Acute toxiciteitstesten, een aanvulling op de stoffenaanpak? Onderzoek van industriële effluenten in Noord- Nederland en Zuid- Holland

Acute toxiciteitstesten, een aanvulling op de stoffenaanpak? Onderzoek van industriële effluenten in Noord- Nederland en Zuid- Holland nota nummer 96.03 oktober 1996

ministerie van verkeer en waterstaat

rijkswaterstaat riza

Acute toxiciteitstesten, een aanvulling op de stoffenaanpak? Onderzoek van industriële effluenten in Noord-Nederland en Zuid-Holland

IIFWVO-nota 96.03 auteur(s)

datum

P.J.F. de Graaf J. Graansma M. Tonkes E.V. ten Kate C.M.H. Beckers 2 1 oktober 1996

riza

Acute toxiciteitstesten, een aanvulling op de stoffenaanpak? Onderzoek van industriële effluenten in Noord-Nederland en Zuid-Holland

2

riza

4

riza

Samenvatting Naar aanleiding van de beperkingen van de stofgerichte aanpak in het emissiebeleid is gezocht naar aanvullende methoden voor het beoordelen van de milieubezwaarlijkheid van het totaal effluent. Door het RIZA is hiertoe gewerkt aan een tweetal methodieken, te weten de Totaal Effluent Milieubezwaarlijkheidsmethodiek (TEM) en Totaal Effluent Toxiciteit (TET). In een RIZA-werkdocument genaamd 'Toxiciteitstesten in de Wvo-vergunningverlening' is globaal aangegeven op welke manier acute toxiciteitstesten toegepast zouden kunnen worden. De FWVO-werkgroep 'Effectenkant van het emissiebeleid' (cluster A) heeft besloten om de toepassingsmogelijkheden van acute toxiciteitstesten te onderzoeken door middel van een pilot-study. Het doel van deze studie is in eerste instantie het verkrijgen van meer inzicht in de acute toxiciteit van het effluent van een aantal geselecteerde bedrijven. Uitgangspunt hierbij is dat de parameter acute toxiciteit een vollediger inzicht geeft van de totale (acute) toxiciteit van het betreffende effluent dan de standaard fisisch-chemische analyses. Daarnaast bleek binnen het RIZA behoefte aan een vergelijking van de bruikbaarheid van de traditionele gestandaardiseerde toxiciteitstesten ter bepaling van acute toxiciteit op verschillende trofische niveaus met zogenoemde 'toxkits' (snelle, eenvoudige én relatief goedkope toxiciteitstesten; deze worden sinds kort -internationaal- in de praktijk toegepast). Zeventien effluenten afkomstig van bedrijven in het beheersgebied van de Directies NoordNederland en Zuid-Holland zijn onderzocht op acute toxiciteit met standaardtesten op 4 trofische niveaus, namelijk bacteriën, algen, kreeftachtigen en vissen. Daarnaast zijn testen uitgevoerd met twee toxkits: een raderdiertje en een kreeftachtige. Om inzicht in de fysisch-chemische samenstelling van de effluenten te krijgen, is gebruik gemaakt van informatie in Wvo-vergunningen, vergunningaanvragen en bedrijfsafialwaterrapportages. Bovendien is voor een aantal effluenten een GC-MS analyse gemaakt. Uit de resultaten blijkt dat van de 17 onderzochte effluenten er één 'zeer acuut toxisch', vijf 'matig acuut toxisch' en negen 'weinig acuut toxisch' waren voor één of meerdere organismen. Slechts 2 effluenten waren 'niet acuut toxisch' voor de geteste organismen. Van de matig en weinig acuut toxische effluenten uit het beheersgebied van de directie Noord-Nederland bleken 3 niet volledig gesaneerd te zijn'. Twee effluenten waren wel volledig gesaneerd, maar werden toch als weinig acuut toxisch geclassificeerd. Slechts één volledig gesaneerd effluent was niet acuut toxisch. Deze pilot toont daarmee aan dat volledige sanering conform BUTBBT geen garantie is voor de afwezigheid van acuut toxische effecten. Bij 7 effluenten (nrs. 1, 2, 10, 11, 12, 15, 16) kan de geconstateerde acute toxiciteit van tenminste een van de vier testen volledig verklaard worden aan de hand van de berekende toxiciteit op basis van beschikbare toxiciteitsgegevens omtrent de bekende stoffen. De overige testresultaten kunnen slechts ten dele op deze manier verklaard worden. Bij de overige 8 effluenten bleek de acute toxiciteit niet of nauwelijks te verklaren omdat

De saneringstoestand van de bedrijven in het beheersgebied van de directie Zuid-Holland was op het moment van publikatie van dit rapport nog niet bekend.

5

riza

de samenstelling van het effluent niet volledig bekend is, of door gebrek aan toxiciteitsgegevens van de in het effluent bekende of geanalyseerde stoffen. De standaardtesten blijken gevoeliger te zijn dan de toxkits. De toxkits zijn daarom vooralsnog geen volwaardig alternatief voor de traditionele gestandaardiseerde testen. Gezien de beperkte opzet van het onderzoek (één steekproef per lozing) moeten de conclusies ten aanzien van de acute toxiciteit van de onderzochte effluenten genuanceerd worden bekeken. Omdat niet bekend is in hoeverre sprake is van fluctuaties in de tijd bij de betreffende effluenten, kan het zo zijn dat de niet-acuut toxische effluenten y é J als toxisch geclassificeerd moeten worden. Bij de overige effluenten kan in de tijd ook sprake zijn van een sterkere of makkere toxiciteit. Daarom dient het uitgangspunt voor de uiteindelijke classificatie de 'worst case' te zijn. Hiervoor zullen per lozing meerdere steekproeven genomen moeten worden. Geconcludeerd kan worden dat acute toxiciteitstesten waardevolle en aanvullende informatie opleveren over de toxische eigenschappen van zowel volledig gesaneerde als van nietgesaneerde effluenten. Het is duidelijk dat slechts bij een deel van de effluenten de stoffenaanpak voldoende inzicht levert in de toxiciteit van effluenten. De beperkingen van de stoffenaanpak zijn hiermee aangetoond. Dit werkdocument sluit af met een reeks van aanbevelingen voor het invoeren van toxiciteitstesten en een voorstel voor een praktijkgericht vervolgproject.

6

riza

Inhoudsopgave

Voorwoord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

Samenvatting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5

1Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1 Beperkingen stofgerichte aanpak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Acute toxiciteitstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.3 Doel pilot-study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Leeswijzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9 9 10 10 10

2Methoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Selectie bedrijven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Bemonstering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Toxiciteitstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . INTERMEZZO Toxiciteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Toxiciteitsclassificatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1 Standaard acute toxiciteitstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2 Toxkits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Samenstelling effluenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1 GC-MS-analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2 Wvo-vergunningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.3 Bedrijfsafvalwaterrapportages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Berekening acute toxiciteit op basis van fysisch-chemische parameters . . . . . .

11 11 11 12 12 14 15 16 18 18 19 19 19

3 Resultaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Acute toxiciteit effluenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Zeer acuut toxische effluenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Matig acuut toxische effluenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3 Weinig acuut toxische effluenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4 Niet acuut toxische effluenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Vergelijking toxiciteitstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Standaardtesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Toxkits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.3 Vergelijking standaardtesten en toxkits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Karakterisering effluenten en verklaring toxiciteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21 21 21 22 24 25 27 27 29 30 30

4 Conclusies en aanbevelingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Conclusies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Aanbevelingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37 37 38

Referenties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

41

7

riza

Bijlage 1: Begrippenlijst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

43

Bijlage 2 Beschrijving toxiciteitstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Standaard toxiciteitstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Toxkits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45 45 49

Bijlage 3. Resultaten acute toxiciteitstesten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Resultaten standaard acute toxiciteitstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Resultaten toxkits. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

51 51 53

Bijlage 4. Fysisch-chemische karakteristiek van effluenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

55

8

riza

1 Inleiding

1.1 Beperkingen stofgerichte aanpak

Bij de uitvoering van het emissiebeleid speelt de stofgerichte aanpak een belangrijke rol. Afhankelijk van de aard en de bezwaarlijkheid van een stof wordt van het betreffende bedrijf een inspanning verlangd om de lozing te saneren door toepassing van de stand der techniek (BUTBBT). Er zitten echter praktische bezwaren aan deze aanpak. Genoemde aanpak werkt slechts voor stoffen waarvan bekend is dat deze in het afvalwater voorkomen. Voor een zeer groot aantal in de industrie gebruikte stoffen is echter niet bekend in hoeverre deze in het effluent terecht komen. Veelal ontbreken analysemethoden of zijn deze te kostbaar. Bovendien is de kennis omtrent de milieubezwaarlijkheid van de meeste stoffen beperkt. In de praktijk wordt daarom veelal gebruik gemaakt van chemische en fysische somparameters, zoals CZV, EOCL en AOX, om een lozing te kunnen beoordelen. Naar aanleiding van bovenstaande beperkingen van de stofgerichte aanpak is gezocht naar aanvullende methoden voor het beoordelen van de milieubezwaarlijkheid van het totaal effluent. Door het RIZA wordt momenteel gewerkt aan een methodiek waarbij gebruik wordt gemaakt van de volgende parameters: zuurstofierbruik, acute en chronische toxiciteit, rnutageniteit, bioaccurnulatie en persistentie (Tonkes en Botterweg, 1994). Deze Totaal Effluent Milieubezwaarlijkheidsmethodiek (TEM) is echter nog niet volledig operationeel. De methodiek voor vaststelling van de parameters acute en chronische toxiciteit van totaal effluenten - Totaal Effluent Toxiciteit (TET) - is wel beschikbaar, in de vorm van (inter)nationaal gestandaardiseerde testen. In het RIZA-werkdocument 'Toxiciteitstesten in de Wvo-vergunningverlening' (1994) is globaal aangegeven op welke manier acute toxiciteitstesten toegepast zouden kunnen worden. Toxiciteitstesten leveren informatie waarmee de stofspecifieke aanpak kan worden aangevuld. Met behulp van de standaard fysisch-chemische analyses en uit literatuur bekende toxiciteitsgegevens kan veelal slechts een deel van de toxiciteit van een effluent worden aangegeven. Door middel van toxiciteitstesten wordt daarentegen een totaalbeeld van, in dit geval, de acute toxiciteit verkregen. De vergelijking tussen beide benaderingen levert de verhouding van onverklaarde en verklaarde toxiciteit op (zie 9 2.6). Deze verhouding geeft aan in hoeverre de testen aanvullend zijn. Dit geldt uiteraard met name voor stoffen die onbekend zijn, niet geanalyseerd kunnen worden of waarvoor geen toxiciteitsgegevens beschikbaar zijn. Een eventuele sanering kan hierna conform de stofspecifieke aanpak worden opgezet. Bij de regionale directies van RWS is nog weinig ervaring met de toepassing van acute toxiciteitstesten in het vergunningentraject binnen het kader van de WVO.Daarom is door de FWVO-werkgroep Effectenkant van het emissiebeleid (cluster A) besloten om het in dit rapport beschreven pilot-project te starten. Het betreft een eerste inventarisatie van de acute toxiciteit van het totale effluent afkomstig van zeventien bedrijven binnen het beheersgebied van de regionale directies Noord-Nederland en Zuid-Holland. De uitvoering van het project was in handen van de werkgroep-TET, waarin vertegenwoordigd de regionale directies Noord-Nederland, Oost-Nederland, Noord-Holland, Zuid-Holland en het RIZA.

9

riza

1.2 Acute toxiciteitstesten De essentie van aquatische toxiciteitstesten is dat testorganismen onder vastgestelde condities worden blootgesteld aan een oplossing - in dit geval een effluent - waarvan men de toxiciteit wil vaststellen. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen kortdurende testen ter bepaling van de acute toxiciteit, en langduriger testen waarbij de effecten op langere termijn geschat kunnen worden (chronische toxiciteit). De voordelen van toxiciteitstesten voor de beoordeling van effluenten zijn: - effecten kunnen worden bepaald van stoffen die chemisch niet detecteerbaar maar wel biologisch actief zijn; - de biologische beschikbaarheid wordt getest; - de testen geven inzicht in de biologische effecten van het effluent; - gecombineerde toxicologische effecten kunnen worden vastgesteld. Acute toxiciteitstesten hebben als voordeel dat deze snel en relatief eenvoudig zijn uit te voeren. Internationaal gestandaardiseerde testen zijn beschikbaar voor verschillende trofische niveaus (Beckers-Maessen, 1994b). 1.3 Doel pilot-study Het doel van deze pilot-study is in eerste instantie het verkrijgen van meer inzicht in de acute toxiciteit van het effluent van een aantal geselecteerde bedrijven. Uitgangspunt hierbij is dat de parameter acute toxiciteit een vollediger inzicht geeft van de totale (acute) toxiciteit van het betreffende effluent dan de standaard @sisch-chemischeanalyses. Daarnaast bleek binnen het RIZA behoefte aan een vergelijking van de bruikbaarheid van gestandaardiseerde toxiciteitstesten ter bepaling van acute toxiciteit op verschillende trofische niveaus met zogenoemde 'toxkits' . 1.4 Leeswijzer

In hoofdstuk 2 wordt de aanpak van het onderzoek uiteen gezet. Aan de orde komen de gehanteerde criteria voor selectie van de bedrijven, de bemonsteringsmethodiek en de gebruikte toxiciteitstesten (gestandaardiseerde testen en 'toxkits'). Tevens is aangegeven welke bronnen zijn geraadpleegd ter inschatting van de fysisch-chemische samenstelling van de bemonsterde effluenten. Hoofdstuk 3 omvat de resultaten van de toxiciteitstesten per effluent. De geconstateerde acute toxiciteit wordt tevens vergeleken met de verwachte acute toxiciteit, berekend aan de hand van de beschikbare kennis van de in het effluent bekende of geanalyseerde stoffen. De verschillende testen worden ook met elkaar vergeleken om uitspraak te kunnen doen over verschillen in gevoeligheid. Conclusies en aanbevelingen voor de toepassing van toxiciteitstesten worden in hoofdstuk 4 op een rij gezet. De bijlagen tenslotte omvatten een begrippenlijst (bijlage i), beschrijvingen van gestandaardiseerde toxiciteitstesten en toxkits (bijlage 2), de resultaten van de testen (bijlage 3) en de @sischchemische karakteristiek van de bemonsterde effluenten (bijlage 4).

