n tim e te r h o u d t het grove m ateriaal (stukken ho u t, w ieren, grote vissen) tegen. D it m ateriaal w o rd t regelm atig opgeschept, In containers g e sto rt en vervolgens afgevoerd. Het m ateriaal d a t d o o r h e t g ro fro o ste r gaat, w o rd t op een fijnm azige zeef m et een m aasw ljdte van zo 'n 5 -1 0 mm gefilterd. D it kan bijvoorbeeld een roterende bandzeef zijn, die autom atisch en regelm atig w o rd t schoongespoeld d o o r w aterstralen. H et m ateriaal dat van de zeef afspoelt w o rd t via afvoergoten te ruggevoerd naar het kustw ater. De kleinere organism en gaan d o o r de zeven heen en passeren het gehele koelsysteem.
De term en die g e b ru ik t w orden In d it verband zijn:
- im p in g e m e n t: organisch m ateriaal w o rd t Ingezogen m et het ko elw a ter m aar b lijft op de zeven liggen.
- e n tra in m e n t: organisch m ateriaal w o rd t Ingezogen m et het ko elw a ter en passeert d o o r het gehele koelsysteem
2.1 Effecten van inzuiging (im pingem ent) 2.1.1 O m vang van inzuiging
Effecten van Inzuiging betreffen de organism en die zijn Ingezogen en op de zeven zijn achtergebleven en niet d o o r het koelwatersysteem heen w orden gezogen. D it zijn vaak jo n g e o f kleine vissen m et een g ro o tte van 4 to t 12 cm, maar het kunnen ook kw allen zijn. Deze organism en w orden beschadigd d o o r de zeef, de w aterstraal o f d o o r u itd ro g in g en verstikking.
Indien de te ru g vo e r te d ic h t bij het Inn am ep u nt ligt, Is h e t risico van herhaalde Inzuiging aanw ezig - tem eer daar de organism en beschadigd en ve rzw a kt zijn d o o r de eerdere Inzuiging.
D oor de toegebrachte schade en stress d o o r de Inzuiging, zal een gedeelte van de organism en sterven - afhankelijk van de om standigheden bij Inzuiging en de to le ra n tie en taaiheid van de organism en. Naast de directe sterfte kan ook uitgestelde sterfte plaatsvinden nadat de organism en zijn te ruggevoerd In het water.
Tussen elektriciteitscentrales op verschillende locaties en tussen jaren kom en grote verschillen In mate van Inzuiging van organism en voor. Zo varieert de jaargem iddelde Inzuiging per gestandaardiseerd koe lw a terd e b le t van 30 m3/s v o o r een negental Engelse kustcentrales (van estuarlen to t open kust) tussen de honderdduizend en zeshonderdduizend jon g e vissen (10 to t 70 vissen per uur, Henderson, 1989). D it Is zonder sprot (Sprattus sp ra ttu s) mee te tellen o m d a t die soms In grote scholen w o rd t Ingezogen.
W a nneer dergelijke scholen w orden Ingezogen kan sprot to t 7 0 % van het to ta a l aantal vissen bedragen.
De aantallen en soorten vis die In de Nederlandse situatie Ingezogen w o rd e n , kunnen aan de hand van het voorbeelden van de Eemscentrale en de Borssele centrale geïllustreerd w ord e n. V o o r de overige Nederlandse elektriciteitscentrales die op z o u t o f brak w a te r lozen zijn de gegevens niet bekend o f nog niet openbaar gem aakt. V oor de Eemscentrale Is v o o r 1 9 9 2 /9 3 en 1 9 9 6 /9 7 op basis van m etingen Is geschat d a t tussen de 12 en 18 m iljoen jon g e vissen per jaar Ingezogen zijn (H adderlngh en Jager, 2002). D it k o m t overeen m et een Inzuiging die tussen de 0 ,7 en 1 miljoen vissen per jaar per m3/s onttre kkln g sd e b le t. Deze cijfers zijn gebaseerd op een o n ttre kkln g sd e b le t van 18 m3/s te rw ijl het huidige d e b iet 55 m3/s Is.
V oor de Borssele centrale In 1 9 9 4 /9 5 Is de Inzuiging geschat op 100 m iljoen jo n g e vissen, w aarvan 80 m iljoen haringen, en 890 m iljoen ribkw allen (P otter en van Aerssen, 1995), gebaseerd op een debiet van 25 á 35 m3/s. D it k o m t overeen m et een Inzuiging die tussen de 2,8 en 4 m iljoen vissen per jaar per m3/s o n ttre kkln g sd e b le t ligt. Vergeleken m et de Engelse gem iddelden zuigen de Nederlandse estuarlene
elektriciteitscentrales grotere aantallen vissen In. In tabel 2.1 staan de geschatte Inzuiging (N /j, aantallen op jaarbasis) van vissen In de Eemscentrale (Jager, 1992; H adderlngh e t a l., 1 997 en H adderlngh &
Jager, 2002).
In het voorbeeld van de Eemscentrale Is geschat d a t er op jaarbasis tussen de 34 en 38 verschillende vissoorten Ingezogen w o rd e n , v o o r Borssele zijn d it 29 verschillende soorten. Tussen elektriciteitscentrales op verschillende locaties en tussen jaren kom en grote verschillen voor. Vooral de kleinere vissoorten (drledoornlge stekelbaars, grondels) en jo n g e Individuen
(h a rin g /s p ro t, fin t, platvis) w orden het meest ta lrijk Ingezogen. Later In het ra p p o rt w o rd e n deze getallen In een c o n te x t geplaatst.
Tabel 2.1 Schatting van het aantal ingezogen vissen (N /j) per talrijke soort in de Eemscentrale in 1 9 8 1 /8 2 ,1 9 9 2 /9 3 en 1 9 9 6 /9 7 op basis van meetgegevens (Hadderingh & Jager, 2002).
Soort 106 N /j
19 8 1 /8 2 1 9 9 2 /9 3 1 9 9 6 /9 7
Haring + Sprot 1,7 3,8 5,4
D riedoornige stekelbaars 1,6 0,9 1,3
Spiering 0,7 0,3 0,6
Grondels 0,5 2,7 9,0
Aal 0,009 0,0004 0,006
Kleine zeenaald 0,5 3,8 0,6
Schol 0,4 0,1 0,4
Bot 0,005 0,006 0,08
Tong 0,9 0,001 0,02
Schar 0,5 0,04 0,08
Botervis 0,02 0,002 0,005
Puitaal 0,02 0,003 0,01
Zeedonderpad 0,01 0,002 0,05
Harn asman 0,01 0,01 0,08
Slakdolf 0,1 0,04 0,1
Kabeljauw 0,01 0,0002 0,2
V ijfdradige meun 0,06 0,03 0,02
W ijtin g 0,1 0,02 0,01
2.1.2 Variatie in de tijd
De inzu ig in g van vissen v e rto o n t over h e t algemeen een d uidelijk patroon d o o r h e t jaar heen (Jager, 1992). A fh a n ke lijk van de situatie in het gebied w a a ru it h e t w a te r o n ttro k ke n w o rd t is d it patroon van jaar to t jaar vrij stabiel.
