15 augustus 2008 TIJDSCHRIFT VOOR WATERVOORZIENING EN WATERBEHEER

nº

41ste jaargang / 15 augustus 2008

16 /

2008

TIJDSCHRIFT VOOR WATERVOORZIENING EN WATERBEHEER

DE KOSTEN EN BATEN VAN DE KADERRICHTLIJN WATER INTERVIEW MET DG WATER ANNEMIEKE NIJHOF RIVM BEHULPZAAM IN JORDANIË MET OEVERFILTRATIE ARSEEN IN DRINKWATER: NIET ALLEEN IN BANGLADESH

Een stad die durft houdt van aanpakken

Beheerder Riolen Rotterdam is in veel opzichten een voorloper, een stad die durft. Zonder durf had de modernste haven ter wereld niet in Rotterdam gelegen. Zonder durf was Rotterdam de wolken minder dicht genaderd. Zonder durf waren veel debatten over grootstedelijke problemen niet in Rotterdam gestart. Rotterdam zoekt medewerkers met bezieling, die hun verantwoordelijkheid nemen en ook de minder gebaande paden durven te betreden. De stad die durft zoekt mensen die durven. Een aantrekkelijke en goed functionerende buitenruimte is het visitekaartje van de stad. De ruim 800 medewerkers van de sector Buitenruimte zijn verantwoordelijk voor een zorgvuldig beheer en onderhoud van het Rotterdamse openbaar gebied. Hieronder vallen niet alleen bovengrondse voorzieningen, zoals wegen, tunnels, bruggen en parken, maar ook het omvangrijke ondergrondse netwerk van riolering, kabels en leidingen. De functie? Voor haar subafdeling Technisch Beheer Riolen is de afdeling Watermanagement op zoek naar een Beheerder Riolen. In deze functie ben je verantwoordelijk voor het maken, afstemmen en uitvoeren van meerjarenplannen voor het vervangen, inspecteren en reinigen van riolen en persleidingen. Je formuleert concrete doelstellingen op het gebied van primair proces, financiële resultaat en kennis, en stuurt hierop aan. Verder verstrek je opdrachten en beoordeel je ontwerpen en bestekken, bepaal je het onderhoudsprogramma voor de riolen en persleidingen en bewaak je de kosten. Vraag en aanbod? Je hebt hbo werk- en denkniveau en bij voorkeur een opleiding in de civiele- of werktuigbouwkundige techniek. Ook ben je vertrouwd met gemeentelijke rioleringsplannen, projectbeheersing en met bestuurlijke/ambtelijke procedures. Je hebt het vermogen om projecten structureel aan te pakken en kunt zowel zelfstandig als in teamverband werken. Verder heb je uitstekende communicatieve vaardigheden, zowel schriftelijk als mondeling, ben je stressbestendig en resultaatgericht. Kennis van ArcGis en GBI is een pre. We bieden je een afwisselende baan vol dynamiek. Ook is er veel aandacht voor jouw ontwikkeling en kun je opleidingen en trainingen volgen binnen je vakgebied. De functie kan op verschillende niveaus worden uitgeoefend. Je salaris bedraagt maximaal € 3.800,(schaal 10) bruto per maand bij een 36-urige werkweek. Ben jij de Beheerder Riolen voor Rotterdam? Stuur dan je sollicitatie met cv naar Gemeentewerken Rotterdam, afdeling P&O, Postbus 6633, 3002 AP Rotterdam of per e-mail naar [email protected], onder vermelding van vacaturenummer WMR/08/084/LL/H20. Voor meer informatie over de inhoud van deze functie kun je contact op nemen met Astrid Madsen, hoofd Technisch Beheer Riolen, telefoon (010) 489 6873. Wil je meer weten over de Gemeentewerken Rotterdam of andere vacatures, kijk dan op www.gw.rotterdam.nl/werkenbij.

IJsvogel

D

e kwaliteit van de oppervlaktewateren in Nederland heeft deze zomer tot weinig klachten geleid. Her en der waren er blauwalgen, maar niet in grote hoeveelheden. Ronduit positief was het bericht dat de ijsvogel steeds vaker in Nederland te zien is vanwege het herstel van een groeiend aantal beken. Dat moet de waterbeheerder als muziek in de oren klinken. De initiatieven van verschillende waterschappen om beken opnieuw te laten meanderen, natuurvriendelijke oevers aan te leggen en lozingen tegen te gaan, worden op deze manier zichtbaar beloond. Voor de biologen en ecologen onder de waterbeheerders is dit natuurlijk goed nieuws. Maar ook voor de niet-biologen en niet-ecologen, want zij zien graag resultaat van hun werkzaamheden. Hen gaat het vooral om het

H2O tijdschrift voor watervoorziening en waterbeheer verschijnt ééns per 14 dagen Officieel orgaan van Stichting tot uitgave van het tijdschrift H2O en haar participanten: - Vereniging van Waterbedrijven in Nederland - Koninklijke Vereniging voor Waterleidingbelangen in Nederland - Nederlandse Vereniging voor Waterbeheer - Kiwa Water Holding BV Uitgever Rinus Vissers Redactie Peter Bielars (hoofdredacteur) Michiel van Zaane Gerda Pieters Redactiesecretariaat Dora Pompe Redactieadres en uitgeverij Postbus 122, 3100 AC Schiedam telefoon (010) 427 41 65 fax (010) 473 26 40 e-mail [email protected] Bezoekadres: ’s-Gravelandseweg 565 3119 XT Schiedam Redactiecommissie Harry Tolkamp (voorzitter/NVA) André Struker (KVWN) Frits Vos (VEWIN) Gerda Sulmann (Kiwa Water Research) Advertentieverkoop Roelien Voshol (010) 427 41 54 Brigitte Laban (010) 427 41 52 Mediaorder Carola Sjoukes (010) 427 41 41 Sonja Voois (010) 427 41 40 fax (010) 473 20 00 Abonnementenservice Pauline Roos (010) 427 41 08 Tini van Schijndel (010) 427 41 08 e-mail [email protected] fax (010) 426 27 95 Abonnementsprijs € 99,- per jaar excl. 6% BTW € 131,- per jaar voor buitenland € 8,50 losse exemplaren excl. 6% BTW Abonnementen gelden voor één jaar en worden – zonder tegenbericht – automatisch verlengd. Opzeggingen dienen schriftelijk uiterlijk 6 weken voor het aflopen van de abonnementsperiode te geschieden aan bovenstaand postadres. Druk en lay-out Den Haag mediagroep b.v., Rijswijk Copyright Nijgh Periodieken B.V., 2008 Het auteursrecht op de inhoud van dit tijdschrift wordt uitdrukkelijk voorbehouden. Overname van artikelen alleen na schriftelijke toestemming van de uitgever. www.vakbladh2o.nl

vasthouden van het water, zodat wateroverlast stroomafwaarts deels voorkomen kan worden en verdroging in de omgeving minder kans krijgt. Zo langzamerhand begint dit beekherstel vaste vorm aan te nemen in het Nederlandse landschap. Vrijwel ieder waterschap op de zandgronden in het oosten en zuiden van het land kent wel één of meerdere beekherstelplannen. Het is voor de leek die daar wandelt of fietst, ook steeds meer één van de herkenbare ‘gezichten’ van het werk van de waterschappen. De schonere en meer natuurlijke beken zijn ook voor een belangrijk deel het zichtbare resultaat van de invoering van de Kaderrichtlijn Water door de Europese Unie. Peter Bielars

inhoud nº 16 / 2008 4 / Kosten en baten van de Kaderrichtlijn Water Willem Ligtvoet, Guus Beugelink en Ron Franken

8

/ Drinkwaterbeveiliging: een transatlantische aanpak? Ben Tangena

10 / Oasen en RIVM oefenen samenwerking bij een drinkwaterincident Ben Tangena en Marcel Knopper

4

12 / Annemieke Nijhof: “Hoe houden wij de aandacht voor water vast?” Maarten Gast

14 / Biologische ontijzering aantrekkelijk voor grondwaterwinningen met twee filtratiestappen David de Ridder, Jantine Bruyns, Koen Huysman en Joost Kappelhof

16 / RIVM helpt Jordanië met kennis over

12

microbiële verwijdering door oeverfiltratie Harold van den Berg, Jack Schijven, Ismail Saadoun en Qotaiba Abaneh

18 / Arseen in drinkwater: niet alleen een probleem voor Bangladesh Suza Ann Bakker, Doris van Halem, Hans van Dijk en Gary Amy

25 / Recensie: Afvalwater zuiveren

18

op z’n Braziliaans Herman Evenblij

26 / Verenigingsnieuws 29 / Naar een optimalisatie van de monitoring van bestrijdingsmiddelen Martina Vijver, Geert de Snoo, Roel Knoben en Dennis Kalf

33 / Kunstmatig neuraal netwerk ingezet voor ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water Roel Knoben, Niels Evers, Jasper Jansen en Willem Ligtvoet

37 / High Performance Computing voor waterbeheer Maarten Spijker, Frans van Kruiningen en Arnold Lobbrecht

41 / Agenda

Bij de omslagfoto: De Ringvaart van de Haarlemmermeer, begrensd door een regionale waterkering (zie pagina 37). In een pilot zijn onder andere dijkdoorbraken van deze waterkering gesimuleerd.

Kosten en baten van de Kaderrichtlijn Water Wat is de effectiviteit van de door de waterbeheerders voorgestelde KRW-maatregelen en de aanvullende maatregelen? Wat vraagt de Kaderrichtlijn Water? In een ex ante evaluatie beantwoordde dit voorjaar het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) deze en andere vragen. De maatregelen die de waterbeheerders voorstellen, zullen naar verwachting tot een aanmerkelijke verbetering leiden van de ecologische kwaliteit van het oppervlaktewater. De voorgestelde inrichtingsmaatregelen, zoals het hermeanderen van beken, de aanleg van natuurvriendelijke oevers en vistrappen, lijken kosteneffectieve maatregelen. De nutriëntbelasting van het regionale oppervlaktewater is moeilijk terug te dringen vanwege de nog tientallen jaren doorgaande nalevering van fosfor uit de bodem. Hoewel ecologische winst wordt geboekt, worden niet alle gestelde doelen gehaald. Aanmelding van de voorgestelde regionale doelen als resultaatsverplichting aan de Europese Unie houdt mogelijk een risico van toekomstige ingebrekestelling in. Dat risico kan verkleind worden door voor 2015 en 2021 realistische tussendoelen vast te stellen op basis van de resultaten van een monitoringsprogramma waarmee de effecten van maatregelen worden geëvalueerd. het terugdringen van de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater. Daarom ligt daar in deze evaluatie de nadruk op. Met betrekking tot de chemie van oppervlaktewater en grondwater beperkt de evaluatie zich tot het verschaffen van informatie over de huidige toestand in relatie tot de te realiseren milieukwaliteitsdoelstellingen. De hoofddoelen van de ex ante evaluatie KRW zijn: • het duiden van de ecologische effecten, het verwachte doelbereik, de kosten en baten van het voorgestelde maatregelpakket en de lasten daarvan voor burgers en ondernemingen; • het aangeven op welke wijze en in welke mate het (verder) terugdringen van de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater bij kan dragen aan de verbetering van de ecologische waterkwaliteit en wat de daarmee gemoeide kosten zijn.

De Lunterse beek.

E

ind dit jaar zullen de conceptstroomgebiedbeheersplannen worden gepubliceerd, waarna eind volgend jaar de definitieve plannen op tafel moeten liggen. Aan de hand van de voorstellen van de regio’s en Rijkswaterstaat zal het kabinet in deze plannen vastleggen op welke wijze Nederland de doelen van de KRW denkt te gaan bereiken. Die doelen zijn vooral het realiseren van chemisch schoon en ecologisch gezond oppervlaktewater, chemisch schoon grondwater en het beschikbaar hebben van voldoende grondwater voor de terrestrische natuur. Voor alle oppervlaktewateren moet de kwaliteit conform de KRW-systematiek formeel in 2015, maar uiterlijk - na maximaal tweemaal zes jaar uitstel - 2027 als ‘goed’ gekwalificeerd kunnen worden. Uitstel behoeft de instemming van de commissie.

4

H2O / 16 - 2008

Vorig jaar hebben Rijkswaterstaat en de waterschappen een serie maatregelen opgesteld, die in de periode tot 2027 zal worden getroffen om de doelen van de KRW te realiseren. Hoewel het besluitvormingsproces van de waterschappen en Rijkswaterstaat nog niet helemaal is afgerond, heeft het Planbureau voor de Leefomgeving op verzoek van het Directoraat Generaal Water een evaluatie uitgevoerd van de kosten en toekomstige effecten van de voorgestelde maatregelen. Ook het te verwachten doelbereik is in beeld gebracht. Deze ex ante evaluatie KRW beoogt informatie te bieden voor de discussie in de Tweede Kamer over de implementatie van de KRW. Het maatregelpakket bestaat uit maatregelen die gericht zijn op de ecologische doelstellingen van de KRW. Dat gebeurt vooral via herstel en inrichting van watersystemen en

In de ex ante evaluatie is de huidige ecologische oppervlaktewaterkwaliteit beschouwd van alle waterlichamen waarvoor informatie beschikbaar was. Vervolgens is nagegaan welke maatregelen voor de betreffende waterlichamen zijn voorgesteld door de waterbeheerders. Per watertype is in de ex ante evaluatie de verwachte verbetering van ecologische waterkwaliteit gepresenteerd ten opzichte van de huidige kwaliteit. Voor de regionale wateren is de effectiviteit van maatregelen vastgesteld met behulp van een ecologisch expertsysteem (zie het artikel ‘Kunstmatig neuraal netwerk ingezet voor ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water’ in de rubriek Platform, red.). Voor de rijkswateren is de effectiviteit van maatregelen vastgesteld op basis van het oordeel van deskundigen op dit gebied. Daarnaast zijn kosten en effectiviteit van aanvullende, vooral op reductie van fosfaatbelasting gerichte maatregelen beschouwd. Het Nederlandse oppervlaktewater is door de waterbeheerders opgedeeld in 737 waterlichamen van verschillende typen. Door

actualiteit

Afb. 1: De waterlichamen die in de analyse zijn betrokken (links) en het aandeel sloten daarin (rechts).

de beperkte beschikbaarheid van gegevens over de huidige situatie kon slechts voor een beperkt deel van de regionale wateren (beken, meren, vaarten/kanalen en sloten) de verandering in ecologische kwaliteit worden bepaald. Voor sloten is de analyse daarom niet representatief (zie afbeelding 1).

Knelpunten De ecologische kwaliteit van de oppervlaktewateren wordt in de systematiek van de KRW bepaald aan de hand van vier soortgroepen: algen (fytoplankton), waterplanten (macrofyten), macrofauna (‘kleine beestjes’) en vissen. Voor deze soortgroepen zijn per watertype maatlatten ontwikkeld, de ecologische kwaliteitsratio (EKR). De EKR is een getal tussen 0 en 1, waarmee de kwaliteit van een ecologische parameter wordt aangegeven: 0 is zeer slecht, 1 is zeer goed. De grens voor het zogeheten goed ecologisch potentieel (GEP) wordt gewoonlijk bij een EKR van 0,6 gelegd. Met behulp van deze maatlatten kan per waterlichaam op basis van de soortensamenstelling de ecologische kwaliteit worden vastgesteld. Voor niet-natuurlijke waterlichamen (720) is het GEP het doel, voor natuurlijke waterlichamen (17) is dat de goede ecologische toestand (GET). Voor niet-natuurlijke waterlichamen is het aan de waterbeheerders om de hoogte van het GEP vast te stellen. Voor natuurlijke waterlichamen is de GET op nationaal niveau vastgesteld. Afgemeten aan de EKR-maatlatten voor waterplanten, macrofauna en vissen blijkt de

huidige ecologische kwaliteit van de zoete regionale oppervlaktewateren overwegend ‘matig’ en ‘ontoereikend’ te zijn. In slechts vijf procent van deze wateren wordt de toestand voor deze soortgroepen als ‘goed’ gekwalificeerd. De meren zijn het watertype met de slechtste ecologische kwaliteitsscore voor deze soortgroepen. Voor de algen wordt in circa 50 procent van regionale wateren een goede toestand aangetroffen. De ecologische kwaliteit van veel rijkswateren wordt als ‘matig’, ‘ontoereikend’ of ‘slecht’ gekwalificeerd voor waterplanten, macrofauna en vissen. In tien tot 15 procent van de wateren wordt de toestand voor deze soortgroepen als ‘goed’ gekwalificeerd; voor algen ligt dit percentage rond de 65 procent.

Voorgestelde maatregelen Voor het verbeteren van de inrichting stellen Rijkswaterstaat en de waterschappen onder meer de aanleg voor van circa 8.000 kilometer natuurvriendelijke oevers, 45 nevengeulen en meer dan 1.000 vispassages, het opnieuw laten kronkelen van beken en het verlagen van ruim 800 hectare uiterwaarden. Om de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater te verminderen, wordt voorgesteld het zuiveringsrendement van de rioolwaterzuiveringen te verbeteren, om 47.000 kilometer mestvrije zones in te stellen en om de bestemming van 5.000 hectare landbouwgrond te wijzigen. Voor de gehele periode tot 2027 wordt uitgegaan van voortzetting van het huidige mestbeleid.

De regionale waterbeheerders rekenen aanscherping van het mestbeleid niet tot hun taakveld, maar tot die van het Rijk. Het onderscheid tussen maatregelen die voor de KRW worden getroffen en die welke krachtens ander beleid worden genomen is diffuus. Ruwweg is tweederde van de investeringen in de maatregelenvoor de regionale wateren te herleiden tot bestaand en voorgenomen beleid, waaronder Waterbeheer 21ste eeuw, de Zwemwaterrichtlijn, de Richtlijn Stedelijk Afvalwater en Natura 2000. Het totale maatregelpakket omvat circa 7,1 miljard euro aan investeringen in de periode 2007-2027 (zie tabel). Daarvan nemen de waterschappen circa 5,4 miljard euro voor hun rekening. Ongeveer tweederde daarvan heeft betrekking op maatregelen die zijn voorzien in de periode tot 2015. De maatregelen van Rijkswaterstaat kosten circa 1,7 miljard euro. Daarvan heeft ongeveer 70 procent betrekking op de periode tot 2015. Zowel voor de rijkswateren als voor de regionale wateren wordt geen volledig doelbereik in 2015 nagestreefd. De waterbeheerders gaan er vanuit dat de doelen pas in 2027 bereikt worden, onder voorbehoud van instemming van de Europese Commissie. De jaarlijkse kosten voor de samenleving van het totale maatregelpakket bedragen 390 miljoen euro per jaar. Ongeveer 60 procent hiervan komt voor rekening van de water-

H2O / 16 - 2008

5

schappen, 15 procent voor rekening van gemeenten en 15 procent voor rekening van Rijkswaterstaat. De kosten van de waterschappen leiden gedurende de periode 2010-2027 tot een extra toename van de waterschapslasten met circa 0,7 procent per jaar.

Te verwachten ecologische effecten De maatregelen voor de beken, sloten en kleine meren zijn voor ongeveer eenderde deel gericht op de verbetering van de inrichting en de verlaging van de gemiddelde fosfaatconcentraties. De overige maatregelen (tweederde deel) hebben een beperkt of onbekend ecologisch effect; het gaat om bijvoorbeeld maatregelen als riooloverstorten en maatregelen om wateroverlast te beperken. Door de maatregelen zal het percentage wateren waarin waterplanten, macrofauna en vissen goed gedijen, waarschijnlijk toenemen van circa vijf procent nu tot 40 à 60 procent in 2027, respectievelijk ten gevolge van het maatregelpakket en ten gevolge van de gemaximaliseerde omvang van de maatregel (het potentiële maximum). Voor het kwalificeren van watertypen is gebruik gemaakt van de GEP-waarden voor de kunstmatige wateren (sloten, vaarten/kanalen) en de GET-waarden voor de sterk veranderde wateren (beken, rivieren, overgangswateren en kustwateren). Vooral de beken, rivieren, sloten en vaarten/kanalen, waarvoor de ecologische kwaliteit sterk afhankelijk is van de inrichting (natuurvriendelijke oevers, vispassages), laten een duidelijke verbetering zien. Omdat de waterkwaliteit en de concentraties stikstof en fosfor niet veel veranderen, verbetert de score van de algen maar weinig (zie afbeelding 2). De maatregelen voor de rijkswateren zijn vooral gericht op verbetering van de inrichting van de watersystemen (habitat-

Indicatie van de verhouding tussen de investeringen van het voorgenomen beleid en de KRW-maatregelen in de periode 2007-2027. De bedragen zijn afgerond.

voorgenomen beleid miljard euro %

regionale wateren maatregelen met substantieel ecologisch effect maatregelen met beperkt/onbekend ecologisch effect totaal regionale wateren rijkswateren maatregelen met substantieel ecologisch effect totaal regionale + Rijkswateren

extra KRW miljard euro %

totaal miljard euro

1,0

53

0,8

47

1,9

2,5 3,6

69 67

1,0 1,9

31 33

3,6 5,4

0,7* 4,3

40 60

1,0 2,9

60 40

1,7 7,1

* Betreft de ingeschatte omvang van maatregelen in het kader van het programma Ruimte voor de Rivier en de Maaswerken die een substantieel ecologische effect hebben.

herstel) en op het verwijderen van vervuilde waterbodems. In de rivieren neemt de ecologische kwaliteit het meest toe, vooral voor waterplanten: van 25 procent nu tot 50 procent in 2027. De gemiddelde ecologische kwaliteitsratio van de rivieren neemt toe van bijna 0,4 tot bijna 0,5. (0,6 staat zoals gezegd voor een goede ecologische kwaliteit). De ecologische kwaliteit van de kanalen en meren en overgangswateren neemt beperkt toe. Door de verminderde fosfaatbelasting uit het buitenland verbetert de situatie voor algen. De ecologische kwaliteit van kustwateren neemt vrijwel niet toe omdat hier maar weinig maatregelen zijn voorzien.

Ambitieniveau Voor de kunstmatige wateren (sloten, vaarten/kanalen) ligt het voorgestelde doelniveau overwegend rond het goed ecologisch potentieel. Voor de sterk veranderde wateren (beken/kleine rivieren

en meren) laten de voorgestelde doelen een grotere spreiding zien. Voor een substantieel aantal wateren ligt het doelniveau tussen de EKR van 0,3 tot 0,6 op de maatlat voor natuurlijke wateren, maar ook lagere waarden komen voor. Dat wil zeggen dat de waterbeheerders zelf inschatten dat de goede ecologische toestand (GET = 0,6) veelal niet haalbaar lijkt, zelfs niet met maatregelen. De achterliggende onderbouwende informatie was ten tijde van de studie nog niet beschikbaar.

Volledig doelbereik in de regionale wateren in 2027 niet waarschijnlijk Ten opzichte van de huidige situatie gaan de soorten in de regionale wateren er op vooruit tot 40 à 60 procent van het gestelde doel. Ondanks de aanzienlijke ecologische kwaliteitswinst na uitvoering van het maatregelenpakket lijkt het volledig bereiken van de doelen in 2027 voor de regionale

Afb. 2: De huidige, verwachte en potentiële maximumkwaliteit in 2027 per soortgroep voor de regionale wateren. De verwachte kwaliteit is op basis van de omvang van de voorgestelde maatregelen vastgesteld. De potentiële maximumkwaliteit betreft de ecologische kwaliteit bij de maximale omvang van de voorgestelde maatregelen; dit betekent bijvoorbeeld dat de lengte van natuurvriendelijke oevers verder wordt uitgebreid dan voorzien in de voorgestelde maatregelen.

6

H2O / 16 - 2008

actualiteit Ten opzichte van de huidige situatie neemt de belasting van de regionale oppervlaktewateren in 2027 af met 16 procent voor fosfor en 25 procent voor stikstof, vooral door de verbetering van de zuiveringsprestaties van de rwzi’s. Het aandeel van de rioolwaterzuiveringen in de totale belasting neemt daardoor af van eenderde naar een kwart. Het relatieve aandeel van de fosfaatbelasting vanuit landbouwgronden stijgt daardoor tot circa driekwart van het totaal. Extra inspanningen om de fosfaatemissies van rwzi’s te verminderen, liggen daarom niet voor de hand. Op basis van de nu beschikbare kennis en gehanteerde aannamen is het niet waarschijnlijk dat met maatregelen als uitmijnen, verdiepte drainage en mestvrije zones een substantiële vermindering van de fosforbelasting is te bereiken. De nutriëntbelasting van het regionale oppervlaktewater is moeilijk terug te dringen vanwege de nog tientallen jaren doorgaande nalevering van fosfor uit de bodem. Helofytenfilters kunnen mogelijk wel een effectieve bijdrage leveren aan het verminderen van de nutriëntengehalten in oppervlaktewateren. De kosten zijn echter hoog en de resultaten nog onzeker.

Geraamde kosten vallen lager uit

Een vispassage in de Peel.

wateren niet waarschijnlijk, ook niet als alle onzekerheden worden meegenomen. Lokaal gezien kan, als gevolg van maatregelen die niet bij de berekening van de ecologische effecten zijn meegenomen, het doelbereik voor de regionale wateren mogelijk hoger zijn. Hiermee lijken de ecologische ambities nog onvoldoende in balans met de voorgestelde maatregelen. Als de nu voorgestelde regionale doelen worden aangemeld als resultaatsverplichting bij de Europese Commissie bestaat het risico van toekomstige ingebrekestelling. Om dat te voorkomen zijn - afhankelijk van het gewenste ambitieniveau - twee oplossingen mogelijk: ofwel het aanpassen van de doelen ofwel het in de periode tot 2027 inzetten van meer maatregelen op het gebied van de inrichting of de fosfaatbelasting. Op basis van de gestelde doelen komt voor de kunstmatige (kanalen) en sterk veranderde rijkswateren (rivieren, meren) wel een vrijwel volledig doelbereik binnen bereik (uitgaande van een maximale effectiviteit van de maatregelen). Voor de natuurlijke kustwateren lijkt het onhaalbaar om in 2027 aan de goede ecologische toestand (GET = 0,6) als norm te voldoen. De aandacht in het maatregelpakket op inrichtingsmaatregelen, vistrappen en rioolwaterzuiveringsinstallaties is een

kosteneffectieve keuze. Hoewel de nutriëntbelasting in de periode tot 2027 in regionale wateren slechts licht afneemt, verbetert de ecologische kwaliteit aanzienlijk met de voorgestelde maatregelen. Voor de regionale wateren blijkt met alleen de inrichtingsmaatregelen (iets meer dan een kwart van de kosten) 80 à 90 procent van de verandering in de ecologische kwaliteit te kunnen worden gerealiseerd. Daarmee is dit deel van het maatregelpakket veel kosteneffectiever dan de maatregelen gericht op een reductie van de fosfaatbelasting van het oppervlaktewater, omdat het hoofdzakelijk leidt tot verbetering van het zuiveringsrendement van de rwzi’s. Indien bijvoorbeeld na 2027 een hoger doelbereik gewenst is, ligt een verdere inspanning in de inrichting van lijnvormige wateren voor de hand. Actief visstandbeheer in meren, maar ook in andere watertypen zoals boezemvaarten en verstuwde benedenlopen van beken, lijkt een relatief goedkope (aanvullende) maatregel te zijn om op korte termijn een grote verbetering van de ecologische kwaliteit te verkrijgen. Belangrijke meren die kansrijk geacht worden voor de inzet van deze maatregel zijn onder andere de Friese boezemmeren, de Randmeren, de Loosdrechtse Plassen, de Nieuwkoopse plassen en het VolkerakZoommeer.