10

riza

2 Methoden In dit hoofdstuk wordt een overzicht gegeven van voor dit onderzoek toegepaste methoden. Aangegeven wordt hoe de bedrijven geselecteerd zijn, op welke wijze de bemonstering van effluenten heeft plaatsgevonden, de achtergrond en de uitvoering van acute toxiciteitstesten, de bepaling van de samenstelling van effluenten en de wijze waarop de acute toxiciteit verklaard kan worden aan de hand van bekende @sisch-chemische parameters. 2.1 Selectie bedrijven Alle onderzochte bedrijven zijn geselecteerd aan de hand van de volgende criteria: - het effluent heeft een complexe samenstelling; - de samenstelling van het effluent wisselt in de loop van de tijd; - het effluent bevat biologisch actieve stoffen; - het effluent bevat een grote hoeveelheid stoffen. Er werd van uitgegaan dat, bij de bedrijven die aan een of meerdere van deze criteria voldoen, het uitvoeren van toxiciteitstesten een zinvolle aanvulling is op de standaard fysisch-chemische analyse van het effluent. Toepassing van genoemde criteria heeft geresulteerd in een selectie van de volgende bedrijven: Industriële bedrijfstak - chemie - tankcleaning: - olieraffinage: - levensmiddelen: - tankop- en overslag: - tankauto transport:

Efluentnummer : 1 , 2 , 4 , 5 , 6 , 7 , 1 0 , 1 1 , 1 5 , 16 8, 14 9, 17 3 12 13

2.2 Bemonstering

In september en oktober 1994 is per bedrijf een steekmonster van het eindeffluent genomen. In één geval (nr. 5) is een etmaalmonster genomen. De monsters zijn gekoeld (4°C) vervoerd en bewaard in plastic vaten (20 liter t.b.v. toxiciteitstesten) dan wel glazen flessen (1 liter t.b.v. GC-MS-analyse). De monsters zijn genomen door Dienstkringmedewerkers van de betreffende Regionale Directie en overgebracht naar het RIZA te Lelystad. Het oorspronkelijke monster werd in gedeeltes ingevroren2.Met deze delen werden acute toxiciteitstesten uitgevoerd.

Er is geen bezwaar tegen het invriezen van de monsters, omdat deze behandeling geen invloed blijkt te hebben op zowel de Qsisch-chemische ais de toxische eigenschappen. Dit is in diverse vergelijkingen met en zonder invriezen gebleken.

11

riza

2.3 Toxiciteitstesten Ter bepaling van de acute toxiciteit van de effluentmonsters is gebruik gemaakt van traditionele standaardtesten en zogenaamde 'toxkits' . Toxkits zijn snelle, eenvoudige en relatief goedkope toxiciteitstesten die recentelijk beschikbaar zijn gekomen voor toepassing in de praktijk van het waterbeheer. Gestandaardiseerde testen zijn beschikbaar voor vier trofische niveaus, te weten bacteriën, algen, kreeftachtigen en vissen. Toxkits waren tijdens de studie operationeel voor kreeftachtigen en raderdiertjes (vanaf begin 1996 ook voor algen en watervlooien). Met het kiezen van 4 organismen uit verschillende trofische niveaus is een vereenvoudiging van een ecosysteem aangebracht. De 4 geteste organismen zijn dus geen weerspiegeling van een compleet ecosysteem. Voor het goed functioneren van een ecosysteem wegen alle organismen even zwaar (zie ook Derde Nota Waterhuishouding). Daarom worden voor de verschillende organismen geen aparte toxiciteitsgrenzen gegeven (zie 5 2.4). In de gevallen dat slechts één organisme een effect vertoont, en tegelijkertijd aan alle testvoorwaarden is voldaan, kan niet van een testfout worden uitgegaan. Een dergelijk resultaat moet als significant en betrouwbaar worden beschouwd. De toxiciteitsindeling of classificatie van een dergelijk effluent kan in dat geval overeenkomen met een effluent waarbij meerdere organismen een respons vertoonden. De testresultaten zijn weergegeven in vol.% effluent. Deze waarden zijn gekoppeld aan een EC,o,,oof LC,, (zie 'Intermezzo Toxiciteit'). Een resultaat met een hoog vol.% geeft een gering effect aan,want in dat geval is sprake van een geringe verdunning. 100 vol.% komt namelijk overeen met onverdund effluent. Dus, hoe lager de waarde in vol.% effluent, hoe groter het effect. Op deze wijze kan de gevoeligheid van de verschillende organismen met elkaar vergeleken worden. Het gevoeligste organisme heeft de laagste testwaarde in vol.% effluent (zie hierna).

INTERMEZZO Toxiciteit De toxicologie is de wetenschap die de effecten van stoffen en (stof)mengsels op organismen bestudeerd. De toxicologie maakt onderdeel uit van de ecotoxicologie. Dat is de toegepaste wetenschap die het gedrag en de toxische effecten van schadelijke stoffen in het milieu bestudeerd. Naast toxicologie is voor de ecotoxicologie ook vergaande kennis van ecologie en milieuchemie noodzakelijk. In hoeverre sprake is van toxiciteit en daarmee van effecten van stoffen, is afhankelijk van een aantal factoren. Dit betreft de gevoeligheid van de organismen, de blootstelling van de organismen, de externe milieufactoren en de eigenschappen van de stof(fen). De effectparameters, datgene wat als effect 'gemeten' wordt, zijn vooral sterfte, groeiremming, reproduktie-afwijkingen,ontwikkelingsafwijkingen en gedragsstoornissen. De toxiciteit (of giftigheid) die in dit onderzoek bestudeerd wordt, is de acute toxiciteit. Acute effecten treden in het algemeen op bij relatief hoge concentraties en een korte blootstellingsduur ten opzichte van de levensduur van het organisme. Naast de acute toxiciteit is er ook de chronische toxiciteit. Deze treedt in het algemeen op

12

riza

bij relatief lage concentraties en een blootstellingsduur die lang is ten opzichte van de levensduur van het organisme. De acute toxiciteit wordt weergegeven in de vorm van een EC,,,, of LC,,. Dit zijn respectievelijk de (stoQconcentratie waar bij 20 of 50% van de testorganismen na een bepaalde blootstellingsduur een effect optreedt (bijvoorbeeld groeiremming) en de (stoQconcentratie die 50% sterfte geeft na een bepaalde blootstellingsduur (zie ook de begrippenlijst). Er wordt niet van uitgegaan dat een LC, ernstiger is dan een EC,. Beide duiden op biologische effecten van stoffen, en beide geven een bepaalde vorm van aanvullende informatie. Ook de keuze voor een EC20/50 of Lc50 in plaats van een EC,,, of LC,,,, heeft een reden. In dat geval kan vanwege het optreden van zogenaamde dosis-effect relaties, een EC,,, of LC,,,, niet op een betrouwbare - statistische - wijze worden vastgesteld. Een nadere uitwerking van de reden voor deze keuzes wordt in een ander kader aangegeven (specifieke rapportages, nota’s, richtlijnen, handleidingen). In figuur 2.1 wordt de relatie tussen LC, of EC, en het vol.% effluent getoond (met de bijbehorende classificatie volgens 0 2.4).

matig acuut toxisch

................

0.1

1 10 volume percentage effluent

1O0

Figuur 2.1: De toxiciteitsclassificatie van effluenten op basis van een LC, of een EC, en het volumepercentage effluent (vol.%).

13

riza

2.4 Toxiciteitsclassificatie

Bij de toxiciteitsindeling of -classificatie is steeds uitgegaan van het voorzorgsprincipe. De parameter acute toxiciteit wordt dus uitsluitend ingezet als aanvulling op de stofspecifieke bronaanpak, om zo de emissie van (acuut) toxische stoffen te voorkomen of te beperken. De toxiciteitsclassificatie is gebaseerd op een viertal criteria (aangepast aan Canton et al, 1991). Drie criteria duiden op het optreden van acute toxiciteit (uitgaande van ECLC,, als effectparameter): < 1 vol.% : zeer acuut toxisch; : matig acuut toxisch; 1-10 vol.% 10-100 vol.% : weinig acuut toxisch. Eén criterium geeft aan dat geen sprake is van acute toxiciteit: Blo0 vol.% : niet acuut toxisch. Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons is bepalend voor de indeling van de effluenten naar toxiciteit. Dus als van de 4 geteste organismen bijvoorbeeld de kreeftachtige een - van alle vier - laagste waarde van 7 vol.% heeft, wordt het effluent beschouwd als ’matig acuut toxisch’. Indien deze waarde beneden de 1 vol.% ligt, is sprake van een ’zeer acuut toxisch’ effluent. Effluenten met een acute toxiciteit tussen de 10 en 100 vol.% vertonen voor een of meer organismen een acuut effect en hebben de indeling ’weinig acuut toxisch’ meegekregen. Indien geen acute toxische effecten zijn waargenomen voor alle 4 de organismen, krijgt het effluent de indeling ’niet acuut toxisch’. Bij de bespreking van de resultaten (hoofdstuk 3) is daarnaast een onderscheid gemaakt tussen effluenten waarop een organisme ’zeer gevoelig’, ’matig gevoelig’, ’weinig gevoelig’ en ’ongevoelig’ heeft gereageerd. Deze voorgestelde criteria zijn hetzelfde als voor de toxiciteit: : zeer gevoelig < 1 vol.% 1-10 vol% : matig gevoelig : weinig gevoelig 10-1O0 vol% >100 vol % : ongevoelig De indeling volgens de criteria is mede op grond van het volgende tot stand gekomen. Voor de stofgerichte benadering wordt frequent uitgegaan van een extrapolatiefactor van 10 tussen acute en chronische toxiciteit (EPA, 1984; van Leeuwen and Hermens, 1995). Dit houdt in dat als de geconstateerde waarde voor de acute toxiciteit met 10 vermenigvuldigd wordt, dit de waarde oplevert van het volumepercentage van het effluent waarbij chronische toxiciteit kan optreden. Een tweetal voorbeelden: 1. de acute toxiciteit van een effluent is getest met de kreeftachtige Daphnia magna en de waarde is 7 vol.%. Deze waarde is kleiner dan 10 vol.% en daarom wordt de waarde voor chronische toxiciteit 70 vol.%.

14

riza

2. de acute toxiciteit van een effluent is getest met de bacterie Vibriojscheri en de waarde is 20 vol.%. Deze waarde is groter dan 10 vol.% en daarom wordt niet uitgegaan van het optreden van chronische toxiciteit. Als bij effluenten van een vergelijkbare factor wordt uitgegaan, betekent dit dus dat bij een acute toxiciteit van 4 0 vol.% chronische effecten optreden (1Ox de acute waarde = <100 vol.%). Omdat het optreden van chronische effecten als zeer ongewenst wordt ervaren, wordt een acute toxiciteit van <10 vol.% in dat geval als zeer of matig acuut toxisch ingedeeld. Niettemin blijkt dat een dergelijke extrapolatiefactor per stof sterk kan verschillen (van 1.4-40; EPA, 1991; Maas et al, 1994; Tonkes & Botterweg, 1994). Voor complexe mengsels zal hier ook sprake van zijn. Naar verwachting zal binnenkort voor de extrapolatiefactor een praktijkgerichte waarde worden vastgesteld. Hiertoe wordt overleg gevoerd tussen REA, RIKZ, RIVM en het Ministerie van VROM. De effluenten die ingedeeld zijn als weinig acuut toxisch (10-100 vol.%) kunnen niet als onschadelijke effluenten beschouwd worden. Als alle 4 de organismen een resultaat in deze range vertonen is blijkbaar sprake van directe effecten op veel organismen in een ecosysteem. Zo’n effluent moet beschouwd worden als een effluent dat grote schade zal toebrengen. In de gevallen dat slechts 1 (of 2 of 3) van de 4 organismen toxisch of gevoelig is, is wel degelijk ook sprake van schadelijke effluenten. Omdat in een ecosysteem allerlei onderlinge relaties tussen de organismen bestaan, zal een effect op 1 organisme een indirect- effect veroorzaken bij de overige organismen. Het ’domino-effect’ (1 steen veroorzaakt de val van anderen) is hiervoor een mooi voorbeeld. 2.4.1 Standaard acute toxiciteitstesten De acute toxiciteitstesten zijn uitgevoerd door TNO Milieuwetenschappen te Delft volgens internationaal geregistreerde protocollen (NEN of OECD-guidelines). Voor het onderzoek zijn de volgende testen toegepast: TYPE TOETS

TOETSORGANISME

1. bacterie-toets (Microtox) 2. groeiremmingstoets alg 3. acute toets kreeftachtige

zoutwater bacterie VibrioJischeri (v/h Photobacterium phosphoreum) zoetwater alg Selenastrum capricornutum zoetwater watervlo Daphnia magna zoutwater copepode Acartia tonsa zoetwater zebravis Brachydanio rerio zoutwater guppy Poecilia reticulata

4. acute toets vis

In tabel 2.1 wordt per effluent aangegeven welke testen gebruikt zijn. Een gedetailleerde beschrijving van de testen is te vinden in bijlage 2.1. Er is een aantal fysisch-chemische parameters die bij overschrijding zorgt voor acuut toxische effecten bij de organismen (bijlage 3.1 en 3.2). Dit worden de randvoor-

15

riza

waarden voor de toxiciteitstesten genoemd. Het betreft vooral pH, zuurstof, nitriet, ammoniak, saliniteit en geleidbaarheid. Randvoorwaarden worden gehanteerd als een grensconcentratie waarboven of waaronder effecten te verwachten zijn. Deze randvoorwaarden zijn experimenteel bepaald. Omdat bij het bepalen van de acute toxiciteit gewerkt wordt met levende organismen, kan het voorkomen dat de gevoeligheid voor de randvoorwaarden per populatie verschilt. Indien sprake is van afwijkingen van de gestelde randvoorwaarden, is het in bepaalde gevallen mogelijk om een correctie toe te passen. De pH kan gecorrigeerd worden door een zuur of een base toe te voegen. Hierdoor kan echter de biologische beschikbaarheid van stoffen veranderen. De acute toxiciteit is zowel voor als na pH-correctie bepaald. Het zoutgehalte van een effluent kan niet veranderd worden. Afhankelijk van het zoutgehalte kan wel gekozen worden voor een zout- of zoetwaterorganisme. Uitzondering hierop is de bacterie-test. De bacterie die voor deze test gebruikt wordt, is een zoutwater bacterie. Voor de alg is daarentegen alleen een zoetwater alg gebruikt. Voor de zoetwater alg is nog niet bekend bij welk zoutgehalte deze alg acuut toxische effecten zal ondervinden. Hiervoor is meer onderzoek noodzakelijk zodat in de toekomst ook voor algen een goede keuze van het te testen organisme kan plaatsvinden (zoet- of zoutwater algen). Voor effluenten met een hoge(re) saliniteit is dus behoefte aan internationaal gestandaardiseerde testen voor =tater algen. Deze zijn al beschikbaar. Het is niet duidelijk in hoeverre de uitkomsten van de toxiciteitstesten beïnvloed worden door het uitvoeren van correcties om te kunnen voldoen aan de voor de betreffende test vastgestelde randvoorwaarden. Kort na aankomst van monsters werd het gehalte NO, en totaal ammonium geschat m.b.v. Merckoquant-strips. Het totaal ammoniumgehalte werd omgerekend naar ongedissocieerd ammoniak (NH,). Daarnaast werden pH, temperatuur, zuurstof, saliniteit en geleidbaarheid gemeten. 2.4.2 Toxkits

De acute toxiciteit van de effluentmonsters is eveneens getest met zogenaamde toxkits. Deze acute toxiciteitstesten zijn aanzienlijk sneller en goedkoper dan conventionele toxiciteitstesten. Toxkits zijn nog niet volgens internationale normen gestandaardiseerd, maar wel in wetenschappelijke literatuur beschreven. De benodigde organismen worden aangeleverd in een eistadium. Na toevoegen van een cultuurmedium en incubatie bij een bepaalde temperatuur komen de eieren uit. De testen worden vervolgens uitgevoerd met organismen van minder dan een dag oud. De toxkit-testen zijn uitgevoerd door bureau AquaSense te Amsterdam.