Voorbeelden van herkenbare patronen, gebaseerd op gegevens u it de Eems, zijn:
• A a n ta lsp ie k in voor- en najaar: voorbeelden zijn haring, sprot, paling en botervis.
• D u id e lijk e voorjaarspiek: voorbeelden zijn: 3 -d o o rn ig e stekelbaars en spiering.
• D u id e lijk e najaarspiek: voorbeelden zijn: kleine zeenaald, vijfd ra d ige m eun, zeedonderpad, harnasm an, grondel, schar, w ijtin g en slakdolf.
• O n re g e lm a tig p a tro o n : voorbeelden zijn: schol, kabeljauw, to n g en pu ¡taal
Deze patronen w orden veroorzaakt d o o rd a t bijvoorbeeld een soort één o f meerdere stadia van de levenscyclus in het inzuigingsgebied d o orbrengt.
Een seizoensm igrerende vissoort is zeebaars (D icentrarchus la b ra x) (Pawson & Pickett, 1987). De eieren van zeebaars w o rd e n in open zee gelegd.
De eieren w orden in de zom er m e t de w ate rstro m in g e n naar de estuaria gevoerd w aarin ze in de w arm ere ondiepe delen de rest van de zom er doorbrengen. Na de zom er is de 0+ vis 5 -6 cm lang en m ig re e rt naar de open zee.
Een voorbeeld van een voorjaarspiek is bij de Borssele centrale
w aargenom en, In 1 9 9 4 /9 5 bestond 8 0 % van de ingezogen vis d o o r de Borssele centrale u it haring en w erd 8 8 % van de haringen in de maanden mei en ju n i ingezogen.
De seizoensvariaties w o rd e n verder beïnvloed d o o r factoren zoals getijde, dag en nacht cyclus en tem peratuur.
Zo zijn er elektriciteitscentrales zoals de Eemscentrale (Rozeveld, 1981), de Borssele centrale (de P otter en van Aerssen, 1995) w aarbij de meeste vissen rond laagw ater w o rd e n ingezogen. D it is vooral het geval bij koelw atehnnam e in de b u u rt van g rote intergetijde gebieden (Henderson 1987, 20 0 0 ). Eén van de verklaringen h iervoor is d a t bij laagw ater de stroom snelheden relatief laag zijn, w a a rd o o r vissen m inder gebruik kunnen maken van de aanwezige stro m in g om w e g te kom en van de koelw aterinlaat.
S ignificant hogere nachtelijke inzuiging v o o r een aantal vissoorten is bij som m ige elektriciteitscentrales geconstateerd. Een voorbeeld hiervan is de Eemscentrale w aarbij grondels, paling en sprot in grote hoeveelheden 's nachts ingezogen w erden. (Rozeveld, 1981; H adderingh e t al., 1997).
Eén van de redenen is d a t vissen overdag zichtbare eigenschappen van het in la a tp u n t gebruiken om w e g te zw em m en (T urnpenny & U ttin g , 1979).
De g ro o tte van gevangen vis w o rd t bepaald d o o r de zw e m kra ch t van de vis relatief ten opzichte van de inzuigingsnelheid. G rote gezonde vis kan w e g zw em m e n , w a a rd o o r voo rn a m elijk jo n g e vis (0 -groep) m et een lengte van m inder dan 12 cm w o rd t ingezogen (H adderingh en De Potter, 1995).
Factoren die de inzu ig in g van vissen beïnvloeden zijn de stru ctu u r van het in la a tp u n t en de herkenbaarheid van het in la a tp u n t v o o r vissen
(Turnpenny, 1988). Er zijn grote verschillen in passeerbaarheid van
koelw aterzeven tussen vissoorten. Zo passeert spiering gem akkelijker zeven
dan baarsachtigen. D it kan w o rd e n verklaard m et het verschil in lichaams
vorm . Spiering is lang en dun, te rw ijl baarsachtigen een grotere hoogte hebben bij een gelijke lengte aan die van spiering (H adderingh, 2000)
2.1.3 Sterfte door inzuiging
In het voorbeeld van de Eemscentrale variëren de schattingen van de direct w aarneem bare sterfte d o o r inzuiging tussen de 70 en de 9 0 % van de ingezogen vissen (Rozeveld, 1981). Naast de direct w aarneem bare sterfte die plaatsvindt op de zeven o f roosters v in d t indirecte sterfte plaats nadat de organism en zijn te ruggevoerd in het oppervlaktew ater, hetzij d o o r predatie, hetzij d o o r infectie en ziekte ais gevolg van de toegebrachte schade.
Van soort to t soort verschilt de kw etsbaarheid v o o r inzuiging enorm (Tabel 2.2). In de voorbeelden van de Eemscentrale en de Borssele centrale w o rd e n de kw etsbare soorten in grotere aantallen ingezogen dan de m inder kw etsbare soorten. De spiering (Osm erus eperlanus) en haring (Clupea harengus) zijn uiterst kwetsbaar, en gaan bijna o n m id d e llijk dood w a n n ee r ze boven w a te r w o rd e n gehaald. De d riedoornige stekelbaars (Gasterosteus aculeatus) daarentegen, is een visje d a t d o o r zijn pantser van beenplaatjes enige bescherm ing geniet. De gem eten directe sterfte v o o r deze so o rt is 51 %. De aal (A n g u illa a n g u illa ), puitaal (Zoarces vivipa ru s) en botervis (Pholis g unellus) hebben de beste overlevingskansen. De percentages zijn soms op basis van maar één to t een tie n ta l vissen berekend en v o o r die soorten slechts indicatief.
