FDEina Final l rereport p ort RESULTATEN
Stationsplein 89
POSTBUS 2180 3800 CD AMERSFOORT
IJZERSUPPLETIE IN LAAGVEENPLASSEN
TEL 033 460 32 00 FAX 033 460 32 50
IJZERSUPPLETIE IN LAAGVEENPLASSEN
2012
RAPPORT
43
2012 43
NEDERLANDS INSTITU NETHERLANDS INSTIT
IJzersuppletie in Laagveenplassen De resultaten
2012
rapport
43
ISBN 978.90.5773.581.3
[email protected] www.stowa.nl TEL 033 460 32 00 FAX 033 460 32 01
Stationsplein 89 3818 LE Amersfoort POSTBUS 2180 3800 CD AMERSFOORT
Publicaties van de STOWA kunt u bestellen op www.stowa.nl
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
COLOFON UITGAVE Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer Postbus 2180
3800 CD Amersfoort
AUTEURS Gerard ter Heerdt, Jeroen Geurts, Anne Immers, Michel Colin, Peter Olijhoek, Eddy Yedema, Eric Baars, Jan Willem Voort Referaat
IJzersuppletie heeft zich bewezen als een effectieve en goedkope methode om het voormalige hoge ijzergehalte in waterbodems te herstellen. De interne eutrofiëring wordt hierdoor zeer sterk gereduceerd. De methode is toepasbaar in ondiepe meren en plassen waar geen zuurstofloosheid optreed en waar de externe belasting voldoende laag is. In twee jaar tijd kan voldoende ijzer worden toegediend voor een werkingsduur van 25-40 jaar. IJzersuppletie is ook een veilige methode gebleken.
Trefwoorden
IJzersuppletie, interne eutrofiëring, nalevering, fosfaatbelasting, waterbodem, nutriëntenbalans
Foto omslag
De ijzermolen bij Loenen aan de Vecht, foto Gerard ter Heerdt
DRUK Kruyt Grafisch Adviesbureau STOWA STOWA 2012-43 ISBN
978.90.5773.581.3
Copyright
De informatie uit dit rapport mag worden overgenomen, mits met bronvermelding. De in het rapport ontwikkelde, dan wel verzamelde kennis is om niet verkrijgbaar. De eventuele kosten die STOWA voor publicaties in rekening brengt, zijn uitsluitend kosten voor het vormgeven, vermenigvuldigen en verzenden.
Disclaimer Dit rapport is gebaseerd op de meest recente inzichten in het vakgebied. Desalniettemin moeten bij toepassing ervan de resultaten te allen tijde kritisch worden beschouwd. De auteurs en STOWA kunnen niet aansprakelijk worden gesteld voor eventuele schade die ontstaat door toepassing van het gedachtegoed uit dit rapport.
II
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Ten geleide ‘Van helder naar troebel en weer terug’ is de titel van een STOWA-publicatie over het verbeteren van de waterkwaliteit van oppervlaktewateren. Voor de laagveenplas Terra Nova ten westen van Hilversum kunnen daar nog eens twee stappen aan worden toegevoegd: .... en weer terug en weer terug. In 2004 meldde het toenmalige Waterleidingbedrijf Amsterdam euforisch: “Tussen 22 en 26 april klapte het héle meer om. Het werkt!” Het waterleidingbedrijf had de overmaat aan brasem en blankvoorn weggevangen. Deze vissen hielden door het opwoelen van slib en de hoge predatie op watervlooien de blauwalgenbloei in stand. Het afvissen had kraakhelder water en de terugkeer van de waterplanten als resultaat. En weer terug ... Men was er destijds echter al niet gerust op dat deze toestand zo zou blijven. Er is namelijk nog niet direct sprake van een nieuw evenwicht in een pas afgeviste plas en de fosfaatbom van interne eutrofiëring was met het afvangen van de brasems niet gedemonteerd. Die lag nog op de bodem en ging voorheen elke zomer af. Door de allesoverheersende blauwalgenbloei was het effect ervan gemaskeerd. Na het helder worden van de plas werd het effect van de fosfaatbom pijnlijk duidelijk. Door het vrijkomen van fosfaat uit de bodem kregen nieuwe blauw algen de overhand en werd het water opnieuw troebel. Terra Nova werd in de jaren na de visverwijdering zelfs troebeler dan ooit tevoren. En weer terug ... Met vooruitziende blik had men in 2004 ook al geopperd dat ‘beijzering’ van de plas op termijn wel eens nuttig en noodzakelijk kon zijn om helder water te behouden. Onderzoek van Paul Boers uit 1994 had reeds op deze optie gewezen, een optie die veel goedkoper zou zijn dan baggeren of het aanbrengen van een zandlaag op de bodem. Vroeger kenden veel laagveenplassen van nature een hoog ijzergehalte, zo leerde een publicatie uit 1948 en later onderzoek van het OBN. IJzer legt fosfaat in de bodem vast, gebrek aan ijzer doet de fosfaatbom afgaan. Om Terra Nova werkelijk terug te brengen in een situatie van 60 jaar terug, moest de onnatuurlijke ijzerarme toestand teniet worden gedaan. Omdat het huidige Waternet voor het waterzuiverings- en het drinkwaterproductieproces ijzerchloride in opslag heeft, zelfs nabij Terra Nova een tank heeft staan, was de praktijkproef die twee jaar geleden startte, relatief gemakkelijk te organiseren. Het verslag van deze proef en het onderzoek kunt u teruglezen in dit rapport. Het resultaat is voor Terra Nova weer glashelder water. Ditmaal duurzaam bereikt, en ook niet via een omstreden methode, zoals leegvissen. Voor de watersector is het winst dat de optie van ijzersuppletie zich bewezen heeft. In vergelijkbare situaties is dit een mogelijke goedkope en effectieve maatregel om op korte termijn veel betere KRW-scores te bereiken. Ik wens (wij wensen) u veel leesplezier.
Directeur STOWA J.M.J. LEENEN
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Voorwoord Het bestrijden van de overmaat aan voedingsstoffen en het bestrijden van algenbloei in meren is al vele tientallen jaren een weerbarstige materie gebleken. Ook al zijn er vele successen bereikt, de waterkwaliteit in een groot deel van de Nederlandse meren en plassen is nog steeds niet in orde. De laatste paar jaren zijn er echter twee belangrijke initiatieven die daarin verandering kunnen brengen. In de eerste plaats is dat het STOWA-Watermozaïek, van waaruit kennis wordt gebundeld, geïntegreerd, toepasbaar gemaakt en van waaruit kennisleemtes worden onderkend. De sleutel hierbij is samenwerking tussen waterbeheerders en onderzoekers en dat is wat het Watermozaïek weet te bereiken. Het tweede initiatief is het Innovatieprogramma Kaderrichtlijn Water van het ministerie van EL&I. Dit programma initieert en financiert een lange reeks projecten, gericht op toepassing en de opvulling van kennisleemtes. Niet alleen in theorie of in het laboratorium, maar volledig op praktijkschaal. Deze twee initiatieven tezamen leveren een groot aantal toepasbare maatregelen voor het halen van de KRW-doelen, waar we vijf jaar geleden alleen maar van konden dromen. IJzersuppletie in laagveenplassen is daar één van. Ook het project IJzersuppletie in laagveenplassen is het resultaat van intensieve samenwerking. In de eerste plaats tussen Waternet, NIOO, de Radboud Universiteit en het AgentschapNL. Maar ook binnen deze instellingen hebben vele mensen hard aan het project gewerkt: onderzoekers, studenten, technici, onderhoudsmedewerkers, managers, boekhouders etc. Hun aantal loopt in de vele tientallen en ik kan ze hier niet allemaal bij naam noemen. Maar elk van hen heeft een wezenlijke bijdrage geleverd waarvoor ik ze hierbij nogmaals hartelijk wil bedanken. De resultaten van dit project staan voor iedereen ter beschikking om toe te passen. Veel staat al op papier en zal te vinden zijn via het Watermozaïek, maar schroom vooral niet om bij vragen contact met ons op te nemen. Namens het projectteam, Gerard ter Heerdt
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
STOWA en het Watermozaïek Wat is Watermozaïek? In het kennisprogramma Watermozaïek onderzoekt de Stichting Toegepast Onderzoek Water beheer (STOWA) samen met waterschappen en andere kennispartners bestaande en inno vatieve maatregelen voor het verbeteren van de ecologische waterkwaliteit. Waterkwaliteit is een speerpunt in de Kaderrichtlijn Water (KRW). Onder de paraplu van het kennisprogramma testen waterbeheerders maatregelen in de praktijk uit, waardoor kennis wordt verzameld over de haalbaarheid, de betaalbaarheid en de effectiviteit ervan. Resultaten De oogst van het kennisprogramma Watermozaïek is meervoudig. Watermozaïek: • levert een nieuwe kijk op maatregelen waar waterschappen met het oog op de Kader richtlijn Water hard aan werken of over aan het nadenken zijn. Van veel van deze maat regelen is (nog) niet precies bekend hoe (kosten)effectief ze zijn. Door het werk binnen het Watermozaïek is hierover veel meer bekend geworden; • heeft zeer interessante nieuwe maatregelen ontwikkeld en uitgetest; • introduceert een nieuw diagnosesysteem, waarmee waterbeheerders hun watersystemen kunnen analyseren en de ecologische ontwikkelingen daarin kunnen volgen en bijsturen: het KRW-Volg- en Stuursysteem (VSS); • ontsluit reeds bestaande wetenschappelijke kennis en maakt deze praktisch toepasbaar. Hierbij spelen de binnen het programma georganiseerde kennisdagen een belangrijke rol. STOWA brengt tijdens deze dagen waterschappers en wetenschappers met elkaar in contact. Zij kunnen op deze manier direct kennis en ervaringen uitwisselen. Samen doen Dat mensen van waterschappen, Rijkswaterstaat, kennisinstellingen, universiteiten en advies bureaus onder de vlag Watermozaïek nauw met elkaar samenwerken, biedt de beste garantie dat het programma de juiste kennis oplevert voor de praktijk van het regionale water beheer. Waterschappers en wetenschappers hebben bij het begin van het programma samen kennisvragen geformuleerd. Deze vragen vormen de basis voor de projecten die binnen het programma bestaan en nog worden uitgevoerd. STOWA STOWA, de initiatiefnemer van Watermozaïek, is het kenniscentrum van de regionale waterbeheerders in Nederland. STOWA ontwikkelt, vergaart en verspreidt kennis die nodig is voor de opgaven waar waterbeheerders voor staan. Van denken naar doen De resultaten van onderzoeksprojecten worden via het onderzoeksprogramma Watermozaïek van STOWA uitgewisseld met waterbeheerders die toepassing in hun beheersgebied over wegen. Innovatieprogramma Kaderrichtlijn Water Het project wordt mede gefinancierd vanuit het innovatieprogramma Kaderrichtlijn Water, uitgevoerd door Agentschap NL in opdracht van het ministerie van Infrastructuur en Milieu. Kijk voor meer informatie op www.watermozaiek.nl.
VI
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
IJzersuppletie in Laagveenplassen
INHOUD
Voorwoord
STOWA IN HET KORT
1 Inleiding 1.1
Het principe van ijzersuppletie
1.2 Onderzoekslocatie 2 Vooronderzoek en pilot 2.1 Laboratoriumproeven
2.2
1 1 2 6 6
2.1.1 Het effect op ondergedoken waterplanten
6
2.1.2 De werking van ijzersuppletie
8
2.1.3 Conclusie uit de aquariumproeven
10
De pilot
11
2.2.1 Proefopzet
11
2.2.2 Verspreiding van het ijzer
12
2.2.3 Ontwikkeling van de nalevering
12
2.2.4 pH
13
2.2.5 Waterkwaliteit en plankton
13
2.2.6 Waterplanten
13
2.2.7 Verrassingen
16
2.2.8 Conclusies uit de pilot
16
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
3 Praktijkexperiment 3.1
3.2
4
17
Het toevoegen van ijzer in de praktijk
17
3.1.1 De werking van de molen
17
3.1.2 De hoeveelheid toegevoegd ijzer
18
3.1.3 Zichtbaarheid van ijzer
18
Het gedrag van ijzer in de plas
19
3.2.1 Verspreiding van ijzer over de plas
19
3.2.2 Fosfaatnalevering in de plas
20
3.3 Effecten op de waterkwaliteit
21
3.4 Geschatte werkingsduur
23
3.5 Vergelijking met andere metalen
23
3.6 Effecten op de biologie
25
3.6.1 Waterplanten
25
3.6.2 Visstand
27
3.6.3 Macrofauna
29
3.6.4 Fytoplankton
30
3.6.5 Zoöplankton
32
Kosteneffectiviteit en opschaalbaarheid
33
4.1 Effect op de KRW-maatlatten
33
4.2 Kosteneffectiviteit
34
4.3 Opschaalbaarheid
35
4.4 Veiligheid, vergunningen en draagvlak
36
5 Samenvatting en conclusies
37
6 Literatuur
39
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
1 Inleiding De komende jaren zullen de waterbeheerders zwaar investeren in maatregelen om de toevoer van fosfaat naar de meren te verminderen. Veel fosfaat is echter afkomstig uit de bodem van de meren zelf. Tot nu toe zijn er geen kosteneffectieve maatregelen voorhanden om deze toevoer te verminderen. De fosfaatbelasting in meren blijft daardoor vaak te hoog. In het verleden werd fosfaat in de bodem van laagveenplassen gebonden aan het met kwel water aangevoerde ijzer (Fe) en kwam er weinig of geen fosfaat vanuit de bodem in de plas. Door verdroging is deze toevoer van ijzer gestopt en gedurende een periode van enkele decennia is het fosfaatbindend vermogen van de waterbodems verloren gegaan. Daarnaast is er een grote aanslag gepleegd op de bindingscapaciteit van het nog aanwezige ijzer, door binding met fosfaat en zwavel aangevoerd via het oppervlaktewater. Met dit project wordt er een methode ontwikkeld om op eenvoudige wijze weer voldoende ijzer in de bodem te brengen en de toevoer van fosfaat uit de bodem te stoppen. Het project is bedoeld om het inzicht in de geschiktheid van de methode te vergroten en de methode toepassingsgereed te maken. De methode sluit aan bij eerder onderzoek. Het ijzer zal met een mobiele doseringsinstallatie in opgeloste vorm anderhalf jaar lang in de plas worden gedruppeld. Via het water komt het ijzer in alle delen van de plas terecht, bezinkt het en komt het in de bodem terecht. Zo wordt de hele bodem geleidelijk weer met ijzer opgeladen en wordt het natuurlijke fosfaatbindend vermogen hersteld.