16

riza

Tabel 2.1 Gebruikte test Der effluent.

=

na DH-correctie

F

BACTERIE

ALG

KREEFTACHTIGE

1

Vibriojïscheri

Selenastrum caoricomutum

Daphnia magna

2

V. jïscheri

S. capricomutum

Acartia tonsa

3

V. jïscheri

S. caoricomutum

D. magna

' B. rerio

4

V. jïscheri

S. capricornutum

D. magna

B. rerio

5

V. jïscheri

S. capricomuturn

D. mama

B. rerio

6

V. jïscheri

S. capricomuturn

D. magna

B. rerio

EFFLUENT

Brachydanio rerio

~

Poecilia reticulata

~~

7

V. jïscheri

S. capricomutum

A. tonsa

P. reticulata

8

V. fischeri

S. caoricomutum

D. magna

B. rerio

9

V. jscheri

S. capricornutum

D. m g n a

B. rerio

10

V. jïscheri

S. caoricomutum

D. magna

B. rerio

11

V. .fischeri

S. capricomutum

D. magna

B. rerio

12

V. jïscheri

S. caoricomutum

D. mama

B. rerio

13

V. jïscheri

S. capricomutum

D. magnal A. tomd

B. rerio

14

V. jïscheri

S. capricomutum

D. magna

B. rerio

15

V. jïscheri

S. capricomuturn

A. toma

P. reticulata

16

V. jïscheri

S. capricomutum

D. mgnal A. tonsd

B. reriol P. reticulata'

V. jïscheri

S. capricomutum

D. magna

B. reriol P. reticulata'

riza

De volgende toxkittesten zijn toegepast: TYPE TOETS

TOETSORGANISME

1. Rotoxkit F

zoetwater raderdiertje Brachionus calycifo-

2 . Thamnotoxkit F

zoetwater kreeftachtige ïñamnocephalus platy urus zoutwater raderdiertje Brachionus plicatilis zoutwater kreeftachtige Artemia salina

rus 3. Rotoxkit M 4. Artoxkit M

Een gedetailleerde beschrijving van de testen is te vinden in bijlage 2.2. Voor de toxkits geldt eveneens dat voldaan moet worden aan randvoorwaarden (zie bijlage 3.2). In die situaties dat een randvoorwaarde overschreden werd, is de verdunning waarin deze parameter overschreden werd (in alle gevallen alleen het onverdunde effluent) niet meegenomen in de berekening van de LC,. Een dergelijke LC, is minder betrouwbaar, omdat er minder getallen voor de berekening aan ten grondslag liggen. Tevens is ook de LC, berekend inclusief de 100 vol.% effluent (= onverdund effluent) waarin de randvoorwaarde overschreden werd. In tegenstelling tot de standaardtesten zijn de toxkitorganisrnen alleen na pH-correctie getest op acute toxiciteit, met uitzondering van effluent 2. Met dit effluent is vóór en ná pH-correctie een test uitgevoerd. Dit effluent had een zodanig lage pH dat een pH-correctie in ieder geval nodig was. Uit de testresultaten werd volgens de zogenaamde getrimde Spearman-Karbermethode met behulp van het ToxCalc-pakket (een statistiek-pakket; Tidepool, 1993) de effluentconcentratie geschat die 50 % sterfte geeft na 24 uur blootstelling (LC,; AquaSense, 1994).

2.5 Samenstelling effluenten Om aangetoonde acute toxiciteit te kunnen verklaren is de fysisch-chemische samenstelling van het afvalwater bepaald. Daarbij is gebruik gemaakt van drie soorten bronnen die in de volgende paragrafen uitgewerkt worden, te weten GC-MSanalyses, verleende Wvo-vergunningen en bedrijfsafvalwaterrapportages. Chemische somparameters, zoals CZV, BZV, EOX en Kj-N, zijn niet in beschouwing genomen, omdat deze parameters geen verklaring kunnen geven voor de geconstateerde acute toxiciteit (er is geen strikte correlatie). De effluenten 8, 12, 13 en 14 bevatten zo veel verschillende stoffen in een wisselende samenstelling dat niet gezocht is naar de chemische samenstelling van het effluent op basis van vergunningen en kwartaairapportages. Een aantal van deze effluenten is wel geanalyseerd met behulp van GC-MS (zie 8 3.3). 2.5.1 GC-MS-analyse Met GC-MS is een groot aantal (vluchtige) organische verbindingen te analyseren. Anorganische verbindingen en niet-vluchtige verbindingen kunnen niet met GC-MS

18

riza

geanalyseerd worden. Meteen na aankomst werden monsters gereedgemaakt voor analyse. GC-MS analyse is uitgevoerd door het RIZA volgens het werkvoorschrift W8140 6010. Omdat een volledige GC-MS-analyse tijdrovend is, is een dergelijke analyse alleen uitgevoerd aan de zeer acuut toxische effluenten. De informatie over het wel of niet acuut toxisch zijn van een effluent werd mondeling medegedeeld door de ingenieursbureaus.

2.5.2 Wvo-vergunningen Informatie over de chemische samenstelling van het afvalwater is verzameld uit de aan de bedrijven verleende Wvo-vergunningen. Aangenomen is dat de concentraties zoals die vermeld staan in de aanvraag of de vergunning, ook in het bemonsterde effluent voorkwamen. Dit betekent voor de meeste effluenten een overschatting van de concentraties, omdat de concentraties in de daadwerkelijke lozing meestal lager zijn dan de maximumwaarden vermeld in de vergunningaanvraag. Hierdoor is dus ook sprake van een overschatting van het percentage verklaarde acute toxiciteit. Een andere reden voor overschatting van de verklaarde toxiciteit is dat de biologische beschikbaarheid (het deel van de aanwezige stof dat effect kan hebben op een organisme) vaak lager is dan het (totaal) geanalyseerde gehalte. Dit is bijvoorbeeld mogelijk door adsorptie van stoffen aan zwevend materiaal (in 0 2.5 wordt hier verder op ingegaan). Dit is ook een reden om gegevens omtrent het zwevend stofgehalte te verzamelen. Indien metalen in het afvalwater voorkomen, doet zich bijvoorbeeld het probleem voor dat de totale concentratie metalen gemeten wordt en niet de biologisch beschikbare fractie. Hierdoor is het moeilijk om een uitspraak te doen over de bijdrage van metalen aan de totale gemeten acute toxiciteit. In bijlage 4 is aangenomen dat de gemeten concentratie metalen volledig biologisch beschikbaar is (dit geldt dus voor alle in bijlage 4 genoemde stoffen).

2.5.3 Bedrijfsafvalwaterrapportages Indien bedrijfsafvalwaterrapportages (BAWRs) over de samenstelling van het afvalwater bekend waren, is hier gebruik van gemaakt. Daarbij zijn de concentraties aangehouden zoals deze door het bedrijf gerapporteerd werden in de week dat bemonsterd werd.

2.6 Berekening acute toxiciteit op basis van fysisch-chemische parameters De vergelijking van de gemeten acute toxiciteit met de acute toxiciteit van de stoffen die in het effluent voorkomen, wordt uitgevoerd om de grootte in te schatten van de niet te verklaren toxiciteit. Naarmate het deel onverklaarde toxiciteit groter wordt, neemt de behoefte aan aanvullende informatie via toxiciteitsgegevens toe (zie ook de inleiding). Om deze vergelijking te maken, wordt gebruik gemaakt van een omrekening waarbij de acute toxiciteit uitgedrukt wordt in zogenaamde ’Toxic Units’ (TU’s). De berekening hiervan gaat als volgt.

19

riza

In de literatuur (Verschueren, 1983) en in databestanden (ISIS van Haskoning) zijn acute toxiciteitsgegevens van de gemeten stoffen achterhaald. Hierbij is alleen gekeken naar organismen die ook in de testen gebruikt zijn. Van de opgezochte acute toxiciteitsgegevens is de LC, omgerekend naar een TU. Op deze wijze kan de acute toxiciteit van een stof in een dimensieloos getal uitgedrukt worden. Een TU wordt berekend door de concentratie van een stof te delen door de EC, van die stof. De TU’s van alle afzonderlijke stoffen in een mengsel kunnen vervolgens bij elkaar opgeteld worden en geven dan de TU van het totale mengsel. Met andere woorden: TU =concentraties,f/EC,s,f

Daarnaast kan de TU van een effluent berekend worden aan de hand van de eindresultaten van toxiciteitstesten, namelijk de gemeten LC, of EC,-waarden voor het totale effluent. Deze TU-waarde d.m.v. de toxiciteitstesten is als volgt berekend:

TU,

= lOO/LC, of EC,( in vol. % effluent)

De uit stoffen berekende TU (TUStoffeJ kan vervolgens vergeleken worden met de via de toxiciteitstesten berekende TU (TUto,,,J. Uitgangspunt bij de berekening van TU’s is dat de acute toxiciteit van de afzonderlijke stoffen bij elkaar opgeteld mag worden. Dit is het geval als de stoffen een vergelijkbaar werkingsmechanisme hebben. Voor veel organische verbindingen is dit inderdaad het geval. Dit geldt echter niet voor alle stoffen. Bepaalde stoffen, zoals bestrijdingsmiddelen, kunnen een specifiek werkingsmechanisme hebben en elkaars acuut toxische werking bijvoorbeeld versterken of verzwakken. Voor de vergelijking van de stof- en toxiciteitsgegevens in dit onderzoek wordt (voor dit moment) uitgegaan van een vergelijkbaar werkingsmechanisme. Om de hiervoor beschreven vergelijking mogelijk te maken is gebruik gemaakt van gegevens afkomstig van de bronnen vermeld in 0 2.5. Voor het verklaren van de acute toxiciteit is geen onderscheid gemaakt naar de bron van de informatie (GCMS-analyse, Wvo-vergunning of bedrijfsafialwaterrapportages) . De percentages verklaarde acute toxiciteit zijn geen absolute getallen, maar aanwijzingen voor de mate waarin de acute toxiciteit verklaarbaar is.

20

riza

3 Resultaten

In dit hoofdstuk worden de resultaten van de acute toxiciteitstesten per effluent en per test besproken. Voor de resultaten per organisme wordt onderscheid gemaakt tussen de 'standaardtesten' (bacterie, alg, kreeftachtige en vis) en de toxkits (raderdiertje en kreeftachtige). De reden hiervoor is dat de voorschriften van de standaardtesten internationaal gestandaardiseerd zijn, terwijl dit voor de toxkits (nog) niet het geval is. Wel zijn de toxkits beschreven in de internationale literatuur. Voor de resultaten per effluent wordt geen onderscheid gemaakt tussen de standaardtesten en de toxkits. Zowel de standaardtesten als de toxkits maken gebruik van een kreeftachtige. Echter, dit zijn niet dezelfde organismen en de gevoeligheid van deze organismen per effluent kan daarom verschillen. Aan het einde van dit hoofdstuk wordt voorzover mogelijk een verklaring gegeven voor de gemeten acute toxiciteit. 3.1 Acute toxiciteit effluenten

De figuren 3.1 en 3.2 geven een samenvattend overzicht van de resultaten van de acute toxiciteitstesten. In de bijlagen 3.1 en 3.2 zijn de resultaten op uitgebreide wijze beschreven. De resultaten zijn vermeld als het volume % (vol.%) effluent dat getest is (zie ook $ 2.3). Een vol.% van 100 betekent dat in het onverdunde monster geen acute effecten zijn opgetreden. Een hoog vol.% geeft dus een lage acute toxiciteit weer. Een vol.% van 7.1 betekent dat in een verdunning van 14 keer (100/7.1) 50% van de organismen een effect vertoonde. Dus hoe lager het vol.% en dus hoe kleiner de staaf in de grafiek, des te toxischer is het effluent voor de onderzochte organismen. In principe is bij een waarde van <100 vol.% steeds sprake van acute toxiciteit. In de onderstaande beschrijving van de acute toxiciteit van de effluenten worden effluenten 'toxisch' genoemd en organismen 'gevoelig'. De indeling voor gevoeligheid en acute toxiciteit is vergelijkbaar (zie $ 2.3). Bij een overschrijding van een randvoorwaarde is het resultaat van de acute toxiciteitstest niet weergegeven in de figuren. Deze resultaten staan wel in bijlage 3.1 vermeld. Bij de hiernavolgende resultaten overschrijden een aantal effluenten een randvoorwaarde terwijl geen acute effecten zijn opgetreden. Deze mogelijkheid is al opgemerkt in 2.3.1. 3.1.1 Zeer acuut toxische effluenten

De effluenten die hiertoe behoren vertonen bij tenminste één organisme een acute toxiciteit van <1 vol.%. Dit is alleen het geval bij effluent 12 (figuur 3.1).

21

riza

effluent 12 Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons voor dit effluent is de alg met een EC,, van 0.15 Gevolgd door de bacterie met een EC50 van 3 0 vol.%. De vis en de kreeftachtige hebben elk een L(E)C,, van 43 vol.%. De toxkit met een kreeftachtige heeft een LC,, van 43.5 vol.%. Het raderdiertje vertoont als enige geen respons. 3 . 1 . 2 Matig acuut toxische effluenten

De effluenten die hiertoe behoren vertonen bij tenminste één organisme een acute toxiciteit van 1-10 vol.%. Dit zijn de effluenten 1, 6, 7, 11 en 13. Figuur 3.1 geeft een overzicht van de resultaten. Voor alle resultaten wordt verwezen naar bijlagen 3 . 1 en 3.2. effluent 1 Uit figuur 3 . 1 blijkt dat voor dit effluent de kreeftachtige de grootste toxiciteit laat zien met een EC50 van 4.4 vol %. Het resultaat van de bacterie doet niet veel onder voor de kreeftachtige: de EC,, is 7.1 vol.% effluent. De toxkit organismen vertonen eveneens een acute toxiciteitsrespons met een LC50 van 17.6 vol.% voor de kreeftachtige en 23.8 vol.% voor het raderdiertje. De vissen en de algen vertonen ook een respons met respectievelijk een LC50 van 3 2 vol.% en een EC,, van 50 vol.%. effluent 6 Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons voor dit effluent is de alg met een EC,, van 1.7 vol.% effluent. De alg wordt direct gevolgd door de toxkit met kreeftachtige met een LC,, van < 10 vol.%. De andere organismen vertonen geen respons. effluent 7 Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons voor dit effluent is de kreeftachtige met een EC,, van 3 . 4 vol.%. De bacterie en de toxkit organismen vertonen geen respons. Voor vissen werd de randvoorwaarde voor nitriet overschreden, en voor de algen is sprake van een erg hoge saliniteit. Daarom wordt voor beide testen geen resultaat getoond. effluent 11 Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons bij dit effluent is de alg met een EC,, van 9.2 vol.%. Gevolgd door de kreeftachtige met een EC50 van 42 vol.% en het raderdiertje met een LC,, van 4 3 . 5 vol.%. De bacterie, de vis en de toxkit kreeftachtige vertonen geen respons.