De geraamde kosten van de KRW tot 2027 worden in dit onderzoek lager geraamd dan in de strategische MKBA die het RIZA in 2006 uitvoerde. Voor de strategische MKBA was nog geen uitgewerkt maatregelpakket voorhanden. Noodgedwongen is toen gerekend met een zeer voorlopig maatregelpakket en kostenniveau, gericht op een slecht gedefinieerd doelbereik. Tevens zijn in de strategische MKBA alle maatregelen na 2009 toegerekend aan de KRW; er is geen onderscheid gemaakt tussen bestaand en voorgenomen beleid enerzijds en extra beleid voor de KRW anderzijds. De verbetering van de ecologische kwaliteit is het primaire doel van de KRW en daarmee het belangrijkste beoogde doel van het maatregelpakket. In deze studie wordt dit doel niet in geld uitgedrukt vanwege onvoldoende onderbouwing in beschikbare studies. Andere in de strategische MKBA beschouwde (secundaire) baten, waaronder effecten voor recreatie, gezondheid en de visserijsector, bleken gering van omvang dan wel moeilijk te onderbouwen. De bevindingen van deze studie met betrekking tot de baten wijken daardoor sterk af van wat in de strategische MKBA is berekend. Een kosten-batenanalyse is dus niet mogelijk gebleken. Wel is duidelijk gemaakt wat de onmiskenbare ecologische baten zijn van het maatregelpakket, welke maatregelen daarbij bepalend zijn, welke kosten er mee gemoeid zijn en welke aanvullende maatregelen een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan een verdere verbetering van de ecologische kwaliteit. Willem Ligtvoet, Guus Beugelink en Ron Franken (Planbureau voor de Leefomgeving)

H2O / 16 - 2008

7

Drinkwaterbeveiliging: een transatlantische aanpak? Hebt u TEVASPOT al gebruikt om uw CWS in te richten? Of doet u het met een eenvoudige EWQSK? Misschien bent u nog bezig om de RAMCAP uit te voeren en het opzetten van een EDS? Hoe dan ook: het gaat erom in je WARN goed om te gaan met CERC. Amerikanen zijn dol op afkortingen, protocollen en plannen. Dat bleek dit voorjaar maar weer eens op het vijfde Water Security Congress in Cincinnati. Neem dan de Britten; die vertellen liever over echte rampen, zoals het uitvallen van de drinkwatervoorziening door de overstromingen in de zomer van 2007. En de lessen die ze daaruit hebben getrokken om beter voorbereid te zijn op calamiteiten. Dat deden ze op de Water Contamination Emergencies Conference in Londen, ook dit voorjaar. Heel interessant om de benadering van drinkwaterbeveiliging en crisismanagement aan deze en gene zijde van de Atlantische Oceaan te volgen.

I

n de Verenigde Staten draait alles om het Contamination Warning System: een samenhangend pakket van procedures, maatregelen en meettechnieken om een verontreiniging van het drinkwaternet snel op te sporen en de gevolgen te beperken. Het bestaat uit de volgende vijf onderdelen: • beveiligingsmonitoring: technische en organisatorische maatregelen om een indringer te detecteren, inclusief ICT-beveiliging; • bemonstering en analyse: routinematig of specifiek waterkwaliteitsonderzoek door het laboratorium of door metingen op locatie; • online kwaliteitsbewaking: continue bewaking van de waterkwaliteit in het distributienet met monitoren; • monitoring consumentenklachten: verzameling en bewerking van klachten die bij het waterbedrijf binnenkomen; • monitoring gezondheidsklachten: verzameling en bewerking van informatie uit de medische sector die mogelijk tot een drinkwaterverontreiniging zijn te herleiden. Het idee is dat met informatie uit verschillende onafhankelijke bronnen een (moedwillige) verontreiniging snel ontdekt kan worden. Het hele systeem heeft elf miljoen dollar gekost en moet dit najaar operationeel zijn. De presentaties op het congres in de Verenigde Staten waren min of meer volgens bovenstaande thema’s gerangschikt, maar wel met belangrijke accentverschillen. Zo was over consumentenklachten niets te horen en op het gebied

van gezondheidsklachten is men nog druk doende de informatie uit de verschillende systemen te destilleren en samen te voegen (GGD-meldingen, ziekenhuisopnames, 112-oproepen, medicijnverkopen). Ook viel op dat weinig werd gemeld over beveiligingsmonitoring, zeg maar alarmsystemen en camera’s.

Monitoringtechnieken nog geen gemeengoed Het merendeel van de voordrachten in de Verenigde Staten ging over waterkwaliteitsbewaking. Online monitors zijn tot nu toe mondjesmaat geïnstalleerd, zoals in Cincinnati, toevallig ook de hoofdzetel van de researchafdeling van de EPA. Het drinkwaterbedrijf van deze stad (220 miljoen kubieke meter per jaar, 4500 kilometer leidingen) heeft 17 monitoringstations. Deze stations zijn niet bijzonder vooruitstrevend; meestal betreft het een rekje met meetapparatuur voor de klassieke parameters pH, chloor, TOC, redoxpotentiaal, geleidingsvermogen en troebelheid. Combinatie van deze signalen geeft aan welke klasse van verontreinigingen in het geding is (bijvoorbeeld bestrijdingsmiddelen, toxinen, pathogenen). Ze reageren vaak pas bij een relatief hoge concentratie. Om te zien wat er echt in het water zit, moeten nog wel monsters genomen worden die ter plekke of in het laboratorium worden geanalyseerd. In de indrukwekkende proevenhal van de EPA werden enkele moderne detectoren getest (zie foto), zoals de UV-probe van S::CAN (Oostenrijk), de daphniamonitor van Moldaenke (Duitsland) en de TOX control

Het Contamination Warning System (CWS), ontwikkeld door de Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA).

TEVA

Threat Ensemble Vulnerability Assessment SPOT Sensor Placement Optimization Tool CWS Contamination Warning System EWQSK Emergency Water Quality Sampling Kit RAMCAP Risk Analysis and Management for Critical Asset and Protection EDS Event Detection System WARN Water Agency Response Network CERC Crisis and Emergency Risk Communication

van microLAN (Nederland). Het gaat hier dus allemaal om in Europa ontwikkelde apparatuur. De detectoren reageren in het algemeen op een grote verscheidenheid aan stoffen en zijn soms ook behoorlijk stofspecifiek; ze zijn in de Verenigde Staten nog niet verder dan de proevenhal gekomen. De ook in Nederland bekende MALS (Multi Angle Light Scattering)-techniek om pathogenen op te sporen, wordt er ook gebruikt. Aan de hand van lichtverstrooiing is zo snel de vorm van het deeltje waar te nemen, maar dat zegt nog niets over de identiteit. Op de conferentie in Londen waren de verwachtingen over online monitoren sterk getemperd. Een leverancier, die drie jaar geleden hoog opgaf over de mogelijkheid om een moedwillige verontreiniging te detecteren, prees dit keer zijn verder ontwikkelde apparaat alleen aan voor reguliere innamebewaking en om afwijkingen in de bedrijfsvoering te signaleren. Bij de lezingen over sensoren ontstond de indruk dat de afgelopen jaren weinig echte doorbraken hebben plaatsgevonden. Wel is een trend te zien om meer effectmetingen in te zetten in plaats van het monitoren van afzonderlijke verbindingen.

Concentratietechnieken in de lift Wat monstername en analyse van microbiologische organismen betreft was er in de Verenigde Staten wel vooruitgang te zien. Zoals bekend is de detectie, zoals met PCR, thans zeer snel, maar dan moet er wel een geconcentreerd monster zijn. Verschillende soorten UF-filters, die in een handzame koffer op locatie kunnen worden gebruikt, werden gedemonstreerd (zie foto). Monsters worden tot 400 maal geconcentreerd binnen

8

H2O / 16 - 2008

achtergrond kortdurende crisisperiodes, maar ook eens met een langdurige crisisperiode, bijvoorbeeld één tot twee weken. De EPA heeft een richtlijn uitgegeven (Effective Risk and Crisis Communication during Water Security Emergencies) waarin stapsgewijs de belangrijke fasen van crisiscommunicatie worden doorlopen. Voor een aantal soorten van crises (drinkwatercontaminatie, vernietiging infrastructuur, uitval energievoorziening of een biologische aanslag) worden maatregelen beschreven. Vele laboratoria in de Verenigde Staten houden zich bezig met wateranalyses. Netwerken worden gevormd waarin men samenwerkt om de analysecapaciteit beter te benutten. Een ontwikkeling die te vergelijken is met het landelijk laboratoriumnetwerk terroristische aanslagen in Nederland.

Nooddrinkwater

Opstelling voor een monitoringsysteem in de proevenhal van EPA.

een redelijke tijd van één tot vier uur. De apparaten zijn getest op diverse watersoorten en pathogenen en hebben een opbrengst van 50 tot 70 procent. Niettemin is het nog steeds het prototypestadium. Een online toepassing is nog niet in zicht.

Modellen beschikbaar Een heel ander probleem is hoeveel monitoren je nodig hebt, waar je ze neerzet en hoe je de berg aan gegevens verwerkt. Daarmee zijn de Amerikanen wel ver gevorderd. Ook in Engeland kwam dat aan de orde. Er zijn nu modellen en programma’s beschikbaar die gekoppeld aan een leidingnetmodel snel kunnen doorrekenen wat de beste locatie voor monitoren is. Het is daarvoor wel noodzakelijk om een waterkwaliteitsmodule aan het hydraulische model te verbinden. Helaas is het Amerikaanse TEVASPOT-model (zie kader) nog slechts als DOS-applicatie verkrijgbaar. Wat betreft de gegevensverwerking heeft de EPA het Prototype van draagbare concentrator met UF-filter.

programma CANARY ontwikkeld, genoemd naar de kanarie die vroeger de mijnwerkers waarschuwde voor koolmonoxide. Het programma bevat een set statistische technieken waarmee afwijkingen van het normale waterkwaliteitspatroon kunnen worden opgespoord. Het kan worden gekoppeld aan het procesbewakingssysteem (SCADA) van het waterbedrijf, zodat deze gegevensstroom ook wordt meegenomen. De bedoeling is dat deze open source programmatuur door de markt wordt opgepikt, zodat invoering op grote schaal mogelijk is. In Engeland werden enkele voorbeelden gegeven van toepassingen van slimme software om signalen van verschillende detectoren te combineren. Uiteindelijk moet dit leiden tot een betrouwbare indicatie of de waterkwaliteit ‘goed’ of ‘fout’ is.

Crisispreparatie In de Verenigde Staten bestaat veel aandacht voor organisatorische risico’s. Risicobeheersing vormt een onderdeel van de (rampen)planvorming. Deze plannen zijn enerzijds gericht op algemene crisisbeheersing (communicatieplan, plan voor interactie met derden zoals hulpverlening, ketenpartijen, leveranciers en een herstelplan na de ramp) en anderzijds op specifieke crisisbeheersing bij bepaalde scenario’s (bijvoorbeeld overstroming, pandemie en brand). Belangrijk hierbij is de beschikbaarheid van de gewenste kwantitatieve en kwalitatieve capaciteit van personeel. Ook het kennen van de spelers van de crisispartijen is cruciaal: wie zijn het, wat is hun verantwoordelijkheid en rol, welke capaciteit en hulp kunnen/ moeten zij leveren, hoe en wanneer zijn ze bereikbaar? Het regelmatig oefenen van diverse scenario’s met multidisciplinaire inzet is een voorwaarde voor een betrouwbare crisispreparatie. Zo oefent de nutssector samen met de publieke sector, politie, brandweer en defensie. Aandachtspunt is dat niet uitsluitend wordt geoefend met relatief

In Groot-Brittannië ligt de aandacht meer bij het op een pragmatische wijze leren van wat er minder goed ging bij crises. Vorig jaar zomer vonden in Engeland veel overstromingen plaats. Hierbij heeft een pompstation (Mythe) enkele weken de productie moeten staken, omdat het midden in het water kwam te liggen. Twee weken lang moest aan de consumenten nooddrinkwater verstrekt worden. Dit is in Engeland overigens tien liter per persoon per dag, terwijl in Nederland wordt volstaan met drie liter. Dankzij de slechte zomer hadden leveranciers van flessenwater gelukkig nog een flinke voorraad. Opvallend is dat een groot deel van de nooddrinkwatervoorziening in Engeland centraal is geregeld (flessen, tanks, transportmiddelen). In de Verenigde Staten is op dit gebied niets geregeld en gaat men uit van de ‘spontane’ zelfredzaamheid bij een ramp.

De boodschap voor Nederland Ondanks de genoemde technische tekortkomingen zit de ontwikkeling van online sensoren in de lift. Wereldwijd zijn inmiddels veel systemen op de markt gebracht, ook door Nederlandse bedrijven. Met de systemen zou ook in Nederland meer geëxperimenteerd kunnen worden, omdat het de enige methode is om het distributienet adequaat te beveiligen. Op het gebied van crisismanagement speelt de overheid een belangrijke rol. Ten behoeve van het algemeen belang doet de overheid forse investeringen in preparatiemaatregelen en zij is bovendien in staat om snel de ‘eigen’ hulpverleners (politie, brandweer, leger) in te schakelen. Een in de praktijk opgebouwde samenwerking tussen overheid en waterbedrijven is dan ook van groot belang. Ben Tangena (RIVM) met dank aan: Eric Adamse en Wouter van Delft (Vitens), Marcel Knoppers en Hans Dijkhuizen (Oasen) en Jan Kroesbergen (Het Waterlaboratorium).

H2O / 16 - 2008

9

Oasen en RIVM oefenen samenwerking bij een drinkwaterincident Op 11 juni jl. om 9.30 uur vertrekken drie meetwagens van het RIVM-terrein naar zuiveringsstation ‘De Steeg’ in Langerak. Reden: door nog onbekende oorzaak is vermoedelijk een onbekende chemische stof in de zuivering terechtgekomen. Dit scenario vormde het startsein voor een oefening die Oasen en het RIVM onlangs hielden. Ook de VROM-Inspectie en het laboratorium van Vitens in Utrecht waren bij deze oefening betrokken. Doel was het testen van de onderlinge samenwerking en kennismaken met de Milieu Ongevallen Dienst van het RIVM bij een drinkwaterincident. Een oefening waarvan alle betrokkenen veel hebben geleerd. en procedures goed werden nageleefd en waar nog wat te verbeteren valt.

Calamiteitenpakket

Aankomst MOD bij zuiveringsstation De Steeg.

S

inds 2007 kan de Milieu Ongevallen Dienst (MOD) van het RIVM ook bij drinkwatercalamiteiten worden ingezet. Dit houdt in dat men ter plekke metingen uitvoert, monsters neemt en analyseert, meetgegevens evalueert op hun toxicologische en gezondheidskundige betekenis én adviseert over de te nemen maatregelen. Om na te gaan of dit in de praktijk ook allemaal werkt, is het van groot belang om

regelmatig te oefenen. Drinkwaterbedrijf Oasen zorgde voor een gefingeerd incident met het drinkwater. Zoals gebruikelijk schakelde men ook het ‘eigen’ laboratorium in (in dit geval het laboratorium van Vitens in Utrecht) en werd het voorval gemeld aan de regionale VROM-Inspectie. Vier spelers dus die elkaar voor een deel niet kenden en samen tot een goed resultaat moesten zien te komen. Observatoren hielden nauwkeurig bij of de bestaande protocollen

Toelichting bij het zuiveringsproces door medewerkers van Oasen.

Cruciaal in de hele oefening was erachter te komen om welke stof(fen) het ging en of dat een ernstig probleem was. Daartoe riep Oasen de hulp in van zowel het laboratorium van Vitens als de MOD. Viel het mee om de stof te achterhalen? Hennie Gruter, adviseur bij het Vitens Laboratorium: “Ik kreeg de melding over een incident op ‘De Steeg’ van mijn collega Gerard de Kock. Daarop heb ik Willem de Bruijn van Oasen gebeld en hem geadviseerd om via de meldkamer van VROM de MOD van het RIVM in te schakelen. Op zijn verzoek ben ik direct naar ‘De Steeg’ gegaan. Onderweg heb ik nagedacht over het analysepakket dat uitgevoerd moest gaan worden na een uitleg van wat er voorgevallen was. Het zogenaamde calamiteitenpakket (ATP, TOC, EGV en bestrijdingsmiddelen, waaronder in ieder geval organostikstof en -fosforverbindingen) is logistiek voorbereid door ons lab. We hadden snel overeenstemming met Oasen welke monsterpunten geanalyseerd dienden te worden. Door de hoge prioriteit van deze monsters waren de resultaten in de loop van de middag bekend. Voor bestrijdingsmiddelen zou het resultaat van het eerste monster 2,5 uur na aankomst op het lab bekend zijn en daarna elk monster een uur later. Toen de MOD arriveerde op ‘De Steeg’ heb ik verslag uitgebracht over onze acties en daarmee was de bijdrage van het Vitens laboratorium grotendeels afgerond.” Ramon Ramlal, deskundige chemische analyse bij de MOD: “Dit was de eerste keer dat we met de MOD-meetwagens op het terrein van een drinkwaterpompstation stonden. Omdat het vermoedelijk om bestrijdingsmiddelen ging, hebben we metingen met de GC-MS uitgevoerd. Binnen twee uur hadden we de resultaten. Dat kan bij een echt incident nog sneller, want we hebben nu tijdens de oefening veel gediscussieerd met de mensen van Oasen en koffie gedronken. We hebben met succes een nieuwe methode toegepast om het watermonster voor te bereiden voor analyse met de GC-MS: de Solid Phased Micro Extraction (SPME).” Wat de chemische analyse betreft vullen de MOD en het waterlaboratorium elkaar aan. Ramlal: “De MOD werkt ‘quick and dirty’. Dat komt omdat ik snel wil screenen op zoveel mogelijk stoffen. De precieze concentratie is dan niet zo belangrijk; een grootte-orde is

10

H2O / 16 - 2008

achtergond meestal voldoende voor het crisisteam dat de beslissingen neemt. In het laboratorium kun je je dan toeleggen op de ‘target’ stoffen die uit zo’n eerste screening zijn gekomen. Dat duurt natuurlijk langer, maar is ook nauwkeuriger.”

Bureauploeg Op basis van de beschikbare informatie kon de bureauploeg van de Milieu Ongevallen Dienst aan de slag. Aanvankelijk was het zoeken naar de bekende speld in de hooiberg, maar toen de eerste analyseresultaten binnen waren, konden vrij vlot de stoffen worden achterhaald. Gelukkig bleek het mee te vallen en bestond geen acuut gevaar voor de volksgezondheid. Susanne Wuijts, drinkwaterdeskundige bij de MOD, zat in de bureauploeg: “Met de databestanden die we bij het RIVM hebben, konden we snel de stofgegevens achterhalen. Het inzicht van de toxicoloog, die door de veldploeg werd ingeschakeld, is daarbij erg belangrijk. We konden ook meedenken over de vraag wat je moet doen met het verontreinigde drinkwater: lozen of ter plekke behandelen? En we hebben daarover Oasen geadviseerd. Ik vind wel dat je als bureauploeg eerder geïnformeerd moet worden over het incident. Dan kun je je alvast voorbereiden en dingen opzoeken die ze in het veld niet zo gauw bij de hand hebben. Ik vond het een goede oefening. Zo krijg je wat meer routine als het er echt op aan komt.”

Communicatie Naast het inzetten van de inhoudelijke expertise is het van groot belang dat de communicatie goed loopt. Voor de oefening was dat beperkt tot de communicatie tussen de verschillende spelers op de locatie en op het eigen kantoor. Eén van de weinigen die alle groepen die meededen goed kent, is Ruud te Welscher, drinkwaterdeskundige bij de VROM-Inspectie. “Uit de eerste informatie die ik ‘s ochtends van Oasen kreeg, werd mij duidelijk dat volgens het oefenscenario op pompstation ‘De Steeg’ bij de voorfilters mogelijk een nog onbekende stof in het water terecht was gekomen. Op basis van het tijdstip van de inbraak en de verblijftijd van het water in de zuivering kon worden berekend dat geen verontreinigd water in het distributienet terecht kon zijn gekomen. Omdat de levering was stopgezet, zou dit ook niet meer kunnen gebeuren. De levering was inmiddels overgenomen door een ander pompstation van Oasen. Verder had Oasen zelf direct het Meldpunt VROM gebeld, zodat de MOD ingeschakeld kon worden. Op basis van de meetgegevens en verdere informatie van de MOD kon in ieder geval worden vastgesteld dat geen direct gevaar bestond voor de volksgezondheid en de continuïteit van de drinkwatervoorziening, en dat verdere opschaling niet nodig was. We hebben ook nog de te volgen procedure voor het weer opstarten van zuivering doorgenomen, maar de daadwerkelijke uitwerking daarvan maakte geen deel uit van de oefening. Wat mij betreft was dit een nuttige en geslaagde oefening.”

Monsternemers aan het werk.

Productie, was de verbindende schakel tussen het waterbedrijf en de andere spelers. “Ik vond het erg leerzaam, een goed initiatief. Goed om zo met elkaar kennis te maken, want wij kenden de Milieu Ongevallen Dienst niet. De dienst was nog nooit bij een drinkwaterbedrijf geweest. Als het echt nodig is, weet je nu wat je van elkaar kunt verwachten. We hadden binnen een paar uur de eerste analyseresultaten. In de praktijk oefenen is toch de beste leermethode.”

Leren uit de praktijk Dit was één van de eerste oefeningen waarbij een probleem met een onbekende stof centraal stond. En dan loopt natuurlijk niet alles volgens het boekje. De belangrijkste punten ter lering zijn: • De deskundige op het gebied van drinkwatercalamiteiten van de MOD moet het natuurlijke aanspreekpunt voor het drinkwaterbedrijf zijn; • Informatie over gevaarlijke chemische en microbiologische verontreinigingen

•

dient bij de deskundigen rechtstreeks beschikbaar te zijn; Wat moet je met het water doen als de zuivering en/of reinwaterkelder is verontreinigd? Lozen op het riool is niet altijd een optie, omdat de stoffen problemen in de rioolwaterzuivering kunnen geven.

Verder gaat de MOD zijn analysemethoden en -middelen voor waterverontreinigingen uitbreiden, zodat ook gescreend kan worden op anorganische stoffen, bijvoorbeeld metalen. De komende tijd zullen meer van dergelijke oefeningen worden gehouden. De Milieu Ongevallen Dienst van het RIVM houdt zich aanbevolen voor oefenlocaties. Ben Tangena (RIVM) Marcel Knopper (Oasen) Foto’s: fotoburo Martin Droog

Meetwagen met GC-MS-apparatuur.

Ten slotte Oasen zelf, waar het zich allemaal afspeelde. Willem de Bruijn, teamleider

H2O / 16 - 2008

11

ANNEMIEKE NIJHOF, DIRECTEUR-GENERAAL WATER VAN VERKEER EN WATERSTAAT:

“Hoe houden wij de aandacht voor water vast?” ‘Nederland leeft met water’, een zin die de werkelijkheid van alledag aangeeft. Voor Nederlanders die al vele generaties hier wonen, een vertrouwd begrip. ‘Nederland leeft met water’ is het motto waaronder het Nationaal Bestuursakkoord Water, gesloten door alle bestuurlijke geledingen die Nederland kent, wordt uitgevoerd. In het blad De Water, een uitgave van het directoraat-generaal Water van het ministerie van Verkeer en Waterstaat, kunt u lezen wat er zoal gebeurt. Dit voorjaar kwam in De Water een nieuwe naam naar voren. Die van Annemieke Nijhof, per 11 februari op het ministerie van Verkeer en Waterstaat aangesteld als directeur-generaal Water. Opvolgster van Mark Dierkx. Aanleiding voor een nadere kennismaking met deze hoogste ambtenaar in waterbeherend Nederland, de eerste adviseur ook van staatssecretaris Tineke Huizinga.

Hoe gaat u zo meteen het rapport van de Deltacommissie hanteren? “Het ministerie van Verkeer en Waterstaat is ontzettend blij met deze commissie onder leiding van Cees Veerman. Uit de vele contacten die er steeds geweest zijn, weten we hoe hard deze commissie werkt, met hoeveel motivatie, inzet en deskundigheid. Hoe Veerman de problematiek vanuit zijn brede maatschappelijke samenhang heeft aangepakt. We zien het verschijnen van het rapport begin september dan ook als een uniek moment. Het rapport is niet zo maar een advies, zoals er zovele verschijnen. Het is een advies, zoals je er maar één in meerdere decennia krijgt. De staatssecretaris heeft ook met de minister-president en haar meest betrokken collega’s geregeld dat de behandeling van het rapport een kabinetsbrede aangelegenheid wordt. Dat er niet alleen vanuit het waterdomein gereageerd wordt, maar dat we er samen de schouders onder gaan zetten.”

In de commissie ontbraken vertegenwoordigers vanuit het waterbeheer. “De garantie voor de kwaliteit van het advies van de commissie ligt niet in zijn samenstelling, maar in zijn werkwijze. De commissie is overal te rade gegaan, over kennisvragen, uitvoeringsvragen, de historische ontwikkeling, etc. Op vele momenten vond ruggespraak plaats met ervaringsdeskundigen, ook met het ministerie van Verkeer en Waterstaat. Het ministerie is ook betrokken bij het toetsen van de uitvoerbaarheid van de adviezen. Ik ben ervan overtuigd dat die geen luchtfietserij zijn. De grote vraag wordt nu: is het mogelijk om maatregelen te nemen zonder dat er een ramp is geweest? Dat is bestuurlijk gezien de grootste uitdaging.” “Nederland heeft een historie van rampen, die de aanleiding vormden tot maatregelen: op watergebied de dijkdoorbraken in 1916

12

H2O / 16 - 2008

en in 1953 én de grote rivierafvoeren in 1993 en 1995, op milieugebied de bodemverontreiniging bij Lekkerkerk en daarnaast nog de vuurwerkramp in Enschede en de cafébrand in Volendam. Het is heel spannend of het ditmaal zonder ramp gaat lukken. De verandering van het klimaat is voor alle mensen voelbaar. Kinderen horen op school veel meer over water dan wij vroeger. Bedrijven profileren zich met energiebesparing en milieubewust handelen. Ik heb dus goede hoop dat we erin slagen dit onderwerp op de politieke agenda te houden. We hebben de tijd, we kunnen de zaken geleidelijk aanpakken en hoeven geen paniekvoetbal te spelen. Het is ook niet nodig dat alleen de huidige belastingbetaler de kosten opbrengt.”

Hoe kijkt u aan tegen de financiering? “Daar kun je verschillende verhalen over vertellen. De financiering van de huidige bescherming tegen overstromingen is goed geregeld. Het op hoogte brengen van de rivierdijken loopt. Voor de uitvoering van de eerste fase van ‘Ruimte voor de Rivier’ is geld op de begroting aanwezig. Met een goed verhaal kun je de financiering regelen, leert ons de recente geschiedenis. Zeker als je ziet om welk geïnvesteerd vermogen het hier gaat en om hoeveel mensen, moet dat geen punt zijn. Maar als je de tijdsschaal wat groter neemt, zie je dat in de jaren 50 de dijken niet op orde waren. Dan leer je dat je zomaar door allerlei gebeurtenissen in een andere prioriteitsstelling kunt komen. De uitdaging wordt nu dus om structureel investeringen in veiligheid zeker te stellen. Hoe dat moet, daar studeren wij nu op. Dat zal een vorm van sparen zijn, van de vorming van een specifiek fonds of voeding van het huidige infrafonds. Sparen voor een veilige toekomst van onze kinderen en kleinkinderen hoort nu op de agenda. Hier moeten vooral de politici een standpunt over vormen.”