Tabel 2.2. Indeling van de kwetsbaarheid van vissoorten voor sterfte door mechanische beschadiging op basis van de gemeten directe sterfte (% ) aan n individuen op de zeven van het koelwatersysteem van de Eemscentrale In 1981 (Rozeveld 1981)
Licht kwetsbaar Gemiddeld kwetsbaar Kwetsbaar
Aal (1 4% ; n=7) Puitaal (1 1% ; n=9) Zeedonderpad (2 0 % ; n=5) Botervis (8 % ; n=24) Schol (2 9% ; n=234)
Stekelbaars (5 1% ; n=4329) 5-dr. M eun (5 5 % ; n=20) Harnasman (6 0% ; n=10) Snotolf (5 0% ; n=2) Schar (4 2 % ; n=92) Tong (4 4% ; n=16)
H arlng+Sprot (9 9% ; n=2152) Spiering (9 4% ; n=1049) W ijtin g (1 00% ; n = 1 1) Kleine Zeenaald (80% ; n=40) G rote Zeenaald (1 00% ; n=2) Slakdolf (8 1 % ; n=16) Grondels (9 1% ; n=187) Zandspiering (1 00% ; n=1) Bot (7 1% ; n=7)
2.2 Effecten ais gevolg van doorvoering in het koelsysteem (entrainment)
De organism en die niet d o o r de zeven van een centrale w orden tegengehouden passeren h e t gehele koelsysteem. Tijdens de passage w o rd e n ze mechanisch, chemisch o f therm isch beïnvloed.
H et b e tre ft de kleinste organism en en varieert van fy to p la n k to n (algen), zo ö p lan kto n (copepoden, vislarven, viseieren, schelpdierbroed, kw allen) to t kreeftachtigen (aasgarnalen, garnalen, krabben). Van de organism en die d o o r de zeven heengaan, varie e rt de sterfte d o o r schade tijdens het doorvoeren d o o r de centrale van 0 to t 100 %, onder meer afhankelijk van
jaarbasis (H adderingh e t al., 1997), in aantallen u itg e d ru k t gaat het om 42*10®. garnalen. V oor de Borssele centrale is de inzuiging van het aantal garnalen in 1 9 9 4 /9 5 op 1 *10® op jaarbasis geschat.
2.2.1 Thermische effecten
De m ate van therm ische schade verschilt per so o rt (zie tabel 2.3). De geciteerde studies en voorbeelden hebben betre kkin g op zoetw atersoorten.
Radardiertjes en roeipootkreeftjes vertonen geen e ffe ct bij o p w a rm in g to t 34 °C (H adderingh, 20 0 0 ). Bij een te m p e ra tu u r van 30 °C v e rto o n t
zo ö p lan kto n geen sterfte maar bij 4 0 °C is de sterfte opgelopen naar 50 to t 1 0 0 % . Bij een te m p e ra tu u r van 30 °C v e rto o n t fy to p la n k to n geen sterfte.
Bij 40 °C is de sterfte opgelopen to t meer dan 5 0 % (Koops, 1975; Savage, 1970).
Resultaten van proeven m et tem peratuurschokken tussen 10 en 20 °C bij Shell M o e rd ijk staan in tabel 2.3. U it de tabel v o lg t d a t de eerste effecten optreden bij Cladocera en diatom eeën. De effecten nemen sterk to e bij hogere tem peraturen, hetgeen tevens le id t to t een langere hersteltijd.
Tabel 2.3. Sterfte en hersteltijden van plankton ais gevolg van temperatuur- schokken van 10 tot 20 °C met maximumtemperaturen van 30 tot 40 °C uitgaande van Inlaattemperaturen van 20 °C (Hadderingh, 2000)
Plankton groep Sterfte bij een maximum temperatuur van:
30 °C 34 °C 37 °C O Ou
Zoöplankton
Cladocera 0% 50-80% 95-100 % 100%
Copepoda 0% 0% 50% 95%
Rotatoria 0% 0% 0-50% 50-80%
Fytoplankton
Diatomeeën 0% <25% 2 5 -50% >50%
Overigen 0% 0% 0% 0%
Hersteltijd Geen herstel of
herstel > 1 5 dagen
Bij de Harculo centrale en bij Shell M o e rd ijk zijn effecten van
tem peratuurschokken in de condensor van de koelw aterketen op plankton ond e rzo ch t (H adderingh, 2000). Raderdiertjes (B rachionus ca lyc iflo ru s ) en roeipootkreeftjes (C opepoda) vertonen geen e ffe ct bij o p w a rm in g to t 3 4 °C. Bij deze o p w a rm in g tre e d t w el sterfte op bij de so o rt Bosmina (C ladocera). Na 5 dagen is de populatie w eer op h e t niveau van h e t begin van het onderzoek.
In Engeland is m et behulp van een nagebootst koelsysteem de overleving van zo ö p lan kto n bepaald zoals d at g e ld t v o o r een typisch Britse
elektriciteitscentrale aan de kust gelegen. De resultaten zijn gebaseerd op een tem peratuurschok van 10 graden en een chloor concentratie van 0,2 ppm (Bamber & Seaby, 1993 en 1995).
Tabel 2 .4 . O v e rle vin g zoö plankton (B am ber & Seaby, 1 9 9 3 ,1 9 9 5 ) .
% O verleving in levensfase
Soorten Eieren Larven A dulten
Tong 90 63 -
Tarbot 93 27 -
Zeebaars 80 70 -
G ewone garnaal - 73 -
Kreeft - 85 -
A cartia tonsa (roeipootkreeft)
- - 80
2.2.2 Conditioneringseffecten
O m "a a n g ro e i" in leidingen d o o r organism en de koelw aterketen, ook wel b io fo u lin g genaam d, tegen te gaan w o rd t veelal gebruik gem aakt van biocides.
In de meeste situaties w o rd t "a c tie f ch lo o r" g e b ru ik t ais biocide v o o r aangroeibestrijding. Biocides zijn gem aakt om organism en te doden en dus per d e fin itie toxisch v o o r de beoogde doelorganism en. O m deze reden is een a fgew ogen gebruik van deze m iddelen een belangrijke rand vo o r
w aarde. Echter v a n u it procestechnische- en veiligheidsredenen is gebruik van deze m iddelen noodzakelijk.
C o n d itio n e rin g van d oorstroom gekoelde centrales m et actief chloor v in d t veelal plaats gedurende de periode april to t en m e t oktober. C o n d itio n e rin g v in d t daarbij doorgaans niet co ntinu plaats maar in te rm itte re n d . De concentraties v o o rko m e nd in koelw aterketens (0,2 to t 1 m g vrije oxidanten per liter, vrij beschikbaar chloor, FO /I) bew egen zich op niveaus die
uitstijgen boven h e t niveau van de acute to x ic ite it van actief chloor v o o r vissen (range 0,03 to t 0 ,4 m g F O /I). Toxische effecten bij ingezogen vis zijn dan ook n ie t u it te sluiten.
V oor plankton variëren de acute to xicite itn ivea u s van 0,02 m g FO /I (acute test bij 30 m inuten) to t 1,6 m g FO /I (48 uur test). K ortom ook vo o r plankton zijn effecten op basis van de concentraties n ie t u it te sluiten. W el m o e t w o rd e n gerealiseerd d a t de b lo o tste lling sd u u r bij to xicite ite xp e rim e n - ten (48 to t 9 6 uur vo o r vis en 0,5 to t 96 uu r v o o r p la n kto n ) beduidend langer is dan de b lo o ts te llin g d u u r van enkele m inuten in koelw aterketens.