3

Dit effluent heeft een -erg- lage saliniteit. Daarom wordt uitgegaan van geldige randvoorwaarden.

22

riza

acute toxiciteit in vol % effluent 90-

80706050 40

30

20 10

O effluent 1

effluent 6

acute toxiciteit in vol % effluent

acute toxiciteit in vol % effluent

100

100-

90

3080-

80 70 60

7060.

50

50. 40. 307

40 30 20

10

O effluent 7

O

effluent 11

acute toxiciteit in vol %8effluent

acu e toxiciteit in vol % effluent 100 90 80 70

100 90

80 70 60

60 50

50 40

40

30 20 10

30 20 10

O

O effluent 1 3

effluent 12

bacterie alg kreeftachtige

vis Iader dier t j e/ toxkit

kreeftachtige/toxkit

guur 3.1 Zeer en matig acuut toxische effluenten, waarvan de EC/LCSO van het gevoeligste organisme resp. 1-10 vol.% is. (* = geen resultaat).

23

riza

effluent 13 na UH correctie Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons na pH correctie is de kreeftachtige met een EC,, van 3.6 vol.% meteen gevolgd door de alg met een EC,, van 4.4 vol.%. De bacterie en de vis zijn niet getest na de Ph-correctie. De toxkitorganismen vertonen geen respons. 3.1.3 Weinig acuut toxische effluenten De effluenten die hiertoe behoren, hebben als resultaat een acute toxiciteit tussen de 10 en 100 vol.%. Dit zijn de effluenten 2, 4, 5, 8, 9, 10, 14, 15 en 16. Figuur 3.2 geeft een overzicht van de resultaten. Voor alle resultaten wordt verwezen naar bijlage 3.1 en 3.3. effluent 2 na pH-correctie: Na pH-correctie vertoont de bacterie de grootste toxiciteitsrespons met een EC,, van 16.3 vol.%. De EC,, van de kreeftachtige is 30 vol.% effluent en de LC,, van het raderdiertje is 75 vol.%. De vis en de toxkit met de kreeftachtige vertonen voor dit effluent geen toxiciteit. Voor de algen wordt geen resultaat getoond vanwege de hoge saliniteit van het effluent. effluent 4 na pH-correctie: Na pH-correctie is de bacterie het organisme met de grootste toxiciteitsrespons. De acute toxiciteit na de pH-correctie is voor geen enkel organisme veranderd. De pH bedroeg 9. effluent 5 Het organisme met de grootste respons voor dit effluent is de alg met een EC,, van 59 vol.% effluent. Geen enkele van de andere geteste organismen vertoont een respons. effluent 8 Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons voor dit effluent is de alg met een EC,, van 24 vol.%. Als tweede volgt de toxkit met een kreeftachtige met een LC,, van 52.5 vol.%. De overige organismen vertonen geen respons. effluent 9 Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons voor dit effluent is de alg met een EC,, van 30 vol.%. Dit organisme wordt gevolgd door de bacterie met een EC,, van 36 vol.%. De overige organismen vertonen geen respons. effluent 1O Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons voor dit effluent is de toxkit met kreeftachtige met een LC,, van 11.4 vol.%. De EC,, van de kreeftachtige is 33 vol.%, de EC,, van de alg is 49 vol.% en de LC,, van de vis is 5 5 vol.%. De bacterie en de toxkit met raderdiertje vertonen geen respons. effluent 14

24

riza

Het organisme met de grootste respons voor dit effluent is de alg met een EC,, van 5 1 vol.%. Alle overige organismen vertonen geen respons. effluent 15 na pH-correctie De acute toxiciteit met behulp van de alg is als enige test opnieuw gemeten ná de pH-correctie. Er vond geen noemenswaardige verandering plaats in de acute toxiciteit. Omdat sprake is van een effluent met een hoge saliniteit wordt de classificatie bepaald door het resultaat van de kreeftachtige (Acartia tonsa). effluent 16 na pH-correctie Het organisme met de grootste toxiciteitsrespons na pH-correctie is de bacterie met een EC, van 14.5 vol.%, gevolgd door de alg met een EC, van 24 vol.%, de kreeftachtige met een EC, van 32 vol. % en de vis met een LC, van 34 vol. %. De toxkitorganismen vertonen beide geen respons. 3.1.4 Niet acuut toxische effluenten Voor de effluenten 3 en 17 is met alle zes testorganismen geen acute toxiciteit aangetoond. Voor alle resultaten wordt verwezen naar bijlage 3.1. effluent 3 Er zijn geen acuut toxische effecten aangetoond met alle 6 organismen. Het effluent heeft een hoog (maar niet te hoog) nitrietgehalte. Dit heeft, zoals vervolgens verwacht werd, niet tot acute effecten geleid. effluent 17 Er zijn geen acuut toxische effecten aangetoond met alle 6 organismen. Samenvatting Eén effluent (nr. 12) vertoont een zeer acuut toxische respons, vijf effluenten (nrs. 1, 6, 7, 11, 13) vertonen een matig acuut toxische respons, terwijl negen effluenten (nrs. 2, 4, 5, 8, 9, 10, 14, 15 en 16) een weinig acuut toxische respons vertonen. Bij slechts 2 effluenten (nrs. 3 en 17) werd geen acute toxiciteit geconstateerd. Alle effluenten blijken een wisselend beeld van toxiciteitsresultaten te vertonen. Alleen de resultaten van de effluenten 5 en 14 lijken op elkaar, maar beide behoren tot een verschillende industriële bedrijfstak (zie $ 2.1). Algemene uitspraken voor bedrijfstakken zijn dus niet mogelijk op basis van deze onderzoeksresultaten.

25

riza

acute toxiciteit

acute toxiciteit in vol S effluent

vol 8 effluent

100 90 80 70 60

50 40

30 20

10

O

effluent 2

effluent

acute toxiciteit in vol 8 effluent

4

acute toxiciteit in vol % effluent 100

90 80

70 60 50 40

30 20 10 O effluent 8

effluent 5

acute toxiciteit in vol % effluent

acute toxiciteit in vol % effluent 100 90

1O 0

90 80

80

70 60 50

70 60 50

40

40

30

30 20 10 O

20

10

O effluent 9

effluent 10

acute toxiciteit in vol % effluent

acute toxiciteit in vol % effluent

100 90

100 90 80 70

80

70 60 50

60

50

40

40

30 20 10 O

30 20 10 O

effluent 15

effluent 14 acute toxiciteit in vol % effluent

bacterie

100 90 80 70 60

alg

50

vis

40

30 20

rader dier tj e/toxkit

10 O

kreeftachtige/toxkit

effluent 16

Figuur 3.2 Weinig acuut toxische effluenten, waarvan de EC/LCSO van het gevoeligste organisme tussen de 10 en 100 vol.% ligt. (* = geen resultaat)

26

riza

3.2 Vergelijking toxiciteitstesten

3.2.1 Standaardtesten De resultaten van de standaard acute toxiciteitstesten zijn per organisme weergegeven in figuur 3.3 (a tlm d). In deze figuur is het aantal effluenten per gevoeligheidscategorie voor de vier gebruikte standaardtesten aangegeven. De getallen waarop deze figuren gebaseerd zijn staan vermeld in bijlage 3.1. Er is uitgegaan van een indeling op basis van gevoeligheid zoals aangegeven in 5 2.3. Bacterie-test Uit figuur 3.3a blijkt dat de bacterie voor 1 effluent matig gevoelig heeft gereageerd, voor 7 effluenten weinig gevoelig en voor de overige 9 effluenten is de bacterie ongevoelig. Algen-test De algentest is voor 1 effluent zeer gevoelig, 3 effluenten matig gevoelig en voor 10 effluenten weinig gevoelig gebleken. Voor de overige 3 effluenten bleek de test ongevoelig. De randvoonvaarden voor algen zijn nog niet volledig duidelijk. Hierdoor is het mogelijk dat in een aantal effluenten de alg het gevoeligste organisme was omdat aan één of meerdere randvoorwaarden niet voldaan werd. Het zoutgehalte was bijvoorbeeld erg hoog in een aantal effluenten.

27

riza

aantal effluenten

aantal effluenten i4 19

19.

Legenda

i1

i2 11

Legenda

10

10

9

8 7

a e

mstiogevcelb

7

~lnlllwv-ikl

e

0

6

I 4

4

a a

2

~g-g

3 i

1 O

O

bacterie-test

algen-test

I

Figuur 3.3a Acute toxiciteit m.b.v. de standaard bacterie-test

Figuur 3.3b Acute toxiciteit m.b.v. de standaard algen-test

aantal effluenten 11 10

aantal eífiuenten

Legenda

Legenda

a 7

e 6

4

a 2 i O

vlssen-test

kreeftachtigen-test

Figuur 3 . 3 ~Acute toxiciteit m.b.v. de standGd kreeftachtigen-test

iguur 3.3d Acute toxiciteit m.b.v. de standaard vissen-test

Kreeftachtigen-test Uit figuur 3 . 3 ~is af te leiden dat de kreeftachtige voor 3 van de geteste effluenten matig gevoelig is en voor 6 weinig gevoelig. Voor 8 effluenten is de kreeftachtige ongevoelig.

28

riza

Vissentest De vissentest is voor 7 effluenten weinig gevoelig en voor 10 effluenten ongevoelig. Samenvattend kan het volgende opgemerkt worden. De alg is voor 7 effluenten het gevoeligst4, de kreeftachtige voor 3 effluenten en de bacterie eveneens voor 3 effluenten. De vis is geen enkele keer het gevoeligste organisme. Hierbij moet het voorbehoud gemaakt worden dat bij de bacterie-test is uitgegaan van de EC,,. Als voor de bacterie uitgegaan wordt van de EC,, (volgens het protocol) wordt de verdeling als volgt: de alg is voor 7 effluenten het gevoeligst, de kreeftachtige voor 3 effluenten en de bacterie en vis voor geen van de effluenten (bijlage 3.1). Een dergelijke wijziging in de verdeling geldt uiteraard ook indien voor andere testen met lagere EC’s of LC’s wordt gewerkt. Van te voren is niet te voorspellen welk organisme gevoelig is voor welk type afvalwater. De geconstateerde gevoeligheid wordt in principe steeds bepaald door de samenstelling van het effluent en niet door variatie in gevoeligheid bij de testorganismen.

aantal eiiiuenten

aantal effluenten

11 10

Legenda

Legenda

D O 7

e O

4

a 0 i D

toxkit-kreeftachtige

toxidt-raderdler

Figuur 3.4a Acute toxiciteit m.b.v. de toxkit met raderdieren

Figuur 3.4b Acute toxiciteit m.b.v. de toxkit met kreeftachtigen

3.2.2 Toxkits Raderdiertje Uit figuur 3.4a blijkt dat de gevoeligheid van het raderdiertje voor deze effluenten laag is. Voor 7 effluenten is het raderdiertje weinig gevoelig en voor 10 effluenten is het ongevoe-

4

Rekening houdend met hoge saliniteit.

29

riza

lig. Kreeftachtige De toxkit met kreeftachtige is voor 1 effluent matig gevoelig, voor 8 effluenten gevoelig en voor 8 effluenten ongevoelig. 3.2.3 Vergelijking standaardtesten en toxkits Uit de resultaten (figuren 3.3 en 3.4) blijkt dat de toxkits in hun gevoeligheid afwijken van de standaardtesten. Uit de figuren 3.1 en 3.2 blijkt dat als sprake is van ’matig acute toxiciteit’, dit slechts één keer optreedt bij slechts één toxkit. Bij de standaardtesten is hier veel vaker sprake van. Blijkbaar hebben de standaardtesten een groter onderscheidend vermogen dan de toxkits. Op dit moment is sprake van 6 verschillende toxkits, waarvan er in dit onderzoek dus vier zijn getest. Van de overige twee (algen en Daphnia) is nog onvoldoende bekend. Een uitgebreidere analyse van effluenten waarmee zowel standaard toxiciteitstesten als toxkits zijn uitgevoerd (dus ook uit ander onderzoek), moet nog plaatsvinden. Als dit gerealiseerd is zal een officieel advies geformuleerd worden omtrent de bruikbaarheid (of inzetbaarheid) van de snellere en goedkopere toxkits. 3.3 Karakterisering effluenten en verklaring toxiciteit

Het meten van de acute toxiciteit van afvalwater heeft meerwaarde als hiermee meer informatie over de acute toxiciteit van een effluent wordt verkregen dan met de fysischchemische parameters alleen. Om de meerwaarde te kunnen vaststellen is informatie verzameld over de fysisch-chemische samenstelling van het effluent (zie hierna en $2.4). Op basis van de (bekende) stofgegevens is de te verwachten acute toxiciteit van de effluenten berekend. Deze wordt vergeleken met de geconstateerde acute toxiciteit op grond van de toxiciteitstesten. In tabel 15 van bijlage 4 is een samenvatting opgenomen van de TU’s zoals berekend voor de bekende fysisch-chemische parameters en de TU’s op basis van de uitgevoerde toxiciteitstesten. Met behulp van deze tabel is het mogelijk om te bepalen welk percentage van de geconstateerde toxiciteit verklaarbaar is op basis van de bekende of geanalyseerde fysisch-chemische parameters. Deze resultaten staan vermeld in tabel 3.1. In tabel 3.1 staat met behulp van een ster (*) aangegeven bij welke effluenten geen toxiciteitsrespons is aangetroffen bij de testen, terwijl op basis van de fysisch-chemische gegevens uit bijlage 4 wel een TU-waarde is afgeleid (samengevat in tabel 15). Een verklaring voor het niet optreden van een respons is dat steeds sprake was van zeer lage stofconcentraties en zeer lage TU-waarden. Het optreden van acute toxiciteit is dan vooral theoretisch mogelijk, maar niet erg waarschijnlijk. Een andere verklaring is dat de biologische beschikbaarheid van de betreffende stoffen laag was, als gevolg van combinatiewerking van vele verschillende stoffen en het voorkomen van deeltjes (zie hierna). Een derde verklaring is dat de organismen geen respons vertonen bij een kortdurende (acute) blootstelling, en dat een langdurigere blootstelling (chronische testen) wel tot een respons kan leiden. Deze constatering maakt opnieuw de meerwaarde van toxiciteitstesten duidelijk. Niet alleen kunnen deze testen aangeven in welke gevallen onbekende stoffen tot toxiciteit van een

30

riza

effluent leiden, maar daarnaast kan van die stoffen die wél bekend zijn en waarvan wél toxiciteitsgegevens beschikbaar zijn bepaald worden in hoeverre deze werkelijk schadelijk zijn. Tabel 3.1 :

Verklaring van de geconstateerde acute toxiciteit ( = resultaten toxiciteitstesten) m. b.v. bekende fysisch-chemische gegevens ( - = geen toxiciteit geconstateerd * = geen toxiciteit geconstateerd, maar wel te verwachten 0.b.v fysisch-chemische gegevens). * % tox.verklaard = het percentage van de geconstateerde toxiciteit die verklaard kan worden, aan de hand van de TU-waarden uit tabel 15, bijlage 4 (kolom l/kolom 2 * 100 %) ** % gegevens bekend = het percentage van het totaai aantal bekende fysisch-chemische gegevens in het effluent waarvoor toxiciteitsgegevens in de literatuur zijn aangetroffen n.g. = niet getedgeen resultaat. kreeftachtige % gegevens , % tox verklaard bekend"

bekend

verklaard

32

> 100

36

O

O

O

O

O

17

67

20

1.1

20

*

20

*

20

22

O

O

*

56

*

33

15.4

0.09

23.1

0.041

61.5

n.g.