Wat deed u voordat u DG Water werd? “Ik ben in 1966 geboren in Baarn. Van 1984 tot 1990 studeerde ik in Enschede chemische technologie. Mijn eerste baan was bij Tauw in Deventer. Ik was daar adviseur bodemsanering. Ik ben hoofd van de afdeling Water en Ruimtelijke Ordening geworden. In 1998 heb ik bewust de stap naar de overheid gemaakt. Ik vond de overheid niet alert genoeg, niet voldoende in staat om met zijn beleid de noden, de wensen en ook mogelijkheden van de praktijk te volgen. In de uitvoeringspraktijk bij de bodemsanering belette het beleid ons om de meest geëigende technieken toe te passen. Mijn eerste baan was bij de directie Wetenschapsbeleid van het ministerie van OCW. Ik was daar betrokken bij het samenbrengen van verschillende Delftse instituten in Delft Cluster, de bakermat voor het huidige Deltares. Na één jaar ben ik overgestapt naar VROM, waar ik hoofd Toekomstverkenningen en Evaluatiebeleid werd. Dat onderdeel viel toen onder DG Ruimte van het ministerie. Deze afdeling is opgenomen in het nieuw gevormde Ruimtelijk PlanBureau. De meeste medewerkers zijn daarheen verhuisd, maar ik ben in de Haagse arena gebleven. Ik vond mijzelf nog geen goede ambtenaar. Van 2003 tot 2005 was ik plaatsvervangend directeur van de directie Externe Veiligheid van het ministerie, vooral betrokken bij het opvangen van de naweeën van de vuurwerkramp in Enschede.”

Wat is voor u een goede ambtenaar? “Werken bij een adviesbureau als Tauw vind ik een goede leerschool. Je bent gedwongen vragen snel scherp te krijgen. Je moet goed weten wat je moet doen en hoeveel tijd en geld dat kost. Als je verkeerd begroot, heb je altijd een probleem. Je moet je opdrachtgever vertellen dat hij meer moet betalen, je baas dat hij verlies lijdt op jouw project of je partner dat je de weekenden door moet werken. Bij de overheid ontbreekt aandacht voor dit soort aspecten. Daar bestaat bovendien een impliciete hiërarchie tussen beleid en uitvoering. Niets is zo frustrerend voor de praktijk als beleid wat niet uitvoerbaar is. Er worden onjuiste keuzes gemaakt en de creativiteit die in de haarvaten van uitvoering en beheer aanwezig is, wordt niet benut.”

Bij Verkeer en Waterstaat zijn beleid en beheer juist verder uit elkaar geplaatst. “Ja, dat is zo. Maar ik zie het als een golfbeweging waarin je nu weer behoefte aan toenadering ziet tussen het ministerie als beleidsorgaan en Rijkswaterstaat als agentschap. Uiteindelijk vallen beide onder één minister. Ook zie ik een intensivering van de relatie met de waterschappen.” “In mei 2005 ben ik raadsadviseur bij het ministerie van Algemene Zaken geworden. Ik was daar secretaris van de Raad voor Ruimtelijke Ordening en Milieu, later de Raad voor een Duurzame Leefomgeving geheten. Dat is één van de onderraden van de ministerraad, waarin alle vraagstukken van onze leefomgeving behandeld worden voor ze in de ministerraad komen. Daar maakte je mee hoe de politieke besluitvorming werkt, hoe verschillend ministeries werken en de relatie

interview politiek-media functioneert. Daar kreeg je een zesde zintuig voor wat ophef in de actualiteit geeft, wat de samenleving belangrijk vindt. Toen de functie van DG Water vrijkwam, wilde ik die kans niet laten lopen. Ik ben hier ontzettend blij mee. Ik vind water echt een publieke zaak. Het is een gebied met gedreven en bewogen ambtenaren. Bovendien een onderwerp waar een nieuwe impuls aan de orde is. Ik ben ook trots op hoe Nederland leeft met water. Als kind heb ik alleen maar de plezierige kant ervan ervaren: zwemmen, schaatsen, zeilen. Nu heb ik ook de dreigende kant, de verwoestende kracht van water leren zien. Maar beide roepen pure passie en saamhorigheid op, het polderen in de positieve zin van het woord.” “Als ambtenaar heb ik er veel plezier in om onze staatssecretaris zo goed mogelijk te bedienen. De politiek is de baas. Maar dat ‘baas zijn’ spitst zich toe op het begin en het einde van een zaak. Daartussen heeft de ambtenaar zijn eigen verantwoordelijkheid. Daar moet hij/zij zijn/haar vakkennis inbrengen, goed adviseren, tegenspel bieden, de moed opbrengen om binnenskamers tegen te spreken. Dan krijg je een betrouwbare overheid, dan steun je de politiek echt. “ Annemieke Nijhof

Hoe verloopt de voortgang van ‘Ruimte voor de Rivier’? “Prima, het is een fantastisch programma. Binnenkort zijn verdere besluiten over de uitvoering te verwachten. Het plan Noordwaard is al in uitvoering. In vele regio’s vindt nog overleg plaats over ‘betere’ voorstellen: voorstellen die binnen het kader van doelstelling en geld meer voordelen in de regio zouden bieden. De discussies zijn intensief. Het doorvoeren van veranderingen in de ruimte, zoals dijkverlegging of het vernatten van gebieden, blijkt nog weerbarstiger te zijn dan het alleen maar versterken van dijken. Het is tegelijk een punt ter lering, want in de toekomst zullen er steeds meer transities in de ruimte voorkomen. Bij de huidige bodemdaling en de verwachte zeespiegelrijzing houdt Nederland niet alle droogmakerijen uit het verleden droog.”

Heeft het ministerie aandacht voor het gebrek aan waterstudenten? “Het onderwerp heeft zelfs de aandacht van het kabinet. Het staat op de maatschappelijke innovatieagenda. Persoonlijk zeg ik: een duurzame overheid ben jezelf. Zelf ben je ambassadeur van het watervak. Ik

wil ernaar toe dat elke medewerker van DG Water één keer per jaar een school bezoekt. De medewerkers van Rijkswaterstaat en de watenschappen kunnen hetzelfde doen. Dan krijg je verbinding tussen onze passie en jonge mensen. Zo kunnen zij dit vak ontdekken. Dat kan ook door het aanbieden van meer werkervaringplekken, stagemogelijkheden, etc. In de grote steden zullen we er aandacht aan moeten besteden dat de ‘nieuwe’ Nederlanders niet onze traditionele verbondenheid met water hebben. Dat bij hen de zorg voor het water, het omgaan met water, niet in de genen zit zoals bij ons.”

De politiek vraagt regelmatig om verdere integratie in de waterketen. “Met de samenvoeging van kwaliteit en kwantiteit in het integraal waterbeheer hebben we een belangrijke stap voorwaarts gedaan. Vraag is nu of verdere integratie in de waterketen belangrijker is dan integratie met het omgevingsbeleid, de ruimtelijke ordening, het natuurbeheer, de gebiedsprocessen. Ik betwijfel dat. Je moet ook niet integreren om het integreren. Het moet leiden tot verbetering of tot minder wrijvingsverlies. Bovendien zit je met het fenomeen dat hoe complexer je iets maakt, hoe minder mensen het geheel nog kunnen overzien. Het ‘betere’

“Onvoldoende kennis van de sterkte van de keringen onacceptabel” is dan de vijand van het ‘goede’. Ik vind het interessant om te volgen wat er bij Waternet gebeurt, maar verder heeft de discussie voor mij vooral een ideologisch karakter.”

Kunnen wij van u nog voorstellen over de organisatie van het waterbeheer verwachten? “Voorlopig zeker niet. Er is een nieuwe wet die eerst zijn uitwerking moet krijgen. Maar het bestuurlijk landschap zal er zeker weer anders uit gaan zien dan nu met de twaalf provincies en 26 waterschappen. Ook over de verhouding tussen de beheerstaken van Rijkswaterstaat en die van de regionale beheerders kun je praten. Maar daar is geen acute aanleiding voor. Ik zie geen problemen waarvoor je de oplossing in een andere inrichting van de sector moet zoeken.” “Wat ik wel een probleem vind, is de grip die waterbeheerders hebben op de waterveiligheid. De tweede toetsing van de dijken leverde als resultaat op dat 30 procent van de primaire keringen niet op orde is, als gevolg van achterstallig onderhoud. Van een andere 30 procent van de dijken weten we het niet! Daar ontbreken één of meerdere toetsingsgegevens. Dat vind ik onacceptabel, zowel politiek als maatschappelijk. Daar wil ik eerst met alle betrokkenen en met onze eigen inspectie aan werken. Ik wil niet de geschiedenis ingaan als iemand die te weinig aandacht aan veiligheid besteed heeft. Daar ligt de eerste prioriteit van de staatssecretaris en die van mij.” Maarten Gast

H2O / 16 - 2008

13

Biologische ontijzering aantrekkelijk voor grondwaterwinningen met twee filtratiestappen Nederlandse waterbedrijven verwijderen ijzer voornamelijk fysisch-chemisch, via flocculente of adsorptieve ontijzering. Biologische ontijzering kan een hogere ijzerbelasting en filtratiesnelheid aan, waardoor tot meer dan de helft aan filteroppervlak kan worden bespaard. Bovendien zijn lange filterlooptijden mogelijk en ligt het spoelwaterverbruik vaak 90 procent lager. De techniek tolereert variaties van meer dan 50 procent in ijzerconcentratie en filtratiesnelheid. Wel is een extra beluchting nodig om aan de wettelijk vereiste twee milligram per liter zuurstof te voldoen, want biologische ontijzering vindt bij lage zuurstofconcentraties plaats. Daardoor worden ammonium en mangaan nauwelijks verwijderd. Hiervoor is een tweede filtratiestap nodig. Op grondwaterwinningen waar al twee filtratiestappen in gebruik zijn, kan biologische ontijzering grote voordelen bieden. De bacteriesoort is aeroob, maar kan zich vooral goed handhaven onder condities met zeer weinig zuurstof3). Om daarnaast ook flocculente ontijzering te voorkomen, wordt dit proces bewust bedreven bij lage zuurstofconcentraties. Gallionella ferruginea heeft een groeioptimum bij temperaturen onder de 20°C en heeft tweewaardig ijzer nodig voor de stofwisseling. De optimale pH ligt tussen 6 en 7. Er wordt een beperkte filterspoeling gehanteerd. Deze is voldoende voor de verwijdering van het gevormde ijzerslib, terwijl uitspoeling van Gallionella ferruginea zo veel mogelijk wordt voorkomen4). Gallionella ferruginea is gevoelig voor het toxische zwavelwaterstof5). De condities waaronder biologische ontijzering plaatsvindt, zijn sterk vergelijkbaar met die voor adsorptieve ontijzering. Waarschijnlijk zullen beide fenomenen in de praktijk tegelijkertijd optreden. Aanvullend onderzoek is nodig om vast te stellen wat het overheerseende verwijderingsproces is.

De bacteriesoort Gallionella Ferruginea (foto: Eleanor Robbins).

I

n Nederland wordt voor de verwijdering van ijzer uit grondwater meestal gebruik gemaakt van beluchting gevolgd door zandfiltratie. Hierbij wordt het ijzer snel geoxideerd en als vlok in het snelfilter afgevangen (flocculente ontijzering). In droogfilters is vanwege het ontbreken van bovenwater slechts een korte tijd beschikbaar voor de oxidatie van het ijzer. Vermoed wordt dat daardoor ook adsorptieve ontijzering optreedt in droogfilters. Vorming van ijzervlokken vereist voldoende lange contacttijd en voldoende zuurstof; per milligram ijzer is 0,14 milligram zuurstof nodig voor de oxidatie. Om snelle vlokvorming te realiseren, wordt naar een pH van 7,5 of hoger gestreefd. Om doorslag van ijzervlokken te voorkomen, wordt een relatief lage filtratiesnelheid aangehouden en is bij voorkeur een fijne korrelfractie nodig. Vlak na een spoeling of na een herstart van een filter treedt doorslag van ijzer op. Bij adsorptieve ontijzering vindt adsorptie van tweewaardig ijzer aan het filtermateriaal plaats. Het ijzer oxideert vervolgens tot ijzer(hydr)oxiden; dit is een cruciale stap omdat hierbij een nieuwe laag wordt gevormd waarop ijzer kan worden geadsorbeerd1). Om ontijzering door vlokvorming te voorkomen, vindt dit proces plaats bij lage zuurstof-

14

H2O / 16 - 2008

concentraties. Er kan zelfs gekozen worden voor bedrijfsvoering met zuurstofloos water, waarbij het filter periodiek met zuurstofrijk water wordt gespoeld2). De optimale pH voor adsorptieve ontijzering ligt tussen 6 en 7, en het proces kan worden bedreven met hoge filtratiesnelheden door de snelle en sterke hechting van tweewaardig ijzer aan het filtermateriaal1). Nadelen van deze methode zijn dat alle ijzer als aangroei op het filtermateriaal in het filter achterblijft. Bij de lage zuurstofconcentratie zal geen significante nitrificatie en mangaanverwijdering plaatsvinden, zodat bij biologische ontijzering in aanwezigheid van ammonium en/of mangaan een aanvullende beluchting en filtratiestap nodig zijn.

Ervaringen Voornamelijk in België en Frankrijk zijn verschillende ervaringen met biologische ontijzering. Onlangs werden de eerste ervaringen in Nederland opgedaan. Waterleidingmaatschappij Drenthe en Waterlaboratorium Noord voerden proeven uit. Bij de zuiveringsinstallatie te Lomé (Frankrijk) wordt water behandeld met relatief lage ijzerconcentratie in het influent5) (zie tabel 1). Voor de opstart van biologische ontijzering is het filterbed eerst geënt met Gallionella ferruginea. Binnen 24 uur na enten is de ontijzering volledig en kan het filter in bedrijf gezet worden. Een filtratiesnelheid van 23 meter per uur wordt aangehouden, waarbij de looptijd meer dan 48 uur bedraagt. Het

De bacteriesoort Gallionella ferruginea is vaak dominant bij biologische ontijzering.

Tabel 1: Overzicht van verschillende ervaringen met biologische ontijzering.

Lomé (Frankrijk) Lommel (België) Balen (België) Dalen (WMD)

ingaande ijzerconcentratie (mg/l)

filtratiesnelheid (m/h)

pH

1

23

6-6,5

13-26 12

7-17 16

6-6,5 6,4

belasting (kg/m2)

spoelwater (%)

4-8 10-15 7,5-8

0,2 <0,3 0,4

achtergrond spoelwaterverlies is slechts 0,2 procent en het uitgespoelde slib kan goed ontwaterd worden. •

Ervaringen in Lommel (België) bevestigen dat een beperkte spoeling effectief is om afgevangen ijzer te verwijderen, zonder dat het bacteriebestand wordt uitgespoeld4). De gehanteerde spoelprocedure bestaat uit een korte luchtspoeling, gevolgd door twee minuten waterspoeling met 60 meter per uur. Tijdens een looptijd is vier tot acht kilo ijzer met m2 filteroppervlak verwijderd. Bij reguliere snelfilters worden filters al gespoeld bij een ijzerbelasting van ongeveer één tot drie kilo per m2 filteroppervlak2). Bij pompstation Balen (België) wordt ruwwater met hoge ijzerconcentratie behandeld (13 à 26 mg/l). Desondanks is de filtratiesnelheid hoog (zie tabel 1) en worden looptijden tot 52 uur behaald. De zuurstoftoevoer aan het ruwe water is variabel en hangt af van de ijzerconcentratie. Gestreefd wordt naar een zuurstofconcentratie van 0,5 à 1 mg/l in het filtereffluent. Proefonderzoek in Dalen (Waterleidingmaatschappij Drenthe) bevestigt dat ruw water met een ijzerconcentratie rond 12 mg/l effectief kan worden behandeld, waarbij vergelijkbare resultaten zijn behaald als bij pompstation Balen in België. Tijdens het proefinstallatieonderzoek zijn de grenzen voor wat betreft filtratiesnelheid en spoelwaterverlies echter nog niet opgezocht. Ervaringen in Balen geven aan dat variaties in ijzerconcentratie tussen tien en 26 mg/l geen nadelig effect gaven ten aanzien van de ijzerverwijdering. Variaties in filtratiesnelheid tussen zeven en 17 meter per uur gaven ook geen significante variatie in ontijzering. Testen in de proefinstallatie in Dalen, met een stilstand van enkele uren tot meer dan 24 uur, hadden geen effect op het zuiveringsproces. De ervaringen geven aan dat biologische ontijzering een zeer robuust proces is ten aanzien van procesvariaties. Desondanks worden de huidige installaties zo constant mogelijk bedreven.

Voordelen Belangrijke voordelen van biologische ontijzering ten opzichte van flocculente ontijzering zijn: • Voor het bereiken van dezelfde waterkwaliteit kan een grover filtermateriaal worden gebruikt, waardoor men langere looptijden kan bereiken; • Vaak wordt biologische ontijzering in drukfilters uitgevoerd, waarbij hoge bedweerstanden (tot 9 mWk) worden

•

•

gehanteerd. De looptijden kunnen hierdoor langer worden gekozen; Hoge filtratiesnelheden kunnen worden toegepast, waardoor een kleiner filteroppervlak nodig is; Het spoelwaterverbruik is beperkt, omdat een korte spoelprocedure voldoet en de bergingscapaciteit voor ijzer groot is; Het uitgespoelde ijzerslib ontwatert beter, zodat de slibbehandeling goedkoper is.

Consequenties Voor drie pompstations is nagegaan wat de consequenties kunnen zijn van het vervangen van de bestaande, flocculente ontijzering door biologische ontijzering: Macharen, Noordbargeres en Spannenburg, waar de ijzerconcentratie relatief hoog is. De in de tabel opgenomen gegevens zijn ontleend aan het rapport BTO 2006.0742). De volgende aannames zijn gedaan met betrekking tot biologische ontijzering op deze locaties: - Een ontijzering van 8 kilo ijzer per m2 filterbed; - Bij bedrijfsvoering een filtratiesnelheid van tien meter per uur hanteren (Macharen: 14 meter per uur); - Het spoelprogramma bestaat uit 30 seconden lucht en twee minuten water, met een spoelsnelheid van 60 meter per uur. Bij de genoemde aannames blijkt dat een besparing op het spoelwaterverbruik van 90 procent mogelijk is en dat bij de pompstations Noordbargeres en Spannenburg het benodigde filteroppervlak van de voorfilters met respectievelijk 40 en 55 procent kan worden gereduceerd. Als de beluchting gereduceerd wordt om biologische ontijzering te promoten, kan het influent van de filters nog steeds methaan bevatten. Om ongunstige effecten van methaan te voorkomen, kan gekozen worden om over te gaan op vacuumontgassing voorafgaand aan de biologische ontijzering. Een alternatief kan zijn om te kiezen voor adsorptieve ontijzering, met volledig anaerobe bedrijfsvoering en periodieke zuurstofrijke spoeling. Eventueel nadelige effecten van sulfide zullen met proefonderzoek moeten worden vastgesteld. Consequentie van biologische ontijzering is dat het filtermateriaal significant aangroeit. Vermoedelijk wordt dit veroorzaakt door het parallel optreden van biologische- en adsorptieve ontijzering. Met aanvullend onderzoek naar de procescondities

Tabel 2: Effecten biologische ontijzering bij pompstations Macharen, Noordbargeres en Spannenburg.

Macharen conven- biolotioneel gisch

ingaande ijzerconcentratie (mg/l) filtratiesnelheid (m/h) looptijd (h) ijzerverwijdering (kg/m2/looptijd) spoelwaterverlies (%) oppervlaktereductie (%)

11,3 14 16 2,5 2,3 0

11,3 14 50 8,0 0,3 0

Noordbargeres conven- biolotioneel gisch

14,9 6 16 1,4 4,3 0

14,9 10 54 8,0 0,4 40

Spannenburg conven- biolotioneel gisch

11 4,5 48 2,4 2,9 0

11 10 72 8,0 0,3 55

waaronder deze beide mechanismen optreden, kan de aangroei mogelijk worden beperkt. Het aangegroeide filtermateriaal kan echter een nuttige bestemming krijgen, bijvoorbeeld voor verwijdering van arseen en/of sulfide.

Conclusie Biologische ontijzering heeft grote voordelen ten opzichte van flocculente ontijzering op locaties waar voor- en nafilters worden toegepast. Biologische ontijzering leidt tot hogere filtratiesnelheden en hiermee lager filteroppervlak, langere filterlooptijden, minder spoelwaterverlies en eenvoudiger te ontwateren slib. Biologische ontijzering lijkt uitermate geschikt in situaties met wisselende procescondities en/of ijzerconcentraties. De techniek biedt perspectieven voor nieuw te bouwen grondwaterzuiveringen, maar ook voor bestaande locaties kan ombouw naar biologische ontijzering aantrekkelijk zijn, zeker wanneer de voorfiltratie in ketels wordt uitgevoerd. De zuurstofregeling in gesloten ketels is namelijk eenvoudiger te realiseren dan met open filters. Voor locaties waar op basis van de watersamenstelling slechts één filterstap nodig is, is biologische ontijzering slechts aantrekkelijk wanneer geen ammonium en mangaanverwijdering nodig is. Inzet van de nafilters voor ammoniumverwijdering kan leiden tot hogere concentraties biomassa in het filtereffluent. Nagegaan moet worden of een aanvullende zuiveringsstap noodzakelijk is om de biologische stabiliteit van het reinwater te zeker te stellen. Over de effecten van methaan en sulfide in het ruwe water is nog onvoldoende bekend. Om de haalbaarheid van biologische ontijzering onder deze omstandigheden vast te stellen, is aanvullend onderzoek op bovengenoemde punten noodzakelijk. David de Ridder (TU Delft) Jantine Bruins (Waterlaboratorium Noord) Koen Huisman (Pidpa) Joost Kappelhof (Kiwa Water Research) Voor reacties op of vragen over dit artikel kunt u contact opnemen met Anneke Abrahamse van Kiwa Water Research. NOTEN 1) Sharma S. (2001). Adsorptive iron removal from groundwater. Dissertatie Landbouwuniversiteit Wageningen / IHE Delft. 2) Van Bennekom C., D. de Ridder en J. Kappelhof (2006). Biologische ontijzering: een literatuurscreening. Kiwa Water Research. BTO-rapport 2006.072. 3) Bruins J. (1998). GWG bedrijfsonderzoek grondwaterzuivering en drinkwaterdistributie. Intern rapport gemeentelijk waterleidingbedrijf Groningen. Rapport WB98-2. 4) Cromphout J. (1993). Design and operation of a 24000 m3/day groundwater production plant based on bacterial iron removal. European filtration congress. 5) Mouchet P. (1992). From conventional to biological removal of iron and manganese in France. Journal AWWA, jaargang 82, nr. 4, pag. 158-167.

H2O / 16 - 2008

15

RIVM helpt Jordanië met kennis over microbiële verwijdering door oeverfiltratie Het NATO Science for Peace-project ‘Riverbank filtration in Jordan’ onderzoekt oeverfiltratie in Jordanië als een potentiëel effectieve en goedkope technologie voor de productie van water voor irrigatie, industriële toepassing en als voorbehandeling in de drinkwaterproductie. Kennisoverdracht vormt een belangrijk onderdeel van dit project. In dat kader brachten Jack Schijven en Harold van den Berg van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) dit voorjaar een bezoek aan de Jordan University of Science and Technology (JUST). Tijdens dit bezoek werden microbiologische technieken geïmplementeerd en kon effectieve verwijdering van micro-organismen door oeverfiltratie worden aangetoond.

J

ordanië wordt wereldwijd beschouwd als één van de tien droogste landen. De beschikbare hoeveelheid water die hergebruikt kan worden, is de laatste decennia drastisch afgenomen, terwijl de bevolking snel groeit (negende qua snelheid wereldwijd in de periode 1998-2002). Jordanië telt drie grote rivieren (Jordan, Yarmouk en Zarqa), waarvan alleen het waterwingebied van de Zarqa geheel in Jordanië ligt. Deze rivier wordt fecaal verontreinigd door lozingen van behandeld en onbehandeld rioolwater en afspoeling van het land. Boeren gebruiken het rivierwater direct voor irrigatie van gewassen. Rauwe consumptie van deze gewassen vormt daarom een gevaar voor de volksgezondheid. De gezondheidsrisico’s kunnen worden gereduceerd door het rivierwater eerst te zuiveren met behulp van oeverfiltratie1). Hierbij wordt het water uit de rivier enkele meters door de oever gepompt, zodat micro-organismen worden verwijderd door middel van filtratie (zie afbeelding 1). Het NATO-project ‘Riverbank filtration in Jordan’ duurt drie jaar en wordt uitgevoerd door de Jordan University of Science and Technology (JUST) in Irbid, de waterautoriteit van Jordanië (WAJ) in Amman en vertegenwoordigers van de NATO-landen: Louisiana State University en University of Rhode Island (beide in de Verenigde Staten) en het RIVM in Nederland. In september 2007 werd een proeflocatie voor oeverfiltratie aan de Zarqa ter hoogte van Jerash opgezet. Hierbij werden enkele meetputten en één productieput geslagen. Na het doseren van keukenzout in de rivieroever op vijf meter horizontale afstand van de productieput (met een capaciteit van tien kubieke meter per uur) werd 73 Afb. 1: Oeverfiltratie schematisch weergegeven.

procent van het geïnjecteerde zout in het opgepompte water teruggevonden. Uit deze test werd de transporttijd van het rivierwater tot de pompput bekend en verder werd duidelijk dat het opgepompte water hoofdzakelijk uit rivierwater bestaat en niet uit grondwater.

Voor concentratiebepaling van somatische Salmonella-fagen werd een protocol gevolgd dat gebaseerd is op ISO 10705-1. Water uit de productieput werd voor het onderzoek van bacteriofagen geconcentreerd van vijf liter naar tien milliliter met behulp van filtratie en flocculatie.

Jack Schijven en Harold van den Berg van het RIVM bezochten Jordanië om microbiologische technieken te implementeren, de efficiëntie van oeverfiltratie te onderzoeken op basis van de verschillen in concentraties micro-organismen in het rivierwater (hoog) en in het water uit de productieput (laag) en om kennis over te dragen van modellering van verwijdering van micro-organismen door bodempassage2) en kwantitatieve microbiologische risicoschattingen (QMRA)3). Gezien de fecale verontreiniging van het rivierwater werden watermonsters onderzocht op E. coli en bacteriofagen als indicatororganismen voor respectievelijk pathogene bacteriën en virussen. Ook in de QMRA van de Nederlands drinkwaterbedrijven worden deze indicatororganismen gebruikt om de zuiveringsefficiëntie te berekenen voor de indexpathogenen enterovirussen en Campylobacter. Deze zuiveringsefficiëntie wordt meegenomen in de schatting van het infectierisico4).

Fecale verontreiniging

De Zarqa en de rioolwaterzuiveringsinstallatie Kerbith Al-Samra werden bemonsterd om de fecale verontreiniging te bepalen. De Zarqa werd bemonsterd ter hoogte van de oeverfiltratielocatie en 25 kilometer stroomopwaarts daarvan. De rwzi Kerbith Al-Samra, 40 kilometer stroomopwaarts van de oeverfiltratielocatie, werd op drie plekken in de zuivering bemonsterd: onbehandeld, primair behandeld en tertiair behandeld rioolwater. Om de efficiëntie van de oeverfiltratie te bepalen, werd water van zowel de rivier als de productieput bemonsterd. Bepaling van de concentraties van E. coli en enterococcen werd uitgevoerd door middel van membraanfiltratie volgens ISO 9308-1 en ISO 7899-25),6) en die van F-specifieke bacteriofagen en somatische colifagen volgens ISO 10705-1 en -27),8).