2.2.3 Com binatie effecten
De geciteerde studies en voorbeelden hebben betre kkin g op zoetw ater- soorten. Bij de Bergum centrale en de Flevocentrale is on d e rzo ch t w a t de effecten op vislarven zijn van verschillende tem peratuurschokken in de koelw aterketen (H adderingh, 20 0 0 ). Resultaten van het onderzoek zijn in tabel 2 .4 opgenom en. Tijdens het onderzoek bij de Bergum centrale waren de lengtes van spiering en baars respectievelijk 6 to t 18 m m en 6 to t 11 mm. De sterfte van spiering na passage van de condensor bedraagt 7 4 % . De sterfte is na 24 uu r opgelopen naar 8 7 % . D at w il zeggen d a t de h e lft van de spiering die in eerste instantie de passage van de condensor o ve rle e ft binnen 24 uur alsnog sterft. De sterfte bij baarsachtigen is aanzienlijk lager.
Tabel 2.5. Sterfte van vislarven ais gevolg van passage door de koelwaterketen van de Bergum centrale en Flevocentrale (Hadderingh, 2000), 87 of 37 % = directe + uitgestelde sterfte.
Maaswijdte AT in C Uitlaat temperatuur In °C % sterfte na passage van de condensor &
(sterfte na 24 uur)
Spiering baarsachtlgen
Bergum Centrale
5 x 5 mm 6 17-25 74 (87) 34 (37)
Flevocentrale
2 X 2 mm 0 12 - 15 52 18
2 X 2 mm 6-7,5 2 2 - 2 4 97 49
5 x 5 mm 0 12 - 15 56 19
5 x 5 mm 6-7,5 22 - 24 85 26
Resultaten van onderzoek bij de Flevocentrale laten zien d a t de sterfte bij zow el spiering ais baarsachtlgen m et een hltteschok beduidend hoger Is dan zonder hltteschok. Zo neem t bij een m aasw ljdte van 2 x 2 m m de sterfte van spiering van 52 to t 9 7 % toe Indien een w arm teschok van 6-7, 5 °C Is geïntroduceerd. Bij baarsachtlgen Is er o nder vergelijkbare
om standigheden een sterfte toenam e van 18 naar 4 9 % . Verder Is ook de m aasw ljdte van Invloed op het sterftepercentage. H et beeld Is echter niet geheel eenduidig. Zo Is bij afw ezigheid van een w arm teschok de s te rft van zow el spiering ais baarsachtlgen hoger bij een m aasw ljdte van 5 mm dan bij een m aasw ljdte van 2 mm. Echter bij een w arm teschok van 6 -7 ,5 °C Is de sterfte bij een m aasw ljdte van 5 mm ju is t lager dan bij een
m aasw ljdte 2 mm.
2.3 Effecten op het watersysteem
Er sterven veel jo n g e vissen, kw allen en andere organism en d o o r Inzuiging In centrales, m aar Is d it nu erg, leidt d it to t veranderingen o f onacceptabele aantasting van ecosysteem -functles van de estuaria en kustzone? O v e r het algemeen zijn deze vragen maar vo o r een deel te bean tw o o rd e n d o o rd a t te w e in ig Inform atie beschikbaar Is. M e t behulp van de Inform atie die wel beschikbaar Is, kan een risicoanalyse w orden uitgevoerd. De volgende elem enten zijn h iervoor relevant:
1. de geschatte Inzuiging en sterfte per soort 2. de afhankelijkheid van het estuarium o f kustzone 3. de geschatte po p u la tle o m va n g per soort
4. het voortbestaan van een populatie o f soort
In deze paragraaf w orden deze elem enten to e g e llch t. Verder w orden voorbeelden u it de lite ra tu u r gepresenteerd w a a r sterfte d o o r vlslnzulglng w o rd t vergeleken m e t po p u la tle g ro o tte s, p opulatlestructuur, visvangsten en vlsbljvangsten en w aar sterfte d o o r het Inzulgen van garnalen
vergeleken w o rd t m e t de garnalenvangst. Aan de hand van de voorbeelden Is het enigszins m ogelijk de beschreven sterfte d o o r Inzuiging In een c o n te x t te plaatsen.
Een kenm erk van vissoorten In mariene milieus Is d a t ze doorgaans veel nakom elingen produceren w aarvan maar een klein deel het to t het volwassen stadium brengt. Zo produceert een volwassen haring honderdduizenden eieren, w aarvan er misschien maar een paar zich o n tw ikke le n to t een volwassen haring. Bij een aantal estuarlene soorten lig t d a t anders. De zeenaald bijvoorbeeld produceert maar een paar honderd eieren. D oor broedzorg o n tw ik k e lt zich daarvan, In verg e lijkin g m et een
soort ais haring, een relatief g ro o t deel to t jo n g e vis. Deze verschillen In levenswijzen geven aan d a t In een analyse van de effecten van
Inzulglngssterfte rekening m o e t w orden gehouden m e t verschillen tussen soorten.
2.3.1 W a t w ordt verstaan onder afhankelijkheid van vissoorten van estuaria en de kustzone?
Kustw ateren en estuaria vervullen een aantal functies v o o r de vlsfauna, zoals die van foerageergebled, kinderkam er, paalgebled o f m lgratleroute naar zoetw ater. V a n u it de vissen gezien zijn een aantal soorten gedurende een klein o f g ro o t gedeelte van hun leven afhankelijk van kustw ateren en estuaria. O n d e r "a fh a n k e lijk " w o rd t hier verstaan d a t bij het w egvallen van het v e rb lijf In de kustw ateren o f het estuarium de levenscyclus van de soort niet kan w o rd e n v o lto o id . H et b e tre ft de vissen die hun gehele leven In het ku stw a te r o f estuarium doorbrengen (resident o f estuarlen resident), de m ariene soorten w aarvan de kinderkam ers zich In de ondiepe kustzone bevinden en eventueel afhankelijk zijn van het gebied v o o r de
v o o rtp la n tin g (m arlen juveniel), en catadrom e o f anadrom e soorten die tussen z o u t en zoet w a te r m igreren. V o o r de Eemscentrale b e tre ft het (H adderlngh & Jager, 2002):
• De vissen die hun hele leven In estuaria doorbrengen: grondels, kleine zeenaald, botervis, puitaal, zeedonderpad, harnasm an, slakdolf en v ijfd ra d ig e meun.