1.1 Het principe van ijzersuppletie Laagveenplassen hebben sterk te lijden onder een te hoge aanvoer van de voedingsstof fosfaat (nutriëntenbelasting of eutrofiëring). Door deze eutrofiëring ontstaat algenbloei, wordt het doorzicht minder, blijft de vegetatie ontoereikend of matig en worden de doelen voor vis en macrofauna ook niet gehaald. Eutrofiëring wordt veroorzaakt door twee factoren: 1. fosfaataanvoer van buiten de plas via de inlaat van voedselrijk water etc.: externe eutrofiëring; 2. het vrijkomen van fosfaat uit de waterbodem: interne eutrofiëring. Zowel externe als interne eutrofiëring zijn in het algemeen een recent (na 1930) en door de mens veroorzaakt verschijnsel. De externe eutrofiëring is het gevolg van de vele verschillende lozingen op het oppervlaktewater. De interne eutrofiëring wordt veroorzaakt doordat sinds 1930 een groot deel van de veenbodem is afgebroken, er fosfaatrijk slib in de plassen is opgehoopt en het fosfaatbindend vermogen van de bodem verloren is gegaan (zie Jaarsma et al., 2008). De waterbeheerders en diverse overheden werken aan maatregelen om de externe eutrofiëring van laagveenplassen terug te dringen. Deze maatregelen zijn kostbaar, maar ook effectief. Echter, in de Ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water wordt geconstateerd dat ”de nutriëntbelasting van het regionale oppervlaktewater moeilijk terug te dringen is vanwege naleve ring vanuit de voorraad die in de bodem is opgebouwd”. Hetzelfde blijkt uit het onderzoek
1
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
uitgevoerd in het kader van het Overlevingsplan Bos en Natuur (Lamers et al., 2001, Lamers red., 2006; 2009). Zelfs als de externe belasting tot een minimum is teruggedrongen, komt er in sommige meren vanuit de bodem nog steeds voldoende fosfaat beschikbaar om algenbloei mogelijk te maken. Maatregelen om kosteneffectief de interne belasting terug te dringen zijn echter nog niet beschikbaar. Baggeren kost vele miljoenen, levert veel overlast op, kost veel ruimte (baggerdepot) en eventueel succes is niet altijd duurzaam. Daarom wordt er niet veel gebaggerd. Afdekken met zand is een optie die in ontwikkeling is. Er wordt ook geëxperimenteerd met het binden van fosfaat in de bodem met aluminium of lanthaan. Nadeel van deze methodes is dat het karakter van de plas sterk wordt veranderd of dat er “gebiedsvreemde” stoffen worden aangebracht. Voor specifieke toepassingen kunnen deze stoffen zeer geschikt zijn. Een al langer bekende methode om de interne eutrofiëring terug te dringen, maar slechts één keer in Groot Vogelenzang toegepast (Boers et al. 1994), is ijzersuppletie. De hoeveelheid ijzer in de bodem is vaak te laag, het OBN-deskundigenteam Laagveenwateren noemt ijzeradditie in bodem als een mogelijk belangrijke maatregel. Zie Lamers et al., 2001; Lamers, red., 2006; 2009. IJzer komt van nature in de bodem voor. Tot begin jaren vijftig van de vorige eeuw stroomde er vanuit de heuvelruggen een grote hoeveelheid ijzerrijke grondwater naar de oostelijke Vechtplassen. Het ijzer in dit kwelwater bond aan het aanwezige fosfaat, waardoor het vrijkomen van fosfaat sterk werd beperkt. Ook andere laagveenplassen in Nederland hadden van nature ijzerrijke bodems. De voorraad ijzer in de bodem van sommige plassen was lange tijd zo hoog door de continue nieuwe aanvoer van ijzer dat de externe aanvoer van fosfaat geneutraliseerd werd. De aanvoer van ijzerrijk kwelwater is inmiddels bijna geheel verdwenen en de bodem kan nu vaak geen extra fosfaat meer binden (Biemond 1948). Alle aanvoer komt daardoor onmiddellijk beschikbaar voor de algen. Herstel van de voormalige kwelstromen is niet mogelijk wegens de aanwezigheid van bebouwing, wegen en bossen, die de infiltratie van regenwater en daarmee de grondwaterstroming sterk beperken. Een maatregel die er voor zorgt dat de bodem toch weer voldoende ijzer bevat kan als een mitigerende maatregel voor de verdwenen kwelstroom worden beschouwd. Bij voldoende vrij ijzer wordt op de grenslaag tussen bodem en water weer continue fosfaat gebonden aan geoxideerd ijzer (Lamers red., 2006; 2009; Geurts, 2010). Het hoofddoel van dit project is het ontwikkelen en evalueren van een praktisch toepasbare methode om op eenvoudige wijze weer ijzer in de waterbodem te brengen. De methode moet aansluiten bij bestaande kennis en deze verbreden en verdiepen. De kennisontwikkeling moet brede toepasbaarheid in Nederland mogelijk maken. Doordat de methode op praktijkschaal wordt uitgevoerd en de effecten op de KRW-kwaliteitselementen (fytoplankton, vegetatie, macrofauna en vis) nauwgezet worden gevolgd, kan worden beoordeeld hoe kosteneffectief de methode is. De resultaten van dit project moeten goed met andere waterbeheerders worden gedeeld en navolgbaar zijn.
1.2 Onderzoekslocatie Het experiment is uitgevoerd in de laagveenplas Terra Nova. Deze plas van 85 ha wordt beheerd door Waternet en is al lange tijd onderwerp van studie en herstelexperimenten. Van 1987 tot 2004 was er een jaarrond blauwalgenbloei. In 2003/2004 is de aanwezige brasem afgevist, verdween de blauwalgenbloei en werd de plas in winter en voorjaar helder. Opwerveling van bodemslib door wind speelt in deze plas door de vele legakkers geen rol van betekenis
2
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
(ter Heerdt & Hootsmans, 2007). Het herstel van een gevarieerde waterplantenvegetatie kan snel plaatsvinden (van de Haterd & ter Heerdt, 2007). Helaas vindt er sinds 2005 ’s zomers een sterke bloei van een andere groep blauwalgen plaats. Deze bloei wordt veroorzaakt doordat de fosfaatconcentraties toch nog te hoog zijn; 0,09 mg/liter (Dionisio Pires, 2007). De water- en nutriëntenbalans, inclusief het aandeel vanuit de bodem en vogels, is uitvoering onderzocht (Brouwer & Smolders, 2006, Schep, 2007; 2010, Bakker, 2008), zie tabel 1. Tabel 1
fosfaatbelasting in de laagveenplas Terra Nova
Fosfaatbelasting in gram/m2/jaar neerslag
0,02
kwel
0,04
inlaat uit Loenderveensche Plas
0,02
inlaat voor Terra Nova
0,01
afstroming land Terra Nova
0,01
vogels
0,01
bodem
0,10
totaal
0,22
Eind 2012 zal de externe nutriëntenbelasting door een aantal maatregelen worden beperkt. De interne belasting wordt daarmee de grootste post. Een uitgebreide ecologische modellering (Schep, 2007) voorspelt dat de belasting nog steeds te hoog zal zijn om algenbloei te voorkomen. Herstel van de plas zou daarom lang kunnen duren. De grote overlast van de algenbloei en het uitblijven van het herstel van dit Natuurbescherming-, Natura 2000- en KRW-gebied maakt het uitvoeren van aanvullende fosfaatbeperkende maatregelen wenselijk. IJzeradditie in de bodem lijkt hiervoor een potentieel geschikte methode. Daarmee is Terra Nova een ideale onderzoekslocatie. De methode van ijzertoevoeging Toevoeging van ijzer als metaal of oxide heeft geen zin, het moet in opgeloste vorm zijn om te werken. Een veelgebruikte verbinding is ijzerchloride. Om deze stof in de bodem te brengen bestaan meerdere opties. De stof zou via een schip met sproei-installatie op of in de bodem gebracht kunnen worden. Naar verwachting moeten we echter 615 ton ijzerchloride-oplossing aanbrengen. Dat wordt een ingrijpende operatie, die in een natuurbeschermingsgebied op bezwaren kan stuiten. Bij een dusdanig grote dosering bestaat ook de kans dat de pH onverantwoord laag wordt. Daarom wordt in dit project geëxperimenteerd met een meer geleidelijke toevoeging. In 2010 en 2011 is met een mobiele doseringsinstallatie ijzerchloride aan het water toe gevoegd vanaf een vast punt in de plas. Het ijzer zal zich deels aan het in het water aanwezige fosfaat binden en deels oxideren tot ijzeroxiden en ijzerhydroxiden. De hierbij gevormde deeltjes zullen met de natuurlijke stroming over de hele plas worden verspreid en langzaam bezinken. Uiteindelijk zal het ijzer met het andere in de plas zwevende slib in alle uithoeken van de plas terechtkomen. Juist in die hoeken zet zich immers nu ook slib af en daarin ligt de voornaamste bron van interne eutrofiëring. Omdat de aanvoer over een periode van 1,5 jaar is verspreid, zal het afgezette ijzer door de natuurlijke menging (door gravende organismen) in de gehele aerobe toplaag worden verdeeld. De installatie staat op een ponton en kan eenvoudig worden verplaatst om te garanderen dat overal voldoende ijzer terecht komt. De snelheid waarmee ijzer wordt toegevoegd is laag, maar het gaat anderhalf jaar continue door. Hierdoor is de aanvoer van ijzer groot, maar de verstoring van de plas minimaal.
3
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
De dosering zal zo hoog zijn (100 gram Fe/m2) dat in anderhalf jaar de toplaag van de bodem weer voldoende ijzer bevat voor een periode van 10 jaar. Op de grenslaag van de bodem kan dan weer fosfaat worden gebonden. Fosfaat dat dieper in de bodem vrijkomt wordt hierdoor opgesloten en bereikt het water niet. Hierdoor komt dus minder voeding voor de algen beschikbaar. De hoeveelheid fosfaat in de bodem verandert naar verwachting niet, mits de methode wordt ingezet in meren waar de externe belasting gering is. In Terra Nova is die belasting laag. Bij hoge externe belasting kan zich fosfaat in de plas blijven ophopen, hetgeen uiteraard ongewenst is. De toegepaste techniek is eenvoudig en gebaseerd op vaak toegepaste technologieën: • Met een windmolen, gekoppeld aan een water- en ijzerchloridepomp, wordt een waterstroom opgewekt, waarin ijzerchloride wordt gedoseerd. • Het ijzerchloride wordt sterk verdund de plas ingevoerd. In het buizenstelsel vindt ook een groot deel van de vlokvorming plaats. • Doordat de pompen rechtstreeks, mechanisch, aangedreven worden met een windmolen, is de mengverhouding tussen ijzerchloride en water constant. • De mate van dosering is afhankelijk van de windsnelheid en daardoor gerelateerd aan de stroming in de plas, zodat er altijd voldoende menging en verspreiding optreedt. • De hele installatie is op/onder een ponton gemonteerd en dus mobiel (zie figuur 1). • Op de ponton staat een voorraad ijzerchloride voor een week, zodat er zo min mogelijk heen en weer gereden of gevaren hoeft te worden. • Kwetsbare en gevaarlijke onderdelen zitten veilig in een container. Aan alle veiligheids eisen voor mens, natuur en milieu wordt voldaan. De hele installatie is bestand tegen vandalisme. Figuur 1 De ijzersuppletie-installatie in Terra Nova. Op de achtergrond de molens en kerktoren van Loenen aan de Vecht
Figuur 1: De ijzersuppletie-installatie in af Terra Op de achtergrond de fosfaat molensen ensulfide De hoeveelheid toe te voegen ijzer hangt van Nova. de huidige hoeveelheid ijzer, kerktoren vanDeze Loenen dealVecht in de bodem. is inaan 2003 uitgebreid door de Radboud Universiteit onderzocht (Brouwer
& Smolders, 2006). Een eerste raming gaat uit van 100 gram ijzer per vierkante meter. Er is De hoeveelheid toe te voegen ijzer hangt af van huidige hoeveelheid een gedetailleerde water-, chlorideen nutriëntenbalans van hetde gebied beschikbaar (Schep, ijzer, 2010). fosfaat en sulfide in de bodem. Deze is in 2003 al uitgebreid door de Radboud Universiteit onderzocht (Brouwer en Smolders 2006). Een eerste raming gaat uit van 100 gram ijzer per vierkante meter. Er is een gedetailleerde water-, chloride- en nutriëntenbalans van het gebied beschikbaar (Schep 2010). Op het eerste gezicht komt deze methode sterk overeen met de vaak toegepaste “coagulatiemethode” bij waterzuivering (defosfatering). Daarbij wordt
4
immers ook ijzerchloride aan water toegediend. De technologie komt inderdaad overeen, maar het principe is fundamenteel verschillend. In de eerste plaats wordt de coagulatiemethode toegepast om water dat van buitenaf wordt aangevoerd te zuiveren. Het gaat dus om het terugdringen van de externe belasting, niet de interne. Het grote verschil is dat bij de coagulatiemethode de gevormde
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Op het eerste gezicht komt deze methode sterk overeen met de vaak toegepaste coagulatiemethode bij waterzuivering (defosfatering). Daarbij wordt immers ook ijzerchloride aan water toegediend. De technologie komt inderdaad overeen, maar het principe is fundamenteel verschillend. In de eerste plaats wordt de coagulatiemethode toegepast om water dat van buitenaf wordt aangevoerd te zuiveren. Het gaat dus om het terugdringen van de externe belasting, niet de interne. Het grote verschil is dat bij de coagulatiemethode de gevormde ijzerneerslag in een bezinkbassin wordt opgevangen en afgevoerd. Er komt dus géén ijzer in de bodem van de plas terecht. Een risicoanalyse is onderdeel van het project (Blauw & Hammer, 2010). Uit een korte inventarisatie komen vooralsnog geen grote problemen naar voren. We onderzoeken echter alle mogelijkheden: • Toename van de chlorideconcentratie zal geen probleem zijn (net zo min als bij de coagulatiemethode). De extra toevoer is gering ten opzichte van de huidige concentratie en het water van de plas wordt voldoende ververst, waardoor chloride weer verdwijnt (van der Oost, 2009). • IJzer kan toxisch zijn boven 6 mg/liter. Hier gaan we ruim onder blijven (van der Oost 2009). • Vervuiling van het ijzerchloride (nikkel en koper) wordt voorkomen door gebruik te maken van KIWA-kwaliteit (van der Oost, 2009). • Als de externe belasting laag is, hoopt zich geen fosfaat op. • IJzerchloride in een 40% oplossing is een gevaarlijke stof. Waternet heeft echter veel ervaring met het veilig werken met deze stof, volgens hiervoor reeds opgestelde protocollen (Colin, 2012; Blauw & Hammer, 2010). • Geluidsoverlast en vervuiling wordt voorkomen door gebruik te maken van zonne- en windenergie. Een mogelijk knelpunt is wel dat onder dichte vegetaties in theorie fosfaat kan vrijkomen (Lamers et al., 2012). Vegetatieontwikkeling is het doel van dit project. Succes op dit gebied kan dan de werking van de ijzeradditie weer teniet doen. Dit aspect zal uitgebreid worden onderzocht. Voor het ontwerp, bouw, onderhoud en beheer van de installatie wordt verwezen naar Colin (2012). Zie voor het gehele projectvoorstel ter Heerdt (2009).
5
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
2 Vooronderzoek en pilot Alvorens op grote schaal in de laagveenplas Terra Nova ijzersuppletie toe te passen, moet zeker zijn dat ijzersuppletie onschadelijk en kansrijk is. Een reeks laboratoriumexperimenten en een middelgrote pilotstudie in proefvakken is hiervoor bedoeld. Tijdens de workshop GO/NO GO is op basis hiervan groen licht voor het praktijkexperiment gegeven.