16

H2O / 16 - 2008

De hoogste concentraties micro-organismen (105-107 deeltjes per 100 ml) werden gemeten in onbehandeld en primair behandeld rioolwater. Deze concentraties zijn kenmerkend voor rioolwater9),10). De verwijdering van E. coli en enterococcen door primaire zuivering (sedimentatie) was verwaarloosbaar. De secundaire zuiveringsstap bestond uit actief slibbehandeling met beluchting en sedimentatie en de tertiaire zuiveringsstap betrof chlorering. In het tertiair gezuiverde rioolwater werden geen of weinig bacteriën gedetecteerd. De totale verwijdering van E. coli en enterococcen door de rioolwaterzuivering bedroeg respectievelijk 5,9 en 3,7 10log. Ook in het rivierwater 25 kilometer stroomopwaarts van de oeverfiltratielocatie werden geen of weinig micro-organismen aangetoond, mogelijk veroorzaakt door de nog aanwezige chloorresiduen in het rivierwater. Opvallend was dat de concentratie van micro-organismen in het rivierwater bij de oeverfiltratielokatie, zowel bacteriën als bacteriofagen, aanzienlijk hoger was dan 25 kilometer stroomopwaarts. Dit was een aanwijzing voor nog andere bronnen die het rivierwater fecaal verontreinigen. De concentraties van alle micro-organismen in de rivier bij de oeverfiltratielocatie lagen bij een latere monstername ongeveer honderd keer lager dan bij een eerdere monstername. Dit verschil kan verklaard worden door de weersomstandigheden: de eerste bemonstering was direct na een periode van hevige regenval, terwijl de tweede serie monsters genomen was nadat het drie dagen droog bleef.

Efficiëntie van oeverfiltratie Op één van de dagen werd het water uit de rivier en de put alleen onderzocht op

actualiteit micro-organisme

verwijdering (log10)

E. coli Enterococcen Somatische colifagen Somatische salmonellafagen F-specifieke bacteriofagen

>4,2 3,4 3,3 >2,7 3,3

van de microbiologische technieken en het bepalen van de efficiëntie van oeverfiltratie.

Afb. 2: Concentraties van de bacteriën en bacteriofagen.

bacteriofagen. In tien milliliter water uit de pompput werden geen bacteriofagen aangetoond. Daarom was het noodzakelijk om bij de volgende bemonstering grotere volumina water te concentreren voor de bepaling van lage bacteriofaagconcentraties. In de tweede serie werden elke 30 minuten (tussen 10.00 en 12.00 uur) watermonsters uit de rivier (50 ml) en de put (5 liter) genomen. De concentraties micro-organismen in de rivier waren voor de vijf genomen monsters nagenoeg gelijk, zodat de gegevens van de genomen monsters gecombineerd konden worden. Hetzelfde gold voor de vijf genomen monsters van het water uit de pompput. De concentraties van de bacteriën en bacteriofagen zijn weergegeven in afbeelding 2. Aan één van de monsters uit de pompput werd de bacteriofaag PRD1 toegevoegd om het rendement van de concentratiemethode te bepalen. Het rendement van de methode bedroeg 9,1 procent, waarmee de concentraties van de bacteriofagen in de geconcentreerde monsters werden gecorrigeerd. In de put werd geen E. coli gedetecteerd in 5,6 liter en geen somatische Salmonella-fagen in 4,1 liter water. De verwijdering van E. coli door oeverfiltratie was minimaal 4,2 10log en van de somatische Salmonella-fagen minimaal 2,7 10log. De verwijdering van enterococcen door oeverfiltratie bedroeg 3,4 10log en van somatische colifagen en F-specifieke bacteriofagen 3,3 10log (zie de tabel).

Discussie en conclusie Het bezoek van het RIVM aan Jordanië was succesvol voor wat betreft de implementatie

Rioolwaterzuiveringsinstallatie Kerbith-Al-Samra.

De eerder beschreven microbiologische technieken, inclusief het concentreren van monsters van vijf liter, zijn nu operationeel op het laboratorium van de Jordan University of Science and Technology. De technieken kunnen nog verder worden geoptimaliseerd door onder andere aanschaf van nieuwe apparatuur, verbetering van de planning van de werkzaamheden en het gebruik van kwaliteitscontroles. De rwzi Al-Samra behandelt veel van het afvalwater van Amman. Daarom zou het riverwater belangrijk in kwaliteit moeten zijn verbeterd sinds deze rioolwaterzuiveringsinstallatie in werking trad. In dit onderzoek kwam echter naar voren dat er desondanks nog steeds een sterke fecale belasting van het riverwater bestaat door andere bronnen. Door oeverfiltratie op de proeflocatie werden fecale indicatorbacteriën en bacteriofagen met 3,3-3,410logeenheden verwijderd. Dit is een significante verbetering van de microbiologische kwaliteit van het water. Wanneer water na oeverfiltratie wordt gebruikt voor de irrigatie van gewassen in plaats van het water direct uit de rivier, is het microbiologische risico voor de volksgezondheid 2.000 tot 2.500 keer kleiner. Momenteel wordt een productieput op tien meter van de oever aangesloten en een nieuwe pomp (met een capaciteit van 50 kubieke meter per uur) geïnstalleerd. Met behulp van een zouttracertest kunnen hydrologische parameters, zoals transporttijd en verdunning, worden bepaald voor de nieuwe situatie. Vervolgens kan de efficiëntie van de oeverfiltratie bepaald worden aan de hand van fecale indicatororganismen in het rivierwater. Door dosering van hoge aantallen PRD1 (een somatische Salmonella-

faag, die slecht aan zand hecht en daardoor een conservatief surrogaatvirus is) kan tot 810log virusverwijdering worden aangetoond. Deze virusdosering in combinatie met de eerdergenoemde microbiologische analyses vormen een onderdeel van de training door het RIVM van de laboratoria van de universiteit van Jordanië en de waterautoriteit van het land. Harold van den Berg en Jack Schijven (Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu) Ismail Saadoun en Qotaiba Ababneh (Jordan University of Science and Technology) NOTEN 1) Schijven J., P. Berger en I. Miettinen (2002). Removal of pathogens, surrogates, indicators and toxins using bank filtration. In: Riverbank filtration: understanding contaminant biogeochemistry and pathogen removal. Kluwer Academic Publishers. 2) Schijven J. (2001). Virus removal from groundwater by soil passage - Modeling, field and laboratory experiments. PhD-Thesis TU Delft. 3) Teunis P., G-J. Medema, L. Kruidenier en A. Havelaar (1997). Assessment of the risk of infection by Cryptosporidium or Giardia in drinking water from a surface water source. Water Research nr. 6, pag. 1333-1346. 4) VROM-inspectie (2005). Inspectierichtlijn - Analyse micriobiologische veiligheid drinkwater. Artikelcode 5318. 5) NEN-EN-ISO 9308-1 (2000). Water - Detectie en enumeratie van Escherichia coli en bacteriën van de coligroep - deel 1: methode met membraanfiltratie. 6) NEN-EN-ISO 7899-2 (2000). Water - Detectie en telling van enterococcen - deel 2: membraanfiltratiemethode. 7) NEN-EN-ISO 10705-1 (2001). Water - Detectie en telling van bacteriofagen - deel 1: telling van F-specifieke RNA-bacteriofagen. 8) NEN-EN-ISO 10705-2 (2001). Water - Detectie en telling van bacteriofagen - deel 2: telling van somatische colifagen. 9) Payment P., R. Plante en P. Cejka (2001). Removal of indicator bacteria, human enteric viruses, Giardia cysts, and Cryptosporidium oocysts at a large wastewater primary treatment facility. Can. J. Microbiol. nr. 3, pag. 188-193. 10) Lodder W. en A. de Roda Husman (2005). Presence of noroviruses and other enteric viruses in sewage and surface waters in The Netherlands. Appl. Environ. Microbiol. nr. 3, pag. 1453-1461.

Oeverfiltratielocatie in de Zarqa-rivier.

H2O / 16 - 2008

17

Arseen in drinkwater: niet alleen een probleem voor Bangladesh Reeds jaren is bekend dat ondiepe grondwaterputten in Bangladesh dikwijls arseen bevatten in concentraties die schadelijk zijn voor de volksgezondheid. Inmiddels wordt het steeds duidelijker dat zich een ramp van ongekende omvang aan het voltrekken is: de VN-wereldgezondheidsorganisatie WHO vreest dat in de nabije toekomst één op de tien volwassenen in Bangladesh zal sterven aan de gevolgen van arseenvergiftiging (in totaal meer dan tien miljoen mensen). Een nadere studie leert dat problemen met arseen in grondwater en/of drinkwater in veel meer landen voorkomen, waaronder de Verenigde Staten en China. In Nederland is tot nu toe nauwelijks aandacht besteed aan arseen in drinkwater. De natuurlijke concentraties hier zijn namelijk vrij laag en in drinkwater altijd lager dan de norm van 10 μg/l. Uit de internationale literatuur blijkt echter dat het risico op schadelijke gezondheidseffecten bij deze concentratie niet verwaarloosbaar is. Ondergetekenden bevelen dan ook aan om arseen ook in Nederland weer op de agenda te zetten en zowel studies te verrichten naar de normstelling en streefwaarden als naar de optimalisatie van de verwijdering van arseen op bestaande pompstations.

H

et meest bekende en ernstigste voorbeeld van arseenvergiftiging door drinkwater is de ‘massavergiftiging’ in Bangladesh. Internationale hulpverleningsorganisaties, zoals UNICEF, de Wereldbank en het ontwikkelingsprogramma van de Verenigde Naties, besloten in de jaren 60 en 70 de mensen in Bangladesh te voorzien van ondiepe grondwaterputten. Het doel was de hoge kindersterfte als gevolg van het drinken van microbiologisch onveilig oppervlaktewater terug te brengen. Dat doel is op zichzelf bereikt, maar begin jaren 90 werd bekend dat het grondwater van de West-Bengaalse delta besmet is met hoge concentraties arseen tot 1.660 μg/l1).

18

De schaal van het probleem wordt geïllustreerd door de acht tot twaalf miljoen ondiepe putten die geslagen zijn. Putten met een concentratie boven de nationale

richtlijn (50 μg/l) worden tegenwoordig rood geschilderd (zie foto). Groene putten geven aan dat ze lagere arseenconcentraties bevatten. De grote variabiliteit in arseenconcentratie heeft tot gevolg dat in dorpen alle putten getest moet worden. Er zijn 2.000 dorpen waar alle putten een concentratie van meer dan 50 μg/l bevatten en 8.000 dorpen waar meer dan 80 procent van de putten verontreinigd is. Afbeelding 1 geeft een overzicht van de gemeten arseenwaardes in Bangladesh, waar concentraties boven enkele honderden μg/l niet uitzonderlijk zijn. De schatting is dat 35 tot 77 miljoen mensen bedreigd worden door met arseen besmet drinkwater12). Men vreest dat in de nabije toekomst één op de tien doden onder volwassenen te wijten zal zijn aan kanker veroorzaakt door arseen. Door de vele putten in vooral landelijke en dunbevolkte

Roodgeschilderde put.

Dorpsoverleg over mogelijke oplossingen voor een arseenvrije watervoorziening in Jessore.

H2O / 16 - 2008

gebieden, is een oplossing van het probleem nog niet nabij. Betaalbare oplossingen om arseen uit grondwater te verwijderen zijn schaars en vaak ook onbetrouwbaar. Momenteel is Bangladesh hét arseenonderzoeksveld van de wereld. Onderzoek is gaande naar de ondergrondse processen die verantwoordelijk zijn voor het voorkomen van arseen. Ander onderzoek richt zich op de verwijdering van arseen uit het grondwater met technieken op dorps- of huishoudschaal. In sommige gebieden zijn weinig veilige drinkwateropties aanwezig. De effectiviteit van met name huishoudfilters staat bovendien ter discussie, want onlangs heeft een Amerikaanse studie aangetoond dat sommige huishoudfilters in het veld minder effectief zijn (University of Columbia, ongepubliceerd). Het SONO-filter (zie afbeelding 2), onderscheiden met

opinie internationale prijzen, verlaagde slechts in 43 procent van 35 bestudeerde filters de arseenconcentratie van > 500 μg/l naar onder de nationale richtlijn van 50 μg/l. Andere filters reduceerden de arseenconcen-

tratie met 93 procent, maar lieten zorgwekkende toenames in E. coli-tellingen zien in het behandelde water. Veelbelovend is het alternatief om grondwater te onttrekken uit een dieper (meer dan 200 meter), arseenvrij

watervoerend pakket. De duurzaamheid van deze optie vergt echter nader onderzoek en de toepasbaarheid is mogelijk zeer lokaal. Een andere mogelijkheid om arseenvrij water te ontrekken uit de ondergrond is het gebruik van ondergrondse ontijzering. Deze betaalbare technologie (zie afbeelding 3) laat arseen achter in de ondergrond door processen van adsorptie, oxidatie en co-precipitatie. Ondanks het grote aantal studies is een structurele oplossing voor dit grootschalige probleem nog niet gerealiseerd.

Een wereldwijd probleem

Afb. 1: Arseenconcentraties in het grondwater van Bangladesh1).

Afb. 2: Arseenverwijdering op huishoudschaal: het SONO-filter.

Afb. 3: Ondergrondse arseenverwijdering.

Tabel 1: Arseenconcentraties in grondwater12).

bron van arseen

arseenrijke sedimenten (bijvoorbeeld Bangladesh, Vietnam, China) grondwater besmet door mijnactiviteiten (bijvoorbeeld Ghana) geothermisch water (bijvoorbeeld VS, Argentinië)

arseenconcentratie (μg/l)

10-5.000 50-5.000 <10-50.000

Wereldwijd drinken circa 130 miljoen mensen water met arseenconcentraties boven de verouderde WHO-richtlijn van 50 μg/l. Dit probleem doet zich met name voor in Bangladesh (30 miljoen getroffen mensen), Vietnam (aantal mensen onbekend), India (40 miljoen), China (1,5 miljoen) en de Verenigde Staten (2,5 miljoen). De arseenproblematiek is echter niet beperkt tot deze landen (zie afbeelding 4). Aan deze kaart kunnen ondertussen nog veel meer landen toegevoegd worden, waaronder Spanje, Italië en Burkino Faso. De schaal van het arseenprobleem maakt arseenvergiftiging volgens de WHO het op één na belangrijkste gezondheidsprobleem in relatie tot drinkwater. Alleen de overdracht van besmettelijke ziekten door pathogene organismen kent wereldwijd een groter gezondheidseffect. In Chili, Argentinië en Bolivia zorgt het vulkanisme in de Andes ervoor dat arseenconcentraties hoger dan 1.000 μg/l worden aangetroffen. Mijnactiviteiten in Ghana, Mexico en Spanje resulteren in oxidatie van sulfietmineralen, waardoor arseen in het grondwater terechtkomt. In China vormen, net als in Bangladesh, jonge sedimenten de bron van arseen. Door de sterk reducerende condities in de ondergrond worden arseenconcentraties tot 1.800 μg/l gemeten in Binnen-Mongolië, een noordelijke provincie van China. De Environmental Protection Agency schat dat in de Verenigde Staten ongeveer 13 miljoen mensen worden blootgesteld aan arseenconcentraties van meer dan 10 μg/l3). Overigens zijn drinkwaterleveranciers in de VS pas sinds januari 2006 verplicht te voldoen aan de WHO-richtlijn, 13 jaar na de invoering. De reden hiervoor zou zijn dat in arseenrijke staten deze norm alleen haalbaar is met belastingverhoging. Bill Clinton wachtte hiermee tot het einde van zijn termijn, waarop George Bush de norm weer terugdraaide om uiteindelijk toch te zwichten.

Hoe komt arseen in grondwater?

Hoe giftig is arseen?

Anorganisch arseen komt van nature in de bodem voor. Door mijnbouw of geothermische stromingen kan arseen grondwater besmetten, zoals in Ghana en Californië. Arseen kan echter ook gemobiliseerd worden uit natuurlijk voorkomende mineralen in zuurstofarme (anoxische) milieus of juist droge, zuurstofrijke omstandigheden. In zuurstofarme milieus kunnen arseenrijke ijzersedimenten oplossen door sterk reducerende condities. Andere gerapporteerde oorzaken van arseenmobilisatie zijn desorptie door competitie met fosfaat en oxidatie van arsenopyriet door bijvoorbeeld kunstmatige infiltratie. In Bangladesh zijn de jonge sedimenten uit de Himalaya de bron voor arseenbesmetting van het grondwater9). Door sterk reducerende condities lossen de ijzerhydroxiden op, waardoor arseen in het grondwater terechtkomt. De wereldwijde arseenconcentraties in grondwater variëren van minder dan 0,5 μg/l tot meer dan 5.000 μg/l (zie tabel 1).

Arseen is zeer giftig en door het International Agency for Research on Cancer (IARC) geclassificeerd als een humaan carcinogeen, groep 15). Langdurige inname van drinkwater met verhoogde arseenconcentraties kan de ontwikkeling van arsenicosis tot gevolg hebben (zie foto). Deze verzamelnaam voor ziekten veroorzaakt door chronische blootstelling aan arseen omvat verschillende huidziekten en soorten kanker, zoals hyperpigmentatie, hyperkeratose, koudvuur,

H2O / 16 - 2008

19

Afb. 4: Arseen in grondwater vormt een wereldwijd probleem.

huidkanker, longkanker en inwendige kankers14). Hyperpigmentatie, een teveel aan kleurstof (pigment) in de huid, is veelal het eerste zichtbare symptoom van arseenvergiftiging. Er zijn ook sterke bewijzen die chronische arseeninname koppelen aan cardiovasculaire ziekten. Andere gezondheidseffecten, zoals onvruchtbaarheid en vertraagde ontwikkeling bij kinderen, zijn ook in verband gebracht met arseen, maar het bewijs hiervoor is niet overtuigend12)). De VN-wereldgezondheidsorganisatie heeft recent een overzichtsdocument vervaardigd over de toxicologie en normstelling voor arseen in drinkwater13). Zij concludeert dat “de meest waarschijnlijke schatting voor het risico op blaas- en longkanker 12 à 23 per 10.000 mensen bedraagt bij levenslange blootstelling aan een concentratie in het drinkwater van 10 ug/l”. Ook de US Environmental Protection Agency en de US Natural Resources Defense Council7)) bevelen zeer lage concentraties van (veel) minder dan

Voorbeeld van pigmentatie en koudvuur door chronische arseeninname (bron: www.siliconeer. com).

1 ug/l aan om een voldoende laag risico op kanker te bewerkstelligen (zie tabel 2). Hoewel er nog veel onzekerheid bestaat over de gezondheidsrisico’s van arseen via drinkwater, lijkt het wel duidelijk dat zeer lage concentraties wenselijk zijn om risico’s te vermijden.

In Nederland geen probleem? Arseen is in Nederland één van de gezondheidskundige parameters conform het Waterleidingbesluit. In het ‘oude’ Waterleidingbesluit bedroeg de normwaarde 50 μg/l. In 2000 werd de norm verlaagd naar 10 μg/l, bij de herziening van het Waterleidingbesluit. Deze waarde is conform de WHO-richtlijn14) en de EU-richtlijn4)). Ter toelichting wordt vermeld dat de normwaarde van 10 μg/l met name gebaseerd is op praktische overwegingen (analysegrens en haalbaarheid en kosten arseenverwijdering). Arseen is bij de drinkwatervoorziening in Nederland tot nu toe nooit een punt van aandacht geweest, omdat het drinkwater nergens de norm van 10 μg/l overschrijdt. Het overgrote deel van de pompstations in Nederland bevat arseenconcentraties onder de detectiegrens van 0,1 μg/l, maar er zijn

wel diverse locaties met concentraties in het reine water boven de 1 μg/l, tot maximaal 7 μg/l. Gezien de hierboven geïllustreerde gegevens over de gezondheidseffecten van arseen, lijkt het alleszins verstandig om te streven naar (veel) lagere concentraties dan 10 μg/l. Zoals bekend worden in Nederland de drinkwaternormen in principe gebaseerd op een risiconiveau van 10-6 6). Volgens de gegevens van het Amerikaanse milieuagentschap EPA zou hierbij de maximaal toelaatbare concentratie slechts 0,02 μg/l zijn. Hierbij dient wel te worden opgemerkt dat in Nederland het RIVM een andere benadering hanteert, volgens welke arseen geen genotoxisch carcinogeen zou zijn. De WHO en EPA doen geen uitspraak of arseen genotixisch of nietgenotoxisch is, want uitgevoerde epidemiologische studies zijn hiervoor ontoereikend. In achtergronddocumenten belichten deze organisaties de kankerrisico’s volgens beide benaderingen. De huidige WHO-richtlijn is echter niet gebaseerd op deze risicoanalyses, maar vooral op praktische overwegingen. Het RIVM ziet vooralsnog dan ook geen noodzaak om de norm van 10 μg/l aan te scherpen. In andere landen gelden weer

Tabel 2: Schattingen van het risico op kanker ten gevolge van levenslange blootstelling aan arseenhoudend drinkwater.

risico

10-2 (1 op 100) 10-3 (1 op 1.000) 10-4 (1 op 10.000) 10-5 (1 op 100.000) 10-6 (1 op 1.000.000)

20

H2O / 16 - 2008

arseenconcentratie (μg/l) EPA/IRIS (1998) NRDC (2000)

2 0,2 0,02

50 5 0,5 -

opinie andere normen. Zo heeft Denemarken de drinkwaternorm op 5 μg/l gesteld2), evenals de Amerikaanse staat New Jersey8), en adviseert de Amerikaanse Natural Recourses Defense Council7) (NRDC) de drinkwaternorm op 3 μg/l te stellen.

alle reden te zijn om voorzorgshalve de arseenverwijdering bij de drinkwaterzuivering te optimaliseren tot (tenminste) < 1 μg/l, hetgeen technisch goed mogelijk is (zie kader).

Conclusie Samenvattend lijkt het duidelijk dat arseen bij de drinkwatervoorziening in Nederland tot nu toe ten onrechte nauwelijks aandacht gekregen heeft. Gezondheidskundige effecten van arseen kunnen, ook bij de in Nederland (maximaal) voorkomende concentraties in drinkwater, niet zonder meer uitgesloten worden. Er lijkt dan ook

De ‘massavergiftiging’ door arseenbesmetting van grondwater in Bangladesh illustreert de ernstige consequenties van chronische arseeninname via drinkwater. In Nederland zijn de arseenconcentraties in drinkwater altijd lager dan de WHO- en EU-richtlijn van 10 μg/l. Dat wil echter niet zeggen dat daarmee gezondheidsrisico’s

Arseen komt in oppervlaktewater en grondwater voor in de vorm van arseniet (AsO33-) en arsenaat (AsO43-). Beiden gedragen zich in water enigszins analoog aan fosfaat en worden dan ook in lage concentraties bij de ontijzering makkelijk ingebouwd in de ijzerhydroxidematrix. Het gereduceerde driewaardige arseen (arseniet) komt vooral voor in anaeroob grondwater, want in aanwezigheid van zuurstof oxideert driewaardig arseen langzaam naar vijfwaardig arseen (arsenaat). Omdat beide vormen in water als opgeloste anionen aanwezig zijn, is de verwijdering bij de drinkwaterzuivering niet eenvoudig. In principe kan zowel arseniet als arsenaat uiteraard uit water verwijderd worden met processen als ionenwisseling en membraanfiltratie, maar deze processen zijn duur en hebben bekende nadelen als de productie van brijn. Internationaal wordt veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van zuiveringstechnieken die gebaseerd zijn op de coprecipitatie van arseniet en arsenaat bij de vlokvorming (zoals bij ijzerhydroxide) en de adsorptie van arseniet en arsenaat aan media als beenkool, geactiveerde alumina, granulair ijzerhydroxide of zelfs ijzerhydroxide bevattend filtergrind. In al deze gevallen bindt zowel arseniet als arsenaat zich aan positief geladen adorptieplaatsen van de (ijzerhroxide)matrix. Vanwege de lage concentraties van arseen is adsorptie een relatief effectieve techniek. Bij de grondwaterzuivering in Nederland vindt ‘automatisch’ coprecipitatie van arseniet en arsenaat plaats bij de ontijzering. De effectiviteit hiervan is in principe afhankelijk van de Fe/ As-verhouding, de pH, de redoxpotentiaal en de procescondities als contacttijd, filtratiesnelheid en medium e.d. Gerichte studies naar de optimalisatie van de verwijdering van arseen bij de ontijzering (en trouwens ook bij de overige drinkwaterzuiveringsprocessen als actief kool e.d.) ontbreken in Nederland nog. Het promotieonderzoek van Doris van Halem naar de verwijdering van arseen via ondergrondse ontijzering omvat onder meer kolomproeven, waaruit wel inzichten in de optimale chemische en procestechnologische procescondities zullen voortkomen. Naar verwachting zal optimale arseenverwijdering in de praktijk overigens samengaan met optimale ijzerverwijdering. Zoals Jan Vreeburg in zijn proefschrift aantoonde11), is dit laatste van groot belang om de deeltjesbelasting naar het distributienet te beperken, zodat twee vliegen in één klap kunnen worden gevangen. Kolomproeven naar ondergrondse arseenverwijdering.

Doris van Halem werkt aan haar promotieonderzoek bij de TU Delft/UNESCO-IHE naar de verwijdering van arseen uit grondwater met behulp van ondergrondse ontijzering10). Ze voerde een literatuurstudie uit naar het vóórkomen en de (geo)chemie van arseen en bezocht getroffen dorpen in Bangladesh. Suze Ann Bakker verrichtte als vijfdejaars studente aan de TU delft een literatuurstudie naar de toxicologie van arseen in drinkwater.

kunnen worden uitgesloten. Omdat het voorzorgsprincipe en de onberispelijke kwaliteit van drinkwater in Nederland voorop staan, bevelen wij dan ook aan om arseen ook in Nederland weer op de wateragenda te zetten en zowel studies te verrichten naar de normstelling/streefwaarden als naar de optimalisatie van de verwijdering van arseen op bestaande pompstations. NOTEN 1) British Geological Survey/DPHE (2001). Arsenic contamination of groundwater in Bangladesh, jaargang 2: Final report. BGS Technical Report WC/00/19. 2) Danish Ministry of the Environment (2007). BEK 1449 from 11. App. 1b. 3) Environmental Protection Agency (1998). www.epa.gov/NCEA/iris/subst/0278.htm. 4) Europese Unie (1998). Richtlijn 98/83/EG van de Raad van 3 november 1998 betreffende de kwaliteit van voor menselijke consumptie bestemd water. Publicatieblad van de Europese Gemeenschappen. 5) International Agency for Research on Cancer (2004). Some drinking-water disinfectants and contaminants, including arsenic, IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans, jaargang 84. 6) Kiwa (1993). Herziening normen Waterleidingbesluit. Rapport SWO 93.340. 7) Natural Recourses Defense Council (2000). Arsenic and old laws: a scientific and public health analysis of arsenic occurrence in drinking water, its health effects, and EPA’s outdated arsenic tap water standard. www.nrdc.org/water/drinking/arsenic/. 8) New Jersey Department of Environmental Protection (2004). Safe drinking water act regulations. N.J.A.C. 7:10. 9) Smedley P. en D. Kinniburgh (2002). A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters. Applied Geochemistry nr. 17, pag. 517-568. 10) Van Halem D. (2008). Drinking water research for all. 60e Vakantiecursus in Drinkwatervoorziening: water and sanitation for all. TU Delft. 11) Vreeburg J. (2007). Discolouration in drinking water systems: a particular approach. Proefschrift TU Delft. 12) World Health Organization (2001). United Nations synthesis report on arsenic in drinking water. 13) World Health Organization (2003). Arsenic in drinkingwater, background document for development of WHO guidelines for drinking-water quality. 14) World Health Organization (2006). Guidelines for drinking-water quality. First addendum to third edition, volume 1 Recommendations.