• De zeevissen die alleen hun jeu g d doorbrengen langs kusten en In estuaria: haring, sprot, schol, bot, to n g , schar, kabeljauw en w ijtin g .
• Soorten die trekken tussen z o u t en zoet w ater: drledoornlge stekelbaars, spiering en aal.
Hoe relevant de genoem de afhankelijkheid Is v o o r de effecten van vlslnzulglng kan h e t beste aan de hand van een voorbeeld w orden geto o n d . V o o r de Eemscentrale g e ld t d a t de ko e lw a terln la a t op de plaats van de tre kro u te van de stekelbaars lig t en d a t stekelbaars vanw ege z'n lengte ook ais volwassen vis w o rd t Ingezogen. In een dergelijke situatie bestaat het risico d a t disproportioneel veel vissen van een bepaalde soort w o rd e n Ingezogen. Geschat Is d a t op jaarbasis ongeveer 1 4 % van de relevante deelpopulatle van stekelbaarzen van de Eems w o rd t Ingezogen (KEMA, 1991).
2.3.2 Problemen bij het schatten van de populatieomvang per vissoort of ander soort organisme.
V oor een goede risicoanalyse van de effecten van Inzuiging m o e t bekend zijn hoe g ro o t de populaties van relevante soorten zijn. H et bepalen van de p o p u la tie o m va n g van soorten ke n t echter de nodige haken en ogen w aarm ee In de risicoanalyse rekening m o e t w o rd e n gehouden.
• W elke vissen to t een zelfde p opulatie behoren, Is niet eenduidig gedefinieerd. Zo Is het belangrijk om te definiëren w elke ruim telijke schaal relevant Is.
• Van vissen die niet com m ercieel geëxploiteerd w orden zijn over het algemeen zeer w e in ig kw a n tita tie ve gegevens bekent.
2.3.3 W ordt het voortbestaan van een vissoort of een ander soort organisme bedreigt?
Sterfte van organism en d o o r inzu ig in g kan leiden to t h e t ve rd w ijn e n o f afnem en van populaties van soorten. Deze vraag kan slechts k w a n tita tie f w o rd e n bea n tw o o rd indien voldoende gegevens bekend zijn van zow el de inzu ig in g ais de sterfte d o o r inzuiging, de p o p u la tie o m va n g en overige sterfteoorzaken. Bij het ontbreken van voldoende gegevens kan het v o orkom en van een soort op bijvoorbeeld de Trilaterale Rode Lijst vo o r de internationale W addenzee (N ordheim e t a l., 1996) dienen ais een
w aarschuw end signaal v o o r beheer en beleid d a t een soort in zijn voortbestaan bedreigd is vanw ege menselijke activiteiten.
2.3 .4 Sterfte door visinzuiging vergeleken met populatiegroottes, populatiestructuur, visvangsten en visbijvangsten
In de lite ra tu u r w o rd t de inzuigingssterfte vergeleken m et param eters ais:
- p o p u la tie g ro o tte s van volwassen vis, - p o p u la tie g ro o tte s van O-jaarklasse haringen, - visvangsten,
- visbijvangsten en - p o p u la tie stru ctu u r
M e t behulp van deze voorbeelden is het enigszins m ogelijk de beschreven sterfte in een c o n te x t te plaatsen. De diverse vergelijkingen laten sterk verschillende uitkom sten zien. Zo is er het voorbeeld d a t inzuigingssterfte 0 ,0 0 4 % b e tre ft van een populatie te rw ijl in een ander voorbeeld
inzuigingssterfte meer dan 1 00% van visvangsten b e tre ft. Enige to e lic h tin g is daarom belangrijk:
- Veel van de comm ercieel beviste soorten kennen een g ro o t
verspreidingsgebied, een enkele centrale o n ttre k t w a te r van een heel klein deel van het verspreidingsgebied. O p vissen m et een grote populatie en een g ro o t verspreidingsgebied h e e ft een enkele d oorstroom gekoelde centrale w e in ig invloed. H iervoor g e ld t d a t de o pgetelde effecten van meerdere centrales de kans op ecosysteem- effecten vergroten.
- Inzuigingssterfte kan enigszins vergeleken w o rd e n m e t com m erciële visvangst. Vangsten verschillen sterk van jaar to t jaar w a t de vergelijking bem oeilijkt. De locaties w a a r centrales w a te r innem en zijn n ie t dezelfde w aar gevist w o rd t. Deze locaties verschillen sterk in het voo rko m e n van soorten.
Jonge vis u itg e d ru k t in a d u lte equ ivale n te n
Ingezogen vis b e tre ft voo rn a m elijk jon g e vis, w a t het relateren aan vispopulaties en visvangsten bem oeilijkt. De hoeveelheid jon g e vis kan vertaald w o rd e n naar het eq u ivale n t van volwassen vissen die zich kunnen vo o rtp la n te n . Deze adulte equivalenten kunnen w el w orden gerelateerd aan visvangsten en populatieschattingen.
M e t h et ‘ Equivalent A d u lt Value' (EAV) concept (H orst, 1975; Turnpenny, 1989) w orden hoeveelheden jo n g e vis om gerekend naar de equivalente hoeveelheid van 3 jaar oude vis. A angenom en is, d a t d it de leeftijd is w aarop de meeste vis com m ercieel bevist w o rd t en zich b e g in t v o o rt te planten. M e t d it concept is h e t m ogelijk om vissen van verschillende leeftijden m et elkaar te vergelijken. H et is gebaseerd op het fe it dat volwassen vissen honderden to t honderdduizenden vruchtbare eieren kunnen produceren m aar d a t alleen tw e e van deze eieren h e t m oeten
brengen to t de geslachtsrijpe leeftijd om de ouders te kunnen vervangen en daarmee een populatie stabiel te houden. De initiële sterfte ais gevolg van natuurlijke sterfte, vooral predatie, is veelal erg hoog. Ais bijvoorbeeld 1 000 eieren zijn gelegd d o o r een vis, zijn daarvan na een maand misschien nog 100 larven over. Na een jaar zijn daarvan nog maar 5 jo n g e vissen over en na 3 jaar zijn er misschien nog maar tw ee volwassen vissen over.
Deze relatie is gedefinieerd d o o r adulte equivalente w aarde curves (Equivalent A d u lt Value, EAV) zoals hieronder getoond. In de grafiek staan de dagen va n a f de gebo o rte op de x-as en de EAV w aarde op de y-as. M e t behulp van de curves is h e t m ogelijk om de juveniele vis die op een w ille ke u rig e leeftijd is gevangen te vergelijken m e t een net geslachtsrijpe vis. Ais een één maand oude larve een AE w aarde van 0,02 heeft, dan zijn er 50 larven nod ig om 1 volwassen vis te krijgen. Van vis die gevangen is op 1 jarige leeftijd en een EA w aarde van 0 ,4 h e e ft zijn er 2,5 vissen nodig om 1 geslachtsrijpe vis te krijgen.