38.5

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

> 100

33

50

33

3

33

45

50

27

> 100

41

*

40

60

O

> >100

60

40

O

40

O

O

O

30

84

25

> 100

60

39

35

O

O

O

7

75

75

50

O

O

O

O

Hierna volgt een samenvatting van de belangrijkste resultaten per effluent. Vanwege de grote hoeveelheid gegevens staat de volledige set van fysisch-chemische gegevens vermeld in bijlage 4. In deze bijlage worden alle chemische parameters per effluent besproken. Hierbij wordt onderscheid gemaakt in de herkomst van de lozingsgegevens (GC-MS-analyses, Wvo-vergunning, bedrijfsafvalwaterrapportages) . Alleen de effluenten 1, 6, 7, 11, 12, 13 en 15 zijn m.b.v. GC-MS geanalyseerd, omdat uit de toxiciteitstesten bleek dat alleen deze effluenten zeer acuut toxisch zijn. De resultaten

31

riza

staan eveneens in bijlage 4 vermeld. Effluent 16 - eveneens zeer acuut toxisch - kon om logistieke redenen niet met behulp van GC-MS geanalyseerd worden. Effluent 1 (matig acuut toxisch) Het bedrijf gebruikt een groot aantal stoffen, waarvan een gedeelte in het afvalwater terecht komt. Ten tijde van de bemonstering was het effluent nog niet volledig gesaneerd. In de vigerende Wvo-vergunning en bijbehorende aanvraag wordt melding gemaakt van enkele zware metalen, koelwatertoevoegingen, schoonmaak-, conserverings- en oplosmiddelen. Genoemde stoffen kunnen in het effluent verwacht worden. Zoals blijkt uit de GC-MS analyse worden oplosmiddelen inderdaad in het effluent aangetroffen. De gemeten stofconcentraties liggen onder de effectconcentraties voor testorganismen (bijlage 4). Zware metalen, fluoriden en silanen worden niet geanalyseerd met de GC-MS analyse. De metalen, en waarschijnlijk ook de koelwatertoevoegingen (vanwege biocide werking), dragen bij aan de geconstateerde acute toxiciteit. Hierdoor wordt de acute toxiciteit bij de alg volledig verklaard. Bij de overige organismen is de acute toxiciteit niet volledig te verklaren met behulp van de fysisch-chemische gegevens. Effluent 2 (weinig acuut toxisch) De bemonsterde stroom van dit bedrijf bestaat uit een combinatie van een aantal deelstromen, te weten koelwaterspui, spoelwater, gaswaswater en hemelwater. De lozing, die gesaneerd is conform BUT/BBT, is met name verontreinigd met stikstofverbindingen en koelwateradditieven. Bij de kreeftachtige blijkt de toxiciteit (vooral) door koelwaterbiociden te worden veroorzaakt. Bij de overige 3 testorganismen kan de toxiciteit niet verklaard worden door het ontbreken van toxiciteitsgegevens van de gemeten stoffen (bijlage 4, tabel 2). Het is niet duidelijk wat de invloed van het zoutgehalte op de zoetwater alg is geweest. Het Zoutgehalte was 20.5 %O. De overig geteste organismen zijn zoutwater organismen. Effluent 3 (niet toxisch) Het effluent van dit bedrijf is gesaneerd en bevat volgens de vergunning met name zetmeelderivaten, enkele zouten en anti-corrosie middelen (van dit middel zijn geen toxiciteitsgegevens bekend). Het effluent wordt sterk verdund voordat het geloosd wordt. Tezamen met de genoemde samenstelling kan dit een verklaring zijn voor het niet kunnen aantonen van acuut toxische effecten. Effluent 4 (weinig acuut toxisch) De afvalwaterstroom van dit bedrijf, dat nog niet volledig gesaneerd is volgens BUT/BBT, wordt vooral gevormd door de volgende deelstromen: procesafvalwater, ketelspuiwater, koelwaterspui en gaswaswater. Het afvalwater kan o.a. zuurstofbindende stoffen, stikstofverbindingen en enkele zware metalen bevatten. Uit periodieke afvalwateranalyses uitgevoerd in de onderzoeksperiode is gebleken dat zware metalen in het effluent voorkomen (bijlage 4, tabel 3). Het bemonsterde afvalwater is niet met behulp van GC-MS geanalyseerd. De acute toxiciteit bij de bacterie is slechts voor een klein deel verklaarbaar met behulp van de bekende fysisch-chemische parameters van het afvalwater. Hoewel het ammoniakgehalte hoog is (overschrijding randvoorwaarde), heeft dit geen effecten gehad voor de alg, de kreeftachtige en de vis.

32

riza

Effluent 5 (weinig acuut toxisch) In dit volledig gesaneerde effluent komen volgens de vergunningaanvraag borium, methanol, olie, lithium en een ketelwatertoevoeging voor. De acute toxiciteit bij de alg is nauwelijks te verklaren op grond van de gegevens van de bekende chemische parameters (bijlage 4). Dit is deels het gevolg van gebrek aan toxiciteitsgegevens van deze stoffen. Op grond van toxiciteitsgegevens van de geanalyseerde stoffen kan een zeer geringe acute toxiciteit voor de bacterie, de alg en de vis verwacht worden (op basis van erg lage concentraties). In de testen zijn echter geen - duidelijke - effecten geconstateerd. Dit is verklaarbaar door de lage concentraties en de lage waarde van TU,,,, (bijlage 4, tabel 15). Effluent 6 (matig acuut toxisch) In de week dat de acute toxiciteitsmonsters zijn genomen is alleen fosfaat en nitraat gerapporteerd. Met GC-MS zijn dioxanen, gechloreerde ethaanverbindingen, een alcohol en een keton aangetroffen. De gemeten acute toxiciteit voor de alg is niet te verklaren (bijlage 4), omdat er geen gegevens beschikbaar waren van stoffen die met behulp van GC-MS geïdentificeerd worden. Voor de overige testorganismen kan op basis van de stofgegevens (bijlage 4) een zeer lage acute toxiciteit verwacht worden. Dit is niet uit de testen gebleken en is vooral verklaarbaar door de zeer lage waarde van TUsioff,(bijlage 4, tabel 15). Effluent 7 (matig acuut toxisch) Het effluent van dit bedrijf is redelijk constant qua samenstelling. In de vergunning wordt melding gemaakt van metalen en vluchtige verbindingen. De aanwezigheid van enkele gechloreerde koolwaterstoffen is verklaarbaar omdat het verontreinigingen van grond- en hulpstoffen betreft. Een aantal stoffen, zoals xylenen, kan op grond van de vergunning(aanvraag) in het afvalwater verwacht worden. Deze ontbreken in de GC-MSresultaten. Het afvalwater is niet volledig gesaneerd en bevat nog een rest-CZV met onverklaarbare oorzaak. De geconstateerde toxiciteit voor alg en kreeftachtige komt niet overeen met de gegevens op basis van de GC-MS analyse. De hoge nitriet- en nitraatgehaltes kunnen van invloed zijn geweest op het optreden van de effecten (bij de vis). Mogelijk kan het hoge zoutgehalte van het effluent een rol gespeeld hebben voor het resultaat met de zoetwater alg. Dit geldt niet voor de geteste zoutwater organismen. Voor de bacterie kan een zeer beperkte toxiciteit worden verwacht. Deze is niet aangetoond (zie ook effluent 5 en 6). Effluent 8 (weinig acuut toxisch) Van dit effluent zijn geen fysisch-chemische gegevens bekend (buiten de gegevens van de randvoorwaarden). De acute toxiciteit is dus niet te verklaren op grond van fysischchemische gegevens. Effluent 9 (weinig acuut toxisch) Voor dit effluent zijn in de bemonsteringsweek alleen olie, sulfides en fenolen gemeten. Als gevolg van het ontbreken van toxiciteitsgegevens van deze stoffen kan de geconstateerde toxiciteit niet verklaard worden (bijlage 4).

33

riza

Effluent 10 (weinig acuut toxisch) Volgens de vergunningaanvraag bevat dit effluent, naast waarden voor enkele somparameters, met name formaldehyde. De acute toxiciteit komt bij de alg en de kreeftachtige volledig of voor een groot deel overeen met de acute toxiciteit 0.b.v de fysisch-chemische gegevens (op basis van formaldehyde; bijlage 4). Effluent 11 (matig acuut toxisch) In dit effluent kunnen meerdere stoffen voorkomen, waaronder cadmium, kwik en aniline. De acute toxiciteit komt bij de alg en de kreeftachtige voor een groot deel of volledig overeen met de acute toxiciteit 0.b.v de fysisch-chemische gegevens (bijlage 4). Het aandeel van kwik en cadmium is onduidelijk omdat de in de aanvraag aangegeven concentraties onder de detectielimiet liggen. Ondanks dat het effluent een verhoogd nitrietgehalte heeft, kunnen de acute effecten hier niet aan worden toegeschreven (zie ook bijlage 3.1 en 3.2). Dit geldt wel voor de saliniteit bij de kreeftachtige én de zoetwater alg. Effluent 12 (zeer acuut toxisch) Uit de GC-MS analyse blijkt dat in dit effluent metolachloor voorkomt in een zeer hoge concentratie van 29 mg/l. Metalochloor is een herbicide dat alleen in Zwitserland geproduceerd wordt. De gemeten acute toxiciteit bij de vis is geheel toe te schrijven aan dit herbicide (bijlage 4). Deze acute toxiciteit uit de literatuur voor de vis is mogelijk sterk overschat. Toxiciteitsgegevens van metalochloor ontbreken voor de overige testorganismen. Daardoor kan voor deze organismen de toxiciteit niet verklaard worden. Effluent 13 (matig acuut toxisch) Het effluent bevat een aantal organische verbindingen in lage concentraties, zoals triethylfosfaat, 2-hexanol en dimethylsulfide. De gemeten toxiciteit is niet te verklaren met behulp van de gegevens op basis van de GC-MS analyse (bijlage 4). De pH voor correctie was 9,2. Na de pH correctie is de acute toxiciteit voor kreeftachtigen toegenomen. Dit effect kan worden veroorzaakt door verbindingen die toxisch worden als de pH daalt. Hiertoe behoren o.a. fenolachtige verbindingen. Een andere verklaring kan gezocht worden in het zoutgehalte. Omdat het effluent na pH-correctie te zout was, is Acartia tonsa gebruikt als kreeftachtige. A.tonsa is gevoeliger voor NH, dan de Daphnia’s. De NH,- en de NH,+-concentratie van het effluent zijn beide hoog (zie bijlage 3.2 en 3.4). Effluent 14 (weinig acuut toxisch) Van dit effluent zijn geen fysisch-chemische gegevens bekend (buiten de gegevens van de randvoorwaarden). De acute toxiciteit is dus niet te verklaren op grond van fysischchemische gegevens. Effluent 15 (weinig acuut toxisch) Het effluent bevat een aantal organische verbindingen, zoals gechloreerde koolwaterstoffen, gechloreerde fenoxy koolwaterstoffen en cresolen. Daarnaast ook een aantal metalen en een hoge concentratie chloraat.

34

riza

De geconstateerde acute toxiciteit is alleen bij de resultaten met de alg en de kreeftachtige (volledig) te verklaren met behulp van de fysisch-chemische gegevens (bijlage 4). Aangezien geen grote verandering is opgetreden in de toxiciteitsresultaten na het doorvoeren van de pH-correctie, is de acute toxiciteit niet toe te schrijven aan een pH-effect (zie bijlage 3.1). Effluent 16 (weinig acuut toxisch) In dit effluent worden met name bestrijdingsmiddelen, zoals aldrin, dieldrin, endrin en isodrin, gemeten. Hiervan liggen de concentraties voor kreeftachtigen onder het LC/EC, niveau. Waarschijnlijk spelen dus ook andere stoffen een rol bij de verklaring van de gemeten acute toxiciteit. Alleen bij de vissen kan een belangrijk deel van de toxiciteit verklaard worden aan de hand van de bekende fysisch-chemische gegevens (bijlage 4). Na pH correctie is getest met Acarîia tonsa (zoutwaterorganisme). Bij de Daphnia-test (zoet) vóór de pH correctie was sprake van een laag zuurstofgehalte. Tezamen met een hoger zoutgehalte kan dit aanleiding gegeven hebben tot een hogere acute toxiciteit in vergelijking met A.tonsa (na de pH correctie). Effluent 17 (niet toxisch) Van dit effluent werd voor de vergunningaanvraag alleen olie bepaald. Er is geen acute toxiciteit geconstateerd en dit komt overeen met de toxiciteitsgegevens aan de hand van de (beperkte) fysisch-chemische gegevens (bijlage 4).