Suze Ann Bakker (MSc student TU Delft) Doris van Halem (promovenda TU Delft/ UNESCO-IHE) Hans van Dijk (hoogleraar TU Delft) Gary Amy (hoogleraar UNESCO-IHE)

H2O / 16 - 2008

21

Samen vis monitoren Vis vormt één van de biologische kwaliteitselementen uit de Kaderrichtlijn Water (KRW). De waterbeheerder kan daardoor verplicht zijn vis te monitoren. Zoals meerdere waterschappen had Waterschap Noorderzijlvest hiermee relatief weinig ervaring. De Hengelsportfederatie Groningen-Drenthe had in het verleden wel veel ervaring met het monitoren van de visstand. Deze kennis is de laatste jaren echter verloren gegaan. De interesse om te weten in welke toestand viswateren verkeren, is wel blijven bestaan. Daarnaast zijn beroepsvissers in het gebied actief die voor hun inkomsten (soms deels) afhankelijk zijn van de visserij. De afgelopen jaren liepen die inkomsten langzaam terug. Dus ook de beroepsvissers hebben er belang bij te weten hoe de visstand zich ontwikkelt.

D

e visstandmonitoring kan volledig uitbesteed worden of volledig in eigen hand genomen worden. Gezien het gezamenlijke belang van waterschap, hengelsport en beroepsvisserij leek samenwerking tussen hen een voor de hand liggende optie. Daarom stelden het waterschap en de hengelsportfederatie in 2007 een notitie visstandmonitoring op. Op basis hiervan is vorig jaar een pilot begonnen om te onderzoeken of het mogelijk is gezamenlijk de monitoring van visbeheer uit te voeren. Daarbij is externe ondersteuning en expertise gevraagd. Voordat de pilot begon, stelde Waterschap Noorderzijlvest een monitoringsplan op voor de komende drie jaar met daarin de wijze van monitoring en de benodigde mensuren. Dit is vervolgens terugvertaald naar uren voor de hengelsport, beroepsvisserij, het waterschap en externe ondersteuning. In het veld leverden de beroepsvissers de benodigde materialen. De verwerking van de vis gebeurde door vrijwilligers van de hengelsportfederatie. Het waterschap was verantwoordelijk voor de registratie van de gegevens en verzorgde de coördinatie van de visstandbemonsteringen.

Resultaten De monitoring richtte zich voornamelijk op de kanalen en beken in het noordwesten van Drenthe. In drie KRW-waterlichamen zijn 17 wateren bevist in een tijdsbestek van zes dagen. In totaal zijn 30 trajecten met het elektrovisapparaat bevist en zes zegentrekken uitgevoerd. Bij de bevissingen werden 17 soorten aangetroffen. De visstand in de hellende en gestuwde kanalen wordt gedomineerd door snoek, blankvoorn en zeelt. Het stagnante watertype met een redelijke oeverbegroeiing, zoals de bovenlopen van Eelder- en Peizerdiep, heeft een wat meer rheofiel karakter met soorten als bermpje en riviergrondel. De verschillen tussen de beken en de kanalen zijn echter minder groot dan je zou verwachten. Dit heeft te maken met het sterk genormaliseerde karakter van veel beken, waardoor hydromorfologisch soms weinig verschil bestaat tussen beide type wateren. In het Dwarsdiepgebied werd weinig vis aangetroffen. Zeer waarschijnlijk bevond de vis zich reeds in winterclustering, waardoor zowel het aantal soorten als de biomassa wordt onderschat.

22

H2O / 16 - 2008

Evaluatie De werkwijze bleek in het veld toepasbaar. Na een aarzelend begin zijn de bevissingen steeds soepeler en sneller verlopen. Dit is mede te danken aan het enthousiasme van de betrokkenen. Door samen te werken ontstaat een interessante kruisbestuiving van (veld)kennis. Daarnaast leert men de meningen en kennis van anderen kennen en begrijpen. De samenwerking bleef ook zeer effectief en leverde kwalitatief goede resultaten op. Zeker door de aanwezige gecombineerde veldkennis konden op het laatste moment keuzes worden bijgesteld om betere resultaten te verkrijgen. Benadrukt moet worden dat het niet alleen zeer leerzaam was maar ook leuk. Dit is met name voor vrijwilligers van essentieel belang. De samenwerking wordt daarom voortgezet. De betrokken vrijwilligers waren enthousiast en gemotiveerd. Ze stonden dan ook te popelen om dit jaar opnieuw aan de slag te gaan. Binnen de federatie (circa 50.000 sportvissers) is veel regionale kennis aanwezig over de wateren en de aanwezige visstand. Bovendien is er een grote betrokkenheid bij water en vis. De federatie streeft ernaar deze factoren te combineren door een monitoringsteam met vrijwilligers op te leiden.

De beroepsvisserij is blij met deze extra economische activiteit. Daarnaast vindt zij het prettig dat ze deel uitmaakt van de monitoring en dat niet een buitenstaander in hun wateren vist. Ook het samenwerken met het waterschap en de hengelsport is als prettig ondervonden. Met name omdat men elkaar beter leert kennen en begrijpen.

Conclusie De pilot was een succes en wordt dit jaar voortgezet. Het is dan ook aan te bevelen samen de visstandmonitoring uit te voeren. Door samen te werken leert men elkaars kennis gebruiken en zijn betere resultaten te verkrijgen. Negatieve ervaringen zijn er niet. Wel is er een aantal aandachtspunten. Zo blijkt soms de herkenning van zeldzame (vaak kleinere) vissen lastig. Werken met vrijwilligers houdt een risico in. Er wordt namelijk wel op hun aanwezigheid gerekend. Daarom is het belangrijk de vrijwilligers goed te betrekken bij het proces en met name de bemonsteringen prettig te houden. Tot slot vormt ook goed weer een belangrijke randvoorwaarde. Jeroen Huisman (Waterschap Noorderzijlvest) G. Bonhof (Arcadis, thans Koeman en Bijkerk) Albert Jan Scheper (Hengelsportfederatie Groningen-Drenthe)

achtergrond/reactie Persoonlijke inzet belangrijk in watertoetsproces In H2O nummer 13 van 27 juni jl. publiceerden Peter de Putter en Mirjam Aerts een artikel over de effecten van de Wet ruimtelijke ordening (Wro) op de praktijk van de watertoets. Adrienne Boekhold van Rijkswaterstaat Waterdienst wijst in onderstaande aanvulling op het belang van een minder formeeljuridische benadering. Dan komen volgens haar ook de nieuwe mogelijkheden in beeld.

P

eter de Putter en Mirjam Aerts hebben een prima artikel schreven. Een helder verhaal waarin niets ontbreekt. En toch bleef ik na het lezen met het gevoel zitten dat het stuk een incompleet beeld geeft van de toekomstige praktijk van het watertoetsproces. Na herlezing meende ik de oorzaken te zien van dat onbestemde gevoel. Het stuk legt veel nadruk op het ontbreken van de watertoetsverplichting in de structuurvisies van het Rijk en de provincies. Bovendien maakt de lange opsomming van formeel-juridische details het watertoetsproces tot een loodzware aangelegenheid. Daardoor zal het bij veel lezers misschien niet eens zijn opgekomen dat de nieuwe praktijk ook mogelijkheden biedt. Ik zie, juist door het niet extern bindende karakter van de structuurvisies, de kans toenemen dat Rijk en provincies vrijer en creatiever hun eigen beleid formuleren. Ik zie door de scheiding van beleidsvorming en het bindende kader, bij het Rijk en de provincies óók meer ruimte ontstaan voor de dialoog tussen waterbeheerders en ruimtelijke ordenaars. De waterbeheerders kunnen daarbij steunen op de Watervisie. Hoofdstuk 2.2 handelt over water en ruimtelijke ontwikkeling en begint met de zin uit het coalitieakkoord dat water een dominant structurerend element is van de inrichting van Nederland. Ook zonder watertoetsverplichting is dit een belangrijk statement. Waterbeheerders moeten zich daarbij goed realiseren dat meedenken in het voortraject van ruimtelijke plannen meer omvat dan het behartigen van de huidige waterbelangen. Ze moeten ook kunnen meedenken over de ruimtelijke toekomstconcepten en met name over aspecten als waterveiligheid en klimaatinvloeden. Welke waterbeheerder zou die kans niet willen oppakken? En wanneer Rijk en provincie een waterbelang zien dat ze met kracht willen laten doorwerken, dan hebben ze daartoe alle mogelijkheden via een AMvB (Rijk) of een provinciale verordening. Het klopt dat de structuurvisies die Rijk en provincies moeten maken, vormvrij zijn en dus geen verplichting kennen in de sfeer van het watertoetsproces. Doordat de auteurs hier in het artikel zo sterk de nadruk op leggen, ontstaat de indruk dat de provincies in hun overkoepelende plannen niet zonder ‘dwang’ de nodige aandacht aan waterbelangen zouden willen besteden. Alsof in het Nationaal Bestuursakkoord Water de regierol van de provincies in het waterbeheer niet is vastgelegd! Het lijkt mij bovendien voor de hand liggen dat provincies - als gevolg van het vervallen van de goedkeuring achteraf van bestemmingplannen - juist meer dan voorheen hun eigen waterbelangen in de structuurvisies zullen opnemen. En ook

zullen ze intensiever willen meekijken naar het voortraject van een ruimtelijk initiatief. Immers: doen ze dit niet, dan lopen ze na de presentatie van een conceptbestemmingsplan kans op een confrontatie met een lokaal bestuur en dat is in onze bestuurscultuur ongewenst. Daar komt bij dat het meenemen van de waterbelangen in ruimtelijke initiatieven op concreet niveau toch vooral aan de orde is in bestemmingsplanprocedures. En daar blijft de verplichting tot het doorlopen van het watertoetsproces gewoon gelden. Voor de goede orde: de Wet ruimtelijke ordening noemt de watertoets niet bij naam in relatie tot het bestemmingsplan. Daarom is het goed om nog eens helder te zijn over het begrip watertoets. De watertoets is niet letterlijk een toets die op een bepaald moment als een soort maatlat aangeeft of het waterbelang wel of niet voldoende scoort in een ruimtelijk plan. De watertoets is een procesinstrument. Het zorgt ervoor dat de waterbelangen gedurende de hele procesgang van een ruimtelijk initiatief meewegen. Essentieel in het watertoetsproces is het overleg tussen de waterbeheerder en de (ruimtelijk) initiatiefnemer. De verplichting om bij de voorbereiding van een bestemmingsplan of projectbesluit overleg te hebben met de betrokken waterbeheerder staat in artikel 3.1.1. van het nieuwe Besluit ruimtelijke ordening (Bro). En artikel 3.1.6 Bro voegt daaraan toe dat het resultaat van het overleg in de toelichting op het plan moet worden verwoord. Meer concreet schrijft het Bro voor, dat in de toelichting expliciet moet zijn aangegeven hoe rekening is gehouden met de waterhuishoudkundige belangen. Water is dus een gegarandeerd onderdeel van het Bro, net als onder de (oude) WRO. Dit alles overziend denk ik: laten we niet focussen op een beetje meer of minder verplichting, maar vooral oog hebben voor de manier waarop provincies, gemeenten en waterschappen het best kunnen inspelen op de nieuwe situatie die de Wro heeft gebracht. De kern daarvan is dat meer moet worden geïnvesteerd in overleg en betrokkenheid in het voortraject en dat de waterbeheerder daarna zelf de vinger aan de pols moet houden. De laatste alinea van het artikel van De Putter en Aerts, presenteert dit punt volgens mij nogal dreigend. Hun stap-voorstap-beschrijving van het proces mondt uit in een conclusie met een ontmoedigende zwaarte: Alert zijn in de planfase is één ding, maar er als waterbeheerder bovenop zitten in de inrichtings- en beheersfase is nog even wat anders. Op termijn, zo verwachten wij, zullen de tentakels van de waterbeheerders zich uitstrekken over alle fasen van de ruimtelijke ordeningsketen. Voor de

organisatie en de bedrijfsvoering van met name de waterschappen gaat dit heel wat betekenen. Vanwaar die gereserveerdheid? Geeft het de waterbeheerder geen voldoening om te weten en in formele procedures vastgelegd te zien, dat het succes van een watertoetsproces grotendeels afhangt van zijn inzet? Dat wat hij in het voortraject van een bestemmingsplanproces aangeeft, bespreekt, regelt en voor elkaar krijgt bepalend is? Is dat niet wat waterbeheerders juist graag willen? Mijn overtuiging is dat het watertoetsproces onder de nieuwe Wro transparanter wordt. Wie in het voortraject van het watertoetsproces geen kansen pakt, heeft achteraf geen recht van spreken. Met dat signaal van de Wro valt niet te spotten. Ik hou wel van die duidelijkheid. Tijdig waterbelangen formuleren en kenbaar maken, zélf het overleg aangaan met potentiële initiatiefnemers en tijdens de rest van het proces goed blijven opletten, was ook in de oude situatie nodig voor een goed watertoetsproces. Nu wordt het echter een niet te veronachtzamen voorwaarde. Waterbeheerders zullen zelfs het initiatief moeten nemen om ook via structuurvisies van provincies en Rijk hun waterbelangen tijdig kenbaar te maken. Al die extra acties in het voortraject van een ruimtelijk plan lijken mij geen last, maar juist een herbevestiging van de verantwoordelijkheid die waterbeheerders hebben. In het watertoetsproces wordt de rol van de waterbeheerder nog belangrijker en daar kán hij geen bezwaar tegen hebben. Want wat was ook al weer het sterkste argument dat waterbeheerders de afgelopen jaren naar voren brachten als er weer eens discussie was over het opheffen van hun bestuursvorm? Dat was toch dat het waterbelang zo groot en vitaal is, dat het alleen goed kan worden gediend door een functioneel bestuur dat zich er geheel op kan concentreren en geen andere doelen hoeft te dienen? Adriënne Boekhold (adviseur watertoetsproces en secretaris LBOW-werkgroep watertoets)

H2O / 16 - 2008

23

Duizend jaar waterbeheer in Utrecht In het onlangs door uitgeverij Matrijs uitgegeven boek ‘Utrechts water’ beschrijft Adriaan Haartsen hoe het waterbeheer al eeuwenlang zijn sporen in het Utrechtse landschap nalaat. Het boek over duizend jaar waterbeheer in de Stichtse Rijnlanden kwam tot stand in samenwerking met het gelijknamige hoogheemraadschap.

Een veldgids van de flora en fauna bij Waternet Het Amsterdamse watercyclusbedrijf Waternet heeft een veldgids samengesteld van de flora- en faunasoorten die (veelvuldig) voorkomen in het werkgebied. Volgens Waternet moet de veldgids de lezer prikkelen om nieuwsgierig te worden naar wat er zoal leeft en groeit in het gebied. Geen gedetailleerde informatiegids dus, maar een luchtig naslagwerk voor de leek die in zijn werk te maken krijgt met (beschermde) plant- en diersoorten.

B

ij het waterbeheer voor het Hoogheemraadschap Amstel, Gooi en Vecht en als beheerder van een groot natuurgebied waar Waternet drinkwater wint (de Amsterdamse Waterleidingduinen), is het als medewerker van het waterketenbedrijf belangrijk om te weten welke beschermde floraen faunasoorten zich daar bevinden. Daarom voerde Waternet in 2007 een inventarisatie uit van de beschermde soorten in het beheergebied. In de veldgids zijn deze gegevens omgezet tot handige informatie per soort. Omdat de gids slechts een globale indruk geeft van de aanwezige soorten, zal bij geplande ingrepen altijd eerst aanvullend gebiedsgericht onderzoek worden verricht naar de daadwerkelijke variëteit in flora- en faunasoorten.

D

e waterschappen en hoogheemraadschappen waaruit De Stichtse Rijnlanden is voortgekomen, hebben een belangrijk stempel op het huidige landschap gedrukt. De bescherming tegen het hoge water van de rivieren, de zorg voor het peilbeheer in de binnendijkse gebieden, de instandhouding van vaarwegen en het gebruik van water als middel om vijandige legers de doortocht te ontzeggen, hebben ertoe geleid dat het landschap van nu tal van elementen bevat die te maken hebben met het huidige of vroegere waterbeheer. Het beheergebied van Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden behoort tot de delta van de grote Nederlandse rivieren. De beheersing van het water maakten al eeuwen geleden de aanleg nodig van dijken, sluizen, weteringen, molens en gemalen. Ze vormden de basis van de ontginning van moerassen en veengebieden. Geïllustreerd met vele kleurenfoto’s en oude kaarten vertelt ‘Utrechts water’ over het leven in dit rivierenlandschap. ‘Utrechts water - 1000 jaar waterbeheer in de Stichtse Rijnlanden’ is een uitgave van Uitgeverij Matrijs in samenwerking met Hoogheemraadschap De Stichtste Rijlanden. Het boek (ISBN 978-90-5345-3551) is verkrijgbaar via de boekhandel en via www.matrijs.com. Tot 1 september kost de uitgave 17,95 euro, daarna 22,95 euro.

24

H2O / 16 - 2008

Voor meer informatie: Esther Spielmann (020) 608 33 55.

Publicatie over de waarde van wonen aan de rivier Maatregelen om rivieren de ruimte te geven zullen de komende jaren verstrekkende gevolgen hebben voor woningen die aan die rivier liggen. Buitendijks gelegen woningen en andere gebouwen hoeven echter niet per se gesloopt te worden. Volgens de eind juni verschenen CUR-publicatie ‘Waarde van wonen aan de rivier’ kunnen ze kunnen ook worden verplaatst of hoogwaterbestendig gemaakt worden.

I

n het boekje worden 21 voorbeelden beschreven van bouwwerken die hoogwaterbestendig zijn gemaakt, ter plekke zijn opgevijzeld of over kleine of grote afstand zijn verplaatst. Dat verplaatsen kan bestaan uit het steen voor steen afbreken en

later of elders weer herbouwen. Dit is bijvoorbeeld gebeurd bij de Wijnhavenpanden in Rotterdam, die tijdelijk plaats moesten maken voor de spoortunnel. Er zijn ook voorbeelden van complete gebouwen die opgevijzeld zijn, op een zogeheten 1000-wielen wagen gezet en elders op een nieuwe fundering geplaatst worden. De samenstellers van het boekje hopen dat de beschreven voorbeelden duidelijk maken dat het verplaatsen of ophogen van bouwwerken een serieus alternatief is voor sloop. ‘Waarde van wonen aan de rivier’ is verschenen als CUR-publicatie 220 en kan voor 25 euro (inclusief BTW en verzendkosten) worden besteld bij CURNET: www.curbouweninfra.nl.

Brochure over klimaatverandering ‘Meer natuur en droge voeten’ luidt de titel van de nieuwe (gratis) brochure van Vogelbescherming Nederland en vijf andere natuurorganisaties. Volgens eigen zeggen biedt de brochure een prima uitgangspunt voor iedereen die meer wil weten over natuurlijke aanpassing van Nederland aan een warmer en grilliger klimaat.

D

oor de klimaatverandering moet Nederland zich voorbereiden op eventuele problemen met water langs de kust, de grote rivieren, op het hoge land en in de laagveengebieden. Vogelbescherming Nederland pleit voor natuurlijke klimaatbuffers: natuurgebieden die water opvangen als er te veel afgevoerd moet worden en het mondjesmaat weer loslaten. Het inrichten van natuurlijke klimaatbuffers is volgens Vogelbescherming Nederland goed te combineren met klimaatbestendige woningbouw, kleiwinning en het ontwikkelen van recreatiemogelijkheden. Al deze activiteiten vormen, zo meent de vereniging, een duurzame economische basis onder de klimaatbuffers. De brochure is een gezamenlijke uitgave van zes grote natuurorganisaties: ARK Natuurontwikkeling, Natuurmonumenten, Staatsbosbeheer, Vogelbescherming Nederland, de Waddenverenging en De Landschappen. Voor meer informatie: (030) 693 77 00 of www.vogelbescherming.nl.

informatie/recensie Afvalwater zuiveren op z’n Braziliaans Door het IWA is een nieuwe reeks boeken uitgebracht onder de titel ‘Biological wastewater treatment series’. Deze serie bestaat uit zes delen en is grotendeels geschreven door Marcos von Sperling, associate professor aan de federale universiteit van Minas Gerais in Brazilië. In deze recensie worden de eerste twee, inleidende, delen besproken.

D

e serie is gebaseerd op een eerder verschenen boek ‘Biological wastewater treatment in warm climate regions’ en opgesplitst in zes delen, zodat het handiger in gebruik en in aparte delen aan te schaffen is. Het boek bespreekt de technologie voor de behandeling van stedelijk afvalwater zoals die kan worden toegepast in warme landen, en de consequenties hiervan voor ontwerp en bedrijfsvoering van zuiveringsinstallaties. De toegepaste temperatuurcorrectie wordt steeds inzichtelijk gemaakt zodat het boek zijn relevantie behoudt voor minder warme landen. De gedachte is dat afvalwaterbehandeling in hoge mate samenhangt met de klimatologische omstandigheden. In het algemeen geldt dat hoge temperaturen gunstig zijn voor de biologische processen. Een belangrijk aspect in deze is dat de regio’s met warmer weer merendeels ontwikkelingslanden zijn. In de inleiding geeft de auteur aan dat om deze reden getracht is om een beeld te

geven van de realiteit in deze landen, waar grote behoefte bestaat aan eenvoudige, economische en duurzame oplossingen. Interessant is dat gekozen werd om met name uit te gaan van gecentraliseerde afvalwaterbehandeling van afvalwater uit gescheiden rioleringssystemen. Deze keuze wordt niet echt onderbouwd, maar is misschien ingegeven door het feit dat dit boek zich vooral richt op de afvalwaterproblemen in snelgroeiende steden, waar decentrale behandeling minder voor de hand ligt. De inhoud van het eerste deel is basisstof met een beschouwing over de invloed van afvalwater op het milieu, een overzicht van afvalwaterbehandelsystemen en technieken voor slibbehandeling. Volgens de auteurs is dit boek geschikt als basisstof voor studenten civiele techniek en milieutechnologie. Telkens wordt een stuk theorie beknopt beschreven en direct toegepast op de afvalwaterbehandeling. In de serie boeken zijn veel tabellen en figuren opgenomen voor het opzoeken van kentallen, zodat het één en ander eenvoudig praktisch voor te stellen is. Ter ondersteuning toont de auteur veel voorbeeld-

Een groep watertechnologen geeft in dit vaktijdschrift iedere maand een kritisch oordeel over recente internationale vakliteratuur. De recensenten zijn: Jelle Roorda, Arjen van Nieuwenhuijzen, Adriaan Mels, Herman Evenblij, Jeroen Langeveld, Jasper Verberk en Merle de Kreuk.

berekeningen waarin de behandelde stof wordt gedemonstreerd. Deel twee bouwt hierop voort en wordt dan ook gebruikt als lesstof voor masterstudenten. Het behandelt de basis van procestechnologie, met een deel chemie, microbiologie, reactorkunde, etc. Verder worden de biologische omzettingsprocessen in het actiefslibproces besproken, alsook beluchting en bezinking. Ook in dit deel wordt theorie direct gekoppeld aan praktijk, met veel voorbeeldberekeningen. Voor de Nederlandse praktijk voegen deze boeken niet veel toe aan wat bij ons gangbaar is. Steeds dient bedacht te worden dat het uitgangspunt een situatie is met een warm weertype, wat impliceert dat in het ontwerp andere eisen maatgevend kunnen zijn dan in Nederland. Deze eerste twee delen geven een goede theoretische en praktische basis van het zuiveren van stedelijk afvalwater. De lezer wordt vanaf het eerste begin (prognosticeren van bevolkingsomvang en de samenstelling van het afvalwater) meegenomen om uiteindelijk te komen tot de contouren van een (eenvoudige) rioolwaterzuiveringsinstallatie. Helaas is weinig aandacht besteed aan de vormgeving en opmaak, die daardoor ronduit saai te noemen is. De figuren zijn vaak klein en in zwart/wit uitgevoerd met een nauwelijks leesbare toelichting. Met de prijs van rond 40 euro per deel zijn deze eerste twee delen daarom eigenlijk alleen een verantwoorde investering voor studenten of anderen die een degelijk naslagwerk missen. ‘Biological wastewater treatment series’: volume I ‘Wastewater characteristics, treatment and disposal’ (292 pagina’s) (ISBN 1 84339 1619), volume II ‘Basic principles of wastewater treatment’ (194 pagina’s) (ISBN 1 84339 1627). IWA Publishing, www.iwapublishing.com.

Herman Evenblij (Witteveen+Bos)

H2O / 16 - 2008

25

verenigingsnieuws WATERCOLUMN

Tijgermuggen

D

eze zomer wordt niet de heetste van de eeuw. Toch hadden we prachtige zomerse dagen, van ‘s ochtends vroeg tot ‘s avonds laat lekker heet. De jeugd in onze omgeving popelt dan om te gaan surfen en zwemmen bij de Vlietmeren. Maar pas op, gevaren schuilen altijd in kleine hoekjes. Blauwalgen tieren soms welig rond. Cyanobacteriën vinden warme coctails heerlijk. Aanleiding voor gemeentes om waakzaam te zijn. Heel assertief worden er dan waarschuwingsborden geplaatst: zwemwater onveilig. Vakantiegangers moeten extra oppassen. Niet alle vakantieoorden zijn even veilig. Het gaat niet alleen om zwembaden, waar menig peuter wel eens een plasje in doet, maar vooral ook om douches en badkamers. Een onoplettend of een met thermostaten te zuinig hotel en Legionella kan toeslaan. Duizend Nederlanders worden per jaar getroffen, zo waarschuwt de Stichting Veteranenziekte. Circa tien procent van hen overlijdt, anderen worden lang op intensive care behandeld, respectievelijk ondervinden nog jarenlang ellende van deze longontsteking. Tenslotte, Nederland warmt snel op, zo meldde het KNMI, sneller dan de rest van de wereld. Rivieren veranderen: méér kans op overstromingen ‘s winters en lange perioden van droogte ‘s zomers. Bij voldoende water in rivieren worden stofjes ruim verdund, bij onvoldoende water niet. Stoffen als chloride, fluoride en bromide, diglyme en MTBE vormen dan een (ernstig) probleem voor zuiveraars. Bij U als waterexpert beginnen vermoedelijk bij water van 25°C professionele voorzorgsmechanismes en alarmbellen te werken. Maar geldt dat ook voor die knapen die net met hun surfplanken wegfietsten? Vrezen watersporters de tijgermug, die zo van warmte houdt en wellicht binnenkort met malaria komt? Conclusie: de overheid moet vasthouden aan 25°C als rivierwatermaximum. Sowieso uit voorzorg. Hoezeer de industrie haar ook tracht te verleiden die norm tot 28°C te verhogen. Theo Schmitz (Vewin)

Agenda Onderstaand vindt u de gezamenlijke agenda van NVA en KVWN van vergaderingen, congressen en andere bijeenkomsten. Informatie voor deze agenda kan worden aangeleverd bij het KVWN/ NVA-bureau: (070) 414 47 78. 24 september bijeenkomst ICT-platform over integratie van proces- en kantoorautomatisering Nieuwegein 25 en 26 september tweedaagse tocht langs afvalwaterzuiveringsinstallaties in Brussel, Aken en Nordkanal en twee bedrijven in Vlaanderen

30 september t/m 3 oktober KVWN-fitterijwedstrijden tijdens Aquatech Amsterdam 3 oktober extra ledenvergaderingen NVA en KVWN n.a.v. de fusie Amsterdam 3 oktober symposium NVA-programmagroep 3 (afvalwaterbehandeling), STOWA en Hoogheemraadschap van Rijnland over de resultaten van nageschakelde zuiveringstechnieken Leiden 28 november laatste NVA- en KVWN-bijeenkomst Voorhuizen (na afloop feest in Dolfinarium Harderwijk)

Vooraankondigingen Op 25 september verzorgt de KVWN een ‘op weg naar huis’-bijeenkomst met als onderwerp het spanningsveld tussen KRW en Natura 2000. Op 9 oktober houdt de Commissie Watervoorziening samen met de Reststoffenunie een workshop, met als titel: ‘Van afvalstoffenproducent tot chemicaliënleverancier’.