De adulte equivalente w aarde is m athem atisch gedefinieerd ais 1/(S t .Fa), w aarbij Fa de p roportie van de gem iddelde levensduur van een
v o o rtp la n te n d e vis is en St de kans op overleving van de gebo o rte to t elk m o m e n t daarna. De hellingshoek van de curve is een m aat vo o r de dagsterfte in die levensfase.
Figuur 3.1: vo orbeeld van een 'E quivalent A d u lt' tra je c t vo o r com m ercieel beviste soorten (Turnpenny, 1989)
+->
schol
■ haring
■ tong - schar
■■ kabeljauw - wijting 0.01
0.001
200 0-g roep
400 600 800 1000
2-groep 1-groep
leeftijdsklasse
Inzuigingssterfte vergeleken
De uitkom sten van de diverse vergelijkingen u it de lite ra tu u r zijn:
- De haring d o o r de Eemscentrale ingezogen b e tre ft 0,01 % van de to ta le juveniele ‘ re c ru itm e n t’ populatie geschat d o o r ICES v o o r divisie IV (Jager, 20 0 0 ). V erondersteld w o rd t d a t de haring die zich in
Eem s/Dollard bevindt, van de Kanaalharing1 p o pulatie afko m stig is (A.
- De haring, u itg e d ru k t in adulte equivalenten, ingezogen d o o r de Engelse centrale Sizewell A v e rte g e n w o o rd ig t 0 ,0 0 4 % van de Noordzee haring populatie (Turnpenny, 1989).
- De to n g u itg e d ru k t in adulte equivalenten ingezogen d o o r de Engelse centrale Sizewell A v e rte g e n w o o rd ig t 1 % van de bijvangst van de smalle m aasw ijdte garnalen visserij van de Engelse oostkust (Turnpenny, 2000).
- De to n g u itg e d ru k t in adulte equivalenten ingezogen d o o r de
gezam enlijke Engelse oostkust elektriciteitscentrales v e rte g e n w o o rd ig t 10% van de bijvangst van de smalle m aasw ijdte garnalen visserij van de Engelse oostkust (Turnpenny, 2000).
- De inzuiging van verschillende com m ercieel beviste soorten gem iddeld (schol, to n g , schar, kabeljauw, w ijtin g , haring en zeebaars), d o o r de gezam enlijke Engelse oostkust elektriciteitscentrales bedraagt, u itg e d ru k t in adulte equivalenten, 1 4 % van de Engelse aanlandingen u it het v o o r deze koelcentrales relevante ICES gebied IVc in 1992. Per jaar zal d it percentage anders zijn en per soort verschilt dit. V o o r to n g is d it 5 % , v o o r w ijtin g 1 8 0 % , v o o r haring 5 0 % (Turnpenny, 2000).
- De ko e lw a terin la a t van de Eemscentrale lig t op de plaats van de tre kro u te van de d riedoornige stekelbaars in de Eems en geschat is dat 14% van de relevante deelpopulatie van de Eems w o rd t ingezogen (KEMA, 1991).
- D oor de engelse Fawley centrale w o rd t koornaarvis (A th e rin a p re sb yte r) het meest ingezogen. De sam enstelling van de koornaarvis populatie ter plaatse veranderde niet sig n ifica n t tijdens de studie (Henderson et al., 1984).
Deze voorbeelden geven een eerste aanzet to t een risicoanalyse van de effecten van inzuigingssterfte d o o r elektriciteitscentrales. O m zo'n risicoanalyse vo lle d ig e r te laten zijn, m o e t een m inder eenzijdige selectie van vissoorten w orden u itg e w e rk t en m oeten onzekerheden en variaties in de gepresenteerde percentages bekend zijn. Verder is het nodig d a t sterfte percentages vertaald w o rd e n in risico's op p o p u la tie -e ffe cte n . H et voordeel van een meer systematische aanpak is d a t veel beter de situaties m et een hoger risico geïdentificeerd kunnen w orden.
De voorbeelden m et lage sterftepercentages suggereren een
verw aarloosbaar risico. In de voorbeelden m e t hoge sterftepercentages is m ogelijk sprake van een te h oog risico. In een goede risicoanalyse w o rd t d it concreter gem aakt.
2.3 .5 Effecten op garnalen in de Waddenzee
Garnalen w orden in aanzienlijke aantallen ingezogen; h e t geschatte g e w ich t aan ingezogen garnalen in de Eemscentrale bedroeg 67 to n in de periode 1 9 9 6 /1 9 9 7 op jaarbasis (H adderingh e.a. 1997). D it getal kan w o rd e n afgezet tegen de gem iddelde jaarlijkse aanlandingen van garnalen u it de Nederlandse visserij. Deze bedroeg in de jaren '9 0 ca. 8 000 to n (Janssen, Loos & Van Dijk 1995). A angenom en w o rd t d a t circa 1 600 to n a fko m stig zijn u it het oostelijke W addengebied pius de N oordzeekustzone.
D at w il zeggen d a t de ingezogen hoeveelheid gelijk is aan 4 % van de jaarlijkse aanlanding van Garnalen u it het oostelijke W addengebied. De vo o rtp la n tin g sca p a cite it van de Garnaal is echter dusdanig g ro o t d a t het voortbestaan van de soort naar alle w aarschijnlijkheid niet w o rd t aangetast d o o r de inzuiging.
3 Effecten van warmwaterlozingen op het watersysteem
ln d it h o o fd stu k staan de effecten van w am te lo zin g e n in het o p p e rv la kte w a te r centraal. H et gaat daarbij uitsluitend om de gevoeligheid v o o r hoge te m peraturen van organism en en niet om biociden die g e b ru ik t kunnen zijn In de koelw aterketen.
Een stijging van de w a te rte m p e ra tu u r le id t direct to t veranderingen in aanwezige levensgem eenschappen. Deze veranderingen w orden in eerste instantie bepaald d o o r een directe respons van de afzonderlijke soorten op de verhoogde om gevingstem peratuur. Deze respons kan w o rd e n gezien ais een afgeleide van de zogenaam de Q 1 0 -re la tie die het verband beschrijft tussen de mate w aarin de fysiologische a c tivite it van een soort ve ra n d e rt bij een te m p e ra tu u rve rh o g in g van 10 °C (Figuur 4.1).