Samenvattend Bij slechts 2 effluenten (nrs. 3 en 17) is geen acute toxiciteit geconstateerd. Bij 7 van de overige 15 effluenten (nrs. 1, 2, 10, 11, 12, 15, 16) kan de geconstateerde acute toxiciteit van een van de vier testen volledig verklaard worden aan de hand van de berekende toxiciteit op basis van kennis omtrent stoffen aanwezig in het geteste effluent. De overige testresultaten kunnen slechts ten dele op deze manier verklaard worden. In de meeste gevallen betrof dit een bestrijdingsmiddel of een metaal. Met uitzondering van effluent 12 kon deze toxiciteit al op basis van de door het bedrijf aangeleverde gegevens ingeschat worden. Bij de overige 8 effluenten bleek dat de in de testen geconstateerde acute toxiciteit niet of nauwelijks verklaard kan worden met behulp van de in het effluent geanalyseerde of bekende stoffen. De belangrijkste reden hiervan is het gebrek aan beschikbare toxiciteitsinformatie of -gegevens (in literatuur of databestanden). Uit de saneringstoestand van de bedrijven in het beheersgebied van de directie NoordNederland is gebleken dat over het algemeen de niet volledig gesaneerde lozingen als zeer of matig acuut toxisch effluent worden geklassificeerd. Bij 7 effluenten kan een (zeer geringe) acute toxiciteit verwacht worden op grond van toxiciteitsgegevens voor de bekende of de geanalyseerde stoffen. Deze verwachte toxiciteit komt echter niet uit de testen naar voren. Een verklaring hiervoor is dat de concentraties te laag zijn om duidelijke effecten te veroorzaken gedurende de testen. Daarnaast is steeds sprake van complexe effluenten waarin de combinaties van stoffen en het voorkomen van deeltjes tot een lage(re) toxiciteit of biologische beschikbaarheid kan leiden. Dit geeft meteen de meerwaarde aan van toxiciteitstesten (betere weergave van de werkelijke eigenschappen van het totale effluent).

35

riza

36

riza

4 Conclusies en aanbevelingen

4.1 Conclusies Uit het onderzoek kunnen de volgende conclusies getrokken worden.

Acute toxiciteit efnuenten De pilot-study heeft inzicht gegeven in de acute toxiciteit van de onderzochte effluenten, en heeft daarmee voldaan aan het gestelde doel. Uit de resultaten blijkt dat van de 17 onderzochte effluenten er één (nr. 12) als 'zeer acuut toxisch', vijf (nrs. 1, 6, 7, 11 en 13) als 'matig acuut toxisch' en negen (nrs. 2, 4, 5, 8, 9, 10, 14, 15 en 16) als 'weinig acuut toxisch' beschouwd moeten worden. Slechts twee effluenten (nrs. 3 en 17) vertoonden geen acute toxiciteit in de gehanteerde testen. Een aantal van de als matig of weinig acuut toxisch geclassificeerde effluenten bleken niet volledig gesaneerd te zijn (gegevens van de directie Noord-Nederland). Niettemin werden twee volledig gesaneerde effluenten geclassificeerd als (weinig) acuut toxisch. Deze pilot toont daarmee aan dat volledige sanering conform BUT/BBT geen garantie is voor de afwezigheid van acuut toxische effecten. Bij 5 effluenten (nrs. 4, 5, 6, 8 en 14) van deze pilot-studie is sprake van een toxiciteitsrespons bij slechts 1 organisme (standaardtest of toxkit) of er is een respons bij 1 standaardtest én 1 toxkit. Bij zes van de 17 effluenten (nrs. 1, 2, 10, 11, 15 en 16) komt de geconstateerde toxiciteit bij tenminste 1 testorganisme overeen met de berekende toxiciteit op basis van door het bedrijf aangeleverde stofgegevens (vergunningaanvraag of bedrijfsafvalwaterrapportages). In één geval (nr. 12) blijken aanvullende stofgegevens, m.b.v. GC-MS-analyses, noodzakelijk voor een verklaring van de geconstateerde toxiciteit. In de resterende 8 gevallen is de geconstateerde acute toxiciteit, op basis van de testen, niet of nauwelijks te verklaren met de beschikbare fysisch-chemische gegevens (vergunningaanvraag , kwartaalgegevens én aanvullende GC-MS analyses). De redenen hiervoor zijn: - de samenstelling van de effluenten is niet volledig bekend (de fysisch-chemische analyses in dit onderzoek zijn beperkt van opzet en niet alle stoffen zijn chemisch te analyseren of te identificeren); - voor niet alle geïdentificeerde en te identificeren stoffen zijn acute toxiciteitsgegevens beschikbaar. Geen van de toxiciteitstesten laat bij een bepaalde bedrijfstak of reeks van effluenten steeds dezelfde gevoeligheid of toxiciteitsrepons zien. Er is niet een bepaalde lijn of trend af te leiden. Gezien de beperkte opzet van het onderzoek (één steekproef per lozing) moeten de conclusies ten aanzien van de acute toxiciteit van de onderzochte effluenten genuanceerd worden bekeken. Omdat niet bekend is in hoeverre sprake is van fluctuaties in de tijd bij de betreffende effluenten, kan het zo zijn dat de niet-acuut toxische effluenten y&l als toxisch geclassificeerd moeten worden. Van de overige effluenten kan in de tijd ook

37

riza

4 Conclusies en aanbevelingen 4.1 Conclusies Uit het onderzoek kunnen de volgende conclusies getrokken worden.

Acute toxiciteit @uenten De pilot-study heeft inzicht gegeven in de acute toxiciteit van de onderzochte effluenten, en heeft daarmee voldaan aan het gestelde doel. Uit de resultaten blijkt dat van de 17 onderzochte effluenten er één (nr. 12) als 'zeer acuut toxisch', vijf (nrs. 1, 6, 7, 11 en 13) als 'matig acuut toxisch' en negen (nrs. 2, 4, 5, 8, 9, 10, 14, 15 en 16) als 'weinig acuut toxisch' beschouwd moeten worden. Slechts twee effluenten (nrs. 3 en 17) vertoonden geen acute toxiciteit in de gehanteerde testen. Een aantal van de als matig of weinig acuut toxisch geclassificeerde effluenten bleken niet volledig gesaneerd te zijn (gegevens van de directie Noord-Nederland). Niettemin werden twee volledig gesaneerde effluenten geclassificeerd als (weinig) acuut toxisch. Deze pilot toont daarmee aan dat volledige sanering conform BUT/BBT geen garantie is voor de afwezigheid van acuut toxische effecten. Bij 5 effluenten (nrs. 4, 5, 6, 8 en 14) van deze pilot-studie is sprake van een toxiciteitsrespons bij slechts 1 organisme (standaardtest of toxkit) of er is een respons bij 1 standaardtest én 1 toxkit. Bij zes van de 17 effluenten (nrs. 1, 2, 10, 11, 15 en 16) komt de geconstateerde toxiciteit bij tenminste 1 testorganisme overeen met de berekende toxiciteit op basis van door het bedrijf aangeleverde stofgegevens (vergunningaanvraag of bedrijfsafvalwaterrapportages). In één geval (nr. 12) blijken aanvullende stofgegevens, m.b.v. GC-MS-analyses, noodzakelijk voor een verklaring van de geconstateerde toxiciteit. In de resterende 8 gevallen is de geconstateerde acute toxiciteit, op basis van de testen, niet of nauwelijks te verklaren met de beschikbare fysisch-chemische gegevens (vergunningaanvraag , kwartaalgegevens én aanvullende GC-MS analyses). De redenen hiervoor zijn: - de samenstelling van de effluenten is niet volledig bekend (de fysisch-chemische analyses in dit onderzoek zijn beperkt van opzet en niet alle stoffen zijn chemisch te analyseren of te identificeren); - voor niet alle geïdentificeerde en te identificeren stoffen zijn acute toxiciteitsgegevens beschikbaar. Geen van de toxiciteitstesten laat bij een bepaalde bedrijfstak of reeks van effluenten steeds dezelfde gevoeligheid of toxiciteitsrepons zien. Er is niet een bepaalde lijn of trend af te leiden. Gezien de beperkte opzet van het onderzoek (één steekproef per lozing) moeten de conclusies ten aanzien van de acute toxiciteit van de onderzochte effluenten genuanceerd worden bekeken. Omdat niet bekend is in hoeverre sprake is van fluctuaties in de tijd bij de betreffende effluenten, kan het zo zijn dat de niet-acuut toxische effluenten & Ials toxisch geclassificeerd moeten worden. Van de overige effluenten kan in de tijd ook

riza

sprake zijn van een sterkere of zwakkere toxiciteit. De uiteindelijke classificatie is van belang voor een eventuele sanering of prioritering van lozingen. Uitgangspunt dient in dat geval de 'worst case' te zijn. De reproduceerbaarheid van de testresultaten staat hierbij niet ter discussie, vanwege de uitvoering volgens internationale (kwaliteits)normen. Omdat bij de vergelijking van de toxiciteit tussen stofgegevens en testresultaten uitgegaan is van volledige biologische beschikbaarheid van de geanalyseerde stoffen is in principe het percentage verklaarde toxiciteit nóg lager dan wat in tabel 3.1 is aangegeven. In de praktijk wordt de biologische beschikbaarheid veelal beperkt, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van zwevend stof. Geconcludeerd kan worden dat acute toxiciteitstesten waardevolle en aanvullende informatie kunnen opleveren over de toxische eigenschappen van zowel volledig gesaneerde als van niet-gesaneerde effluenten. Het is duidelijk dat slechts bij een deel van de effluenten de stoffenaanpak voldoende inzicht levert in de toxiciteit van effluenten. De beperkingen van de stoffenaanpak zijn hiermee aangetoond.

Vergelijking toxkits met standaardtesten Uit een vergelijking van de toegepaste toxiciteitstesten blijken de standaardtesten gevoeliger te zijn dan de toxkits. Als alleen een vergelijking wordt gemaakt tussen de testen met een kreeftachtige, is eveneens sprake van een sterkere toxiciteitsrespons bij de standaardtest. Hieruit volgt dat de toxkits vooralsnog geen volwaardig alternatief zijn voor gestandaardiseerde testen. 4.2 Aanbevelingen

Uitvoering van toxiciteitstesten De acute toxiciteit van een effluent moet op grond van het bovenstaande (er is geen trend of lijn) altijd tenminste éénmaal met 4 trofische niveaus gemeten worden. Hierna kunnen verdere testen uitgevoerd worden met het gevoeligste organisme. Op grond van dit (beperkte) onderzoek wordt voorgesteld om, ondanks het kostenverschil, vooralsnog bij voorkeur uit te gaan van gestandaardiseerde testen. De toxkits worden in dit geval als nog niet bruikbaar beschouwd. Aanbevolen wordt om een uitgebreider vergelijkend onderzoek te doen ter bepaling van de bruikbaarheid van toxkits als (goedkoop) alternatief voor gestandaardiseerde toxiciteitstesten. Dit zal in 1996/1997 door het RIZA uitgevoerd en gerapporteerd worden.

Fysisch-chemische analvses Ter verklaring van eventuele acute toxiciteit dient het effluent zo volledig mogelijk gekarakteriseerd te worden door meting of bepaling van alle fysisch-chemische parameters uit de vergunning én de te verwachten parameters (op basis van het produktieproces en de gebruikte grondstoffen). Deze analyses en de toxiciteitstesten dienen met hetzelfde monster te worden uitgevoerd. Daarom is het aan te bevelen om bij bemonstering voldoende effluent te verzamelen (totaal 30 liter) en een voldoende groot deel voor eventuele, aanvullende analyses in een (diep)vriezer op te slaan (10 liter).

riza

......

Bij de vergelijking van de toxiciteit is uitgegaan van volledige biologische beschikbaarheid. Naar verwachting is dit niet het geval, omdat sprake is van complexe effluenten. Deze complexe mengsels bestaan uit combinaties van vele stoffen en bovendien kunnen hierin zwevende deeltjes voorkomen. De combinatie van stoffen kan ertoe leiden dat de toxiciteit van de afzonderlijke stoffen afneemt. De aanwezigheid van deeltjes kan ertoe leiden dat de biologische beschikbaarheid van de - toxische - stoffen afneemt als gevolg van ad- of absorptie. Daarom is het aan te bevelen om bij bemonstering ook het zwevend stofgehalte te (laten) bepalen.

Randvoorwaarden De effecten van de correctie van randvoorwaardenparameters zal, o.a. bij het RIZA, nader onderzocht moeten worden. Dit moet ertoe leiden dat in de praktijk duidelijk wordt óf en hóe tot correctie kan worden overgegaan. Totdat over het effect van de correcties meer gegevens bekend zijn, wordt geadviseerd om bij een sterke over- of onderschrijding (>30%) af te zien van het uitvoeren van toxiciteitstesten. Indien deze over- of onderschrijding van beperkte(re) omvang is, en wel tot uitvoering van toxiciteitstesten is besloten, wordt het aanbevolen om zowel voor als na een correctie een toxiciteitstest uit te voeren. Het zoutgehalte (één van de randvoorwaardenparameters) van een aantal effluenten was hoog. Dit kan de resultaten van de gebruikte testen met de m w a t e r a l g Selenastrum capricornutum beïnvloed hebben. Nader onderzoek naar de randvoorwaarden voor deze algentest wordt noodzakelijk geacht (dit is ook van belang voor zoete effluenten). Daarnaast wordt geadviseerd om te onderzoeken in hoeverre de inzet van een standaardtest met een mwateralg mogelijk is.

Vewolgstappen Aanbevolen wordt om die effluenten waarvan de geconstateerde acute toxiciteit niet (volledig) verklaard kan worden, nader te onderzoeken. Bijvoorbeeld door de eindstroom en de deelstromen nader te analyseren. Dit dient te geschieden door de lozer. In 1997 wordt door het RIZA een instrument ontwikkeld om de industrie hierbij te ondersteunen (TRE = Toxiciteits Reductie Evaluatie). De basis hiervoor is al beschikbaar (ervaringen in het buitenland). Geconcludeerd wordt dat toxiciteitstesten waardevolle informatie kunnen opleveren ter aanvulling van de stofgerichte aanpak van afvalwaterlozingen. Tevens wordt geconstateerd dat er nog veel onduidelijkheid bestaat ten aanzien van de praktische uitvoering van toxiciteitstesten, de interpretatie van testresultaten en de te nemen vervolgstappen na constatering van acute toxiciteit van het totaal effluent.

40

riza

Naar aanleiding van bovenstaande stelt de werkgroep voor om een vervolgproject te starten waarmee door de regionale directies meer praktijkervaring kan worden opgebouwd met de toepassing van toxiciteitstesten bij de beoordeling van afdwaterlozingen. Doel van dit project is het opstellen van een praktische richtlijn of handleiding voor de toepassing van acute toxiciteitstesten in het Wvo-vergunningentraject, waarbij de nadruk vooralsnog zal liggen op een onderzoeks- en rapportageverplichting. In de richtlijn zal worden aangegeven welke (vervo1g)stappen mogelijk zijn indien toxiciteit is vastgesteld. Deze actie dient bij voorkeur binnen FWVO cluster A (Effectenkant emissiebeleid) te worden uitgevoerd, omdat daarmee specifieke inbreng van respectievelijk regionale directies, hoofddirectie en specialistische diensten kan worden gerealiseerd.