2.1 Laboratoriumproeven 2.1.1 Het effect op ondergedoken waterplanten Eén van de belangrijkste soortengroepen in laagveenplassen is de groep ondergedoken waterplanten. Herstel hiervan is de sleutel voor het herstel van het ecosysteem en het halen van de KRW-doelen. Het is niet ondenkbaar dat de toevoeging van ijzer de vestiging en groei van waterplanten zou kunnen remmen. Veel ervaring hiermee is er niet, al groeien waterplanten vaak goed in ijzerrijke (kwel)gebieden en coagulatiebassins. Daarom is in aquaria met waterplanten ijzerchloride toegevoegd en het gedrag van verschillende soorten waterplanten bestudeerd. Daarbij werd steeds gepoogd om het effect van voedselschaarste door fosfaatbinding te scheiden van ijzertoxiciteit. Volledige verslagen van deze experimenten zijn te vinden in Immers et al., 2010, Mels-Vendrig, 2011, Immers et al., 2011, van der Zande & van der Sande, 2011. Getest werden eerst de algemeen voorkomende soorten waterpest en schedefonteinkruid. IJzerchloride werd óf alleen aan het water toegevoegd, óf deels in de bodem gemixt en deels in het water. Door een kleine hoeveelheid ijzer aan de referentie toe te voegen werd ook hierin het aanwezige fosfaat weggevangen en werd chloride toegevoegd om puur op het effect van ijzertoevoeging te kunnen testen. Bij hogere doseringen werd de groei van de planten licht geremd (figuur 2). Deze remming zal echter de vestiging en ontwikkeling van waterplanten in het veld niet ernstig belemmeren. Ook omdat de toevoeging slechts 2 jaar zal duren. Symptomen als necrotische plekken, verkleuringen of oxidehuidjes werden niet waargenomen. In hoeverre de groeiremming veroorzaakt wordt door ijzertoxiciteit of toch door P-limitatie en een lage pH, is niet geheel duidelijk. Er lag, door de snelle toediening in korte tijd, een laagje ijzerslib op de planten dat de lichtbeschikbaarheid zal hebben beperkt. In de veldsituatie zal deze neerslag veel geringer zijn.
6
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Figuur 2 Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van voedselrijk water. (a) Ondergrondse biomassa, (b) bovengrondse biomassa, (c) toename totale biomassa en (d) ratio ondergrondse: bovengrondse biomassa (gemiddelde ± SEM) van waterpest (E. nuttallii) en schedefonteinkruid (P. pectinatus) na 12 weken ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m-2. Significante verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters
Figuur 2: Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van voedselrijk water. (a) Ondergrondse biomassa, (b) bovengrondse biomassa, (c) toename totale biomassa en (d) ratio ondergrondse:bovengrondse biomassa (gemiddelde ± SEM) van waterpest (E. nuttallii) en schedefonteinkruid (P. pectinatus) na 12 weken ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m-2. Significante verschillen tussen Figuur 2: Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van voedselrijk behandelingen per soort aangegeven met verschillende letters. In een zijn tweede reeks experimenten werden twee relatief kwetsbare en gevoelige planten
water. (a) Ondergrondse biomassa, (b) biomassa, toename totale soorten onderzocht: Chara virgata enbovengrondse C. globularis. Ook uit deze(c) experimenten bleek dat ijzerbiomassa en (d) ratio ondergrondse:bovengrondse biomassa (gemiddelde ±gevoelige SEM) van In een tweede reeks experimenten werden twee relatief kwetsbare en suppletie kan leiden tot een remming van de groei (figuur 3), die echter niet onrustbarend is. waterpest (E. onderzocht: nuttallii) en schedefonteinkruid (P.C.pectinatus) naOok 12 weken ijzeradditie. plantensoorten Chara virgata en globularis. uit deze
experimenten bleek dat ijzersuppletie kan leiden tot een remming van de (gemiddelde groei . voedselrijk Significante verschillen tussen IJzerdoseringen: 0 (wit), 20de(grijs) en 40 (zwart) g Fe Figuur 3 Het effect van ijzersuppletie op groei van twee plantensoorten van m matig water. Toename ± SEM) -2
van Chara globularis na 5 weken ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m-2. behandelingen zijnenper soort aangegeven met verschillende letters. (figuur 3),Chara dievirgata echter niet onrustbarend is. Significante verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters
In een tweede reeks experimenten werden twee relatief kwetsbare en gevoelige plantensoorten onderzocht: Chara virgata en C. globularis. Ook uit deze experimenten bleek dat ijzersuppletie kan leiden tot een remming van de groei (figuur 3), die echter niet onrustbarend is.
Figuur 3: Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van matig voedselrijk water. Toename (gemiddelde ± SEM) van Chara virgata en Chara globularis na 5 weken ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m-2. Significante verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters.
7
Figuur 3: Het effect van ijzersuppletie op de groei van twee plantensoorten van matig voedselrijk water. Toename (gemiddelde ± SEM) van Chara virgata en Chara globularis na 5 weken in ijzeradditie. IJzerdoseringen: 0 (wit), 20 (grijs) en 40 (zwart) g Fe m-2. Significante 14/54 24-10-2012 - IJzersuppletie Laagveenplassen verschillen tussen behandelingen zijn per soort aangegeven met verschillende letters.
stoWa 2012-43 IJzersuppletIe In laagveenplassen
2.1.2 2.1.2
De werking van ijzersuppletie De werking van ijzersuppletie Vóór start van praktijkproef werd een aquariumproef uitgevoerd om de 2.1.2 dede Werking Vandeijzersuppletie werking van ijzersuppletie te onderzoeken, zieaquariumproef van Hintum (2011). Hierbij werd Vóór start van depraktijkproef praktijkproef werd uitgevoerd de van Vóórde de start van de werd eeneen aquariumproef uitgevoerd om de om werking werking van ijzersuppletie te zie onderzoeken, zie van Hintum (2011). Hierbijuit werd ook onderzocht of onderzoeken, plantengroei kan tot(2011). extra mobilisatie vanonderzocht fosfaat ijzersuppletie te vanleiden Hintum Hierbij werd ook ofde planbodem. ook onderzocht of plantengroei kan leiden tot extra van fosfaat uit de tengroei kan leiden tot extra mobilisatie van fosfaat uit demobilisatie bodem. Erbodem. werden 40veertig aquaria gevuld metmet water enen sediment Nova,waarbij waarbij al dan Er werden aquaria gevuld water sediment uit uit Terra Terra Nova, al dan niet
2 ineens). Erijzer werden 40 aquaria gevuld met water en sediment waarbij al dan ineens). Zie figuur 4. Grof niet ijzer door bodem werd gemengd (100 g. Fe/m2uit ZieTerra figuurNova, 4. Grof hoornblad en door de de bodem werd gemengd (100 g. Fe/m 2 hoornblad en Smalle waterpest in (100 2 geplant dichtheden geplant (300 gr en 75 ineens). Zie figuur 4. g. Grofen niet ijzerwaterpest door de werden bodem werd gemengd g. Fe/m smalle in tweewerden dichtheden (300 gr en 75 g. Fe per aquarium)
Fehoornblad per aquarium) en vergeleken met aquaria planten. Dit alles en Smalle waterpest werden 2 zonder dichtheden geplant (300 werd gr en 575 g. vergeleken met aquaria zonder planten. Ditin alles werd 5 maanden gevolgd. Fe per aquarium) maanden gevolgd. en vergeleken met aquaria zonder planten. Dit alles werd 5 figuur 4
de gebruikte gevolgd. proefopstelling Voor het laboratoriumonderzoek maanden
Figuur 4: De gebruikte proefopstelling voor het laboratoriumonderzoek. Figuur 4: De gebruikte proefopstelling voor het laboratoriumonderzoek.
IJzeradditie leidde tot hogere ijzerconcentraties in het water en het sediment en tot lagere IJzeradditie leidde tot hogere ijzerconcentraties in het water en het sediment, en fosfaatconcentraties in het water. Hieruit blijkt dat het vrijkomen van fosfaat sterk wordt tot lagere fosfaatconcentraties het water. Hieruit dat het van en IJzeradditie leidde tot hogere in ijzerconcentraties in blijkt het water en vrijkomen het sediment, geremd door ijzersuppletie. Geheel volgens de hypothese wordt dat veroorzaakt door een tot lagere het water. Hieruit blijkt dat het vrijkomen van fosfaat sterkfosfaatconcentraties wordt geremd door in ijzersuppletie. Geheel volgens de hypothese gunstigere Fe:PO4 ratio in het poriewater van de bodem (bodemvocht). Zie figuur 5. het poriewater van de wordt datsterk veroorzaakt door een gunstigere Fe:POGeheel fosfaat wordt geremd door ijzersuppletie. volgens de hypothese 4 ratio in figuur 5
bodem figuur wordt (bodemvocht). dat veroorzaaktZie door een 5. gunstigere Fe:PO4 ratio in het poriewater van de het effect Van ijzersuppletie op (a) de fosfaatconcentratie in het Water en (b) de ijzer/fosfaatratio in het bodemVocht
bodem (bodemvocht). Zie figuur 5.
0.7 0.6 0.7 0.5 0.6 0.4 0.5 0.3 0.4 0.2 0.3 0.1 0.2 0 0.1
PO4 water (µmol/L)
10000
PO4 water (µmol/L)
10000 1000
-‐ijzer
1000 100
-‐ijzer +ijzer
100 10
+ijzer
110
Fe:PO4 bodemvocht (mol/mol) Fe:PO4 bodemvocht (mol/mol)
-‐ijzer -‐ijzer +ijzer +ijzer
0.1 1
0 controle hoornblad waterpest 0.1 controle hoornblad waterpest controle hoornblad waterpest op (a) de fosfaatconcentratie controle hoornblad waterpest Figuur 5: het effect van ijzersuppletie in het water en (b) de Doordat de volledige ijzerdosis in dit geval in een keer werd toegevoegd, trad er echter ijzer/fosfaatratio in het bodemvocht. Figuur 5: het effect van ijzersuppletie op (a) de fosfaatconcentratie in het water en (b) verzude
ring op van water door hydrolyse van het ijzer (tot pH 5,5) en kwam er potentieel ijzer/fosfaatratio in en hetsediment bodemvocht. toxischde ammonium in het sediment, als gevolg verdringing door de plotselinge Doordat volledigevrij ijzerdosis in dit geval in 1 van keer werd toegevoegd, trad er verhogingverzuring vande de volledige ijzerconcentratie. blijkt datdoor ijzer kan toegediend, echter op van waterHieruit eninsediment hydrolyse het worden ijzer (tot pH Doordat ijzerdosis dit geval in 1 beter keer geleidelijk werd van toegevoegd, trad er zodat ongewenste neveneffecten tegengegaan. echter verzuring op van water worden en sediment door hydrolyse van het ijzer (tot pH
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen 24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
8
15/54 15/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
5,5) en kwam er potentieel toxisch ammonium vrij in het sediment als gevolg van verdringing door de plotselinge verhoging van de ijzerconcentratie. Hieruit blijkt dat ijzer beter geleidelijk toegediend kan worden, zodat ongewenste neveneffecten De tegengegaan. met ijzer behandelde sedimenten bleken minder snel af te breken dan de andere sediworden
menten 6). Dit kan als een positief bijeffect vansnel de ijzeradditie worden omdat De met ijzer (figuur behandelde sedimenten bleken minder af te breken dan gezien, de ) en methaan (CH ) hierdoor minder bagger wordt gevormd en minder kooldioxide (CO andere sedimenten (figuur 6). Dit kan als een positief bijeffect van de ijzeradditie 2 4 wordt geproduceerd. Bij dehierdoor afbraak van deze bagger sedimenten kwam ook minder fosfaat vrij dan bij de worden gezien, omdat minder wordt gevormd en minder sedimenten zonder ijzer, al kwam er wel meer ammonium vrij. kooldioxide (CO2) en methaan (CH4) geproduceerd wordt. Bij de afbraak van deze sedimenten kwam ook minder fosfaat vrij dan bij de sedimenten zonder ijzer, al Figuur 6
ijzersuppletie op de afbraaksnelheid van de bodem. De afbraaksnelheid wordt bepaald door de hoeveelheid kwamhetereffect welvanmeer ammonium vrij. geproduceerd kooldioxide (CO2) en methaan (CH4) te meten (in micromol koolstof/gram drooggewicht/dag). HB = Grof Hoornblad, WP = Waterpest, -Fe = zonder ijzer, +Fe = met ijzer
25
Afbraaksnelheden (µmol/g DW/d)
20
CH4 CO2
15 10
5 0
-‐Fe
+Fe
-‐Fe
CONTROLE
+Fe
HB300
-‐Fe
+Fe
HB75
-‐Fe
+Fe
WP300
-‐Fe
+Fe
WP75
Figuur 6: het effect van ijzersuppletie op de afbraaksnelheid van de bodem. De afbraaksnelheid wordt bepaald door de hoeveelheid geproduceerd kooldioxide (CO2) en
Zowel grof hoornblad als smalle waterpest groeiden beter in de aquaria zonder ijzer. De dichtmethaan (CH 4) te meten (in micromol koolstof/gram drooggewicht/dag). HB = Grof heid van vegetatie had geen effect De=lagere groei werd vermoedelijk veroorzaakt Hoornblad, WP de = Waterpest, -Fehier = zonder ijzer,op. +Fe met ijzer. door de verzuring en hiermee gepaard gaande C-limitatie, een duidelijk bijeffect van de plotijzeradditie.als Maar de waterplanten mogelijk ook hun groei zijn belemZowelselinge Grof Hoornblad Smalle Waterpest kunnen groeiden beter in deinaquaria zonder door lagere fosfaatconcentraties. betekende niet per de planten minder ijzer. merd De dichtheid van de vegetatie hadDit hier geen effect op. se Dedat lagere groeiook werd P opnamen (figuur 7) en dus de kanverzuring de potentiële P-mobilisatie via planten netC-zo hoog zijn. vermoedelijk veroorzaakt door en hiermee gepaard gaande Planten fosfaat op via de wortels (Waterpest) ijzeradditie. en/of vormen Maar een zuurstofloze waterlaag limitatie, eennemen duidelijk bijeffect van de plotselinge de net bovenkunnen het sediment (“mini-spronglaag”; Geurts et al., in prep.) in een dichte vegetatie. waterplanten mogelijk ook in hun groei belemmerd zijn door lagere Het vrijkomende PDit wordt door de planten opgenomen, het zou het afsterven in het fosfaatconcentraties. betekende niet per se dat de maar planten ook bij minder P najaar(figuur weer vrij een volledige bedekking kan er zelfs 3-6 keer opnamen 7) kunnen en dus komen. kan deBij potentiële P-mobilisatie via planten net zo meer hoogP uit planten vrijkomen dan deop totale in(Waterpest) Terra Nova. en/of vormen een zijn. Planten nemen fosfaat viaP-belasting de wortels zuurstofloze waterlaag net boven het sediment (“mini-spronglaag”; Geurts et al., in prep.) in een dichte vegetatie. Het vrijkomende P wordt door de planten opgenomen, maar het zou bij het afsterven in het najaar weer vrij kunnen komen. Bij een volledige bedekking kan er zelfs 3-6 keer meer P uit planten vrijkomen dan de totale P-belasting in Terra Nova.