Waternetwerk zoekt nieuwe voorzitter Per 1 januari 2009 gaan NVA en KVWN op in een nieuwe vereniging: het Koninklijk Nederlands Waternetwerk. De nieuwe vereniging krijgt uiteraard een nieuw bestuur, dat de leden vertegenwoordigt en richting geeft aan de activiteiten. Het verenigingsbureau onder leiding van een (nog aan te stellen) directeur en de werkverbanden (programmagroepen en secties) zorgen voor de uitvoering van de diverse activiteiten van Waternetwerk, in nauwe afstemming met het bestuur. Het huidige bestuur van de Waterfederatie, het overkoepelende orgaan van KVWN en NVA, heeft voorgesteld een open procedure in te stellen voor het werven van een nieuwe bestuursvoorzitter, die in nauwe afstemming met de directeur de nieuwe vereniging een vliegende start moet garanderen. Het bestuur van de Waterfederatie heeft onderstaand profiel geformuleerd voor de voorzitter van het bestuur van Waternetwerk. De voorzitter van Waternetwerk: • geeft richting aan de vereniging middels strategie, structuren en plannen; • stuurt de directeur aan als strateeg en coach en is goed op de hoogte van (toekomstige) ontwikkelingen zowel binnen de vereniging als in en om de watersector; • heeft als voorzitter van ‘dé netwerkorganisatie van de watersector’ een breed eigen netwerk in de verschillende geledingen van de waterwereld; • heeft ruime bestuurlijke ervaring, kan discussies stimuleren en verschillende groepen bij elkaar brengen, heeft begrip voor cultuurverschillen; • is resultaatgericht; • heeft voldoende senioriteit om deze rol te spelen. Voor belangstellenden is een uitgebreid profiel beschikbaar (op te vragen bij het bureau) evenals achtergrondinformatie in de vorm van een startnotitie en het profiel van de directeur. Kandidaten (die uiteraard lid zijn van NVA of KVWN) voor het voorzitterschap van Waternetwerk worden uitgenodigd zich uiterlijk 15 september schriftelijk te melden bij het bureau KVWN/NVA, ten name van mevrouw M.C. van Houten. Gaarne bij uw aanmelding een c.v. meezenden. Een selectiecommissie doet een bindende voordracht aan het bestuur van de Waterfederatie. Het bestuur zal een kandidaat voordragen aan de algemene ledenvergadering tijdens de oprichtingsvergadering van het Koninklijk Nederlands Waternetwerk op 28 november.

26

H2O / 16 - 2008

verenigingsnieuws In november wil de programmagroep Bestuurlijk-juridische aspecten van het waterbeheer een studiemiddag houden over het onderwerp ‘Relatie water en ruimte’. Nadere bijzonderheden volgen. De programmagroep Bestuurlijk-juridische aspecten van het waterbeheer heeft nog meer plannen, namelijk bijeenkomsten over de landelijke waterschapsverkiezingen (terugblik op de uitkomst, uitwisselen ervaringen), nieuwe wetgeving (vervolg Waterwet, AMvB-doelstellingen), klimaatbestendig maken van Nederland en de consequenties daarvan voor het waterbeheer (adaptatie, veiligheidsstrategie, rampscenario’s), het internationale waterbeheer (in institutioneel opzicht) en het Nationaal Waterplan en interbestuurlijk toezicht (vervolg Commissie Oosting?).

Koninklijk Nederlands Waternetwerk 28 november. Heeft u de datum al genoteerd? Dan worden NVA en KVWN samen het Koninklijk Nederlands Waternetwerk. Een enthousiaste groep leden is bezig een gedenkwaardige dag te organiseren: nog wat formaliteiten, vervolgens een inspirerende dag met sprekers vol passie (Wat dacht u van Tobias Walraven?) en ten slotte een spetterend (letterlijk en figuurlijk) feest in het Dolfinarium in Harderwijk.

Congressen tijdens Aquatech Tijdens de vakbeurs Aquatech, die van 30 september tot en met 3 september in de RAI in Amsterdam plaatsvindt, worden drie internationale congressen verzorgd door Waternetwerk (KVWN en NVA) en de IWA. Het gaat om de congressen ‘Millenium Development Goals on Sanitation’ op 30 september en 1 oktober, ‘Design and Operation of Membrane Plants for Water, Wastewater and Industrial Effluent’ op 1 en 2 oktober en de ‘Conference on Industrial Water Treatment Systems’ op 2 en 3 oktober.

Sanitatie Op de eerste dag van Aquatech wordt de conferentie ‘Millenium Development Goals on Sanitation’ gehouden. Aanleiding is dat 2008 het jaar van de sanitatie is. De millenniumdoelen hebben een nieuwe impuls nodig om de doelstelling voor 2015 te halen. Vooral de doelen voor sanitatie komen steeds meer buiten bereik te liggen. Het is de bedoeling dat deze conferentie een plaats wordt om ervaringen uit te wisselen, huidige en komende problemen te erkennen en te ondervangen en (technische) vooruitgang te bespreken. Het programma wordt dan ook opgebouwd rond inzendingen van de bezoekers. Onderwerpen zijn: nieuwe technologie, ervaringen met

samenwerkingsverbanden, sanitatie en stedelijke ontwikkeling, ‘best practices’, het gebruiken en aanpassen van bestaande infrastructuur, terugverdienen van investeringen, wet- en regelgeving en de duurzaamheid van de gekozen oplossingen. De voertaal van deze conferentie is Engels, er is geen simultane vertaling aanwezig. De kosten voor het bijwonen van deze conferentie bedragen 550 euro, voor IWA-leden 450 euro.

Membraantechnologie Op 1 en 2 oktober vindt een conferentie plaats over de toepassing van membranen voor het zuiveren van drink-, afval- en industriewater. Laagwaardige toepassingen, zoals koelwater en watergebruik voor agrarische doeleinden, staan centraal. De conferentie beoogt de kennis over membranen te bevorderen en ervaringen uit te wisselen. Ook komen het ontwikkelen en het gebruik van membranen aan de orde. De conferentie put gedeeltelijk uit ingezonden bijdragen over fouling en reiniging van membranen, verminderen van het energieverbruik, keramische membranen, etc. Ook deze conferentie wordt in het Engels gehouden zonder simultane vertaling. Voor IWA-leden kost het bezoeken van deze conferentie 450 euro, voor niet-leden 550 euro.

Industriële waterbehandeling Het derde en laatste gezamenlijke congres wordt gehouden op 2 en 3 oktober. Dan staan zuiveringssystemen voor industrieel water centraal. Het is de bedoeling dat tijdens deze conferentie vooral de leveranciers van technologie en apparatuur aan het woord komen over nieuwe ontwikkelingen op het gebied van biologische of chemische zuivering van industrieel effluent, behandeling van vaste afvalstoffen en problemen met specifieke verontreinigingen. Ook op deze conferentie is de voertaal Engels. De deelnamekosten bedragen wederom 450 euro voor IWA-leden en 550 euro voor anderen.

Informatie over beoordelingsrichtlijnen Met ingang van 16 juli jl. is voor de verlening van het Kiwa-Keur bindend verklaard de beoordelingsrichtlijn BRL-K 614/03 ‘Brandkranen’. De belangrijkste wijzigingen ten opzichte van versie 02 zijn: •

BRL-K614/03 is een samenvoeging van BRL-K614/02 d.d. 6 juli 1992, BRL-K649/02 d.d. 1 januari 1987 en BRL-K653/01 d.d. 1 maart 1991;

•

BRL-K614/03 omvat tevens een verwijzing nar de NEN-EN 14384: bovengrondse brandkranen en NEN-EN 14339: ondergrondse brandkranen;

•

BRL-K614/03 kan tevens worden gebruikt voor de afgifte van het CE voor brandkranen op basis van de CPD 88/106, mandaat M/109. De brandkranen zijn ingedeeld op AOC 1.

Deze beoordelingsrichtlijn kan besteld worden per fax t.a.v. mevrouw J.C. Bakker: (070) 414 44 22 of telefonisch: (070) 414 44 75.

Wijzigingsblad Per 11 juli jl. is bindend verklaard het wijzigingsblad van Kiwa BRL K533 ‘Buizen van PE voor het transport van drinkwater’. In dit wijzigingsblad is een meerlagenbuis (coëxtrusie) van verschillende PE-lagen opgenomen. Voor meer informatie kunt u contact opnemen met het de heer R. Goutier van Kiwa Certificatie & Keuringen, unit Kunststof Leidingsystemen: (070) 414 45 78 of per e-mail: [email protected].

Alledrie de congressen worden georganiseerd door IWA, Waternetwerk en Moorga. Informatie over de congressen is te vinden op www.moorga.com. Informatie over Aquatech is te vinden op www.aquatechtrade.com.

Fitterijwedstrijden De uitnodigingen voor de KVWN-fitterijwedstrijden editie 2008 zijn onlangs verstuurd aan de drinkwaterbedrijven. De wedstrijden worden gehouden tijdens Aquatech, eens per twee jaar in de RAI in Amsterdam. De organiserende commissie van de KVWN kan maximaal 40 teams plaatsen, met ook dit jaar weer management- en damesteams. Aquatech vindt dit jaar plaats van 30 september tot en met 3 oktober.

H2O / 16 - 2008

27

platform

Martina Vijver, Centrum voor Milieuwetenschappen Universiteit Leiden Geert de Snoo, Centrum voor Milieuwetenschappen Universiteit Leiden Roel Knoben, Royal Haskoning Dennis Kalf, Rijkswaterstaat Waterdienst

Naar een optimalisatie van de monitoring van bestrijdingsmiddelen In Nederland wordt veel energie en geld besteed aan het monitoren van de kwaliteit van oppervlaktewateren. Sinds kort bestaat er een bestrijdingsmiddelenatlas op internet die ten doel heeft om metingen van bestrijdingsmiddelen inzichtelijk te maken voor een breed publiek. Deze informatie kan worden benut voor het optimaliseren van monitoringsprogramma’s. In de waterwereld speelt de Kaderrichtlijn Water momenteel een grote rol bij het bereiken van de gewenste toestand van de waterkwaliteit. Door de waterbeheerders wordt dan ook naarstig gewerkt aan aanpassingen van monitoringsprogramma’s en toetsingen van concentraties aan de KRW-eisen. De bestrijdingsmiddelenatlas kan daarbij een hulpmiddel zijn. De internetpagina www.bestrijdingsmiddelenatlas.nl is hiermee een communicatiemiddel voor veel partijen.

B

estrijdingsmiddelen overschrijden regelmatig de nationale waterkwaliteitsnormen in oppervlaktewateren, waardoor deze groep van stoffen wordt gezien als een probleem voor de oppervlaktewaterkwaliteit. Circa tien bestrijdingsmiddelen zijn geselecteerd als prioritaire stoffen binnen de Kaderrichtlijn Water1). Alle andere bestrijdingsmiddelen zijn binnen de KRW aangemerkt als stoffen die het bereiken van de ‘goede ecologische toestand’ in de weg kunnen staan. Daarmee moeten de relevante stoffen opgenomen worden in de nationale monitoringsprogramma’s. De waterbeheerders in Nederland verrichten veel metingen naar het voorkomen van bestrijdingsmiddelen in oppervlaktewater. Dit kost ze veel energie en geld. Uit de monitoringsresultaten valt meer te halen dan het vaak beperkte meetdoel waarvoor de monitoring is opgezet. Te denken valt aan trendanalyses en beleidsevaluaties. Voorwaarde is dan wel dat de gegevens op een toegankelijke en transparante manier beschikbaar zijn. Geografische weergave van bestrijdingsmiddelenconcentraties in de vorm van kaarten heeft veel voordelen ten opzichte van de traditionele (tabelvormige) weergave van bijvoorbeeld de bestrijdingsmiddelenrapportages2). Op initiatief van Rijkswaterstaat Waterdienst en het ministerie

van Verkeer en Waterstaat, ondersteund door een groot aantal organisaties, verwerkte het Centrum voor Milieuwetenschappen Leiden (CML) deze metingen en bracht ze in kaart. Via de internetpagina www.bestrijdingsmiddelenatlas.nl3) worden de metingen van bestrijdingsmiddelen in oppervlaktewateren gevisualiseerd. De atlas biedt de gelegenheid aan gebruikers om te onderzoeken waar een bestrijdingsmiddel is gemeten en waar deze een norm overschrijdt, hoe regionale monitoringsprogramma’s kunnen worden geoptimaliseerd, in hoeverre het mogelijk is om concentraties bestrijdingsmiddelen te relateren aan landgebruikdata én of de bestrijdingsmiddelenconcentraties veranderen in de loop van de tijd. In dit artikel worden enkele resultaten van analyses weergeven en wordt aangegeven waarvoor deze gegevens gebruikt kunnen worden. De nadruk ligt op de locatie van voorkomen en normoverschrijding én de optimalisatie van regionale monitoringsprogramma’s.

Analyse van monitoringsdata Metingen in oppervlaktewateren zijn kostbaar. Het watersysteem moet immers worden bezocht en bemonsterd, de monsters moeten opgewerkt en geanaly-

seerd worden en de resultaten geïnterpreteerd en gerapporteerd. De monitoringsgegevens van bestrijdingsmiddelen van alle waterbeheerders over de periode 1997 tot en met 2006 staan nu in de bestrijdingsmiddelenatlas. Het aantal gemeten bestrijdingsmiddelen en het aantal locaties waarop deze metingen zijn uitgevoerd, staan weergegeven in de tabel. De meetgegevens van 2007 worden momenteel verwerkt. De meetgegevens zijn met behulp van een statistische verwerking over de tijd en ruimte geaggregeerd. De gegevens over bestrij-

Kwantiteit aan bestrijdingsmiddelendata in de atlas.

1997/1998 1999/2000 2001/2002 2003/2004 2005/2006

aantal bestrijdingsmiddelen (incl. relevante afbraakproducten)

aantal locaties waarop gemeten is

199 187 216 290 442

512 717 781 877 891

H2O / 16 - 2008

29

dingsmiddelen worden op het niveau van individuele werkzame stoffen verwerkt. De procedure die hiervoor gevolgd wordt, is de volgende: Na ontvangst van de data van de individuele waterbeheerders voert men een controle uit. Deze richt zich vooral op het uniformeren van de data. Meeteenheden worden gecontroleerd, verdachte getallen getoetst op uitbijters en typefouten en xy-coördinaten gecontroleerd evenals de rapportagegrens of detectielimiet. Een accurate data-overdracht is van groot belang. In de huidige bestrijdingsmiddelenatlas zijn de meetresultaten geaggregeerd per blok van één bij één kilometer en per blok van vijf bij vijf kilometer én over een tweejaarlijkse periode. Hierdoor ontstaat een duidelijk landelijk beeld van het voorkomen van een bestrijdingsmiddel. De aggregatie is als volgt uitgevoerd: Allereerst vindt aggregatie plaats per meetpunt van individuele tijdstippen naar het niveau van één jaar. Hierna per meetpunt van individuele jaren naar een periode van twee jaar. Vervolgens van alle meetpunten naar het niveau van één bij één kilometer. En zonodig verder geaggregeerd naar het niveau van vijf bij vijf kilometer. Uiteindelijk is deze geaggregeerde informatie dus beschikbaar voor zowel de meetgegevens onder de detectielimiet als voor de meetgegevens ‘boven of gelijk’ aan de detectielimiet. Iedere aggregatiestap wordt uitgevoerd door te rekenen met de 90-percentielwaarde van die reeks. Om te toetsen aan het drinkwatercriterium wordt gewerkt met de maximale waarden van elke reeks. Dit is conform de eisen die bij toetsing aan de normen is opgenomen. Bestrijdingsmiddelenconcentraties variëren sterk in ruimte en over tijd. Veel stoffen in het oppervlaktewater worden aangetroffen in erg lage concentraties, zelfs op en rond de detectielimiet van een stof. Deze metingen moeten meegenomen worden bij het vaststellen of een bestrijdingsmiddel een probleem vormt in een bepaald gebied in een bepaald jaar. Vandaar dat de informatie over de detectielimiet zoveel mogelijk wordt meegenomen als relevante informatie voor de uiteindelijke toetsing. Dit wordt gedaan door de aggregatie apart uit te voeren voor zowel de metingen ‘onder’ de detectielimiet als voor de metingen ‘boven of gelijk’ aan de detectielimiet. De individuele bestrijdingsmiddelenconcentraties worden getoetst aan drie normen, namelijk de drinkwaternorm (DWN), de ecotoxicologische norm (MTR) en het toelatingscriterium (CTGB). Deze resultaten worden per individuele stof per periode van twee jaar in kaarten aangeboden. Op deze kaarten is duidelijk te zien waar stoffen zijn gemeten en waar ze in welke mate een norm overschrijden. Een voorbeeld is opgenomen van de carbendazimmetingen uit de periode 2005/2006 (zie afbeelding 1). Daaruit blijkt dat carbendazim op sommige locaties de MTR-norm overschrijdt met een factor 5, ondanks dat de stof toegelaten is. Daarnaast zijn er ook overzichten in de vorm van histogrammen die gaan over hoe de metingen door de maanden heen

30

H2O / 16 - 2008

Afb. 1: Gemeten concentraties aan carbendazim getoetst aan de ecotoxicologische norm: het maximum toelaatbaar risiconiveau (MTR).

Vanuit eerdere gegevens (periode 1999/2000) zijn aanbevelingen te halen voor het opstellen van effectievere monitoringsprogramma’s. Het voorbeeld van de stof metribuzine laat de noodzaak voor dergelijke optimalisaties zien. Een analyse is uitgevoerd naar de relatie tussen normoverschrijding voor metribuzine en de aardappelteelt waarin deze stof worden gebruikt. Voor metribuzine geldt dat deze stof voor 99 procent exclusief wordt gebruikt in de aardappelteelt. Deze relatie is uitgerekend met behulp van statistische correlatiemethoden. De metingen aan metribuzine worden weergegeven aan de linkerkant van afbeelding 2, terwijl het areaal aan aardappelteelt wordt weergegeven aan de rechterkant van de afbeelding.

van het land, waar de betreffende teelten nauwelijks voorkomen. Een periodieke screening op deze middelen is zeker wel nodig, omdat stoffen gebruikt kunnen worden zonder dat dit verwacht wordt. Ook in het voorbeeld van metribuzine is namelijk te zien dat enkele analyses toch overschrijding geven op plaatsen waar geen aardappelen geteeld worden. Voor deze normoverschrijdingen kan de waterbeheerder dan een verklaring zoeken in een nader onderzoek. De overschrijdingen kunnen afkomstig zijn van bijvoorbeeld puntlozingen, illegaal gebruik of van grensoverschrijdende aanvoer. Optimaliseren van de monitoring door aanpassing van de meetfrequentie in ruimte en tijd kan soms leiden tot minder metingen, maar in andere gevallen juist tot meer metingen. Duidelijk is dat wanneer het monitoringprogramma is afgestemd op het gebruikte middelenpakket in bepaalde teelten, er een optimalisatieslag kan worden gemaakt. Inmiddels laten de resultaten van de periode 2005/2006 zien dat ten opzichte van 1999/2000 de monitoring wel doelgerichter uitgevoerd is (zie afbeelding 2).

Aardappelteelt komt veelvuldig voor in de polders van Nederland, maar metribuzine wordt op deze plaatsen niet gemeten. Daarentegen wordt de betreffende stof veelvuldig gemeten in het zuidoosten

Als hulpmiddel om te komen tot een accurate monitoring, is het percentage gemeten stoffen van het totaal aantal stoffen dat op grond van het grondgebruik verwacht mag worden, berekend. Dit wordt

een norm overschrijden. Hiermee kan een relatie worden gelegd met het moment van toepassing van een bestrijdingsmiddel. Daarnaast zijn er grafieken die de veranderende concentraties aan bestrijdingsmiddelen weergeven in de tijd.

Optimalisatie van monitoringsprogramma’s

platform

Meetgegevens periode 1999/2000.

Meetgegevens periode 2005/2006.

Afb. 2: Gemeten concentraties aan metribuzine vergeleken met de locaties waar aardappelen geteeld worden.

gedaan op basis van berekende correlaties tussen het grondgebruik in de meest recente periode, het areaal van het grondgebruik (teelt) en de gemeten concentraties van een stof. Vervolgens is van deze verwachte stoffen het aantal stoffen bepaald waaraan tenminste één meting is verricht. Dit aantal is uitgedrukt als percentage van het totaal aantal verwachte stoffen (zie afbeelding 3). Uit de kaart valt af te lezen dat in grote delen van het land minder dan de helft van de verwachte bestrijdingsmiddelen wordt gemeten. Alleen in Zeeland word meer dan driekwart van de verwachte stoffen gemeten.

Aan de hand van dit beeld kan een verdere optimalisatie van de monitoringsplannen in gang gezet worden. Ter ondersteuning van het opstellen van een monitoringsplan zijn in de atlas eveneens Top10-lijsten met probleemstoffen opgenomen en is voor iedere werkzame stof een correlatie met teelten berekend (indien dat statistisch verantwoord was). Dit soort inzichten en aanbevelingen voor de optimalisatie van monitoringsplannen sluit aan bij de aanbevelingen uit de Leidraad Monitoring Gewasbeschermingsmiddelen4).

Aanpassing structuur bestrijdingsmiddelenatlas aan KRW Op dit moment wordt de structuur van de bestrijdingsmiddelenatlas aangepast aan de KRW. De atlas moet gezien worden als hulpmiddel bij de diagnose van waterkwaliteitsproblemen op de rapportagepunten en het volgen van de waterkwaliteit op niet-rapportagepunten. Het meten op nietrapportagelocaties door waterschappen moet gezien worden als een manier om de kwaliteit op rapportagepunten te waarborgen. KRW-rapportagepunten moeten immers representatief zijn voor

H2O / 16 - 2008

31

het waterlichaam waarin ze gesitueerd zijn. Daarnaast kan regiospecifieke monitoring gebruikt worden om de nationale herevaluatie van toelating van bestrijdingsmiddelen door het CTGB te ondersteunen. De KRW geeft namelijk aan dat het toelatingsbeleid een instrument is om de waterkwaliteitsproblemen, door het gebruik van bestrijdingsmiddelen, op te lossen. De aanpassing aan de structuur van de KRW vereist dat een aantal producten wordt toegevoegd en aangepast. De KRW heeft bijvoorbeeld een geheel nieuwe wijze van toetsing van meetgegevens aan normen. Voor onder andere de KRW-prioritaire stoffen worden de waterkwaliteitseisen, het jaarlijks gemiddelde en de maximaal toegestane concentratie toegevoegd. Ook moeten andere ruimtelijke eenheden, zoals stroomgebieden, waterlichamen en kavelsloten, worden gevisualiseerd in plaats van op het niveau van 1x1 km en 5x5 km. Daarnaast moet de temporele aggregatie worden omgezet van tweejaarlijks naar een jaarlijkse periode. Deze aanpassingen aan de KRW zullen eind dit jaar of begin volgend jaar op internet te zien zijn.

Ecologische risico-atlas In het bovenstaande is een uitwerking gepresenteerd van de monitoringsgegevens aan individuele bestrijdingsmiddelen in oppervlaktewateren. De atlas bevat echter nog veel meer producten. Zo biedt de atlas speciaal voor beleidsmakers een samenvattend overzicht met de belangrijkste resultaten. Een belangrijk onderdeel is verder de trendanalyse die uitgevoerd is om te kijken of de Nederlandse oppervlaktewateren in de loop van de tijd schoner zijn geworden voor wat betreft bestrijdingsmiddelen. Er zijn ook toekomstplannen voor de atlas. Binnen de monitoringsprogramma’s worden

Afb. 3: Percentage gemeten bestrijdingsmiddelen (periode 2005/2006) versus de verwachte bestrijdingsmiddelen op basis van het grondgebruik.

nog andere stoffen dan bestrijdingsmiddelen gemeten (denk aan metalen, hormonen, etc.). Het zou mooi zijn dat die gegevens op

Dit voorjaar is een analyse uitgevoerd van het aantal bezoekers van de atlas. Gemiddeld 18.250 bezoekers bekijken per jaar de internetpagina www.bestrijdingsmiddelenatlas.nl. De conclusie hieruit luidt dat de bestrijdingsmiddelenatlas op internet in een behoefte voorziet en een relatief groot aantal bezoekers heeft. Uit de analyse kwam ook naar voren dat de bestrijdingsmiddelenatlas gebruikt wordt door veel verschillende instanties en organisaties. Een belangrijke gebruikersgroep zijn de waterschappen. Zij gebruiken hem voor de optimalisatie van gebiedsbeheerplannen en monitoringsprogramma’s én de ruimtelijke planvorming. Een andere gebruikersgroep is het College voor de Toelating van Gewasbeschermingsmiddelen en Biociden (CTGB). Binnen het toelatingsbeleid van bestrijdingsmiddelen is een tendens ontstaan om steeds meer gebruik te maken van echte metingen in de veldsituatie. Het gedrag van stoffen in veldsituaties en het gebruik van stoffen in de praktijk kan immers sterk verschillen met wat door modellen wordt voorspeld onder ideale condities. Vandaar dat bij de herbeoordeling van bestrijdingsmiddelen het CTGB steeds vaker gebruik maakt van de meetgegevens uit de atlas. De industrie bezoekt de bestrijdingsmiddelenatlas om de risico’s van een geproduceerd bestrijdingsmiddel te volgen in het milieu. Ook de overheidsinstellingen gebruiken de atlas. In 2006 is de tussenevaluatie van het Gewasbeschermingsbeleid5) gepubliceerd door de verschillende ministeries. Binnen deze evaluatie is de bestrijdingsmiddelenatlas ingezet voor de beoordeling van het succes en falen van beleid, dit in het bijzonder voor wat betreft de algemene waterkwaliteit of de toe- of afname van concentraties van individuele stoffen. Recentelijk is vanuit het buitenland (onder andere Slowakije) interesse getoond in de wijze van monitoringsdata-analyse en interpretatie en het eenvoudig visualiseren van zulke gegevens. Vandaar dat per februari 2007 een Engelse vertaling www.pesticidesatlas.nl op internet staat.