W a t b e tre ft de o m g e vin g ste m p e ra tu u r he e ft iedere soort v o o r elk stadium een natuurlijke bandbreedte w aarin optim aal fu n ctio n e re n (homeostase intact) m ogelijk is. D it optim ale te m p e ra tu u rtra je c t is gekoppeld aan de geografische lig g in g van het leefgebied. O ve rsch rijd t de actuele o m g e vin g ste m p e ra tu u r de bandbreedte dan on tsta a t stress, uiteindelijk gevolgd d o o r m o rta lite it indien de te m p e ra tu u r te hoog o p lo o p t o f de stress te lang d u u rt (Iger e t al., 1994).
Figuur 3.1: mate van v e rsto rin g ais fu n ctie van de toenam e van de w aterte m p e ra tu ur
bjO ▲ r - J i
Letale effecten
Subletale effecten
Stress N atuurlijke amplitude^,
>
Tem peratuur
De te m p e ra tu u rto le ra n tie van aquatische organism en w o rd t beïnvloed d o o r verschillende factoren die stress veroorzaken. Van invloed zijn het
zoutg e ha lte , de hoeveelheid opgelost zuurstof, de hardheid van h e t w a te r (M u rp h y e t al., 1976) en fysische factoren zoals druk (K night-Jones &
M o rg a n , 1966). Zo he e ft een com binatie van een veranderende
zo u tco n ce n tra tie en een afnem ende zu u rsto fco n ce n tra tie in het w a te r een ne g a tie f versterkend e ffe ct op de te m p e ra tu u rto le ra n tie (Alabaster, 1967;
Brett, 1970; C o tte r e t al., 1982; Yagi & Ceccaldi, 1984).
Organism en hebben een bepaald te m p e ra tu u rtra je c t w aarbinnen zij kunnen leven. Soorten m et een smal te m p e ra tu u r tra je ct w orden
stenotherm e soorten genoem d, soorten m e t een breed te m p e ra tu u r tra je ct zijn eurytherm e soorten. Er bestaan zow el arctische ais tropische
stenotherm e soorten.
In een marien ecosysteem kom en m eer stenotherm e dan eurytherm e soorten voor. In brak- en z o e tw a te r is d it om gekeerd. H et merendeel van de mariene eurytherm e soorten leven in de kustzone te rw ijl de steno
therm e soorten vooral in de open oceaan vo o rko m e n. In kustzones van het marien milieu en in ondiepe w addengebieden kom en voo rn a m elijk soorten v o o r die binnen een relatief ruim tra je c t kunnen overleven (Kema, 1991).
De hoeveelheden w a te r in de Nederlandse estuaria en kustw ateren zijn zo g ro o t d a t m e t de geloosde w a rm te het n ie t m ogelijk is een estuarium sig n ifica n t op te w arm en, laat staan de kustw ateren. Effecten die d o o r o p w a rm in g van een heel estuarium w orden veroorzaakt zijn dan ook niet te verw achten.
De g ro o tte van een w a rm w a te rp lu im van een centrale h a n g t in eerste instantie af van de hoeveelheid geloosde w a rm te en uiteraard de locatie van het lozingspunt, de m o rfo lo g ie te r plaatse, de g e tijstro m in g , de w in d ric h tin g en w in d kra ch t. Bij een vaste hoeveelheid geloosde w a rm te zijn de AT en een m axim um lo zingstem peratuur van invloed op de w a rm w a te rp lu im . Bij een lagere AT o f lozingstem peratuur is meer k o e lw a ter nod ig en zijn de tem peraturen in de w a rm w a te rp lu im lager.
De te m p e ra tu u r gerelateerde effecten w orden eerst v o o r vissen apart beschreven w aarna vervolgens de effecten op de overige organismen w o rd e n beschreven.
3.1 Vis
Van de organism en die in w a te r leven zijn vissen over het algemeen het m inst to le ra n t vo o r hoge w a te r te m peraturen (Broek, 1975).
S tenotherm e soorten zoals haringachtigen kunnen sterven bij 22 °C (H adderingh, 20 0 0 ; Langford, 1990, Krenkel, P.A. & F.L. Parker, 1969).
Benthische soorten zoals platvissen (schol, bot, schar), w o rd e n in het traject van 2 3 -2 8 °C direct bedreigd m et sterfte w a n n ee r ze n ie t kunnen
w egzw e m m e n (zie tabel 4.1).
Tabel 4.1: voorkomen van temperatuurgevoelige vissoorten per locatie (Hadderingh, 2000).
* = acclimatisatietemperatuur onder de 22 °C
Locatie Gevoelige
vissoorten
Zeer gevoelige soorten
Eems, Eemscentrale Bot* Spiering, Zeeforel, H aring*, Kabeljauw, Tarbot
Noordzee, IJmond Bot* Spiering, Zeeforel, Haring, Kabeljauw Noordzee, M aasvlakte Bot* Spiering, Haring, Kabeljauw, Tarbot Westerschelde, Borssele B ot*, Ansjovis* Spiering, Haring, Kabeljauw
De Eemscentrale h e e ft een ko e lw a terd e b ie t van ongeveer 5 0 m3/s , w a t m et
g ro o tte beperkte w a rm w a te rp lu im die d o o r een te m p e ra tu u rsp ro n g goed herkenbaar vo o r vissen is, is v o o r vissen meestal goed te o n tw ijke n . W a nneer een w a rm w a te rp lu im m e t een vo o r vissen letale te m p e ra tu u r de volle breedte van een geul in een estuarium bedekt, is deze pluim vo o r vissen m inder goed passeerbaar.
In fig u u r 4.2 is er sprake van een w a rm w a te rp lu im die op enige afstand van de kustlijn ligt. In bijlage 1 is te zien dat, afhankelijk van de locatie van het lozingspunt, in een intergetijdengebied de w a rm w a te rp lu im er heel anders kan uitzien. D it ha n g t af van hoe ver van de kustlijn af en hoe d icht bij droogvallende delen w o rd t geloosd.
Figuur 4.2: W a rm telozingsbeeld Eemscentrale b ij hoog w a te r (Fraikin &
van den Bergs, 1996). In de p lu im m et het groene, gele en rode gebied is het w a te r meer dan 2 graden w arm er dan het w a te r in het estuarium .
In de zom erm aanden neem t het o p p e rvla kte w a te r van kustw ateren en estuaria hoge te m peraturen aan. Tem peraturen to t 24 á 25 °C zijn in het Eems-estuarium en de W esterschelde gem eten. D it k o m t d o o r de geringe gem iddelde w a te rd ie p te en h e t tw eem aal daags droogvallen van de g e tijdenplaten die d o o r hun donkere kleur ais zonnecollectoren fungeren.
Vissen die bij deze te m peraturen niet kunnen overleven zijn dan n ie t meer in het estuarium aanwezig.