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
16/54
9
stoWa 2012-43 IJzersuppletIe In laagveenplassen
figuur 7
de hoeVeelheid fosfaat aanWezig in planten en Water na afloop Van het experiment in aQuaria zonder (con)
fosfaatbudget (mg) fosfaatbudget (mg)
en met ingebrachte planten (hb = grof hoornblad, Wp = Waterpest) en het effect Van ijzersuppletie daarop (+fe)
40
water
3040
fonteinkruid water
2030
nitella fonteinkruid
1020
waterpest nitella
WP75+Fe WP75+Fe
WP75 WP75
HB75 HB75
Con + Fe Con + Fe
Con Con
0
HB75+Fe HB75+Fe
hoornblad waterpest
010
alghoornblad alg
Figuur 7: de hoeveelheid fosfaat aanwezig in planten en water na afloop van het experiment in aquaria zonder (Con) en met ingebrachte planten (HB = Grof Hoornblad, WP = Figuur 7: de hoeveelheid fosfaat aanwezig in planten en water na afloop van het experiment Waterpest) en het effect van ijzersuppletie daarop (+Fe). in aquaria zonder (Con) en met ingebrachte planten (HB = Grof Hoornblad, WP =
Opwerveling van bodemslib door wind of vis zou kunnen leiden tot versterkte fosfaatmobiWaterpest) en het effect van ijzersuppletie daarop (+Fe). Opwerveling van bodemslib door wind of vis zou kunnen leiden tot versterkte lisatie als vrij fosfaat versneld uit de bodem in het water komt. Opwerveling kan echter ook fosfaatmobilisatie als “vrij” fosfaat versneld uit de bodem in het water komt. juist leiden vastlegging vanwind fosfaat bodem als deleiden bodemtot zuurstofrijker Opwerveling van tot bodemslib door of in visdezou kunnen versterkte(meer geoxiOpwerveling kan echter ook juist leiden tot vastlegging van fosfaat in de bodem deerd) wordt.als Dit “vrij” is in kolomproeven getest.uit Opwerveling de nalevering te verminderen, fosfaatmobilisatie fosfaat versneld de bodemblijkt in het water komt. als de bodem zuurstofrijker (meer geoxideerd) wordt. Dit is in kolomproeven niet te vergroten (figuur Opwerveling kan echter ook 8). juist leiden tot vastlegging van fosfaat in de bodem getest. Opwerveling blijkt de nalevering te verminderen, niet te vergroten (figuur als de bodem zuurstofrijker (meer geoxideerd) wordt. Dit is in kolomproeven 8). figuur 8 getest.het effect Van opWerVelen doorde Wind op de fosfaatmobilisatie op Verschillendeniet locaties terra noVa. de ijzersuppletie Opwerveling blijkt nalevering te verminderen, teinvergroten (figuur in de 8).
plas Was op dit moment nog niet gestart
Figuur 8: Het effect van opwervelen door wind op de fosfaatmobilisatie op verschillende locaties in Terra Nova. De ijzersuppletie in de plas was op dit moment nog niet gestart. 2.1.3 8: conclusie aQuariumproeVen Figuur Het effect uit van de opwervelen door wind op de fosfaatmobilisatie op verschillende
2.1.3 2.1.3
groei van planten remmen, dat zal de ervan niet in de locaties IJzersuppletie in Terra Nova.kan De de ijzersuppletie in de plas was opmaar dit moment nogvestiging niet gestart. Conclusie uit de aquariumproeven weg staan. Bovendien gaat het om een tijdelijk effect. De methode is in dit opzicht dus veilig. IJzersuppletie kan de groei van planten remmen, maar dat zal de vestiging ervan Voorwaarde wel een geleidelijke toediening om pH-daling, toename van ammonium en Conclusie uit de is aquariumproeven niet in de weg staan. Bovendien gaat het om een tijdelijk effect. De methode is in ijzerslibneerslag planten voorkomen. IJzersuppletie kan de op groei van te planten remmen, maar dat zal de vestiging ervan dit opzicht dus veilig. Voorwaarde is wel een geleidelijke toediening om pH-daling, niet in de weg staan. Bovendien gaat het om een tijdelijk effect. De methode is in toename van ammonium en ijzerslibneerslag op planten te voorkomen. dit opzicht dus veilig. Voorwaarde is wel een geleidelijke toediening om pH-daling,
10
toename van ammonium en ijzerslibneerslag op planten te voorkomen. 24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen 24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
17/54 17/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
De toename van het ijzergehalte in de bodem en de gunstigere Fe:PO4-ratio in de bodem leidt inderdaad tot een vermindering van de nalevering na ijzersuppletie. Hoge bedekkingen met waterplanten kunnen echter leiden tot een verhoging van de nalevering, waarbij het vrijkomende fosfaat direct weer door planten wordt opgenomen. Bovendien lijkt er minder afbraak plaats te vinden in de bodem. Opwerveling door wind vermindert de mobilisatie van fosfaat. IJzersuppletie lijkt dus een kansrijke methode.
2.2 De pilot Voordat ijzersuppletie op grote schaal in Terra Nova plaatsvond, is er in 2009 een pilot gestart in twee afgesloten petgaten van 0,5 ha in Terra Nova. In één petgat werd geleidelijk ijzer gedoseerd, het andere diende als referentie. Deze pilot was vooral bedoeld om de eventuele risico’s van ijzersuppletie op veilige wijze door “trial and error” te onderzoeken. De belangrijkste vragen waren: Wat is het effect op de zuurgraad? Wat is daarvoor een veilige dosering en doseringssnelheid? Verspreidt het ijzer zich goed? Neemt het fosfaatbindend vermogen in de bodem toe en de nalevering af? Wat doen de algen? Leidt het zoöplankton schade? Hoe reageren de waterplanten? Welke verrassingen staan ons te wachten? 2.2.1 Proefopzet 2.2.1 2.2.1 Proefopzet Proefopzet Met een mobiele pompinstallatie werd in korte tijd een hoge dosering ijzerchloride Met eenmobiele mobiele pompinstallatie in korte tijd tijd een hoge dosering ijzerchloride toegepast Met een pompinstallatiewerd werd in korte een hoge dosering ijzerchloride toegepast om te zien wat daarvan het effect zou zijn. In totaal werd hierbij 85 g om te zien wat daarvan het effect zou zijn. In totaal werd hierbij 85 g Fe m-2 in de waterlaag toegepast om te zien wat daarvan het effect zou zijn. In totaal werd hierbij 85 g in de waterlaag toegevoegd. Het ijzerchloride liep met een hevel vanuit een Fe m-2 Het ijzerchloride liep metHet een ijzerchloride hevel vanuit een liter tussenvat in een buis, toegevoegd. liep50 met een hevel vanuit een Fetoegevoegd. m-2 in de waterlaag 50-liter tussenvat in een buis, waardoorheen een elektrische buitenboordmotor waardoorheen een elektrische buitenboordmotor water stuwde (figuur 9). Volledige verslagen 50-liter tussenvat in een buis, waardoorheen een elektrische buitenboordmotor water stuwde (figuur 9). Volledige verslagen van deze pilot zijn te vinden in van deze pilot(figuur zijn te vinden in Mettrop (2009), Rietdijk (2010), Voerman water stuwde 9). Volledige verslagen van deze pilot zijn te (2010), vindenvan in Hintum Mettrop (2009), Rietdijk (2010), Voerman (2010), van Hintum (2011), van der (2011), van der Wal (2011), Janssen (2012) en Chrzanowski (2012). Mettrop (2009), Rietdijk (2010), Voerman (2010), van Hintum (2011), van der Wal (2011), Janssen 2012 en Chrzanowski (2012). Wal (2011), Janssen 2012 en Chrzanowski (2012). Figuur 9
schets en foto van de gebruikte installatie om de pilot van ijzer te voorzien
Figuur 9: schets en foto van de gebruikte installatie om de pilot van ijzer te voorzien. Figuur 9: schets en foto van de gebruikte installatie om de pilot van ijzer te voorzien.
2.2.2 2.2.2
Verspreiding van het ijzer Verspreiding van het ijzer Het ijzer vormde een wit/roestbruine pluim, met een duidelijk waarneembare vlok Het ijzer vormde een wit/roestbruine pluim, met een duidelijk waarneembare vlok die lang bleef zweven, wat gunstig is. Het ijzer bleef niet onder de installatie 11 die lang bleef zweven, wat gunstig is. Het ijzer bleef niet onder de installatie liggen, maar verspreidde zich goed over het gehele proefvlak. Metingen in liggen, maar verspreidde zich goed over het gehele proefvlak. Metingen in sedimentvangers tonen aan dat ijzer vooral als een dun (hydr)oxidelaagje op het sedimentvangers tonen aan dat ijzer vooral als een dun (hydr)oxidelaagje op het sediment neerslaat, doordat er in de proefvakken weinig menging is opgetreden sediment neerslaat, doordat er in de proefvakken weinig menging is opgetreden door windwerking of bodemwoelende vissen. door windwerking of bodemwoelende vissen.
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
2.2.2 Verspreiding van het ijzer Het ijzer vormde een wit/roestbruine pluim, met een duidelijk waarneembare vlok die lang bleef zweven, wat gunstig is. Het ijzer bleef niet onder de installatie liggen, maar verspreidde zich goed over het gehele proefvlak. Metingen in sedimentvangers tonen aan dat ijzer vooral als een dun (hydr)oxidelaagje op het sediment neerslaat, doordat er in de proefvakken weinig menging is opgetreden door windwerking of bodemwoelende vissen. 2.2.3 Ontwikkeling van de nalevering IJzersuppletie leidde in dit proefvak op korte termijn tot een duidelijke toename van de ijzer: fosfaat ratio in het bodemvocht van een lage waarde (< 5) naar een hoge waarde van vijftig met relatief veel meer ijzer dan fosfaat (Geurts et al., 2008). De minimale veilige streefwaarde ligt rond tien. Op de langere termijn liep deze ratio nog veel verder op. Deze gunstige ratio zorgde ervoor dat er in 2009 en 2010 nauwelijks nog fosfaat werd uitgewisseld tussen het sediment en de waterlaag. Hierdoor bleef het beijzerde proefvak 2 groeiseizoenen helder zonder P-pieken, terwijl het controle proefvak wel pieken in P en troebelheid vertoonde. De nalevering in de proefvakken is in 2010, 2011 en 2012 met kolomproeven onderzocht (figuurin10). het compartiment met ijzer bleek nalevering van fosfaat sterk te zijn afgeDe nalevering deInpoefvakken is in 2010, 2011 en de 2012 met kolomproeven nomen. Opvallend de compartiment mobilisatie van met totaalijzer P, inbleek de vorm van vermoedelijk onderzocht (figuur 10). In ishet de nalevering van zeer kleine ijzerfosfaatcolloïden, in 2011. Dit was inishet zichtbaarvan aan totaal de wittige kleur. fosfaat sterk te zijn afgenomen. Opvallend develd mobilisatie P, in de In 2012 is de weer zeer zeer laag. Opvallend is ook de lage nalevering proefvak vorm vannalevering vermoedelijk kleine ijzerfosfaatcolloïden, in 2011. in Dithet was in hetzonder ijzer. Metingen hetwittige water van het proefvak ijzer lieten ook eenzeer verhoogde veld zichtbaar aaninde kleur. In 2012 zonder is de nalevering weer laag. ijzerconcentrais niet volledig en wordt, bij droog weer, op peil gehouden Opvallendtieiszien. ook Het de proefvak lage nalevering in het waterdicht proefvak zonder ijzer. Metingen in het uit hetzonder ijzerrijkere water vanmet hetwater proefvak ijzeromliggende lieten ookgebied. een verhoogde ijzerconcentratie zien. Het proefvak is niet volledig waterdicht en wordt, bij droog weer, op peil Figuur 10 Demet nalevering van fosfaat (PO4,ijzerrijkere opgelost) en fosfor (P, inclusief zeer kleine, colloïdale deeltjes) in drie opeenvolgende gehouden water uit het omliggende gebied. jaren, in de twee proefvakken
25.0
P mobilisatie (mmol/m2/j)
PO4 mobilisatie (mmol/m2/j)
25.0
20.0 15.0 10.0
5.0 0.0
20.0
15.0 April 2010 10.0 April 2011
April 2010
April 5.02012
April 2012
April 2011
0.0 -‐5.0
-‐5.0
petgat +Fe
petgat -‐Fe
petgat +Fe
petgat -‐Fe
Figuur 10: De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor (P, inclusief zeer kleine, colloïdale deeltjes) in drie opeenvolgende jaren, in de twee proefvakken.
12
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
2.2.4
2.2.4 pH pH 2.2.4 pH Het ijzer werd in drie periodes gedoseerd met rustperiodes ertussen (tabel 2). Het ijzer werd in drie periodes met rustperiodes ertussen (tabel 2). (tabel 2). Het ijzer werd in driegedoseerd periodes gedoseerd met rustperiodes ertussen Tabel 2 Doseringschema pilot
Tabel 2: Doseringschema pilot. Tabel pilot. Door 2: de Doseringschema toevoeging van ijzerchloride daalde de pH fors. Toen de pH onaanvaardbaar laag
werd (<6), is de dosering gestopt. Na herstel is met een lagere doseringssnelheid verder gegaan Door de toevoeging van ijzerchloride daalde de pH fors.de Toen de pHToen de pH Door ijzerchloride pH fors. tot dede pHtoevoeging weer daalde. van Daarna is nogmaalsdaalde een weer lagere snelheid toegepast, waarbij de pH onaanvaardbaar laag werd (<6), is de dosering gestopt. Na herstel is met eenis met een onaanvaardbaar laag werd (<6), is de dosering gestopt. Na herstel constant bleef. lagere doseringssnelheid verder gegaan totgegaan de pH weer Daarna is Daarna is lagere doseringssnelheid verder tot dedaalde. pH weer daalde. nogmaals een weer lagere snelheid waarbij dewaarbij pH constant nogmaals een weer lageretoegepast, snelheid toegepast, de pHbleef. constant bleef.
Figuur 11 Hoeveelheid toegevoegd ijzerchloride (links) en verandering in de zuurgraad (pH, rechts)
Op basis van deze pilot is de veilige dosering bepaald op 27 liter ijzerchloride (40%) per hectare/dag. Figuur 11: Hoeveelheid toegevoegd toegevoegd ijzerchlorideijzerchloride (links) en verandering in de zuurgraad Figuur 11: Hoeveelheid (links) en verandering in de(pH, zuurgraad (pH, rechts).
rechts).