32

H2O / 16 - 2008

vergelijkbare wijze worden verwerkt, zodat ook voor die stoffen een goed ontsloten landelijk beeld ontstaat. Een volgende stap kan dan zijn om na te denken over het maken van een ecologische risico-atlas op basis van de chemische concentraties, alsmede de koppeling met de ecologische monitoring. De geo-eco-informatica kan ons verder helpen in kennisontwikkeling en heeft zeker ook een relevante maatschappelijke bijdrage. Zo houden we de discussie in gang over hoe schoon Nederland is! LITERATUUR 1) European parliament and of the Council (2000). Directive 2000/60/EC establishing a framework for community action in the field of water policy. 2) Van ‘t Zelfde M. en G. de Snoo (2003). Atlas of pesticide concentrations in Dutch surface waters: a pilot study. Universiteit van Gent. Comm. Appl. Biol. Sci. nr. 68, pag. 727-737. 3) www.pesticidesatlas.nl (2008). Centrum voor Milieuwetenschappen, Universiteit van Leiden. 4) Schomaker A. en R. Knoben (2007). Leidraad Monitorings Gewasbeschermingsmiddelen in oppervlaktewater. Royal Haskoning. Rapport 9S9390. In opdracht van RIZA. 5) Van der Linden A., P. van Beelen, G. van den Berg, M. de Boer, D. van der Gaag, J. Groenwold, J. Huijsmans, D. Kalf, S. de Kool, R. Kruijne, R. Merkelbach, G. de Snoo, R. Vijftigschild, M. Vijver en A. van der Wal (2006). Midterm evaluation of the plant protection policy of the Netherlands, environment 2006. RIVM.

platform

Roel Knoben, Royal Haskoning Niels Evers, Royal Haskoning Jasper Jansen, Royal Haskoning Willem Ligtvoet, Planbureau voor de Leefomgeving (voorheen MNP)

Kunstmatig neuraal netwerk ingezet voor ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water Speciaal voor de ex ante evaluatie KRW heeft Royal Haskoning een nieuw ecologisch kennissysteem ontwikkeld. Dit systeem is gebruikt om de ecologische effecten van de geplande KRW-maatregelen voor de regionale wateren te voorspellen. Varianten van maatregelen zijn doorgerekend en beoordeeld op hun effect voor de kwaliteitselementen algen, waterplanten en fytobenthos, macrofauna en vis. De varianten bestonden uit de regionale, vooral hydromorfologische maatregelen met daarbovenop verschillende opties voor nutriëntreductie. Dit artikel spitst zich vooral toe op de ontwikkeling en werking van het kennissysteem.

R

ecent heeft het Planbureau voor de Leefomgeving (voorheen MNP) een ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water (KRW) uitgevoerd. Elders in dit blad zijn de achtergronden en resultaten hiervan uiteengezet (zie pagina 4 t/m 7). Daarin is verkend op welke wijze de KRW geïmplementeerd wordt en met welke maatregelen de waterbeheerders de waterkwaliteit willen gaan verbeteren. Een onmisbare pijler van die studie bestond uit het voorspellen van de ecologische effecten van KRW-maatregelen om de volgende vragen te kunnen beantwoorden: Wat kunnen we verwachten van alle maatregelen die in de gebiedsprocessen zijn benoemd? Hoe verhouden deze zich tot de effecten van generieke maatregelen en halen we de doelen daar inderdaad mee?

die eerder aan het netwerk aangeboden is. Voor dit specifieke doel en het werkterrein van de ecologie is dit in Nederland de eerste toepassing.

maatregel en de ecologische toestand. Deze laatste is uitgedrukt als ecologische kwaliteitsratio (EKR), een getal tussen 0 en 1 waarbij 0 de slechtst mogelijke en 1 de best mogelijke of referentietoestand is.

Werkingsprincipe In het eerste schema is het doel van het kennissysteem afgebeeld, namelijk het verband leggen tussen een begin- en een eindtoestand van de waterkwaliteit (na ingrepen of maatregelen) i.c. de ecologische effecten van die ingrepen. De drie stappen zijn vertaald in respectievelijk de waarden van een set stuurfactoren, de verandering van deze waarden als gevolg van een

De toepassing van een kunstmatig neuraal netwerk kent vervolgens twee stappen: training van het netwerk en de daadwerkelijke toepassing. Voor het trainen van het netwerk dient een dataset aangeboden te worden met bekende invoer en bijbehorende uitvoer. Met elke nieuw aangeboden regel uit de dataset leert het netwerk het verband tussen de invoer en uitvoer en stelt

Afb. 1: Schema 1 - Basisprincipe van het kennissysteem.

Een snelle verkenning leerde dat dit met bestaand instrumentarium, met name de KRW-Verkenner, op de gegeven termijn en de landelijke schaal niet mogelijk zou zijn. Daarom is gekozen voor de ontwikkeling van een nieuw kennissysteem. De keuze is daarbij gevallen op het gebruik van een kunstmatig neuraal netwerk, vanwege het specifieke kenmerk dat niet alle dosis-effectrelaties en interrelaties tussen maatregelen kwantitatief bekend hoeven te zijn. Voor de KRW-Verkenner is juist wel geprobeerd zoveel mogelijk kennisregels te kwantificeren. Een neuraal netwerk zoekt zelf patronen en relaties op binnen de leerset

H2O / 16 - 2008

33

het reeds ‘geleerde’ verband weer bij. Dit is geïllustreerd in het tweede schema. In dit geval bestaat de invoer uit de abiotische milieuomstandigheden ofwel de belangrijkste stuurfactoren die de ecologische toestand van het oppervlaktewater bepalen. De uitvoerkant bestaat uit de ecologische kwaliteitsratio van het oppervlaktewater, of meer precies het biologische kwaliteitselement bij die combinatie van stuurfactoren. De leerset is zo opgebouwd dat voor elke stuurfactor een zo groot mogelijk waardenbereik gedekt wordt of - in het geval van geclassificeerde factoren - elke klasse voorkomt. Bij het samenstellen van de leerset is zoveel mogelijk gebruik gemaakt van bestaande situaties in het veld: kennelijk is de ecologische toestand bij die waarden van stuurfactoren mogelijk. In sommige gevallen waar een deel van de kwaliteitsgradiënt ontbreekt of de ecologische kwaliteitsratio ontbreken zijn deze met expertinschattingen aangevuld. Dit geldt bijvoorbeeld voor waterplanten, waar nog vrijwel geen opnamen volgens de juiste KRW-methodiek beschikbaar waren. Ook zijn van sommige meetpunten de gegevens van meerdere jaren meegenomen als daarin een gradiënt in de nutriëntgehalten aanwezig was of een inrichtingsmaatregel had plaatsgevonden.

Afb. 2: Schema 2 - De training van het neuraal netwerk gebeurt met een dataset met bekende cobinaties van invoer (stuurfactoren) en uitvoer (ecologische kwaliteitsratio). Dit zijn doorgaans werkelijke situaties in het veld. Stuurfactoren per watertypecluster.

cluster

De toepassing van het getrainde netwerk staat in het derde schema. Elke maatregel per waterlichaam is vertaald naar een nieuwe waardenset voor de betreffende stuurfactoren. Er is geen alternatief maatregelenpakket doorgerekend. Wel is een groot aantal varianten doorgerekend. Dit betrof voornamelijk varianten in het landelijke mestbeleid en inrichtingsmaatregelen bovenop het maatregelenpakket dat door Rijkswaterstaat en de waterschappen is ontwikkeld. Die maatregelen omvatten vooral hydromorfologische en onderhoudsmaatregelen die de waterbeheerders afgewogen en gekozen hebben in de gebiedsprocessen.

watertypen

stuurfactor

eenheid/aantal klassen

-

totaal-fosfor totaal-stikstof

mg P/l (zomergemiddelde) mg N/l (zomergemiddelde)

beken

R3, R4, R5, R6, R9, R11, R12, R13, R14, R15, R17, R18

meandering verstuwing beschaduwing BZV5

5 3 3 mg O2/l (zomergemiddelde)

meren

M11, M14, M20, M21, M22, M25 en M27

oeverinrichting peildynamiek

3 3

sloten

M1a/b, M2 en M8

oeverinrichting peildynamiek onderhoud

3 3 2

alle clusters

kanalen

M3, M4, M6a/b, M7a/b, M10

Toepassing en keuzes Het kennissysteem heeft zich beperkt tot de (zoete) regionale wateren. Daarin zijn de watertypen geclusterd tot de natuurlijke typen beken en meren en de kunstmatige sloten en kanalen. Binnen deze vier clusters zijn de gegevens voor de betreffende typen in de leerset samengenomen. De ecologische toestand is uitgedrukt als ecologische kwaliteitsratio. Voor natuurlijke wateren is de EKR van de goede ecologische toestand (de KRW-doelstelling) 0,6 op de natuurlijke maatlatten. Voor kunstmatige wateren zijn de defaultmaatlatten gebruikt, waarbij de ecologische kwaliteitsratio van het goede ecologische potentieel eveneens op 0,6 ligt. Alle regionale oppervlaktewaterlichamen binnen bovenstaande clusters waarvoor maatregelen gedefinieerd waren (ruwweg de helft), zijn van het KRW-portaal betrokken voor de analyse. De waarde van de stuurfactoren is per waterlichaam opgezocht in de Limnodata Neerlandica, via Google Earth, in MEP/GEP-rapportages of bij de waterbeheerder opgevraagd. De regionale maatregelen zijn afkomstig uit de

34

H2O / 16 - 2008

Afb. 3: Schema 3 - Toepassing van het kennissysteem. De uitvoer van verschillende maatregelenvarianten wordt vergeleken met de uitvoer bij de huidige waarden van stuurfactoren.

platform

Afb. 4: Verwacht doelbereik voor beken met of zonder inrichting op GET-niveau en met of zonder nutriëntconcentraties op GET-niveau. (Rond het GET (0,6) is een spreiding van EKR 0,1 (0,55-0,65) genomen waarbinnen er een redelijke kans op het behalen van het GET is. Boven deze waarden is de kans op behalen van het GET groot en er onder is de kans klein.)

landelijke databank, die in het kader van het DGW-project ‘Afrondende harmonisatie’ was opgebouwd. De nutriëntgehalten in de huidige toestand zijn hoofdzakelijk afkomstig uit de Limnodata Neerlandica en de gehalten na maatregelen in verschillende varianten zijn afkomstig van het modelinstrument Waterplanner van het Planbureau voor de Leefomgeving. De Waterplanner is onder meer gevoed met het landelijke model STONE. Voor elke maatregel is per waterlichaam de nieuwe waarde van de hydromorfologische stuurfactoren berekend of ingeschat. Voor elke maatregelvariant kon vervolgens met het getrainde netwerk de nieuwe waarde van de EKR berekend worden voor alle kwaliteitselementen en waterlichamen.

Kwantificering/omvang maatregelen Voor een goede inschatting van het effect van een maatregel is ook de omvang van belang: hoeveel kilometer natuurvriendelijke oever wordt aangelegd of beter langs welk deel van de totale lengte van het waterlichaam? Een probleem hierbij was dat op dat moment niet elke maatregel even nauwkeurig gekwantificeerd was in de landelijke databank. Daarom is gewerkt met twee niveaus waarmee de bandbreedte duidelijk werd: het effect naar rato van de

opgegeven omvang van de maatregel (waar deze gekwantificeerd beschikbaar was) en het potentiële effect als ware de omvang 100 procent van het waterlichaam.

Proces Het gebruik van een kunstmatig neuraal netwerk voor de vraagstelling was innovatief, niet eerder gedaan en dus risicovol. Gezien het belang van de resultaten van de ex ante evaluatie was draagvlak voor de aanpak onmisbaar. Om die reden is in een aantal workshops met ecologische experts, statistici en biometrici gediscussieerd over de methodiek. Ook is met de groep van professor Goethals van de Universiteit van Gent de aanpak, de opbouw van de leerset en de plausibiliteit van de resultaten doorgesproken. Deze groep heeft eerder gepubliceerd over het gebruik van neurale netwerken voor het voorspellen van de aanwezigheid van macrofaunasoorten in beken3),4). Ten slotte heeft het Planbureau voor de Leefomgeving parallel met een zogeheten regressieboomanalyse de verschillende leersets doorgerekend5). Deze analyses ondersteunden de voorspellende waarde van de netwerken. Al met al is het vertrouwen in de methodiek geleidelijk gegroeid en heeft via dit proces tot acceptatie geleid.

Enkele resultaten Een uitgebreide beschrijving van de achtergronden en resultaten van de berekeningen staat in het achtergronddocument van de ex ante evaluatie2) en in het hoofdrapport1). Ter illustratie is het onderscheid zichtbaar gemaakt tussen de effecten van de inrichting van watersystemen en nutriëntgehalten als bepalende factoren voor de kwaliteit van ecosystemen. Voor beken leiden de geplande inrichtingsmaatregelen in het maatregelpakket tot een substantiële kwaliteitswinst. Dit uit zich in een toename in absolute zin van ecologische kwaliteitsratio. Naast deze winst is het interessant te kijken naar de mate waarin aan het ecologische doel wordt bereikt. Als uit de beschikbare dataset voor beken verschillende situaties worden geselecteerd, wordt het belang voor het verwachte doelbereik (op de natuurlijke maatlat met GET als doel) zichtbaar van zowel een maximale inrichtingsinspanning als een verdergaande vermindering van de nutriëntbelasting (zie afbeelding 4). In afbeelding 4 geeft ‘huidig’ het doelbereik over de soortgroepen van de niet meanderende beken in combinatie met een onvoldoende waterkwaliteit: in enkele beken voldoet alleen het fytobenthos doordat hier de nutriëntenconcentraties de

H2O / 16 - 2008

35

norm benaderen. De grafiek ‘nutriëntmaatregelen’ geeft het verwachte doelbereik in de niet-meanderende beken met de fosfor en stikstofconcentraties op GET-niveau. Het doelbereik van het fytobenthos is toegenomen. Verder reageren alleen de macrofyten enigszins. De grafiek ‘inrichtingsmaatregelen’ geeft het verwachte doelbereik voor beken met een volwaardige meandering, oeverbegroeiing en visbereikbaarheid maar met een onvoldoende waterkwaliteit: het doelbereik neemt fors toe voor alle soortgroepen. De grafiek ‘combinatie inrichtings- en nutriëntenmaatregelen’ geeft het verwachte doelbereik voor de beken uit situaties met inrichtingsmaatregelen, maar nu met nutriënten op GET-niveau: het doelbereik van deze beken is vrijwel maximaal, ook voor macrofauna en vissen.

Conclusies en perspectief Het voert te ver om in dit artikel alle resultaten en conclusies van de ex ante voor het voetlicht te brengen. Van belang is dat het kennissysteem naar tevredenheid heeft gefunctioneerd voor de beoogde toepassing

en dat dit perspectieven biedt voor verdere ontwikkeling en toepassing. Natuurlijk zijn nog verbeteringen en verdere ontwikkelingen mogelijk. Voor regionaal gebruik kan het gewenst zijn op het niveau van watertypen te werken in plaats van clusters. Ook ontbreken bijvoorbeeld de brakke wateren. Daarnaast blijkt dat het kennissysteem het hysterese-effect bij afnemende nutriëntenbelasting met de huidige set stuurfactoren in meren nog niet goed kan onderscheiden. De belangrijkste verbetering van de trainingsset zou zich moeten richten op de meest recente KRW-monitoringsgegevens. Ook de resultaten van gerichte monitoring van herstelingrepen zullen een heel goede aanvulling van het kennissysteem zijn. Het voordeel van het systeem is dat uitbreiding met stuurfactoren relatief eenvoudig is ten opzichte van een (deterministisch) rekenmodel. Het vergt slechts een uitbreiding van de leerset en hernieuwd trainen. De komende tijd wordt onderzocht of en zo ja op welke wijze de inzet van neurale netwerken aan de verdere ontwikkeling van de KRW Verkenner bij kan dragen.

LITERATUUR 1) Planbureau voor de Leefomgeving (2008). Kwaliteit voor later. Ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water. 2) Knoben R., C. Evers en J. Jansen (2008). Ontwikkeling en toepassing ecologisch expertsysteem voor regionale wateren. Achtergronddocument ex ante Evaluatie KRW. Royal Haskoning 9S9605. 3) Dedecker A., P. Goethals, W. Gabriels en N. de Pauw (2004). Optimization of Artificial Neural Network (ANN) model design for prediction of macroinvertebrates in the Zwalm river basin (Flanders, Belgium). Ecol. Modelling nr. 174, pag. 161-173. 4) Goethals P., A. Dedecker, W. Gabriels, S. Lek en N. de Pauw (2007). Application of artificial neural networks predicting, acroinvertebrates in freshwaters. Aquat. Ecol. nr. 41, pag. 491-508. 5) Planbureau voor de Leefomgeving (2008). Stuurfactoren voor de ecologische kwaliteit van regionaal oppervlaktewater. Een statistische analyse met regressiebomen. Rapport 500140 002/2008.

advertentie

Werken aan schoon oppervlaktewater WL | Delft Hydraulics, GeoDelft, de unit Bodem en Grondwater van TNO en delen van Rijkswaterstaat hebben hun krachten gebundeld in een onafhankelijk instituut voor deltatechnologie, Deltares. Deltares biedt innovatieve oplossingen voor water- en ondergrondvraagstukken, die het leven in delta’s, kust- en riviergebieden veilig, schoon en duurzaam maken.

Eén van de grootste uitdagingen in het waterbeheer is het verbeteren van de waterkwaliteit. Voor duurzame oplossingen is een innovatieve aanpak voor de problematiek van emissies van diffuse bronnen nodig. Risico’s voor mens en natuur van klimaatverandering op de waterkwaliteit moeten in kaart worden gebracht. De Europese Kaderrichtlijn Water vraagt om inzicht in de effecten van herstelmaatregelen. Weet jij de brug te slaan tussen wetenschap en praktijk? Wil je samenwerken met andere disciplines, zoals hydrologie, morfologie en ecologie? En zoek je een interessante functie bij een internationaal topinstituut? Kijk dan bij de vacatures van de afdeling Waterkwaliteit en Ecosystemen van Deltares:

senior onderzoeker/adviseur waterkwaliteit (m/v) onderzoeker/adviseur emissies en stofstromen (m/v) (junior) modelleur waterkwaliteit (m/v)

werkomgeving Deltares biedt een informele, dynamische en internationale werkomgeving. We bieden goede opleidingsmogelijkheden en toekomstperspectieven. Onze arbeidsvoorwaarden zijn uitstekend. Je standplaats is Utrecht. belangstelling Voor meer informatie over de functies zie www.deltares.nl onder vacatures. Voor meer informatie kun je ook contact opnemen met Harm Duel, afdelingshoofd Waterkwaliteit en Ecosystemen, tel. 06 512 95 339. Je sollicitatiebrief ontvangen we graag voor 8 september 2008. Deltares afdeling Personeel en Organisatie t.a.v. Eileen Cox Postbus 177, 2600 MH Delft of per email [email protected]

36

H2O / 16 - 2008

platform

Maarten Spijker, HydroLogic Frans van Kruiningen, Hoogheemraadschap van Rijnland Arnold Lobbrecht, HydroLogic en UNESCO-IHE

High Performance Computing voor waterbeheer High Performance Computing (HPC) is nog geen gangbare term in het Nederlandse waterbeheer. Ten onrechte, want deze moderne techniek voor zeer efficiënte simulatie biedt grote mogelijkheden. In dit artikel richten we ons op het snel en adequaat uitvoeren van simulatieberekeningen van het landelijke en stedelijke watersysteem. De toepassingen van HPC hebben betrekking op complexe en tijdintensieve berekeningen met rekenclusters en snelle computers. Met HPC kunnen we een aantal actuele knelpunten in het strategische en operationele waterbeheer oplossen die thans nog samenhangen met een lange rekentijd. Twee voorbeelden daarvan zijn: gedetailleerde multidimensionale overstromingssimulatie en real-time berekening van de kans op hoogwater. Dit artikel geeft de resultaten weer van onderzoek dat is uitgevoerd op basis van rekenintensieve overstromingsimulaties van de gevolgen van dijkdoorbraken bij het Hoogheemraadschap van Rijnland.

M

odellen spelen een steeds belangrijkere rol bij het beantwoorden van de huidige watervraagstukken. Tot in het recente verleden konden we nog analyses uitvoeren op basis van historische metingen in het watersysteem of op basis van eenvoudige rekenregels. Momenteel is dat bijna niet meer mogelijk door het tempo waarin het watersysteem verandert, evenals de veranderende belasting op dat systeem (klimaat) en de steeds strenger wordende eisen die we aan dat systeem stellen. Het detailniveau waarmee kan, en vaak ook moet worden gemodelleerd, is enorm toegenomen1). Dit leidt tot grote en complexe simulatiemodellen waarbij de tijd, voor het uitvoeren van een berekening ter beantwoording van watervraagstukken, een knelpunt wordt.

sterke vereenvoudiging van de werkelijkheid inhoudt.

Gangbare toepassingen HPC De hoge verwachtingen van HPC voor het waterbeheer komen voort uit de vele succesvolle toepassingen ervan in andere sectoren. HPC-systemen zijn wijdverbreid in bijvoorbeeld de astronomie, de civiele techniek, de medische wereld en de filmindustrie. Ook bij het voorspellen van tsunami’s wordt gebruik gemaakt van een HPC-systeem om in korte tijd een nauwkeurige voorspelling te doen3). HPC-technieken zijn bruikbaar in situaties waar in korte tijd vele, complexe en rekenintensieve simulaties moeten worden uitgevoerd. Hiervoor zijn geen dure super-

computers meer nodig. Men kan volstaan met standaard kantoornetwerken4). Hiermee krijgt ook de waterbeheerder de mogelijkheid om de vaak te grote rekentijd van complexe simulatiemodellen te verminderen.

Waterbeheer De mogelijkheden van HPC voor het waterbeheer zijn geanalyseerd, waarbij twee aanpakken zijn verkend: gedistribueerd rekenen oftwel het gelijktijdig uitvoeren van een groot aantal berekeningen én de optimalisatie van hard- en software oftewel het in zo kort mogelijke tijd uitvoeren van één berekening. In afbeelding 1 is aangegeven waartoe HPC-technieken kunnen leiden: het

Afb. 1: Voorbeeld van de besparing op rekentijd met behulp van HPC-technieken, in vergelijking met de gangbare werkwijze van het serieel rekenen5).

In het waterbeheer wordt veel aandacht besteed aan het verkrijgen van correcte invoergegevens en de realisatie van hoogwaardige modellen. Bij een overstromingsberekening worden de beste rekenresultaten bereikt door te werken met een gridgrootte die aansluit bij die van het gecorrigeerde hoogtemodel2), veelal met grids van vijf bij vijf meter. Dat vergt bij grootschalige overstromingssimulaties, bijvoorbeeld als gevolg van een dijkdoorbraak in de Haarlemmermeer, een rekentijd van vele dagen. Dat is in de praktijk veel te lang voor zowel een strategische als een operationele simulatie tijdens een echte dijkdoorbraak. In de praktijk wordt daarom de rekentijd beperkt door te werken met een grover grid, wat een

H2O / 16 - 2008

37

Afb. 2: Conceptuele reductie van de rekentijd als functie van het aantal parallelle rekenprocessen.

aanzienlijk verkorten van de totaal benodigde rekentijd bij individuele en grote aantallen berekeningen. De gangbare aanpak in het waterbeheer is het serieel rekenen, waarbij berekeningen achtereen worden uitgevoerd. In het geval van een groot aantal berekeningen leidt dit tot een enorme rekentijd en daarmee tot de wens om het aantal uit te voeren berekeningen te beperken. Door de berekeningen over verschillende computers te verdelen, neemt de rekentijd aanmerkelijk af. Wel is extra communicatietijd nodig om de rekenresultaten van de verschillende computers op een centrale locatie te verzamelen. Hierbij moet worden opgemerkt dat de mate waarin de rekentijd kan worden beperkt ook afhangt van de mate waarin het rekenproces efficiënt over meer subprocessen kan worden verdeeld. Dit is in afbeelding 2 conceptueel aangegeven. Met de HPC-techniek, hier aangeduid met de optimalisatie van hard- en software, wordt de rekentijd van een individuele berekening verkort. Dit is vooral in operationele situaties zeer relevant, maar biedt ook een toegevoegde waarde bij het uitvoeren van grote aantallen berekeningen. In afbeelding 1 is te zien dat het combineren van beide HPC-technieken leidt tot een aanmerkelijke reductie van de rekentijd. Beide aanpakken zijn in een pilotstudie onderzocht door gebruik te maken van het rekeninstrumentarium van het calamiteiteninformatiesysteem (CIS), dat HydroLogic voor Rijnland ontwikkelde. Het systeem bestaat uit een via GIS toegankelijke overstromingsbibliotheek van vooraf gemaakte simulatieberekeningen van dijkdoorbraak over het gehele beheergebied van Rijnland. In totaal zijn 400 verschillende dijkdoorbraken berekend en beschikbaar via het CIS. De gedachte daarbij is dat het uitvoeren van een nauwkeurige real-time berekening tijdens de dijkdoorbraak teveel tijd in beslag neemt en dat in die situatie beter kan worden gewerkt met een tweetraps strategie: de actuele situatie analyseren met de best vergelijkbare voorberekende situatie (keuze doorbraaklocatie uit 400) en tegelijkertijd een real-time berekening starten (dijkdoorbraak op de feitelijke locatie, met de werkelijke

38

H2O / 16 - 2008

De Ringvaart van de Haarlemmermeer, begrensd door een regionale waterkering. In de pilot zijn onder andere dijkdoorbraken van deze waterkering gesignaleerd.

bresdimensies en hydrologische randvoorwaarden). Deze laatste berekening moet dan wel vooruit lopen op het werkelijke proces, om nog een in de operationele praktijk bruikbaar resultaat op te kunnen leveren.

Het principe van gedistribueerd rekenen Voor het vullen van de overstromingsbibliotheek van het CIS Rijnland zijn 400 tweedimensionale overstromingsberekeningen uitgevoerd (2D-simulaties). Dit vergde een totale rekentijd van circa twee maanden. In de bibliotheek is rekening gehouden met de actuele situatie in het watersysteem. Er is geen rekening gehouden met toekomstige veranderingen, zoals veranderingen in de gegevens van maaiveldhoogte (als gevolg van bodemdaling of nauwkeuriger hoogtemeting) en ook niet met ingrepen in de ruimtelijke ordening die nieuwe doorgangen of barrières vormen in de overstroming (nieuwe wegen, spoorlijnen, viaducten, woonwijken). Bij een rekentijd van twee maanden is het onpraktisch of zelfs onmogelijk om het CIS bij iedere wijziging in het watersysteem te actualiseren met nieuwe berekeningsresultaten. Deze lange rekenperiode vormt eenvoudigweg een te grote drempel. Daardoor lopen de gegevens in het systeem achter bij de werkelijkheid, wat ongewenst is gezien het belang van de verstrekte informatie.

gemaakt van een rekencluster bestaande uit tien parallel geschakelde computers, waarvan er één een coördinerende rol kreeg. Deze zorgt ervoor dat de rekeninspanning slim over de beschikbare computers wordt verdeeld. De totale rekendoorlooptijd kon met dit HPC-principe met een factor 8 worden verkort (van twee maanden naar één week). Dit resultaat stemt overeen met een vergelijkbaar onderzoek dat recentelijk is uitgevoerd door Barreto van UNESCO-IHE4). In dat onderzoek is met HPC-technieken een stedelijk watersysteem met het simulatiepakket MOUSE geoptimaliseerd op basis van een multicriteriabenadering. HPC leidde met vier parallelle computers tot een reductie van de rekentijd met meer dan een factor 3. Hiermee kregen in zijn voorbeeld de beleidsmakers en belanghebbenden de mogelijkheid tot het simuleren van veel meer varianten dan voorheen.

Watertoepassingen van gedistribueerd rekenen

Bij de geschetste situatie met een rekentijd van twee maanden is gewerkt met een rekengrid van 25 x 25 meter. De wens van het hoogheemraadschap is om deze gridgrootte te verkleinen naar vijf bij vijf meter. Dat zou overeenkomen met een verlenging van de rekentijd met een factor 10 à 20. Daarmee zou de totale rekentijd meer dan een jaar bedragen, wat geheel ontoelaatbaar is.

Een mogelijke toepassing van HPC bij Rijnland is de inzet van een groot deel van de aanwezige computers die bij het hoogheemraadschap zijn opgesteld. Deze worden gemiddeld nog geen 20 procent van de tijd gebruikt (denk aan nachten en weekeinden). Door deze computers via het kantoornetwerk parallel te laten rekenen, ontstaat dezelfde situatie als met de computers in een cluster. Een voorzichtige schatting geeft aan dat meer dan 100 computers kunnen worden gebruikt die voor 80 procent van de tijd beschikbaar zijn voor het uitvoeren van een breed scala van berekeningen, waaronder overstromingsberekeningen voor het CIS. Hierdoor kan de geconstateerde drempel voor het actualiseren van de gegevens in het CIS worden weggenomen. Alle 400 berekeningen kunnen dan in één nacht worden uitgevoerd.