41

. . ..... .

riza

Referenties AquaSense, 1994, Ecotoxicologisch onderzoek effluenten. Bepaling van de acute toxiciteit met behulp van toxkits. In opdracht van: Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Ahaiwaterbehandeling. Rapport 94.0659. Beckers-Maessen, C.M.H., 94.077X

1994a. Stoffen in vergunningen, RIZA werkdocument

Beckers-Maessen, C.M.H, 1994b. Toxiciteitstesten in de WVO vergunningverlening, R E A werkdocument 94.07 1X. Canton, J.W. et al, 1991. Catch-up operation on old pesticides: an integration. RIVMreport no. 678801002. Creasel, 1990. THAMNOTOXKIT P, Crustacean toxicity screening test for freshwater, standard operational procedure. V071090 Creasel, 1990a. ROTOXKIT Fm, Rotifer toxicity screening test for freshwater, standard operational procedure. V071090 Creasel, 1990c. ROTOXKIT Mm Rotifer toxicity screening test for estuarine and marine waters, standard operationai procedure. V07 1090 Creasel, 1990d. ARTOXKIT Fm Artemia toxicity screening test for estuarine and mrine waters, standard operational procedure. V07 1090 EPA, 1984. Estimating "concern levels" for concentrations of chemica1 substances in the environment. Environmental Effect Branch, Health and Environmental Review Division, Washington D.C. EPA, 1991. Technica1 support document for water quality-based toxics control. Office of Water, Washington DC. EPA/505/2-90-001: 145 pp. Hooftman R.N., D. van Drongelen-Sevenhuijsen, J.A. Kauffman-van Bommel, H. Oldersma en M. A.H.L. Pullens, 1994. Ecotoxicologische toetsing van 17 effluenten met vier toetssystemen, TNO-rapport-MW-R-94/31 Leeuwen, C.J. van and J.L.M. Hermens, 1995. Risk assessment of chemicals: an introduction. Kluwer Academic Publishers. Maas, J.L., J. Botterweg & A. Espeldoorn, 1994. Milieubezwaarlijkheid van een complex effluent voor en na ozonisatie. RIZA-werkdocument 93.154X. WSCE 9312.

Maas, J.L., A. Naber & J. Botterweg, 1996. Toxiciteit en mutageniteit van acht industriële effluenten voor zoetwater organismen. Vergelijking van de gevoeligheid van zoet- en zoutwaterorganismen. RIZA-Werkdocument 93.171X.

42

riza

Tidepool, 1993. ToxCalc user’s guide. Comprehensive toxicity data analysis and databse software. Version 4.0 for microsoft Excel under windows 3.1 or Apple Macintosh. Tidepool Scientific Software Tonkes, M. en J. Botterweg, 1994. Totaal Effluent Milieubezwaarlijkheid. Beoordelingsmethodiek milieubezwaarlijkheid van afvalwater. Literatuur- en gegevensevaluatie. RIZA nota 94.020.

43

riza

BIJLAGE

1: BEGRIPPENLIJST

toxkit GC-MS EC20/50 LC50 NOEC TU randvoorwaarden

snelle acute toxiciteitstesten m.b .v. "slapende" organismen GasChromatografie-MassaSpectrometrie Effect Concentration, concentratie waarbij 20/50 % van de organismen een effect vertoont Lethal Concentration, concentratie waarbij 50 % van de organismen sterft No Observed Effect Concentration, hoogste concentratie waarbij geen effect optreedt Toxic Unit, dimensieloos getal waarin de toxiciteit uitgedrukt kan worden door de concentratie van een stof of mengsel te delen door de ECLC5O fysisch-chemische parameters waarvan bekend is dat ze bij overschrijding, al of niet direct, acuut toxische effecten kunnen veroorzaken. Deze fysisch-chemische parameters zijn, in de meeste gevallen, temperatuur, pH, zout, zuurstof, ammonia en nitriet.

44

riza

45

riza

BIJLAGE2 BESCHRIJVING TOXICITEITSTESTEN 2.1 Standaard toxiciteitstesten 1. Acute bacterietest (Microtox-toets) De microtox-toets is uitgevoerd volgens de richtlijn NVN 6516 (NEN, 1993). Vibrio jïscheri (v/h Photobacterium phosphoreum), een luminescerende zoutwater Toetsorganisme: bacterie. f 15 "C Temperatuur: Effluent concentraties: Bepaald met een "range-finding" test. In het geval geen acute toxiciteit gemeten werd, werd een zogenaamde "limit test" met de maximale toetsconcentratie (45.5 vol. %) uitgevoerd. 5 , 10 en 30 minuten Blootstellingsduur: In het geval het zoutgehalte lager was dan 3 %O werd de osmotische waarde van het Voorbehandeling: effluent op dit zoutgehalte gebracht door toevoeging van een geconcentreerde oplossing (MOAS: Microtox Osmotic Adjustment Solution). Troebele effluenten werden voor de toets gecentrifugeerd over een 3 pm cellulose-nitraat membraanfilter, voorzien van een glasvezel voorfilter. Toxiciteitsparameters: NOEC: No Observed Effect Concentration EC, of EC,: de concentratie waarbij respectievelijk 20 of 50 % van de organismen een geremde luminescentie heeft. Randvoorwaarden: zie bijlage 3.2. 2. Acute tozkiteitstest met algen De acute toxiciteit werd bepaald met een drie dagen durende groeitoets met algen die uitgevoerd werd volgens de OECD Guideline no. 201 (1984).

Selenastrum capriconutum (ATCC 22662), een zoetwater (groen)alg. Toetsorganisme: Temperatuur: 23 "C. Volgens de OECD Guideline no. 201. Medium: Effluent concentraties: Bepaald met een range "finding test". De maximale toetsconcentratie is 98 vol %. Er wordt in dit geval een geconcentreerde oplossing van het 'medium-zout' aan het onverdunde effluent toegevoegd. In het geval er geen acute toxiciteit gemeten werd, werd een "limit-test'' met de maximale concentratie uitgevoerd. k 72 uur. Blootstellingsduur: Erlenmeyers van 200 ml. Proefvaten: Twee per concentratie en een enkelvoudige serie zonder algen. Aantal replica's: 100 ml. Toetsvolume: 1 x i04 aan het begin van de toets Celdichtheid: Indien het effluent troebel is, filtratie over 1.2 pm cellulose-nitraat membraanfilter, Voorbehandeling: voorzien van een glasvezel voorfilter. Indien nodig werd de pH bijgesteld en werd de acute toxiciteitstest voor en na pH correctie uitgevoerd. Volgens Kooijman et al (1983). Berekeningen: Toxiciteitsparameters: NOEC en EC, (voor groei) zie bijlage 3.2. Randvoorwaarden:

*

46

riza

3. Acute toxiciteitstest met kreeftachtigen De acute toxiciteit werd bepaald met de watervlo Daphnia mgna in een 48 uur durende statische test op beweeglijkheid, volgens de OECD Guideline no. 202 (1984). In die gevallen dat de saliniteit van het monster te hoog was (> 10 %i) werd een toets met de zoutwater kreeftachtige Acam'a toma uitgevoerd volgens de methoden omschreven door Björnstadt (1991) en een UK proposal to I S 0 (1990).

* Toets met Daphnia m g n a Daphnia magna, afkomstig uit eigen kweek TNO; minder dan 24 uur oud. 20 f 2 "C. Dutch Standard Water Linschoten (DSWL), bereid uit grondwater. Hardheid 205 mg/l . Effluent concentraties: Bepaald met een "range finding" test. In het geval dat geen acute toxiciteit werd gemeten, werd een "limit test" met de hoogste concentratie getoetst. Blootstellingsduur: 48 uur. Bekerglas van 150 ml. Proefvaten: 100 ml. Toetsvolume: 5 per vat. Aantal proefdieren: Aantal replica's: 4. Beluchting: Geen. Voeren: Niet. 16 uur licht/8 uur donker, met een schemerperiode van 30 minuten. Lichtritme: Eén effluent werd bij de oorspronkelijke pH en bij de aangepaste pH getoetst. Voorbehandeling: Beweeglijkheid en conditie (dagelijks). Waarnemingen: Temperatuur (in de controle aan begin en einde van de toets), pH en O, (in alle Metingen: concentraties aan begin en einde van de toets). Controles: NO,, NO, en totaai ammonia in de hoogst getoetste concentraties (meestal het onverdunde effluent). Volgens Kooijman (1981) of van der Hoeven (1991). Berekeningen: Toxiciteitsparameters: NOEC en EC,. zie 'metingen', 'controles' en bijlage 3.2. Randvoorwaarden: Toetsorganisme: Temperatuur: Verdunningswater:

* Toets met Acartia toma Toetsorganisme: Temperatuur: Verdunningswater: Effluent concentraties: Blootstellingsduur: Proefvaten: Toetsvolume: Aantal proefdieren: Aantal: Beluchting: Voeren: Lichtritme: Voorbehandeling: Waarnemingen: Metingen:

Acartia toma, afkomstig uit eigen kweek TNO, 6-8 dagen oud. 20 f 2 "C. Natuurlijk zeewater; saliniteit k 28 5%. Bepaald met "range finding" test. In het geval dat geen acute toxiciteit werd gemeten, werd eem "limit" test uitgevoerd met de hoogste concentratie. 48 uur. Scintillatieflesjes van 20 ml. 10 ml. 1 per proefvat. 10. Geen. Niet. 16 uur licht/8 uur donker, met een schemerperiode van 30 minuten. Sommige effluenten werden bij de oorspronkelijk pH en bij de aangepaste pH getoetst. Overleving en conditie (dagelijks). Temperatuur (in de controle aan begin en einde van de toets), pH en O, (in alle concentraties aan begin en einde van de toets).

47

riza

Controles:

NO,, NO, en totaal ammonia in de hoogst getoetste concentraties (meestal het onverdunde effluent). Volgens Kooijman (1983) of van der Hoeven (1991). Berekeningen: Toxiciteitsparameters: NOEC en LC, zie 'metingen' en 'controles'; vaste waardes of ranges/trajecten voor Randvoorwaarden: bepaalde parameters zijn (nog) niet vastgesteld. Uit praktische overwegingen kan als indicatie (voorlopig) gewerkt worden met de randvoorwaarden zoals toegepast bij Daphnia magna. 4. Acute toxiciteitstest met vissen De acute toxiciteit van de effluenten werd bepaald met de zebravis Brachydanio rerio in een vier dagen durende statische toets op sterfte volgens de OECD Guideline no. 203 (1992). In het geval de saliniteit van het effluent te hoog was: (> 10 %O) werd een toets met de guppy Poecilia reticulata uitgevoerd, volgens Björnstadt.

* Toets met Brachydanio rerio Brachydanio reno, gekocht in aquariumvishandel. De lengte was f 2.5 cm. 25 f 2 "C Dutch Standard Water Linschoten (DSWL), bereid uit grondwater. Hardheid 205 mg/l . Effluent concentraties: Bepaald met een "range finding" test. In het geval dat er geen acute toxiciteit werd gemeten werd een "limit" test uitgevoerd met de hoogste concentratie. 96 uur. Blo0tstellingsduur: Bekerglas van 2 liter. Proefvaten: 1500 ml. Toetsvolume: 10 per proefvat. Aantal proefdieren: Eén per concentratie. Aantal replica's: Ja. Beluchting: Niet. Voeren: 16 uur licht/8 uur donker, met een schemerperiode van 30 minuten. Lichtritme: Sommige effluenten werden bij de oorspronkelijk pH en bij de aangepaste pH Voorbehandeling: getoetst. Overleving en conditie (dagelijks). Waarnemingen: Temperatuur (in de controle aan begin en einde van de toets), pH en O, (in alle Metingen: concentraties aan begin en einde van de toets).

Toetsorganisme: Temperatuur: Verdunningswater:

Controles:

NO,, NO, en totaal ammonia in de hoogst getoetste concentraties (meestal het onverdunde effluent). Volgens Kooijman (1983) of van der Hoeven (1991). Berekeningen: Toxiciteitsparameters: NOEC en LC, zie 'metingen', 'controles' en bijlage 3.2. Randvoorwaarden:

* Toets met Poecilia reticulata Toetsorganisme: Temperatuur: Verdunningswater: Effluent concentraties: Blootstellingsduur:

Poecilia reticulata, uit eigen laboratorium kweek van TNO. 25 i: 2 "C Natuurlijk zeewater, verdund met milli-Q water tot de saliniteit van het afvalwater. Bepaald met een "range finding" test. In het geval dat geen acute toxiciteit werd gemeten, werd een "limit" test uitgevoerd met de hoogste concentratie. 96 uur.

48

riza

Proefvaten: Toetsvolume: Aantal proefdieren: Aantal replica’s: Beluchting: Voeren: Lichtritme: Voorbehandeling: Waarnemingen: Metingen:

Bekerglas van 2 liter. 1500 ml. 10 per proefvat. Eén per concentratie. Ja. Niet. 16 uur licht/8 uur donker, met een schemexperiode van 30 minuten. Sommige effluenten werden bij de oorspronkelijk pH en bij de aangepaste pH getoetst. Overleving en conditie (dagelijks). Temperatuur (in de controle aan begin en einde van de toets), pH en O, (in alle concentraties aan begin en einde van de toets).

NO,, NO, en totaai ammonia in de hoogst getoetste concentraties (meestal het onverdunde effluent). Volgens Kooijman (1983) of van der Hoeven (1991). Berekeningen: Toxiciteitsparamet: NOEC en LC, zie ’metingen’, ’controles’ en bijlage 3.2. Randvoorwaarden: Controles:

49

riza

2.2 Toxkits 1. ROTOXKIT F De test is uitgevoerd volgens het standaardprotocol behorende bij de ROTOXKIT FM (Creasel, 1990a). Na 24 uur werd de sterfte bij juvenielen van het raderdiertje Bruchionus culyciflom beoordeeld bij verschillende effluentconcentraties. Deze effluentconcentraties waren: 100, 56, 32, 18 en 10 vol. %. De verdunningen werden aangemaakt met het in de TOXKKIT bijgeleverde standaard zoetwatermedium. Het testvolume bedroeg 0.3 mi per testcupje. Ais blanco werd 100 % zoetwatermedium getest. De test werd in zesvoud uitgevoerd met in ieder testcupje 5 juvenielen. De testtemperatuur bedroeg 25 f 1 "C en werd in het donker uitgevoerd. Tijdens de test werden de proefdieren niet gevoerd (AquaSense, 1994). De randvoorwaarden voor uitvoering van deze test staan vermeld in bijlage 3.4 (deze zijn alle gemetenhepaald aan de blanco's en het onverdunde effluent).