2.2.5 Waterkwaliteit en plankton Tijdens de pilotis bleek dat de fosfaat,opChl-a, de hoeveelheid en de hoeveelOp basis van deze pilot de veilige dosering 27 liter ijzerchloride Op basis van deze pilot is concentraties de veiligebepaald dosering bepaald op 27 literalgen ijzerchloride heid zwevende stof afnamen. De blauwalgen verdwenen uit de populatie. De samenstelling (40%) per(40%) hectare/dag. per hectare/dag. van het zoöplankton veranderde niet. 2.2.5
Waterkwaliteit en plankton 2.2.5 Waterkwaliteit en plankton 2.2.6 Waterplanten Tijdens de Tijdens pilot bleek dat de concentraties fosfaat, Chl-a, de hoeveelheid algen en algen en de pilot bleek dat de concentraties fosfaat, Chl-a, de hoeveelheid Tijdens dit pilot experiment was er echter geen sprake van opkomst vanuit macrofyten in de hoeveelheid zwevende stof afnamen. De blauwalgen verdwenen uit de de hoeveelheid zwevende stof afnamen. De blauwalgen verdwenen de
hetsamenstelling gerestaureerde petgat, in het het naastliggende was dan ook of dit populatie. populatie. De van hetnoch zoöplankton veranderdepetgat. niet. De vraag De samenstelling van zoöplankton veranderde niet. kwam door het toegediende ijzer, met als bijkomend gevolg een vertroebeling van het water 2.2.6
(figuur 9), of dat er mogelijk een andere reden was voor de afwezigheid van onderwater Waterplanten 2.2.6 Waterplanten vegetatie (ziepilot van experiment der Waler2011). Tijdens ditTijdens pilot experiment was echter sprake vansprake opkomst dit wasgeen er echter geen vanvan opkomst van macrofytenmacrofyten in het gerestaureerde petgat, noch in hetnoch naastliggende petgat. Depetgat. De in het gerestaureerde petgat, in het naastliggende vraag was vraag dan ook of dit kwam door het toegediende ijzer, met als bijkomend was dan ook of dit kwam door het toegediende ijzer, met als bijkomend
13 24-10-2012 -24-10-2012 IJzersuppletie in Laagveenplassen - IJzersuppletie in Laagveenplassen
21/54
21/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Figuur 12 De afgesloten petgaten in Terra Nova en veldwerk en exclosures in petgat A zonder ijzer en petgat B met ijzer
A
B
B A
Tijdens eerder uitgevoerde experimenten en metingen werden er ook steeds vaker Amerikaanse rivierkreeften (Procambarus clarkii) aangetroffen in zowel de afgesloten petgaten als in Terra Nova zelf (zie ook figuur 32). Deze uitheemse kreeften staan bekend als omnivoren die grote invloed kunnen hebben op vegetatie door het versnipperen/consumeren van macrofyten en het vertroebelen van het water door sedimentresuspensie. Om het (gecombineerde) effect van ijzersuppletie en herbivorie (door o.a. de Amerikaanse rivierkreeft) op de ontwikkeling van macrofyten te testen werden er in april 2011 verschillende exclosures ingezet in zowel het met ijzer behandelde petgat als in het onbehandelde petgat. In replica’s van zeven werden er kooien (1 x 1 x 1 m) ingezet voor vier verschillende behandelingen met elk verschillende maaswijdtes. Kreeften exclosures met een maaswijdte van 1 x 1 cm, gedeeltelijke herbivoren exclosures met een maaswijdte van 5 x 10 cm, en kreeften enclosures met een maaswijdte van 1 x 1 cm, waarin elk vier kreeften werden geplaatst. Ook werden er gebieden van 1 x 1 m aangewezen die dienden als controle gebieden. In elk van deze behandelingen werden transplants geplant van de waterplanten teer kransblad (Chara virgata), smalle waterpest (Elodea nuttallii) en aarvederkruid (Myriophyllum spicatum) in sediment uit de bijbehorende petgaten. Na een periode van 6 weken werden de transplants weer geoogst en werd er gekeken naar de toename in biomassa, evenals het spontaan opkomen van natuurlijke vegetatie in de afgezette gebieden. Bij de vergelijking tussen de twee verschillende petgaten (ijzerbehandelingen) werd de groei van de geplante macrofyten die beschermd waren tegen begrazing vergeleken. Er werd een significant positief effect gevonden van ijzeradditie op de groei van de transplants van aarvederkruid. De transplants van aarvederkruid bereikten een hogere biomassa in het met ijzer behandelde petgat vergeleken met de transplants in het onbehandelde petgat (figuur 13a). Dezelfde tendens was te zien bij waterpest en breekbaar kransblad.
14
stoWa 2012-43 IJzersuppletIe In laagveenplassen
figuur 13
(a) toename in biomassa Voor de macrofyten chara Virgata, elodea nuttallii en myriophyllum spicatum in de kreeften exclosures in het ijzerrijke (geel) en ijzerarme (blauW) petgat. significante Verschillen tussen de petgaten Worden WeergegeVen door Verschillende letters (f = 5,81; p < 0,005), (b) m. spicatum en e. nuttallii in het met ijzer behandelde petgat
a
b
Figuur 13: (a)een Toename voor de macrofyten virgata, nuttallii en tussen Naast verschilininbiomassa ijzerconcentratie werd er ookChara een verschil inElodea doorzicht gemeten Myriophyllum de kreeften in het ijzerrijke (geel) en ijzerarme (blauw) de tweespicatum petgatenin(tabel 3). Dit exclosures werd waarschijnlijk veroorzaakt door de zwevende deeltjes petgat. in Significante tussen de als petgaten doorvan verschillende het water verschillen (zie paragraaf 2.2.3), gevolg worden van hetweergegeven snelle toedienen het ijzer in 2009. letters (F = 5,81; P < 0,005), (b) M. spicatum en E. nuttallii in het met ijzer behandelde De resulterende verschillen in doorzicht en ijzerconcentratie staan weergegeven in tabel 3. petgat tabel 3
Verschillen in abiotische factoren tussen het ijzerrijke en ijzerarme petgat
Naast een verschil in ijzerconcentratie werd er ook een verschil in doorzicht hoog ijzer petgat
laag ijzer petgat
gemeten tussen de twee petgaten (tabel 3). Dit werd waarschijnlijk veroorzaakt -1 IJzer concentratie april 2011 (mg l )
1.30
0.09
IJzer concentratie september 2011 (mg l-1)
1.60
0.21
368.43
315.57
door de zwevende deeltjes in het water (zie paragraaf 2.2.3), als gevolg van het snelle toedienen van het ijzer in 2009. De resulterende verschillen in doorzicht en lichtintensiteit
ijzerconcentratie staan weergegeven in tabel 3. aan wateroppervlak (µmol m-2 s-1)
op 35 cm diepte (µmol
m-2 s-1)
op 60 cm diepte (µmol m-2 s-1)
Hoog127.57 ijzer petgat 56.43 1.30 3.03 1.60
201.71 Laag ijzer petgat 140.00
IJzer concentratie april 2011 (mg l-1) 0.09 1.28 licht-extinctie coëfficiënt (m-1) IJzer concentratie september 2011 (mg l-1) 0.21 Lichtintensiteit aan De wateroppervlak (µmol m-2in 368.43 petgat kan 315.57 s-1het ) met ijzer behandelde lagere lichtintensiteit mogelijk een stimulatie -2 -1 op 35 cm diepte (µmol m s ) 127.57 201.71 zijn geweest voor de snellere groei van M. spicatum naar het oppervlak. Dit werd ook in het op 60 cm diepte (µmol m-2 s-1) 56.43 140.00 veld waargenomen, waar in het met ijzer behandelde petgat M. spicatum tot aan het opperLicht-extinctie coëfficiënt (m-1) 3.03 1.28
vlak werd gezien, terwijl in het onbehandelde petgat M. spicatum het oppervlak niet bereikte
Tabel 3: Verschillen in abiotische factoren tussen het ijzerrijke en ijzerarme petgat
(figuur 13b).
De lagere lichtintensiteit in het met ijzer behandelde petgat kan mogelijk een Naast een effect van het ijzer op de macrofyten was er ook een zeer groot effect van kreeften stimulatie zijn geweest voor de snellere groei van M. spicatum naar het oppervlak. te zien op alle macrofyten (figuur 14). Het effect van de begrazing van kreeften was het grootst Dit werd ook in het veld waargenomen, waar in het met ijzer behandelde petgat op C. virgata en E. nuttallii, die elk significant de hoogste biomassa bereikten bij de kreeften M. spicatum tot aan het oppervlak werd gezien, terwijl in het onbehandelde petgat exclosures. Voor deze planten was er geen verschil tussen de kreeften enclosures, gedeeltelijke M. spicatum niet het oppervlak bereikte (figuur 13b). exclosures en de open controle behandelingen, wat laat zien dat hun afname in biomassa
voornamelijk wordt veroorzaakt door kreeftenvraat. M. spicatum had de laagste biomassa in Naast een effect van het ijzer op de macrofyten was er ook een zeer groot effect de kreeften enclosures en de hoogste biomassa in de kreeften exclosures. De gedeeltelijke van kreeften te zien op alle macrofyten (figuur 14). Het effect van de begrazing exclosures en de open controle leverde een gelijke tussenliggende biomassa op. van kreeften was het grootst op C. virgata en E. nuttallii, die elk significant de hoogste biomassa bereikten bij de kreeften exclosures. Voor deze planten was er geen verschil tussen de kreeften enclosures, gedeeltelijke exclosures en de open controle behandelingen, wat laat zien dat hun afname in biomassa voornamelijk wordt veroorzaakt door kreeftenvraat. M. spicatum had de laagste biomassa in de kreeften enclosures en de hoogste biomassa in de kreeften exclosures. De gedeeltelijke exclosures en de open controle leverde een gelijke tussenliggende biomassa op.
15
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
23/54
stoWa 2012-43 IJzersuppletIe In laagveenplassen
figuur 14
macrofyten biomassa in het (a) ijzerarme petgat en (b) ijzerrijke petgat in de Verschillende kreeften behandelingen. significante Verschillen tussen de kreeften behandelingen Voor alle macrofyten samen Worden WeergegeVen door Verschillende letters (f = 54,81; p < 0,001)
Laag ijzer 0.2 mg Fe l-1
Hoog ijzer 1.6 mg Fe l-1
a
b
B
A A
A
A
A
Figuur 14: Macrofyten biomassa in het (a) ijzerarme petgat en (b) ijzerrijke petgat in de
De proef laat zien dat het zeer waarschijnlijk is dat kreeften rol spelen bij de afweverschillende kreeften behandelingen. Significante verschillen tusseneen de grote kreeften zigheidvoor van de de petgaten. van macrofyten in Terra letters Nova kan door behandelingen allemacrofyten macrofyteninsamen wordenTerugkeer weergegeven door verschillende dezePintensieve (F = 54,81; < 0,001).vraat ernstig worden gehinderd. IJzertoediening in de petgaten leek een indirecte positieve rol te hebben op de groei van aarvederkruid door hethet verminderen van het doorzicht. De toediening van ijzer Terra Nova zal De proef laat zien dat zeer waarschijnlijk is dat kreeften een grote rolinspelen waarschijnlijk niet een dergelijk effect hebben op het doorzicht, aangezien de hoeveelheid bij de afwezigheid van de macrofyten in de petgaten. Terugkeer van macrofyten in toegevoegd ijzer deze relatief lager is en vraat de toediening een langere tijd zal worden uitgespreid. Terra Nova kan door intensieve ernstigover worden gehinderd. Wel hebben de ijzerconcentraties in Terra Nova waarschijnlijk geen negatieve op de IJzertoediening in de petgaten leek een indirecte positieve rol te hebben op effecten de groei van macrofyten, aangezien de macrofyten in het het met ijzer behandelde petgat even goed groei van aarvederkruid door het verminderen van doorzicht. De toediening of zelfs beter groeiden dan in het controlepetgat. van ijzer in Terra Nova zal waarschijnlijk niet een dergelijk effect hebben op het doorzicht, aangezien de hoeveelheid toegevoegd ijzer relatief lager is en de 2.2.7 Verrassingen toediening over een langere tijd zal worden uitgespreid. Wel hebben de
Na het stopzetten van het doseren ontstond telkens witte waas in het water. Deze was twee ijzerconcentraties in Terra Nova waarschijnlijk geeneen negatieve effecten op de groei jaar na het doseren nog steeds zichtbaar (Mettrop, 2009). Hierdoor werd het proefvak meestal van macrofyten, aangezien de macrofyten in het met ijzer behandelde petgat nietof helderder dan groeiden de referentie, zelfs troebeler. Waaruit de witte kleur bestond is niet evengoed zelfs beter dansoms in het controle petgat. met zekerheid vast te stellen, het bleek niet mogelijk de stof te isoleren. Vermoedelijk gaat het 2.2.7
om een suspensie van colloïdaal ijzer(II)hydroxide en mogelijk ook ijzercarbonaat (sideriet), Verrassingen snelle dosering waardoor heteen ijzerwitte zich niet in in de het bodem kon mengen Na het veroorzaakt stopzetten door van een hettedoseren ontstond telkens waas water. (Chrzanowski, verdere oxidatie kleurt het ijzer vervolgens en roestbruin. Deze was twee jaar 2012). na hetBijdoseren nog steeds zichtbaar (Mettrop geel 2009). Hierdoor werd het proefvak meestal niet helderder dan de referentie, soms zelfs troebeler. 2.2.8 conclusies uit bestond de pilot is niet met zekerheid vast te stellen, het bleek niet Waaruit de witte kleur Mits de dosering voldoende geleidelijk is, maximaal litersuspensie ijzerchloride (40%) per hectare/ mogelijk de stof te isoleren. Vermoedelijk gaat het om27een van
dag,ijzer(II)hydroxide is ijzersuppletie veilig. pH daaltook nietijzercarbonaat tot te lage waarden, er is geenveroorzaakt significante schade colloïdaal en De mogelijk (sideriet), aan de vegetatie. Het fosfaatbindend vermogen van de bodem wordt hersteld, de methode door een te snelle dosering waardoor het ijzer zich niet in de bodem kon mengen lijkt te werken. (Chrzanowski, 2012). Bij verdere oxidatie kleurt het ijzer vervolgens geel en roestbruin. 2.2.8
Conclusies uit de Pilot Mits de dosering voldoende geleidelijk is, maximaal 27 liter ijzerchloride (40%) per hectare/dag, is ijzersuppletie veilig. De pH daalt niet tot te lage waarden, er is geen significante schade aan de vegetatie. Het fosfaatbindend vermogen van de bodem wordt hersteld, de methode lijkt te werken.