In de pilot is de systematiek van gedistribueerd rekenen beproefd. Hierbij is gebruik

Naast het beschreven calamiteiteninformatiesysteem kunnen we ook aan vele andere

platform toepassingen van het principe van veel rekenen denken in het waterbeheer: • ensemble hoogwaterverwachtingen door het met een operationeel beslissingsondersteunend systeem doorrekenen van 50 parallelle weerscenario’s van het Europese weerinstituut ECMWF5),6),7); • real-time optimalisatie van de beschikbare bergings- en transportcapaciteit van landelijke en stedelijke watersystemen, ter voorkoming van overstroming en overstort uit rioolstelsels4),8); • nauwkeuriger stochastisch rekenen met meer variabelen en fijnere discretisaties, bijvoorbeeld voor het toetsen van watersystemen aan de geldende normen of voor het vaststellen van de optimale norm; • het vaker actualiseren van toetsingen van watersystemen conform de WB21systematiek9); • het optimaliseren van KRW-maatregelenpakketten via het parallel doorrekenen van lange perioden met hydrodynamische waterkwaliteitmodellen. Voor de KRW zijn lange berekeningen vereist om de effecten op waterkwaliteit en ecologie te bepalen. Deze lengte (tien tot 30 jaar) werkt beperkend in het praktische aantal door te rekenen maatregelen; • het efficiënt en automatisch kalibreren van modellen, wat een zeer rekenintensief iteratieproces10) is. Op basis van ervaring met het nauwkeurig simuleren van het gedrag van landelijke en stedelijke watersystemen kunnen we stellen dat de nauwkeurigheid van het model sterk samenhangt met de mate van precisie waarmee dit iteratieve proces is doorlopen.

Optimalisatie hard- en software De optimalisatie van hard- en software heeft tot doel om een enkele berekening in zo kort mogelijke tijd uit te voeren. Dat is vooral van belang voor operationele toepassingen, waarbij de rekentijd cruciaal is voor een adequate reactie. Als voorbeeld nemen we het actuele knelpunt van het real-time uitvoeren van overstromingsberekeningen met het calamiteiteninformatiesysteem van Rijnland. Hierbij moet de actuele situatie worden nagebootst om de precieze effecten van een dijkdoorbraak beschikbaar te hebben, geruime tijd voordat deze in werkelijkheid optreden. Alleen in dat geval kan de waterbeheerder de ingelanden op tijd waarschuwen en het juiste protocol inzetten voor het beperken van extreme schade en het voorkomen van slachtoffers. Nu is de rekentijd van een enkele overstromingsberekening nog te groot om deze berekening met de juiste nauwkeurigheid

real-time te kunnen uitvoeren. De voorspellende waarde van het huidige berekeningsresultaat is daarmee beperkt en het doorrekenen van het effect van operationele maatregelen in een calamiteuze situatie is niet goed mogelijk. In grote lijn geldt in de huidige situatie bij een overstromingsberekening in het regionale systeem, met regionale waterkeringen, voor de rekentijd op een modern werkstation (medio 2008) het volgende11): • dijkdoorbraakberekening met grid van vijf bij vijf meter: tijdsverloop in modelsimulatie komt overeen met het werkelijke tijdsverloop (circa een dag per gesimuleerde dag), • dijkdoorbraakberekening met grid van 25 bij 25 meter: tijdsverloop in modelsimulatie circa 20 maal sneller dan het werkelijke tijdsverloop (circa een uur per gesimuleerde dag). Het bovenstaande noodzaakte het hoogheemraadschap om te kiezen voor berekeningen met het minder nauwkeurige grid van 25 bij 25 meter. Voor het behalen van werkbare rekentijden bij een dijkdoorbraak van een primaire kering is opschaling naar een nog grover grid nodig, in verband met het grotere geïnundeerde areaal. In de pilotstudie is onderzocht wat bepalend is voor de rekentijd bij een representatieve dijkdoorbraaksimulatie met het CIS Rijnland. Hieruit bleek dat voor het realiseren van een zo kort mogelijke rekentijd drie punten bepalend zijn: de wijze van modelleren, de gebruikte hardware en de toegepaste simulatiesoftware. Het eerste betreft de wijze waarop de dijkdoorbraak is geschematiseerd en de hierbij gehanteerde modelinstellingen. Optimalisatie van de modelschematisatie leidde tot een verkorting van de rekentijd met factor 2 à 5, met behoud van simulatienauwkeurigheid. In dit voorbeeld is het vooral van belang om in de buurt van de dijkdoorbraak het model zo stabiel mogelijk te laten rekenen door het knopen/takken systeem hierop te verfijnen. Tevens kan rekentijd worden bespaard door de iteratieinstellingen van het instrumentarium af te stemmen op het meest kritische gedeelte van het rekenproces. Als tweede is onderzocht of extra winst kan worden behaald door inzet van optimale hardware. In de pilotstudie is dit aspect onderzocht voor het veel toegepaste simulatieprogramma Sobek. Uit een beperkt aantal hardwaretests bleek een winst te behalen te

Reductiefactoren voor de totale rekentijd ten opzichte van serieel rekenen (huidige praktijk).

casus

gedistribueerd optimalisatie hardware en software rekenen model hardware software

1 CIS-simulatie 400 CIS-simulaties op 100 PC’s Barreto met 4 PC’s5) DHI Mike-casus13)

1

˜ 100* 3 -

2-5 2-5 -

1.5-2 1.5-2 -

maximale reductiefactor

≤8 ≤8 8

˜

* Bepaald op basis van extrapolatie van een experiment met tien parallelle computers.

80 8.000

zijn met een factor 1.5 à 2. Bepalend hierin bleek niet de kloksnelheid van de processor te zijn, maar de architectuur ervan en met name de bandbreedte van het geheugen. Het laatste punt in de vergroting van de rekensnelheid is de optimalisatie van de simulatiesoftware zelf. De verwachting is dat een behoorlijke tijdwinst is te behalen door een goede afstemming van de software op de huidige generatie processoren. De huidige simulatiesoftware dient zodanig te worden geoptimaliseerd dat deze zelf het rekenproces verdeelt, zodat efficiënt gebruik wordt gemaakt van de huidige generatie processoren. De verwachte snelheidswinst is in dezelfde orde van grootte als die welke wordt behaald met het inzetten van een cluster van parallel rekenende computers (zie afbeelding 2). Deze verwachting wordt ondersteund door de resultaten van een door het Danish Hydraulic Institute uitgevoerde test met simulatiesoftware. Hierbij reduceerde toepassing voor een 2D-simulatiemodel op een 8-core processor in vergelijking met een 1-core processor de rekentijd van het onderzochte simulatiemodel met een factor 812).

Conclusies en aanbevelingen De beschreven experimenten tonen aan dat HPC grote mogelijkheden biedt voor het sterk versnellen van rekenintensieve processen in het waterbeheer (zie de tabel). De gunstige resultaten worden behaald door optimalisatie van de modelschematisatie en een optimale inzet van de hardware en simulatiesoftware. Bij deze laatste versnelling wordt effectief gebruik gemaakt van moderne multi-core processors. Belangrijke knelpunten in de ontwerp-, analyse- en beheerfasen van watersystemen kunnen met toepassing van HPC worden opgelost, zoals de veel te lange rekentijd die op het moment nog gepaard gaat met het uitvoeren van 2D-overstromingsberekeningen. Het real time doorrekenen van overstromingen heeft een enorme toegevoegde waarde voor het sneller en effectiever bestrijden van overstromingen en de gevolgen van die overstromingen. Dit zal tot uiting komen in het voorkomen van slachtoffers, het verminderen van de maatschappelijke impact en het beperken van schade. HPC biedt uitkomst bij deze rekenintensieve en beslissingsondersteunende taak. Anno 2008 beperkt de rekentijd van simulatiemodellen de waterbeheerder nog te veel in de te maken keuzen. Met HPC kunnen deze beperkingen worden opgeheven, waardoor minder vaak vereenvoudigde aannamen hoeven te worden gedaan, complexe maatregelpakketten beter kunnen worden geanalyseerd en onderbouwd, effectief probabilistisch rekenen binnen handbereik komt én hoogwaterverwachtingen nauwkeuriger kunnen worden gemaakt. Van alle mogelijkheden die er zijn om simulatietijden te beperken, is het ombouwen van simulatiesoftware naar

H2O / 16 - 2008

39

multi-core software het meest ingrijpend. Evenwel is een deel van de stappen naar de snelst denkbare simulatieberekening relatief snel gezet en binnen handbereik van de waterbeheerder. Specifiek denken we aan gedistribueerd rekenen, modeloptimalisatie en toepassing van de juiste hardware. Met deze stappen kunnen al gauw snelheidswinsten van een factor 10 worden behaald voor de situatie zonder gedistribueerd rekenen, tot orde grootte 1000 voor grote aantallen simulaties met gedistribueerd rekenen (zie de tabel). Met de inzet van deze vormen van HPC kunnen de Nederlandse waterbeheerders zich op korte termijn aanzienlijk beter wapenen tegen de risico’s die nu nog samenhangen met extreem lange rekentijden van simulatiesoftware voor hoogwater- en overstromingsberekening. LITERATUUR 1) Spijker M. en A. Lobbrecht (2006). Naar een efficiënt integraal waterbeheer met ‘het nieuwe modelleren’. H2O nr. 14/15. pag. 24-25.

2) Zantvoort M., F. van Kruiningen, N. ten Heggeler en M. Spijker (2008). 2D-modelleren waardevol voor regionaal waterbeheer. H2O nr. 13, pag. 41-44. 3) Hendry A. (2008). Debian Linux cluster beats supercomputer in tsunami warnings - Philippine weather service finds forecasting cheaper with Linux. PCworld. 4) Barreto W., Z. Vojinovic, R. Price en D. Solomatine (2008). Multi-tier modelling of urban drainage systems: Multi-objective optimization and parallel computing. In: Proceedings of the 11th International Conference on Urban Drainage, Edinburgh. In druk. 5) Lobbrecht A., G. Hiemstra, M. Talsma en Z. Vonk (2003). Neerslaginformatie voor het waterbeheer. H2O nr. 23, pag. 22-25. 6) Van Andel S. en A. Lobbrecht (2006). Ensemble weather forecasts and operational management of regional water systems. 7th International Conference on Hydroinformatics (ed. by P. Gourbesville, J. Cunge, V. Guinot & S. Liong). Research Publishing Services, pag. 1351-1358. 7) Loos S., A. Lobbrecht, H. van Norel en J. Esenkbrink (2008). Nieuwe beslissingsondersteunende

systemen voor het operationele waterbeheer. H2O nr. 13, pag. 45-48. 8) Lobbrecht A. (1997). Dynamic water-system control - design and operation of regional water-resources systems. A.A. Balkema Publishers. 9) Reichard H., M. Spijker, G. Tromp en B. Pijpers (2006). Eerste landelijke toetsingskaart NBW-werknormen. H2O nr. 16, pag. 6-7. 10) Solomatine D. (1999). Random search methods in model calibration and pipe network design. In: Water Industry Systems: modelling and optimization applications (ed by D. Savic & G. Walters). Research Studies Press, pag. 317-332. 11) De Graaf J., M. Zantvoort en M. Spijker (2007). CIS Rijnland achtergronddocument modellering. Hoogheemraadschap van Rijnland. 12) DHI (2008). Simulation time now significantly reduced for MIKE 3/21. The NetWork - a community newsletter for MIKE users.

advertentie

Provincie Flevoland

VOOR WIE GROOT WIL DENKEN EN GRAAG WIL DOEN

Flevoland is de snelst groeiende provincie van Nederland. Een gebied waar doen en denken samenkomen in fascinerende projecten en activiteiten. Stedelijke dynamiek gaat samen met rust, ruimte en groen. Dit maakt de provincie Flevoland tot een uitdagende en inspirerende werkgever, met een heel interessant werkveld: de samenleving. Het werk is afwisselend en biedt doorgroeimogelijkheden. Naast interessante functies bieden we ook aantrekkelijke arbiedsvoorwaarden. Onze organisatie kenmerkt zich door een informele- en resultaatgerichte cultuur. Wij zoeken adviesvaardige en resultaatgerichte professionals voor de volgende functies:

Senior Milieuhandhaver 1,0 fte Junior Milieuhandhaver 1,0 fte Jurist vergunningverlening en handhaving 1,0 fte 08/38 Bureauhoofd handhaving 1,0 fte Voor meer informatie kijk op www.flevoland.nl

40

H2O / 16 - 2008

agenda 4 september, Rotterdam Industrieel water congres over de stand van zaken rond industrieel water, met aandacht voor hergebruik van proceswater, ontzouting, membraantechnologie en koelwater én de strengere wetgeving voor het lozen of hergebruik van afvalwater. Aan het einde van de dag is een bezoek mogelijk aan de demineraliseringsinstallatie van Evides. Organisatie: Euroforum. Informatie: (040) 297 49 77.

10 september, Den Haag Water 2040 en later? debat in de namiddag over de invulling van het streefbeeld voor 2040 (als onderdeel van het Nationaal Waterplan) en de keuzen die daarvoor nu al gemaakt moeten worden. Organisatie: NIROV en het ministerie van Verkeer en Waterstaat. Informatie: Kathleen Libanon (070) 302 84 33.

11 september, Zaandam Veranderende wetgeving symposium over de nieuwe Waterwet, de Wet gemeentelijke watertaken en de Wet algemene bepalingen omgevingsrecht (Wabo) én de wijziging van de Wet op de ruimtelijke ordening en de consequenties hiervan voor de samenwerking tussen gemeente, provincie en hoogheemraadschap. Organisatie: Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier. Informatie: (0299) 66 30 00.

15 september, Nijkerk Grondroerdersregeling congres over de Grondroerdersregeling en het voorkómen van schade aan kabels en leidingen, met als gasten onder andere Annemarie Jorritsma en Elco Brinkman. Organisatie: het Kabels- en Leidingenoverleg (KLO), Bouwend Nederland, Kadaster, KLIC en het ministerie van Economische Zaken. Informatie: www.graafschade-voorkomen.nl.

22-23 september, Leeuwarden Ondernemen met duurzame technologie voor water en energie jaarlijks congres van Wetsus, met op de eerste dag een algemeen Nederlandstalig programma en op de tweede dag een Engelstalig programma met dan aandacht voor de stand van zaken rond onderzoek naar membraanbioreactoren, sensoren, algen, prioritaire stoffen en energiewinning uit water. Informatie: (058) 284 62 00.

24-25 september, Scheveningen De nationale waterconferentie elfde editie van de tweedaagse conferentie over ontwikkelingen in het waterbeheer en waterbeleid; op de eerste dag staat veiligheid centraal, op de tweede dag gebiedsontwikkeling. Met onder andere bijdragen van Pier Vellinga, Pavel Kabat, Elco Brinkman, Marleen van Rijswick en Alfred van Hall. Organisatie: Studiecentrum voor Bedrijf en Overheid. Informatie: (040) 297 49 80.

25 september, Utrecht Riolering jaarlijks terugkerende dag met 21 korte informatieve lezingen over allerlei zaken die met riolering te maken hebben, verdeeld over grondwater, regenwater, beheer én beleid en regelgeving voor technici. Organisatie: Stichting RIONED. Informatie: (0318) 63 11 11.

29 september - 3 oktober, Amsterdam Understanding of and adaptation to current and future climate Europese conferentie waarop experts op het gebied van klimaat en adaptatie en beleidsmakers die maatregelen moeten implementeren, met elkaar in discussie gaan over mogelijke oplossingen om de ruimtelijke ordening klimaatbestendig te maken. Eén van de sessies gaat over het klimaatbestendig maken van het watersysteem. Het KNMI is gastheer van deze Europese klimaatconferentie. Informatie: meetings.copernicus.org/ems2008.

30 september - 3 oktober, Amsterdam Aquatech 22e editie van de grootste vakbeurs op het gebied van proces-, drink- en afvalwater in Nederland, met een congresprogramma dat georganiseerd wordt door de International Water Association. Organisatie: Amsterdam RAI. Informatie: (020) 549 12 12.

7 oktober, Amsterdam DOVE symposium naar aanleiding van de afronding van de zogeheten DOVE-projecten. Centraal staan de snelle emissieroutes van nutriënten van landbouwgrond naar het oppervlaktewater. Vragen die aan bod komen, zijn: hoe belangrijk zijn snelle emissieroutes voor de waterkwaliteit van het oppervlaktewater en wat kunnen we er tegen doen? Organisatie: STOWA en de ministeries van LNV, VROM en Verkeer en Waterstaat. Informatie: Mirjam Bloemerts 06 46 64 73 28.

7 oktober, Noordoostpolder Bedreigingen omzetten naar kansen in het IJsselmeergebied jaarlijkse netwerkdag die dit jaar in het teken staat van de toekomst van het IJsselmeergebied, met ‘s middags een excursie naar het Zwarte Meer. Organisatie: Rijkswaterstaat IJsselmeergebied. Informatie: Ernst Rijsdijk (0320) 29 73 62.

9 oktober, Utrecht Vispassage door de sluizen aan de kust bijeenkomst over visvriendelijk sluisbeheer en het landelijke telemetrienetwerk voor vis. Organisatie: Zoet-Zout-Platform en het Vissennetwerk. Informatie: Annelies van Beusekom (0320) 29 85 02.

23 oktober, Utrecht Water en gebiedsontwikkeling studiedag over gebiedsontwikkeling met water als centraal thema en specifiek aandacht voor ontwikkelingen op beleidsniveau en op het gebied van regelgeving. Organisatie: NIROV. Informatie: Martijn Vos (070) 302 84 11.

30 oktober, Delft Deltatechnologie: veilige, schone en duurzame delta jaarlijks congres dat dit jaar in het teken staat van de deltatechnologie, met veel aandacht voor de gevolgen van de verandering van het klimaat en het feit dat steeds meer mensen in delta’s gaan wonen. Gasten zijn onder andere Cees Veerman, Gerda Verburg en Annemiek Nijhof. Organisatie: KIvI NIRIA. Informatie: Jasper van Alten (070) 391 98 10.

30 oktober, Utrecht Nieuwe sanitatie vierde middagbijeenkomst over de resultaten van het onderzoek en de pilotprojecten op het gebied van nieuwe sanitatie tot nu toe, met aandacht voor de verwijdering van medicijnresten, toepassingsmogelijkheden van struviet en toepassingen bij nieuwbouwlocaties. Organisatie: Koepelgroep Ontwikkeling Nieuwe Sanitatiesystemen. Informatie: www.stowa.nl.

27 november, Middelburg Tussen zee en binnenwater bijeenkomst over onder meer de KRW-doelen die voor de verschillende brakke binnenwateren gekozen zijn en de betekenis van die wateren als de habitat voor vis. Organisatie: Zoet-Zout-Platform en het Vissennetwerk. Informatie: Annelies van Beusekom (0320) 29 85 02.

27 november, Rotterdam Op weg naar een klimaatbestendige samenleving congres over de raakvlakken tussen wetenschap en praktijk met betrekking tot het klimaatbestendig maken van Nederland, met onder meer de presentatie van de eerste resultaten van de adaptatiestrategieën voor de hotspots Zuidplaspolder, Tilburg en Groningen. Gastsprekers zijn de voormalig burgemeester van Londen Ken Livingstone, Cees Veerman en minister Jacqueline Cramer. Organisatie: Kennis voor Klimaat en Klimaat voor Ruimte. Informatie: www.kennisvoorklimaat.nl/conferentie.

11 december, Utrecht Kabels en leidingen achtste editie van het jaarlijkse congres over ontwikkelingen op het gebied van de ondergrondse infrastructuur, met dit jaar aandacht voor de eerste praktijkervaringen met de digitale informatie-aanlevering en het schadeloket van de Stichting Voorkoming Graafschade i.o. Organisatie: Elsevier congressen. Informatie: Bastiaan van Heereveld (070) 441 57 95.

H2O / 16 - 2008

41

handel & industrie Grote middendruk uv-installatie voor Duitse drinkwaterproducent De Nederlandse firma Berson heeft onlangs in het hart van het Ruhrgebied de tot nu toe grootste DVGW*-gecertificeerde middendruk-uv-desinfectieinstallatie geïnstalleerd. Dat gebeurde bij Wassergewinnung Essen (onderdeel van Gelsenwasser AG). De installatie bestaat uit vier InLine 15000+ uv-reactoren, inclusief de daarbij behorende schakelkasten, met communicatie-, meet- en regeltechniek. Elke installatie desinfecteert maximaal 1.060 kubieke meter oeverfiltraat per uur uit de Ruhr. Volgend op een chloordioxidedosering is de installatie uitgelegd om een log-3 (99,9%) bacteriologische reductie te bewerkstelligen bij hoog water in de Ruhr. Eén van de hoofdredenen om een uv-installatie te installeren, was de noodzaak voor extra desinfectie om in het geval van overstroming van de Ruhr met oeverinfiltratieputten de kwaliteit van het drinkwater te blijven waarborgen. Door de beperkt beschikbare ruimte en de operationele kosten op de lange termijn bleek een lagedruk-uvinstallatie geen optie. De InLine middendrukinstallatie is behalve een zeer compacte, technologisch vooruitstrevende en gecertificeerde desinfectie-oplossing ook de meest economische oplossing voor de lange termijn. De korte levertijd speelde ook een belangrijke factor. De productielocatie in Essen levert drinkwater aan meer dan 475.000 mensen in het zeer dichtbevolkte zuidelijke Ruhrgebied. De DVGW-installaties zijn uitgevoerd met een middendruk-uv-lamp, dwars op de waterstroom geplaatst om een optimale verdeling van de uv-bestraling te bereiken. In tegenstelling tot conventionele uv-lampen produceren de gebruikte Multiwave-lampen een breed spectrum aan uv-golflengtes die niet alleen het DNA beschadigen, maar óók De middendruk-uv-desinfectieinstallatie in Essen (D.).

de zeer actieve enzymen. Desinfectie met deze lampen resulteert in een permanente desinfectie, zonder mogelijkheid tot fotoreactivatie. Voorts is de uv-straling van de middendruklampen automatisch - en desgewenst staploos - aan te passen aan de op dat moment door de sensoren gesignaleerde behoefte. Hierdoor wordt niet alleen een snelle reactie op veranderende omstandigheden (zoals veranderingen in uv-transmissie van het water) gewaarborgd, maar wordt tevens een significant lager energieverbruik en langere levensduur van de uv-lampen gerealiseerd. Speciale DVGW-gevalideerde sensoren bewaken de uv-intensiteit in elke reactor. Iedere uv-reactor is tevens voorzien van een automatisch werkend wismechanisme om de quartzbuizen - waarin de lampen zijn aangebracht - geheel vrij te houden van elke vorm van aanslag. Daardoor zijn geen chemicaliën nodig voor reiniging. Berson is één van de weinige leveranciers in Duitsland die een complete range van DVGWgecertificeerde installaties aan kan bieden met capaciteiten tussen 10 en 2.200 kubieke meter per uur. Sinds de introductie enkele jaren geleden is het Nederlandse bedrijf voortdurend bezig om aan de grote vraag van de Duitse drinkwaterbedrijven te voldoen. * DVGW = Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches.

Arcadis bouwt bergbezinkbassins Arcadis gaat drie bergbezinkbassins in Roermond aanleggen om verontreiniging van het oppervlaktewater door overtollig rioolwater tegen te gaan bij hevige regenbuien. De bassins komen verspreid over de stad te liggen en worden aangepast aan de omgeving. Zo wordt bij één bassin en geluidsscherm met een vleermuistunnel gebouwd, bij de andere locaties komen tunnels voor dassen en andere kleine diersoorten. Met de bouw van de bergbezinkbassins begint Arcadis in de loop van deze maand. Naar verwachting duren de werkzaamheden tot februari 2009. Na de oplevering beheert en onderhoudt het ingenieursbureau de bassins nog twee jaar. Met het ontwerp, de aanleg inclusief de aanleg van riolering en persleidingen en het herinrichten van de situatie bovengronds is een bedrag van 2,5 miljoen euro gemoeid. Voor meer informatie: Tim Preger (033) 477 11 51.

Gratis openbaar vervoer voor bezoekers Aquatech Bezoekers aan de vakbeurs Aquatech in Amsterdam kunnen dit jaar gratis gebruik maken van het openbaar vervoer. Amsterdam RAI, de Nederlandse Spoorwegen en het gemeentelijk vervoerbedrijf van de hoofdstad hebben de handen ineengeslagen zodat bezoekers vanuit elk station in Nederland naar de RAI kunnen komen en weer terug. Bezoekers aan de beurs, die van 30 september tot en met 3 oktober plaatsvindt, kunnen ook onbeperkt gebruik maken van het openbaar vervoer binnen Amsterdam. Het gaat om een proef die als het goed gaat diverse voordelen oplevert. De verkeersdrukte rond Amsterdam RAI neemt af, het reizen gaat sneller en efficiënter voor de bezoekers en is goedkoper én het milieu is ermee gediend. Afhankelijk van de reacties besluiten de partijen of in de toekomst een tweede proef wordt uitgevoerd.

42

H2O / 16 - 2008

Kennis krijgt pas waarde als je er iets mee doet Daarom ondersteunt Kiwa Water Research u ook bij toepassing en onderhoud van kennis Kiwa Water Research Betrouwbaar drinkwater is van levensbelang. Kiwa Water Research levert de kennis en technologie die nodig zijn voor een optimale kwaliteit in watervoorziening en -beheer. Samen met en voor de drinkwaterbedrijven ontwikkelen en managen wij kennis voor een onberispelijke drinkwaterkwaliteit, nu en in de toekomst.

Blauw, groen, waterketen Kiwa Water Research biedt ministeries, provincies, waterschappen en terreinbeheerders oplossingen op maat voor watergerelateerde vraagstukken rond watersysteem en waterketen, waterkwaliteit en –kwantiteit, natuur, afvalwaterbehandeling en asset management.

Kiwa Industrie & Water Industriële partners krijgen via Kiwa Industrie & Water efficiënt toegang tot waterkennis voor hún praktijk met ondersteuning bij dagelijkse watervraagstukken, implementatietrajecten, troubleshooting en kwaliteitsborging. Binnen het onderzoeksprogramma OPIW en met individuele bedrijven, brancheorganisaties en waterbedrijven ontwikkelt en implementeert Kiwa Industrie & Water innovatieve watertechnologie.

BTO Bedrijfstakonderzoek van de waterbedrijven

Kiwa Water Research Kiwa Industrie & Water telefoon (030) 606 95 11 e-mail [email protected]

www.kiwawaterresearch.eu

TIJDSCHRIFT VOOR WATERVOORZIENING EN WATERBEHEER

We gaan er weer een spetterende Aquatech van maken, u ook? Breng uw bedrijf of product onder de aandacht van specialisten die zich dagelijks bezighouden met water en adverteer in de H2O Aquatech-themanummers.

Rondom Aquatech 2008 geeft H2O drie themanummers uit: n voorbeschouwing: verschijnt op 12 september n hét beursnummer: verschijnt op 26 september, met een extra hoge oplage in verband met verspreiding op de beurs n nabeschouwing: verschijnt op 10 oktober Profiteer nu van een speciale aanbieding: adverteer in de 3 Aquatech -themanummers en ontvang een 4e plaatsing in een door u te bepalen reguliere H2O-uitgave.

Laat deze kans niet lopen!

Informeer naar de advertentiemogelijkheden bij: Roelien Voshol tel.: 010 427 41 54 [email protected] Brigitte Laban tel.: 010 472 41 52 [email protected]