Thermische v e ro n tre in ig in g h e e ft een positieve invloed op de groei en reproductie van w a rm te m in n e n d e soorten en een koe lw a terp lu im kan gedurende de w in te rm a a n d e n fungeren ais refugium . D it kunnen ook exoten zijn. Ais gevolg hiervan kan binnen het gebied w aar ais gevolg van de ko e lw a terlo zin g een constante te m p e ra tu u rv e rh o g in g heerst, de soortensam enstelling verschillen van het gebied zonder o pw arm ing.
D it g e ld t niet alleen v o o r vissen maar ook v o o r andere organismen.
3.2 Overige organismen
D oor m enging van het geloosde k o e lw a ter m et het o n tvangende w a te r is het gedeelte w aar de w a rm w a te rp lu im het w a rm s t is beperkt. In het voorbeeld van de Eemscentrale is h e t oppervlak van de w a rm w a te rp lu im w a t 5 graden w a rm e r is dan h e t o m ringende w a te r 1 ha g ro o t (fig. 4.2).
W a nneer de w a rm w a te rp lu im de bodem raakt w o rd e n plaatsgebonden organism en blootgesteld aan hogere tem peraturen.
W ieren en bodem dieren zijn het m inst gevoelig v o o r hogere te m peraturen, zeegras en schorrenplanten zijn gevoeliger.
Gessner (1970) v e rm e ld t onderzoek w aarbij het ro o d w ie r Ceram ium tenuissim um een ze e w a te rte m p e ra tu u r van 28 °C 5 to t 6 u ur tolereert, 30 °C gedurende 3 to t 4 uur, 34 °C gedurende een uur en 38 °C gedurende 7 to t 10 m inuten. V erder v e rm e ld t Gessner onderzoek w aarbij een zestal groenw ieren bij een geleidelijke o p w a rm in g gedurende 90 to t 120 m inuten een to le ra n tie te m p e ra tu u r van 39 to t 46 °C vaststelde. V oor tw ee soorten bruinw ieren bedroeg d it 39 to t 45 °C en v o o r negen roodw iersoorten 40
to t 4 7 °C. Het in h e t intergetijde gebied vo o rko m e nd e b ru in w ie r Fucus vesiculosus o ve rle e ft bij b lo o tste llin g aan de lu ch t tijdens laagw ater w eefseltem peraturen van 54 °C (Gessner, 1970) te rw ijl drie Fucus-soorten en A sco p h yllu m nodusum w a te rte m p e ra tu re n van 39 to t 42 °C overleven.
Bij 21 algemeen vo o rkom e nd e soorten mariene o p p e rvla kte - en
d iepw aterw ieren w erden bij de gevoeligste soorten na 3 uur blo o tste llin g aan 25 °C nadelige effecten vastgesteld, te rw ijl de resistente soorten na 12 dagen b lo o tste llin g aan 37 °C geen negatieve effecten w erden vastgesteld.
V oor zeegras zijn letale te m peraturen gem eten tussen de 2 3 -2 9 °C.
O nderzoek aan schorrenplanten, uitgevoerd in een kas, w aarbij h e t e ffe ct van een ve rhoogde w a te rte m p e ra tu u r w erd bestudeerd op de groei van deze planten na een inundatieperiode van 2, 4 en 8 dagen (V ink-Lievaart e t al., 1984, G eltink, 1983), leverde de volgende conclusies op:
• na inundatie w erd bij rood zw enkgras (Festuca ru b ra ) een verm inderde groei en conditie w aargenom en bij een toenam e van de
w a te rte m p e ra tu u r;
• schorrezoutgras (Triglochin m a ritim u m ) o n dervond eveneens een negatieve invloed op de groei naarm ate de w a te rte m p e ra tu u r steeg;
• v o o r lam soor (L im o n iu m vulgare) gold het om gekeerde: hoe hoger de w a te rte m p e ra tu u r van het inundatiew ater, des te beter de groei;
• zilte rus (Juncus g e ra rd ii) ondervond geen aantoonbare invloed van de verhoogde w a te rte m p e ra tu u r op de groei; een verlengde in u n da tie d u u r had echter w el een negatieve invloed;
• bij zeeweegbree (Plantago m a ritim a ) was eveneens geen invloed aantoonbaar van een v e rh o g in g van de w a te rte m p e ra tu u r to t 2 4 °C.
W el w erd een negatieve invloed w aargenom en bij een inundatie van vier to t acht dagen w aarbij de w a te rte m p e ra tu u r verhoogd was to t 3 6 °C.
Tem peratuursinvloeden op ongew ervelde mariene diersoorten zijn voo rn a m elijk on d e rzo ch t aan benthische soorten zoals de grotere kreeftachtigen. M a cro in ve rte b ra te n die leven op droogvallende platen staan b lo o t aan sterke te m peratuurschom m elingen en zijn m inder gevoelig v o o r hoge tem peraturen. Bodemdieren op droogvallende platen zullen ais regel dan ook w e in ig hinder ondervinden van de lozing van koelwater.
U it veel onderzoek b lijk t een toelaatbare m axim um te m p e ra tu u r afhankelijk van zo utgehalte en zu u rstofconcentratie. V oor mariene soorten neem t de tem peratuurresistentie af bij stress d o o r dalende saliniteit en z u u rs to f
concentratie. Zeewaterm osselen tolereren een w a te rte m p e ra tu u r van 35 °C meer dan een uu r en 36 °C gedurende een half uur. De jongste stadia die zich hebben gehecht tolereren een w a te rte m p e ra tu u r van 34 °C langer dan 3 uur (Jenner 1983). De kokkel (C ardium edule) w o rd t bij eb in de zom er aan hoge te m peraturen blootgesteld en kan een w a te rte m p e ra tu u r van 31 °C meer dan 24 uu r verdragen. De zeepokken E lm inius m odestus, Balanus balanoides en Balanus crenatus overleven een te m p e ra tu u r van 33 °C langer dan een uur.
De te m p e ra tu u r to le ra n tie van kreeftachtigen is in kustw ateren aanzienlijk g ro te r dan van soorten in diepere w ateren (Kinne, 1978). Vooral
kreeftachtigen, schelpdieren en slakken u it intergetijdezones kunnen
sedim ent is 6 to t 10 graden en op 4 cm diepte 3 to t 5 graden (Spencer, 1969). De b orstelw orm en van h e t geslacht Nereis verto n e n een grote te m pe ra tu u rto le ra n tie . Nereis d ive rs ic o lo r verd ra a gt 28 °C zonder schade, sterfte tre e d t op bij te m peraturen van 35 to t 37 °C (H o h e n d o rf, 1963).