16
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
3 Praktijkexperiment 3.1 Het toevoegen van ijzer in de praktijk 3.1.1 De werking van de molen De molen functioneerde grotendeels volgens plan. Er is/was een klein aantal eenvoudige technische aanpassingen nodig: • Omdat de hoeveelheid wind op deze locatie tegenviel is de molen voorzien van een grotere wiek. De standaardwiek van 1,22m is vervangen door een wiek van 1,50m. • Bij de oorspronkelijke toerentalreductie van de molenas naar de ijzerpomp was de weerstand zo groot dat de molen en de pompen bij windkracht 3 BFT en lager stil stonden. Door de reductie te vergroten van 3,37 naar 7,63, draaide de molen wel bij windkracht 3. Het gemiddelde pompvermogen bleef daardoor gelijk. • Bij de reductie van 3,37 werd bij windselheden boven 8 BFT het toerental van de ijzerpomp te hoog, met een defecte pompslang als gevolg. Met een reductie van 7,63 kan het toerental ook bij zware storm niet meer te hoog worden. • Het verplaatsen van het ponton bleek, zeker bij wind, zwaarder dan gedacht. Voor toepas sing van de installatie op een minder beschutte plas zal een sterkere duwboot nodig zijn om controle te houden en voldoende veilig te kunnen varen. • De aanzuigbuis van waterpomp stak wat te diep en bleef hangen achter waterplanten. Dit onderdeel moet worden aangepast. • De gebruikte knelkoppelingen op de assen gingen slippen en zijn vervangen door een koppeling met borgpen. • De kunststof kranen en leidingen bleken snel te verouderen. Een halfjaarlijkse inspectie is nodig. • De slang in de slangpomp gaat een half tot een heel jaar mee. Een regelmatige controle is nodig. • De tank stond wat dicht tegen de achterkant van de container, zodat er weinig werkruimte was. Door de dissel hoger opklapbaar te maken kan de tankwagen meer naar voren. • Dat de peilschaal aan de voorkant zat, en de vulopening achter, is minder handig. Het is voor een vlotte reparatie handig om voldoende reserveonderdelen klaar te hebben liggen, zeker voor kwetsbare onderdelen en die met levertijd. Het vullen, transporteren en wisselen van de tanks verliep probleemloos. Er deden zich geen lekkages of morsingen van enige omvang voor. Op den duur lag er wel een beetje ijzer op de grond. Het gewicht van het transport in combinatie met de intensiteit maakt dat de afrit en beschoeiing voldoende stevig en klinkvast moet zijn. Een sterke verankering tussen de kant en het ponton tijdens het laden van de kar met ijzerchloride is een vereiste.
17
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
3.1.2
De hoeveelheid toegevoegd ijzer 3.1.2 De hoeveelheid toegevoegd ijzer Voor de inschatting van de capaciteit van de installatie was uitgegaan van de Voor de inschatting van de capaciteit van de installatie is uitgegaan van de gemiddelde windgemiddelde windsterkte in de Bilt. Deze gegevens gelden echter voor open gebied sterkte in De Bilt. Deze gegevens gelden echter voor open gebied en op tien meter hoogte. en op tien meter hoogte. Omdat Terra Nova door dichte bomen omzoomd was en Omdat Terra Nova door dichte bomen omzoomd was en de molen slechts 7 meter hoog was de molen slechts 7 meter hoog was de windvang aanzienlijk minder. Op een open de windvang aanzienlijk minder. Op een open plas van 100 ha zal de windvang aanzienlijk plas van 100 ha zal de windvang aanzienlijk meer zijn. Als de molen bij 2 BFT al meer zijn. Als de molen bij 2 BFT al draait (1,5 m/s) neemt het pompvermogen met een factor draait (1.5 m/s) neemt het pompvermogen met een factor 2.8 toe ten opzichte 2,8 toe ten opzichte van de situatie in Terra Nova. van de situatie in Terra Nova.
Uiteindelijk is 33 gram ijzer per m2 toegevoegd, in plaats van 100-200. De analyse van de Uiteindelijk is 33 gram ijzer per m2 toegevoegd, in plaats van 100-200. De analyse Radboud Universiteit (zie paragraaf 3.2.2) laat zien dat dit in principe genoeg zou kunnen van de Radboud Universiteit (zie paragraaf 3.2.2) laat zien dat dit in principe zijn. Wegens alle onzekerheden wordt nog steeds een hoeveelheid van 100 gram ijzer per m2 genoeg zou kunnen zijn. Wegens alle onzekerheden wordt nog steeds een aanbevolen. Op een open plas, vol in de wind, is dat haalbaar. hoeveelheid van 100 gram ijzer per m2 aanbevolen. Op een open plas, vol in de wind, is dat haalbaar. de hoeveelheid toegevoegd ijzer per m2 in Terra Nova
Figuur 15
Hoeveelheid Fe toegevoegd
35 30
gram Fe/m
2
25 20 15 10 5
101 -1 2
111 -1 1
109 -1 1
Datum
107 -1 1
105 -1 1
103 -1 1
101 -1 1
111 -1 0
109 -1 0
107 -1 0
105 -1 0
0
Figuur 15: de hoeveelheid toegevoegd ijzer per m2 in Terra Nova.
3.1.3 Zichtbaarheid van ijzer
De vrees bestond dat het water door het toevoegen van ijzer oranje zou kleuren. Door de dose3.1.3
ring van ijzer in ijzer een grote waterstroom en een tweede wateraanvoer met de venturibuis werd Zichtbaarheid van echter een, voor doel, goede vlokvorming verkregen. vlokoranje was niet zo kleuren. klein dat hij niet De vrees bestond datdit het water door het toevoegen vanDe ijzer zou bezonk en het water kleurde (iets wat ook op locaties nog bestaande natuurlijke Door de dosering van ijzerrood in een grote waterstroom en een met tweede wateraanvoer kwel werd zichtbaar is), maar niet grootgoede dat hetvlokvorming ijzer onder deverkregen. installatie bezonk met deijzerrijke venturibuis echter een, ook voor ditzo doel,
daarniet bleefzoliggen. menging met pompwater, waterrood in de kleurde venturibuis enwat de menging De vlokenwas klein Door dat hij niet bezonk en het water (iets de plas verdunde ijzerpluimnatuurlijke zich snel (figuur 16). kwel zichtbaar is), maar ook opin locaties met nog de bestaande ijzerrijke
Dezo pHgroot in de ijzerpluim bleek niet lager dan in hetbezonk omringende water, als gevolg van de enorook niet dat het ijzer onder de installatie en daar bleef liggen. me verdunning. Door menging met pompwater, water in de venturibuis en de menging in de plas verdunde de “ijzerpluim” zich snel (figuur 16). De pH in de ijzerpluim bleek niet lager dan in het omringende water, als gevolg van de enorme verdunning.
18 24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
26/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Figuur 16 De ijzerpluim is tot een meter of tien zichtbaar, verderop is de verdunning al te groot om het ijzer zichtbaar te maken
Figuur 16: De ijzerpluim is tot een meter of tien zichtbaar, verderop is de verdunning al te
3.2 Het gedrag van ijzer in de plas
groot om het ijzer zichtbaar te maken.
Van 2009 tot 2011 is het gedrag van het ijzer in de bodem door een reeks onderzoekers met hun studenten onderzocht: Voerman (2010), Saris (2010), van Hintum (2011), Chrzanowski
3.2
(2012) en Janssen (2012).
Het gedrag van ijzer in de plas
3.2.1 Van Verspreiding deijzer plas 2009 tot 2011 van is hetijzer gedragover van het in de bodem door een reeks onderzoekers met hun studenten onderzocht: Voerman (2010), van Bodem- en waterkwaliteit werden gemonitord op(2010), negen Saris monsterpunten
Hintum (2011), Chrzanowski (2012) en Janssen (2012).
verspreidt over de
plas (figuur 17). Hier zijn ook sedimentvallen geplaatst. Uit de metingen blijkt dat ijzer ook
3.2.1
hier vooral als Verspreiding van(hydr)oxidelaagje ijzer over de plasop
de bodem komt en daarom is tot nog toe alleen in de
Bodemen cm waterkwaliteit werden gemonitord opijzerconcentratie 9 monsterpunten verspreid over bovenste van de bodem een verhoogde en ijzerfosfaatratio de plas (figuur 17). Hier zijn ook sedimentvallen geplaatst. Uit deniet metingen blijkt het oppervlaktewater en dieper in de bodem neemt ijzer of nauwelijks dat ijzer ook hier vooral als (hydr)oxidelaagje op de bodem komt en daarom is tot
gemeten. In
toe. Er sedimen-
teert minder ijzer in de oostelijke (NO ) en zuidelijke uithoeken (ZO en ZW) van Terra Nova
2 nog toe alleen in de bovenste cm van de bodem een verhoogde ijzerconcentratie
(figuur 18), maar sedimenteert ook weinig P. en dieper in de bodem en ijzer:fosfaat ratiodaar gemeten. In het oppervlaktewater
neemt ijzer niet ofplaatsen nauwelijks toe.meer Er sedimenteert in de oostelijke Op alle andere slaat ijzer neer minder dan er ijzer gemiddeld is toegevoegd.
Dat is niet in
(NO2) en zuidelijke uithoeken (ZO en ZW) van Terra Nova (figuur 18),inmaar daar elke periode hetzelfde, verschillen ontstaan door verschillen windrichting
en stroming.
sedimenteert ook weinig P.
Maar uiteindelijk komt overal ongeveer evenveel terecht. Ook daarom is een langdurige,
Op alle andere plaatsen slaat meer ijzer neer dan er gemiddeld is toegevoegd. Dat
toevoeging noodzakelijk. isgeleidelijke, niet in elke periode hetzelfde, verschillen ontstaan door verschillen in
windrichting en stroming. Maar uiteindelijk komt overal ongeveer evenveel terecht. Ook daarom is een langdurige, geleidelijke, toevoeging noodzakelijk.
Figuur 17 De verschillende locaties waar sedimentvallen zijn geplaatst en waar water- en bodemkwaliteit werd gemonitord
Figuur 17: De verschillende locaties waar sedimentvallen zijn geplaatst en waar water- en bodemkwaliteit werd gemonitord.
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
19 27/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
ijzer in sedimentvangers t.o.v. toegevoegde hoeveelheid
70
Figuur 18 De hoeveelheid ijzer in de sedimentvallen. Er is gemiddeld 28 g Fe/m2 mei11-‐aug11: toegevoegd tussen mei 2010 en augustus 2011 +6 g /m2
60
70
10
0
aug10-‐feb11: +11 g /m2
50
30
20
aug10-‐feb11: +11 g /m2 mei11-‐aug11: +6 g /m2 mei10-‐aug10: +6 g /m2 feb11-‐mei11: +5 g /m2
60
40
g Fe / m2
g Fe / m2
50
feb11-‐mei11: +5 g /m2 ijzer in sedimentvangers t.o.v. toegevoegde hoeveelheid
mei10-‐aug10: +6 g /m2
40 30
20 M-‐NW 10
NW
M-‐NO
NW2
M
ZO
ZW
NO2
0
Figuur 18: DeM-‐NW hoeveelheid in de sedimentvallen. ErZO is gemiddeld 28 g Fe/m2 NW ijzer M-‐NO NW2 M ZW NO2
toegevoegd tussen mei 2010 en augustus 2011.
Figuur 18: De hoeveelheid ijzer in in de de plas sedimentvallen. Er gemiddeld 28 g Fe/m2 Ook 2012 is het ijzer nog mobiel. Deisijzerconcentraties (opgelost)zijn zijn nog verOok in 2012 is in het ijzer in de plas nog mobiel. De ijzerconcentraties (opgelost) toegevoegd tussen mei 2010 en augustus 2011. hoogd en vermoedelijk is ook nog colloïdaal ijzer aanwezig. Een flink deel van het ijzer ligt nog verhoogd en vermoedelijk is ook nog colloïdaal ijzer aanwezig. Een flink deel
3.2.2
op ligt de bodem wervelten makkelijk om eldersop te om kunnen bezinken. In de proefvakken van van het ijzer op deen bodem wervelt op makkelijk elders te kunnen Ook in de 2012 isbleek het ijzer in de plas nog mobiel. De ijzerconcentraties (opgelost) zijn pilot dat ijzer zelfs in voldoende mate in het proefvak zonder ijzer kon doordringen bezinken. In de proefvakken van de pilot bleek dat ijzer zelfs in voldoende mate in nog verhoogd en vermoedelijk is ook nog colloïdaal ijzer aanwezig. Een flink deel omzonder ook daarijzer de nalevering te beperken paragraaf het proefvak kon doordringen om(zie ook daar de2.2.3). nalevering te beperken van het ijzer ligt op de bodem en wervelt makkelijk op om elders te kunnen (zie paragraaf 2.2.3). bezinken. In de proefvakken de pilot bleek dat ijzer zelfs in voldoende mate in 3.2.2 Fosfaatnalevering in van de plas het proefvak ijzer kon om ook daar de nalevering te beperken Doordatzonder hetin ijzer niet doordringen goed was gemengd in de toplaag van het sediment, waren de fosFosfaatnalevering denog plas (zie paragraaf 2.2.3). faatconcentraties de bovenste cminvan bodemvocht gedaald. Daarnaast werd door Doordat het ijzer nog niet alleen goed in gemengd was dehet toplaag van het sediment,
het gevormde ijzerlaagje op dein bodem de fosfaatmobilisatie de waterlaag sterk geremd. waren de fosfaatconcentraties alleen de bovenste cm van hetnaar bodemvocht Fosfaatnalevering in de plas Het lijkt erop datdoor in sommige gevallen wel kleine ijzerfosfaat deeltjes gedaald. Daarnaast werd het gevormde ijzerlaagje op de bodem de(<0,2 µm) vrij kunnen Doordat het ijzer nog niet goed gemengd was kunnen in de toplaag van het sediment, komen in het water, die indirect beschikbaar zijn voor planten en algen. Tot nu toe is fosfaatmobilisatie naar de waterlaag sterk geremd. Het lijkt erop dat in sommige waren dit de verschijnsel fosfaatconcentraties alleen in de bovenste cm van het bodemvocht alleen waargenomen in het pilot ijzer. in het gevallen wel kleine ijzerfosfaat deeltjes (<0,2 µm) vrijproefvak kunnenmet komen gedaald. Daarnaast werd door het gevormde ijzerlaagje op de bodem de water, die indirect beschikbaar kunnen zijn voor planten en algen. Tot nu toe is dit fosfaatmobilisatie naar de waterlaag sterk inclusief geremd. Het lijkt erop dat in sommige Figuur 19 De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor kleine, vaste deeltjes) in drie opeenvolgende jaren, verschijnsel alleen waargenomen in het pilot(P,proefvak met ijzer. gevallen wel deeltjes (<0,2 µm) vrij kunnen komen in het voor twee kleine locaties inijzerfosfaat de plas
3.2.2
P mobilisatie (mmol/m2/j)
10.0 20.0 5.0 15.0
0.0 10.0
-‐5.0 5.0
-‐10.0 0.0 -‐5.0
Plas M-‐NO
Plas NO
15.0 25.0
April 2010 10.0 20.0
April 2010
April 5.0 2011 15.0 April 2012 0.0 April 2010 10.0
April 2011
P mobilisatie (mmol/m2/j)
15.0 25.0
PO4 mobilisatie (mmol/m2/j)
PO4 mobilisatie (mmol/m2/j)
water, planten en algen. Tot nu toe is dit 25.0 die indirect beschikbaar kunnen zijn voor 25.0 verschijnsel alleen waargenomen in het pilot proefvak met ijzer. 20.0 20.0
April 5.0 2011 -‐5.0 April 2012 -‐10.0 0.0 Plas M-‐NO -‐5.0
April 2012 April 2010 April 2011 April 2012 Plas NO
Figuur 19:-‐10.0 De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor -‐10.0 (P, inclusief kleine, vaste deeltjes) in drie opeenvolgende twee Plas M-‐NO jaren, voor Plas N O locaties in de plas. Plas M-‐NO
Plas NO
Figuur 19: De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor (P, inclusief kleine, vaste
De nalevering is in 2010, 2011 en 2012 bepaald aan de hand van een aantal deeltjes) in drie opeenvolgende jaren, voor twee locaties in de plas.