2. THAMNOTOXKIT F" De test is uitgevoerd volgens het standaardprotocol behorende bij de THAMNOTOXKIT FM (Creaselb, 1990). Na 24 uur werd de sterfte bij juvenielen van de kreeftachtige Thamnocephulus platyum beoordeeld bij verschillende effluentconcentraties. Deze effluentconcentraties waren: 100, 56, 32, 18 en 10 vol. %. De verdunningen werden aangemaakt met het in de TOXKKIT bijgeleverde standaard zoetwatermedium. Het testvolume bedroeg 1 ml per testcupje. Als blanco werd 100 % zoetwatermedium getest. De test werd in drievoud uitgevoerd met in ieder testcupje 10 juvenielen. De testtemperatuur bedroeg 25 f 1 "C en werd in het donker uitgevoerd. Tijdens de test werden de proefdieren niet gevoerd (AquaSense, 1994). De randvoorwaarden voor uitvoering van deze test staan vermeld in bijlage 3.4 (deze zijn alle gemetedbepaald aan de blanco's en het onverdunde effluent).

3. ROTOXKIT MTM De test is uitgevoerd volgens het standaardprotocol behorende bij de ROTOXKIT P (Creasel, 1990~).Na 24 uur werd de sterfte bij juvenielen van het raderdiertje Bruchionus plicatilis beoordeeld bij verschillende effluentconcentraties. Deze effluentconcentraties waren: 100, 56, 32, 18 en 10 vol. %. De verdunningen werden aangemaakt met het in de TOXKKIT bijgeleverde standaard zoutwatermedium. De saliniteit van het verdunningsmedium (35 %O) werd aangepast aan de gemiddelde saliniteit van de effluentmonsters waarmee zoutwatertesten werden uitgevoerd (24 %). Het testvolume bedroeg 0.3 ml per testcupje. Als blanco werd 100 % zoutwatermedium getest. De test werd in zesvoud uitgevoerd met in ieder testcupje 5 juvenielen. De testtemperatuur bedroeg 25 f 1 "C en werd in het donker uitgevoerd. Tijdens de test werden de proefdieren niet gevoerd (AquaSense, 1994). De randvoorwaarden voor uitvoering van deze test staan vermeld in bijlage 3.4 (deze zijn alle gemetedbepaald aan de blanco's en het onverdunde effluent).

4. ARTOXKIT M" De test is uitgevoerd volgens het standaardprotocol behorende bij de ARTOXKIT P (Creasel, 1990d). Na 24 uur werd de sterfte bij juvenielen van de kreeftachtige Artem'a salinu beoordeeld bij verschillende effluentconcentraties. Deze effluentconcentraties waren: 100, 56, 32, 18 en 10 vol. %. De verdunningen werden aangemaakt met het in de TOXKKIT bijgeleverde standaard zoutwatermedium. De saliniteit van het verdunningsmedium (35 %w) werd aangepast aan de gemiddelde saliniteit van de effluentmonsters waarmee zoutwatertesten werden uitgevoerd (24 %u). Het testvolume bedroeg 1 ml per testcupje. Als blanco werd 100 % zoutwatermedium getest. De test werd in drievoud uitgevoerd met in ieder testcupje 10 juvenielen. De testtemperatuur bedroeg 25 f 1 "C en werd in het donker uitgevoerd. Tijdens de test werden de proefdieren niet gevoerd (AquaSense, 1994). De randvoorwaarden voor uitvoering van deze test staan vermeld in bijlage 3.4 (deze zijn alle gemeteníbepaald aan de blanco's en het onverdunde effluent).

50

riza

51

riza

BIJLAGE 3.

RESULTATEN ACUTE TOXICITEITSTESTEN.

3.1 Resultaten standaard acute toxiciteitstesten

microtox volgens NVN 65 16 *: algentest volgens OECD 201 3:

kreeftachtigentest volgens OECD 202 en UK proposal to IS0

*: vissentest volgens OECD 203

*: toets met Acurriu tonsu zout b:

toets met Daphniu mugna zoet

': toets met Poecilia reticulata zout d: toets met Brachydunio rerio zoet -: ECILC20 of 5 0 waarde kan niet bepaald worden; geen 20 of 50 % effect of sterfte bereikt in de getoetste effluentconcentraties (dan dus >100 vol.% óf >hoogst getoetste vol.0/0). cursiej gevoeligste organisme op basis van NOEC vet: gevoeligste organisme op basis van EC5OLC5O

2-a: voor pH-correctie 2-b: na pH-correctie

52

riza

Randvoorwaarden van de conventionele toxiciteitstesten Tabel 1:

Randvoorwaarden bij testen tenminste ges n acuut effect te verwachten

organisme

: i ;

concenro;n

sdiniîeit

PH

0 2

vis acuut chronisch

5-9 5-9

>5

D. mugna acuut chronisch

5.5-9 6-9

>2 >3

algen"'

n.b.

n.b.

235

n.b.

P. phosphoreum

5-9

>3

50

n.k.

geleidb".

mgli

100/5.4 4012.2

>5

100í3.8

1000 5.8

750 n.b.

n.v.t.

n.v.t.

.....

': dissociatie is afhankelijk van pH en temperatuur : op basis van zeewater : er zijn geen randvoorwaarden bekend voor algen, wel is bekend dat een pH verschil van 1.5 tussen twee verdunningen een verschil

in groeisnelheid kan opleveren. n.b. = niet bekend n.k. = niet kritisch n.v.t. = niet van toepassing Tabel 2:

Randvoorwaarden-parameters gemeten in onverdunde effluenten

eftiuent

pH

NO,mg/l'

N03mgíla

NH, mgA"

saliniteit %o

1

6.2

O

O

O

1.0

o

1 0

O

$@i$ 30.2

2

I 1.4 I

1.748

3

7.4

2

O

0.04

2

3.35

4

43

10

I5

iiii ....

0.3

0.665

5

8.4

O

O

0.3

0.8

1.534

6

6.9

O

150

O

7.06

7

6.2

40

250

O

4.3 :.2.$$; g ......

65.5

O

2.3

3.91

1

1.5

2.68

9

....

2

10

10

7.4

O

3.80

11

8.1

o . . $1:

75

12.06

7.2

O

O

$3

.....

O

O

12.74

14

8.0

O

O

10.57

15

8.7

O

O

35.9

16

5.4

o

O

18.02

12 13

0.4

': geschat m.b.v. Merckoquanístrips b:

geleidbaarheid mslcm

ongedissosieerd NH,, geschat op basis van de gemeten pH waarde en temperatuur

53

0.759

riza

3.2 Resultaten toxkits. Ook voor de toxkit organismen geldt voor een aantal parameters dat als deze te hoog of te laag zijn, de organismen effecten ondervinden van deze afwijkingen (bijlage 3.4). Voor een aantal parameters is dit niet te corrigeren (o.a. NH,). In de situatie dat een randvoorwaarde in het onverdunde effluent overschreden werd, werd het onverdunde effluent niet meegenomen in de berekening van de LC50. Dit staat in tabel 3.5 en 3.6 als LC50 zonder 100 vol.%. Deze LC50 is minder betrouwbaar omdat er minder getallen voor de berekening aan ten grondslag liggen. Ter vergelijking is daarom ook de LC50 berekend met het 100 vol. % effluent waar de randvoorwaarde in overschreden werd.

': met pH aanpassing

': zonder pH aanpassing ': toets uitgevoerd met Brachionus plicutilis zoutwater raderdiertje

toets uitgevoerd met Artemia salina zoutwater kreeftachtige toets uitgevoerd met Brachioms calyciflorus zoetwater raderdiertje d: toets uitgevoerd met Thamnocephulus pZaZyurus zoetwater kreeíìachtige b: O:

54

riza

Randvoorwaarden v a n de toxkit organismen

Tabel 1:

Randvoorwaarden bij testen

Tabel 2:

Randvoorwaarden-parametersgemeten in onverdunde effluenten geleidbaarheid

effluent

0/30-602

a 5

7

9

10

11

13

14

15 16 17 I:

na beluchting

': voor en na pH correctie ': overschrijding randvoorwaarde voor Brachionus calyciflorus en Thamnocephalus plaiyurus

55

3260/15502

riza

BIJLAGE4. FYSISCH-CHEMISCHE KARAKTERISTIEK VAN

EFFUJENTEN

De tabellen in deze bijlage geven een overzicht van de fysisch-chemische karakteristieken van de onderzochte effluenten gebaseerd op GC-MS-analyses, gegevens in Wvo-vergunningen edof bedrijfsafvalwaterrap ortages. Per tabel wordt één effluent behandeld. Kolom 1 = stofnaam, kolom 2 = stofconcentratie (mg$ in effluent, kolom 3 t/m 10 = toxiciteitsdaîa per stof (EC/LCSO in mgA; uit literatuwgegevens of databases) en berekende 'toxic unit' (TU) voor bacterie, alg, kreeftachtige en vis. Voor verdere toelichting zie 0 2.5 en 2.6. Tabel 1:

Chemische parameters effluent 1.

kreeftai htige

bacterie

Vis

TU

LC50

I TU

0.000

28

I

chemische parameters d.m.v. GC-

tolueen

0.003

2 ethylbenzeen

0.016

0.000

2 p-xyleen m-xyleen

0.045

o-xyleen

0.018

n-propylbenzeen

0.0003

diethylftalaat

0.0004

0.005

0.000

caffeine

0.03

dibutylftalaat

0.28

0.076

di-2-ethylhexylflalaat

O. 002

0.000

2 0.000

0.006

02

1-hexanol

4 c 0.002

0.005

008

2-hexanol

0.0001

0.0007

0.000

003 2-butoxyethanoi

0.014

0.000 01

cumeen

0.òOOl

0.000 001

2-ethylhexanol

0.025

kamfer

0.009

a-terpinol

0.004

caprolactam

0.095

diisobutyiftalaat

0.0014

hexadecaanzuur @aimitinezuur)

0.21

12

0.002

1

4-I

* +-

&o00

>320

0.0000

0.0003

1

i0.002

1

56

riza

57

riza

titaan

0.002

ijzer

1.53

chloride

597

Tabel 2:

Chemische parameters effluent 2.

Tabel 3:

Chemische parameters effluent 4.

58

riza

Tabel 4:

Chemische parameters effluent 5 (debiet 100 m3).

stof

conc mgn

bacterie EC50

Tabel 5 :

kreeftachtige

alg TU

TU

EC50

EC50

Tü

vis LC50

TU

Chemische parameters effluent 6 (debiet 930 m3/d).

stof

conc

bacterie

kreeftachtige

alg

Vis

mgli EC50

1,1,2,2-tetrachloorethaan

0.001

cyclohexaan

0.002 2

2-hexanol

0.004 8

fosfaat

86

nitraat

482

Tü

EC50

TU

EC50

TU

23

4.3e-

322

I

59

LC50

TU

58

3.8505

o5

1.55 05

riza

Tabel 6:

Chemische parameters effluent 7.

bacterie

tetrachloormethaan

0.002

+t

2-hexanol

0.004

322

EC50

I Tü

EC50

I TU

EC50

Tü

1c50

TU

34

2. ge06

130 zoet 400 zout

zoet 2.3e-06 zout

.MS-anaiyse I

tolueen

0.0001

tetrachlooretheen

0.0004

benzonitril

0.0003

aniline

0.011

2,3dimethylpyridine

0.024

diisobutylîtalaat

0.0001

2-methyl-2-butanon

0.003

1,3,5-trioxaan

0.008

îaan-1,3-diol diisobu-

1.4-xyleen

<1

dichloormethaan

<1 mgk

Tabel 7:

5.9e-

310

7.5

122

,

5.3e05

2.5e 06

7.5e07

i=I

+

35

5.7e 05

1.0e

05

0.0006

T

0.9

15200

220

Chemische parameters effluent 9 (debiet 340 m3/d).

60

0.01

114

0.0001

0.9

0.0001

9

o. 1

5.3e07

riza

Tabel 8:

I

Chemische parameters effluent 10.

I

alkylalcohol

Tabel 9 :

stof

I

I

I

I

I

I

1

I

Chemische parameters effluent 11.

conc

bacterie

kreeftachtige

alg

Vis

mgn

EC50

TU

EC50

TU

ECSO

TU

LC50

TU

0.4

0.25

0.118

0.8

0.091

1.1

cadmium

<0.1

kwik

<0.01

0.01

1

0.002

5

0.02

0.5

3.3

0.003

aniline

1

64.4

0.015

19

0.053

0.9

1.1

114

0.009

61

riza

Tabel 10:

Chemische parameters effluent 12.

stof

conc

bacterie

mg/l

TU

LC50

Tabel 11:

kreefîachtige

dg LC50

TU

LC50

TU

vis LC50

TU

Chemische parameters effluent 13.

stof

conc

bacterie

mgn

EC50

I

aig TU

chemischeparameters d.m.v. Gi -MS-anal se 1,2,3-trichloorpropaan

0.005

triethylfosfaat

0.03

2-liexanol

0.094

tripropylamine

0.006

tributylamine

0.005

1,Cdioxaan

0.008

4-methyl-2-penianon

0.006

dimethyldisulfide tris(2-chloorisopropy1)fosfaat 3-methyl-2-butanon

=I=

EC50

I TU

t +

8450

-uI 0.003

0.015

0.012

EC50

I 64

I 0.0002

62

TU

LC50

TU

665000

6.9e-09 0.0003

0.0001

I I

9850

8. Ie-O7

riza

Tabel 12:

Chemische parameters effluent 15.

r

stof

conc mul

3-methyl-2-butanon

0.002

1,1,2-tnchloorethaan

0.0001

zink

0.01

bacterie

kreeftachtige

dg

EC50

TU

64

0.0000 3

TU

EC50

I

63

vis

EC5O

TU

LC50

TU

78

1.0e 06

70

6.Oe-O6

0.07

0.14

riza

Tabel 13:

Chemische parameters effluent 16 (debiet 21856 m3/d).

Tabel 14:

Chemische parameters effluent 17 (debiet 39535 m3/d).

64

riza :

Tabel 15:

Vergelijking van de TU-waarde op basis van bekende fysisch-chemische gegevens (TU,,,,rA en op basis van toxiciteitstesten (TU,at=td (- = geen gegevens bekend). Voor berekening van TU-waarde: zie 0 2.5. TU,,,=,,

TESTORGANISME

Bacterie Alg Kreeftachtige Vis Bacterie 344

4

Bacterie Alg Kreeftachtige Vis

5

Bacterie Alg Kreeftachtige Vis 0,0009

I -_ i9

0,0001 0,0001 0,0002 0,0006 0.01

677 29

Bacterie

10

Bacterie Alg Kreeftachtige Vis

11

Bacterie Mg Kreeftachtige Vis

II 12

I Bacterie Mg Kreeftachtige Vis

10 1,5 0,06 1,O 5,4

274 1,l-1,2 0,003

11 274 373 667 2,3 23

o, 1

1381

65

... ..... .

riza

13

14

15

16

17

Bacterie Alg Kreeftachtige Vis

0,0005 33 331

0,0006 0,0004

Bacterie Alg Kreeftachtige Vis Bacterie Alg Kreeftachtige Vis Bacterie Alg Kreeftachtige Vis

2,o 0,08 890 494 0,98-0,99

9,5 42 23

094 170

699 279 56 193

Bacterie Alg Kreeftachtige Vis

66