intacte bodemkolommen die telkens op twee plaatsen werden gestoken (NO en MNO). Als gevolg van de grote variatie tussen de kolommen die op een locatie zijn De nalevering is in 2010, 2011 en 2012 bepaald aan de hand van een aantal intacte bodemkolommen die telkens op twee plaatsen werden gestoken (NO en MNO). Als gevolg van de grote variatie tussen de kolommen die op een locatie zijn
24-10-2012 - IJzersuppletie in20 Laagveenplassen
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
29/54
29/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
De nalevering is in 2010, 2011 en 2012 bepaald aan de hand van een aantal intacte bodemkolommen die telkens op twee plaatsen werden gestoken (NO en M-NO). Als gevolg van de grote variatie tussen de kolommen die op een locatie zijn gestoken (door de heterogeniteit van de bodem) zijn de resultaten minder eenduidig dan gewenst. Duidelijk is dat de nalevering van fosfaat sterk is afgenomen tot nihil, de bodem lijkt zelfs fosfaat te adsorberen (figuur 19). Ook het vrijkomen van P-totaal (dus inclusief kleine, vaste deeltjes) toont een negatieve trend. 3.3 Effecten op de waterkwaliteit
3.3 Effecten op de waterkwaliteit
Effecten op Effecten op de de waterkwaliteit waterkwaliteit Het basismeetprogramma gaf goed inzicht in de situatie vóór, tijdens e
de ijzersuppletie. Het basismeetprogramma gaf goed inzicht in de situatie vóór, tijdens vlak inzicht na de ijzer Het gaf goed in vóór, tijdens e Het basismeetprogramma basismeetprogramma gafen goed inzicht in de de situatie situatie tijdens Figuurvóór, 20. De zomee Totaal P suppletie. de 0,2 ijzersuppletie. de ijzersuppletie. fosfaatconcentratie 0,18 Figuur De zome Totaal P Figuur 20. 20. zome Totaal P daalde van De 0.065 m 0,16 0,2 De zomergemiddelde fosfaatconcentratie 0,2 fosfaatconcentratie 0,14 fosfaatconcentratie 0,18 naar 0.038 in 2010 0,18 (P-totaal) daalde van 0,065 mg/l in 2009 0,12 daalde van m 0,16 daaldeDeze van 0.065 0.065 0,16 2011. daling m k naar 0,038 in 2010 en 0,012 in 2011. 0,1 0,14 0,14 naar 0.038 0.038 in in 2010 2010 0,08 naar 0,12 Deze daling kan voor een groot deel worden groot deel worden 0,12 0,06 2011. k 0,1 toegeschreven aan de sterke afname van de 2011. Deze Deze daling daling 0,1 toegeschreven aan k 0,04 0,08 groot deel deel worden worden 0,08 fosfaatnalevering vanuit de bodem groot 0,02 0,06 afname van de 0,06 0 toegeschreven 0,04 toegeschreven aan aan 0,04 fosfaatnalevering va 0,02 afname van van de de 0,02 afname 0 bodem. datum 0 fosfaatnalevering fosfaatnalevering va va bodem. datum bodem. datum Figuur 21. De conce 1-7-2012 1-7-2012 1-7-2012
1-1-2012 1-1-2012 1-1-2012
1-7-2011 1-7-2011 1-7-2011
1-1-2011 1-1-2011 1-1-2011
1-7-2010 1-7-2010 1-7-2010
1-1-2010 1-1-2010 1-1-2010
1-7-2009 1-7-2009 1-7-2009
1-1-2009 1-1-2009 1-1-2009
1-7-2008 1-7-2008 1-7-2008
1-1-2008 1-1-2008 1-1-2008
1-7-2007 1-7-2007 1-7-2007
1-1-2007 1-1-2007 1-1-2007
1-7-2006 1-7-2006 1-7-2006
1-1-2006 1-1-2006 1-1-2006
1-7-2005 1-7-2005 1-7-2005
1-1-2005 1-1-2005 1-1-2005
mg mg/ liter / liter mg / liter
Figuur 20
3.3 3.3
Ortho P
0,2 0,18
1-7-2012 1-7-2012 1-7-2012
1-1-2012 1-1-2012 1-1-2012
1-7-2011 1-7-2011 1-7-2011
1-1-2011 1-1-2011 1-1-2011
1-7-2010 1-7-2010 1-7-2010
datum datum
1-1-2010 1-1-2010 1-1-2010
waarden
datum
1-7-2009 1-7-2009 1-7-2009
wat zal toenemen, maar niet tot de oude
1-1-2009 1-1-2009 1-1-2009
na het stoppen van de suppletie weer
1-7-2008 1-7-2008 1-7-2008
1-1-2005 1-1-2005 1-1-2005
Verwacht wordt dat de fosfaatconcentratie
1-1-2008 1-1-2008 1-1-2008
aanwezige fosfaat hebben vastgelegd.
1-7-2007 1-7-2007 1-7-2007
externe bronnen en het in het water
1-1-2007 1-1-2007 1-1-2007
De ijzertoevoeging zal ook fosfaat uit
1-7-2006 1-7-2006 1-7-2006
in 2010 en 0,004 in 2011.
1-1-2006 1-1-2006 1-1-2006
daalden van 0,033 mg/l in 2009 naar 0,005
0,14 0,18 0,18 0,12 0,16 0,16 0,1 0,14 0,14 0,08 0,12 0,12 0,06 0,1 0,1 0,04 0,08 0,08 0,02 0,06 0,06 0 0,04 0,04 0,02 0,02 0 0
1-7-2005 1-7-2005 1-7-2005
0,16 0,2 0,2
De concentraties opgelost (ortho)fosfaat mg mg/ liter / liter mg / liter
Figuur 21
Ortho P Ortho P
Chl-a 300
200 250 250 150 200 200 100 150 150
1-7-2012 1-7-2012 1-7-2012
1-1-2012 1-1-2012 1-1-2012
1-7-2011 1-7-2011 1-7-2011
1-1-2011 1-1-2011 1-1-2011
1-7-2010 1-7-2010 1-7-2010
datum datum
1-1-2010 1-1-2010 1-1-2010
datum
1-7-2009 1-7-2009 1-7-2009
1-1-2009 1-1-2009 1-1-2009
1-1-2008 1-1-2008 1-1-2008
1-7-2007 1-7-2007 1-7-2007
1-1-2007 1-1-2007 1-1-2007
0 0
1-7-2006 1-7-2006 1-7-2006
1-1-2005 1-1-2005 1-1-2005
0 50 50
1-1-2006 1-1-2006 1-1-2006
50 100 100
1-7-2005 1-7-2005 1-7-2005
Zwevende stof
60
Zwevende stof Zwevende stof
50 60 60 40 50 50 30 40 40
21
20 30 30
2012 12 1-7-2012
2012 12 1-1-2012
2011 11 1-7-2011
2011 11 1-1-2011
2010 10 1-7-2010
2010 10 1-1-2010
datum
2009 09 1-7-2009
2009 09 1-1-2009
2007 07 1-7-2007
2007 07 1-1-2007
2006 06 1-7-2006
0 0
2006 06 1-1-2006
2005 05 1-1-2005
0 10 10
2005 05 1-7-2005
10 20 20
2008 08 1-1-2008
microgram / liter microgram microgram / liter / liter
11 in 2011. De algenbloei is dus verdwenen
concentratie Chl-a n Figuur 22. 22. De De zome zome Figuur 67 µg/l in 2009 naa concentratie Chl-a n concentratie Chl-a en 11 in 2011. De an 67 µg/l µg/l in in 2009 2009 naa naa 67 dus verdwenen. en 11 in 2011. De en 11 in 2011. De a a dus verdwenen. verdwenen. dus
Chl-a Chl-a
250 300 300
1-7-2008 1-7-2008 1-7-2008
af van 67 µg/l in 2009 naar 47 in 2010 en
2008 08 1-7-2008
De zomergemiddelde concentratie Chl-a nam
mg mg/ liter / liter mg / liter
Figuur 22
opgelost (ortho)fosf Figuur 21. 21. De De conce conce Figuur van 0.033 mg/l in 2 opgelost (ortho)fosf opgelost (ortho)fosf 0.005 in 2010 en 0. van 0.033 0.033 mg/l mg/l in in 2 2 van 2011. De ijzertoevo 0.005 in 2010 en 0. 0.005 in 2010 0. ook fosfaat uit en exter 2011. De De ijzertoevo ijzertoevo 2011. en het in het water ook uit ook fosfaat fosfaat uit exter exter fosfaat hebben vast en het het in in het het water water en Verwacht wordt dat fosfaat vast fosfaat hebben hebben concentratie na vast het Verwacht wordt wordt dat dat Verwacht de suppletie weer w concentratie na het concentratie na het toenemen, maar nie de suppletie suppletie weer weer w w de oude waarden. toenemen, maar nie toenemen, maar nie oude waarden. waarden. oude Figuur 22. De zome
Figuur 23. De hoeve
zwevende stof in de Figuur 23. hoeve Figuur 23. De De hoeve af van 13.0 mg/l in zwevende stof stof in in de de zwevende 11.5 in 2010 en 4.6 af van 13.0 mg/l in af voor van 13.0 mg/l in is een groot de 11.5 in 2010 en 4.6 11.5 in 2010 enverd 4.6 gevolgd van de is een is voor voorDuidelijk een groot grootisde de algen. o gevolgd van van de de verd verd gevolgd geen grote hoeveelh algen. is o algen. Duidelijk Duidelijk blijven zweven. is o geen grote grote hoeveelh hoeveelh geen blijven blijven zweven. zweven.
50
Figuur 23
1-7-2012
1-1-2012
1-7-2011
1-1-2011
1-7-2010
1-1-2010
datum
1-7-2009
1-1-2009
1-7-2008
1-1-2008
1-7-2007
1-1-2007
1-7-2006
1-1-2006
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
1-7-2005
1-1-2005
0
Figuur 23. De
Zwevende stof
De hoeveelheid zwevende stof in de zomer
60
nam af van 13,0 mg/l in 2009 naar 11,5
50
af van 13.0 m
40
11.5 in 2010
30
is voor een gr
20
gevolgd van d
groot deel het gevolg van de verdwenen algen. Duidelijk is ook dat er geen grote
mg / liter
in 2010 en 4,6 in 2011. Dit is voor een
hoeveelheden ijzer blijven zweven
zwevende sto
algen. Duidel
10
geen grote ho 1-7-2012
1-1-2012
1-7-2011
1-1-2011
1-7-2010
1-1-2010
datum
1-7-2009
1-1-2009
1-7-2008
1-1-2008
1-7-2007
1-1-2007
1-7-2006
1-1-2006
1-7-2005
1-1-2005
0
Figuur 24. De Figuur 24. De sulfaatconcen Figuur sulfaatconcen nam af24. vanDe 13
Sulfaat
25
Sulfaat 24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
Figuur 25
De pH daalde van 8,6 in 2009 naar 8,3 in
11
2010 en 7,6 in 2011 en bleef ruim boven
11 10
de 6,5. Voor de eenmalige uitschieter is
11 10 9
geen verklaring, de dosering ging niet
1-7-2012 1-7-2012 1-7-2012
1-1-2012 1-1-2012 1-1-2012
1-7-2011 1-7-2011 1-7-2011
datum
1-1-2011 1-1-2011 1-1-2011
datum
1-7-2010 1-7-2010 1-7-2010
datum
1-1-2010 1-1-2010 1-1-2010
0
1-7-2009 1-7-2009 1-7-2009
0
1-1-2009 1-1-2009 1-1-2009
1-1-2005 1-1-2005 1-1-2005
de sulfaatreductie toenam
1-7-2008 1-7-2008 1-7-2008
5 0 5
1-1-2008 1-1-2008 1-1-2008
Tenzij de sulfaatconcentratie afnam doordat
1-7-2007 1-7-2007 1-7-2007
veenafbraak is dit een gunstig bijeffect.
naar 12.5 in 2011. Omdat nalevering va2 2011. Omdat nalevering val versterkt en
10 5 10
1-1-2007 1-1-2007 1-1-2007
vanuit de bodem versterkt en leidt tot
15 10 15
1-7-2006 1-7-2006 1-7-2006
10.5 in 2011. Omdat sulfaat de nalevering
sulfaatconcen nam vanin13 naar af 12.5 2 nam af vanin13 naar 12.5 2 2011. Omdat
1-1-2006 1-1-2006 1-1-2006
van 13.2 mg/l in 2009 naar 12.5 in 2010 en
Sulfaat
20 15 20
1-7-2005 1-7-2005 1-7-2005
De sulfaatconcentratie in de zomer nam af mg / liter mg / liter mg / liter
Figuur 24
25 20 25
pH pH
0,8 0,7 0,8
van 0,13 mg/l in 2009 naar 0,20 in 2010
0,6 0,8 0,7
en 0,27 in 2011. Deze gehalten bleven ruim
0,5 0,7 0,6
1-7-2012 1-7-2012 1-7-2012
1-1-2012 1-1-2012 1-1-2012
1-7-2011 1-7-2011 1-7-2011
1-1-2011 1-1-2011 1-1-2011
1-7-2010 1-7-2010 1-7-2010
1-1-2010 1-1-2010 1-1-2010
1-7-2009 1-7-2009 1-7-2009
1-1-2009 1-1-2009 1-1-2009
enmg/liter. 0.27ruim in 20o bleven 6 bleven ruim 6 mg/liter. o
80
1-7-2012 1-7-2012 1-7-2012
1-1-2012 1-1-2012 1-1-2012
1-7-2011 1-7-2011 1-7-2011
1-1-2011 1-1-2011 1-1-2011
1-7-2010 1-7-2010 1-7-2010
1-1-2010 1-1-2010 1-1-2010
1-7-2009 1-7-2009 1-7-2009
1-1-2009 1-1-2009 1-1-2009
1-7-2008 1-7-2008 1-7-2008
datum Chloride
Chloride
6 mg/liter.
Figuur 27. De Figuur 27. Dei concentratie Figuur Dei concentratie toe van27. 46.4
concentratie toe 46.4 i 52.4van in 2010 toe van 46.4be 52.4 2010 Dat isinruim
52.4 2010 Dat isinruim be grenswaarden Dat is ruim be grenswaarden 1-7-2012 1-7-2012 1-7-2012
1-1-2012 1-1-2012 1-1-2012
1-7-2011 1-7-2011 1-7-2011
1-1-2011 1-1-2011 1-1-2011
1-7-2010 1-7-2010 1-7-2010
datum
1-1-2010 1-1-2010 1-1-2010
datum
datum
1-7-2009 1-7-2009 1-7-2009
1-1-2009 1-1-2009 1-1-2009
1-7-2008 1-7-2008 1-7-2008
1-1-2008 1-1-2008 1-1-2008
1-7-2007 1-7-2007 1-7-2007
1-1-2007 1-1-2007 1-1-2007
1-7-2006 1-7-2006 1-7-2006
grenswaarden
1-1-2006 1-1-2006 1-1-2006
30
datum
datum
Chloride
1-7-2005 1-7-2005 1-7-2005
1-1-2005 1-1-2005 1-1-2005
30 35
1-1-2008 1-1-2008 1-1-2008
1-7-2007 1-7-2007 1-7-2007
1-1-2007 1-1-2007 1-1-2007
1-7-2006 1-7-2006 1-7-2006
1-1-2005 1-1-2005 1-1-2005
1-1-2006 1-1-2006 1-1-2006
0,1 0,3 0,2
75 80 70 75 80 65 70 75 60 65 70 55 60 65 50 55 60 45 50 55 40 45 50 35 40 45 30 35 40
echter nog ste probleem. probleem.
in de zomer mg/l in 2009 en 0.27 in 20n mg/l in 2009 en 0.27ruim in 20o bleven
0,2 0,4 0,3
0
de dosering g dan anders. E echter nog ste dan anders. E echter nog ste probleem.
Figuur 26. De Figuur 26. De in de zomer n Figuur 26. De in de in zomer mg/l 2009n
IJzer
0,3 0,5 0,4
0,1 0
mg / liter mg / liter mg / liter
datum
datum IJzer
0,4 0,6 0,5
0 0,2 0,1
22
datum
IJzer
1-7-2005 1-7-2005 1-7-2005
mg / liter mg / liter mg / liter
De ijzerconcentratie in de zomer nam toe
1-7-2008 1-7-2008 1-7-2008
1-1-2008 1-1-2008 1-1-2008
1-7-2007 1-7-2007 1-7-2007
1-1-2007 1-1-2007 1-1-2007
1-7-2006 1-7-2006 1-7-2006
5
1-1-2006 1-1-2006 1-1-2006
6 5
1-7-2005 1-7-2005 1-7-2005
1-1-2005 1-1-2005 1-1-2005
7 6 5
onder de norm van 6 mg/liter
sulfaatconcen doordat toenam.de su doordat toenam.de su
de dosering 6.5. Voor uitschieter isgd de uitschieter de dandosering anders.isg E
8 7 6
Figuur 26
veenafbraak bij-effect. Teni sulfaatconcen bij-effect. sulfaatconcen doordat deTen su
8.66.5. in 2011 2009 nd 7.6 in de Voore 7.6 in 2011 de 6.5. Voor uitschieter ised
9 8 7
nog steeds geen probleem
nalevering vali versterkt en veenafbraak versterkt en li veenafbraak bij-effect. Ten
toenam. Figuur 25. De Figuur 25. De 8.6 in 2009 n Figuur 25. De 8.6 7.6 in 2009 2011 n e
pH
10 9 8
sneller dan anders. Een pH van 6 is echter
blijven zweve
6 mg/liter.
0,2 0,1
1-7-2012
1-1-2012
1-7-2011
1-1-2011
1-7-2010
1-1-2010
datum
1-7-2009
1-1-2009
1-7-2008
1-1-2008
1-7-2007
1-1-2007
1-7-2006
1-1-2006
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
1-7-2005
1-1-2005
0
Figuur 27. De chlori
Chloride
Figuur 27
80
De chlorideconcentratie in de zomer nam
concentratie in de z
75
toe van 46,4 mg/l in 2009 naar 52,4 in
toe van 46.4 mg/l in
70 65
de grenswaarden van 200 mg/liter
60
mg / liter
2010 en 67,5 in 2011. Dat is ruim beneden
52.4 in 2010 en 67.
Dat is ruim beneden
55
grenswaarden van 2
50 45 40 35
1-7-2012
1-1-2012
1-7-2011
1-1-2011
1-7-2010
1-1-2010
datum
1-7-2009
1-1-2009
1-7-2008
1-1-2008
1-7-2007
1-1-2007
1-7-2006
1-1-2006
1-7-2005
1-1-2005
30
3.4 Geschatte werkingsduur Hoe lang ijzersuppletie gaat werken valt op verschillende manieren in te schatten. Daarbij gaan we uit van een dosering van 33 g Fe/m2. 1 Op basis van interne en externe P-fluxen: theoretisch genoeg ijzer voor 42 jaar, worst case 26 jaar (bij hoge interne 24-10-2012 P-fluxen). Dan zal al het toegevoegde ijzer verzadigd zijn met fosfaat. - IJzersuppletie in Laagveenplassen 2 Op basis van P in bodem: voldoende ijzer voor alle P in sedimentdieptes van 15-60cm. Bovendien is er 1,5 tot zes keer zoveel ijzer dan P in het water en in de 10 cm toplaag van het sediment. 3 Op basis van fosfaatmobilisatie in het beijzerde petgat: de mobilisatie van colloïdale ijzerfosfaat deeltjes (zoals in 2011 gebeurde) zou de werkingsduur kunnen beperken, gesteld dat algen die als bron kunnen gebruiken. Of een dergelijke mobilisatie bij een meer geleidelijke toevoeging en op de langere termijn kan voorkomen, moet nog blijken. 4 Op basis van gewenste Fe:PO4-ratio in bodemvocht > 10 (Geurts et al. 2008): Dat is (nog) niet overal bereikt, dus een schatting is (nog) niet mogelijk. Na verloop van tijd zal het ijzer beter in de toplaag van de bodem zijn gemengd. Belangrijk is nu echter dat er een ijzerlaagje op de bodem ligt dat fosfaatmobilisatie tegengaat. 5 Op basis van P in bodemvocht: (nog) geen effect van ijzer, dus een schatting is (nog) niet mogelijk.
3.5 Vergelijking met andere metalen Om ijzersuppletie te kunnen vergelijken met alternatieve behandelingen, werd een cilinderexperiment opgezet in Terra Nova. Hierbij werd geleidelijk ijzerchloride, poly-aluminiumchloride (PAC), aluminiumchloride, Phoslock (bentonietkleideeltjes opgeladen met lanthaan) of Phoslock + PAC aan het water in de cilinders (ø 1m) toegevoegd, naast vier controlecilinders (figuur 28). De dosis was overal vergelijkbaar met 100 g/m2 ijzer, maar werd wel vier keer zo snel toegediend als in de plas (1,68 g/m2/week).
23
Om ijzersuppletie te kunnen vergelijken met alternatieve behandelingen, werd een cilinderexperiment opgezet in Terra Nova. Hierbij werd geleidelijk ijzerchloride, poly-aluminiumchloride (PAC), aluminiumchloride, Phoslock (benthonietkleideeltjes STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
opgeladen met lanthaan) of Phoslock + PAC aan het water in de cilinders (ø 1m) toegevoegd, naast 4 controle cilinders (figuur 28). De dosis was overal vergelijkbaar met 100 g/m2 ijzer, maar werd wel 4x zo snel toegediend als in de
Figuur 28 De cilinders met de verschillende alternatieve behandelingen in het proefvak zonder ijzer 2
plas (1,68 g/m /week).
In alle28: behandelde cilinders de fosfaatmobilisatie de waterlaag en de fosfaatconFiguur De cilinders met debleek verschillende alternatieve naar behandelingen in het proefvak
In alleijzer. behandelde cilinders bleek naar de waterlaag dede centratie in het bodemvocht veel lagerde te fosfaatmobilisatie liggen dan in de controlecilinders (na 60%envan zonder fosfaatconcentratie hetHierdoor bodemvocht lager te liggen dan ininde controle totale dosering; figuurin29). blevenveel ook de fosfaatconcentraties het oppervlaktecilinders van de totale Hierdoor bleven ook de de water laag(na en 60% was het water meestaldosering; helderder figuur dan in 29). de controlecilinders. Wel hadden
fosfaatconcentraties in het oppervlaktewater laag het water meestal met Phoslock behandelde cilinders in de zomer last vanen flabwas (floating algal beds, algendrijfhelderder dan in de controlevond cilinders. Welmobilisatie hadden de Phoslock behandelde lagen). Bij de ijzerbehandeling er echter vanmet P plaats en bovendien was de
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
cilinders last van flab (floating algal beds, algendrijflagen) in de worden zomer.veroorzaakt Bij de P-concentratie in het bodemvocht niet verlaagd. Ook dit kan mogelijk ijzerbehandeling vond er echter mobilisatie P waterlaag. plaats en bovendien was de P door de aanwezigheid kleine ijzerfosfaat colloïdenvan in de concentratie in het bodemvocht niet verlaagd. Ook dit kan mogelijk worden veroorzaakt door (PO4, de aanwezigheid colloïden in de Figuur 29 De nalevering van fosfaat opgelost) en fosfor (P,kleine inclusiefijzerfosfaat kleine, vaste deeltjes) na toevoeging van waterlaag. verschillende metalen (na 60% van de totale dosering)
PO₄ mobilisatie (+SEM)
TP mobilisatie (+SEM) 15
TP mobilisatie (mmol m¯ˉ² y¯ˉ¹)
PO₄ mobilisatie (mmol m¯ˉ² y¯ˉ¹)
15 10 5 0 -‐5
AlCl
PAC
PL+
PL
FeCl
10 5 0 -‐5 -‐10
con
AlCl
PO₄ bodemvocht (+SEM)
PL+
PL
FeCl
con
FeCl
con
TP bodemvocht (+SEM)
25
35
20
TP bodemvocht (µmol/L)
PO₄ bodemvocht (µmol/L)
PAC
15 10 5 0
AlCl
PAC
PL+
PL
FeCl
con
30 25 20
15 10 5 0
AlCl
PAC
PL+
PL
Figuur 29: De nalevering van fosfaat (PO4, opgelost) en fosfor (P, inclusief kleine, vaste deeltjes) na toevoeging van verschillende metalen (na 60% van de totale dosering).
Daarnaast daalt de pH flink in de cilinders waar ijzer- en aluminiumchloride aan toegevoegd is, tot een pH van respectievelijk 5,5 en 5,0. Ook stijgt de ammoniumconcentratie in het oppervlaktewater flink in deze behandelingen, wat de groei van waterplanten kan remmen. Uit een laboratoriumexperiment blijkt echter dat de groei van Waterpest niet beïnvloed wordt door de toegepaste behandelingen. Dit betekent dus dat Waterpest ook gebonden fosfaat kan blijven gebruiken, maar dat algengroei wel geremd wordt door een afname van de fosfaatmobilisatiesnelheid
24
en dus een afname van de fosfaatbeschikbaarheid in de waterlaag. Uit dit cilinderexperiment blijkt dat alternatieven voor ijzerchloride (nog) beter kunnen werken, maar deze alternatieven zijn wel (vele malen) duurder.
33/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Daarnaast daalt de pH flink in de cilinders waar ijzer- en aluminiumchloride aan is toegevoegd, tot een pH van respectievelijk 5,5 en 5,0. Ook stijgt de ammonium-concentratie in het oppervlaktewater flink in deze behandelingen, wat de groei van waterplanten kan remmen. Uit een laboratoriumexperiment blijkt echter dat de groei van waterpest niet wordt beïnvloed door de toegepaste behandelingen. Dit betekent dus dat waterpest ook gebonden fosfaat kan blijven gebruiken, maar dat algengroei wel geremd wordt door een afname van de fosfaatmobilisatiesnelheid en dus een afname van de fosfaatbeschikbaarheid in de waterlaag. Uit dit cilinderexperiment blijkt dat alternatieven voor ijzerchloride (nog) beter kunnen werken, maar deze alternatieven zijn wel (vele malen) duurder.
3.6 Effecten op de biologie 3.6
Effecten op de biologie
3.6.1 Waterplanten
3.6.1
Terra Nova bestaat uit twee delen die onderling sterk verschillen. Het zuidelijke petgaten Waterplanten gebied is bestaat helder en deel verschillen. is, tot het praktijkexperiment met ijzerTerra Nova uitplantenrijk. twee delenHet die noordelijke onderling sterk Het zuidelijke suppletie begon, gedomineerd door blauwalgen en zeerdeel armis, aan waterplanten en oevervegepetgatengebied is helder en plantenrijk. Het noordelijke tot het praktijkexperiment met ijzersuppletie begon, gedomineerd door blauwalgen en tatie. In 2009 en in 2010 wordt in dit noordelijke deel dan ook zeer weinig vegetatie aangetrofzeer aan waterplanten en oevervegetatie. In 2009 en in 2010 wordt in dit fenarm (Mettrop, 2009; Nat 2012; figuur 30). noordelijke deel dan ook zeer weinig vegetatie aangetroffen (Mettrop 2009; Nat
Figuur 30
2012; figuur 30). Vegetatiekaart Terra Nova in 2009
Figuur 30: Vegetatiekaart Terra Nova in 2009.
In tegenstelling tot de pilot, waar het doorzicht niet toenam door een te snelle ijzersuppletie, is het gemiddeld Secchi-doorzicht in Terra Nova enorm toegenomen van 34 cm in 2009 tot 88 cm in 2011. Er zijn meer veranderingen te zien: het gemiddelde bedekkingspercentage
25
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
In tegenstelling tot de pilot, waar het doorzicht niet toenam door een te snelle ijzersuppletie, is het gemiddeld Secchi-doorzicht in Terra Nova enorm toegenomen van 34 cm in 2009 tot 88 cm in 2011. Er zijn meer veranderingen te zien: het gemiddelde bedekkingspercentage submerse vegetatie is in 2011 verdubbeld t.o.v. 2010 (van 9% naar 18%). Dat is overigens nog steeds laag. Het aantal aangetroffen soorten is negen gebleven. In 2010 waren vier hiervan kroossoorten en in 2011 is dat er nog maar een. De grootste toename van frequentie wordt gezien bij waren waren vier vier hiervan hiervan kroos-soorten kroos-soorten en en in 2011 in 2011 is dat is dat er er nog nog maar maar een. een. De2011 De grootste grootste Elodea nuttallii. Deze soort werd in 2010 op één meetlocatie aangetroffen en in op 25. toename van van frequentie frequentie wordt wordt gezien gezien bij bij Elodea Elodea nuttallii. nuttallii. Deze Deze soort soort werd werd in 2010 in 2010 Detoename fonteinkruiden Potamogeton crispus en vooral P. pusillus zijn weer terug van weggeweest. op 1score meetlocatie 1 meetlocatie aangetroffen aangetroffen in in opnaar op 25.25. DeDe fonteinkruiden fonteinkruiden Potamogeton Deop op de KRW-maatlat steeg en vanen 812011 in2011 2010 124 in 2011 (Nat 2012).Potamogeton crispus crispus en en vooral vooral P. P. pusillus pusillus zijnzijn weer weer terug terug van van weggeweest. weggeweest. DeDe score score op op de de KRW-maatlat KRW-maatlat “soorten” “soorten” steeg steeg 81 81 in 2010 in 2010 naar naar 124 124 in 2011 in 2011 (Nat (Nat 2012). Het effect van ijzertoediening op van devan macrofytenbedekking en soortenrijkdom in 2012). Terra Nova
is na meer dan een jaar ijzerdosering in september 2011 gemeten. Deze meting bestond uit Het Het effect effect van van ijzertoediening ijzertoediening op op de macrofytenbedekking macrofytenbedekking en en soortenrijkdom soortenrijkdom invia in bedekkingsschattingen door middel vande het afharken van de bodem, visuele metingen Terra Terra Nova Nova is is meer dan een een jaar jaar ijzerdosering ijzerdosering in september in september 2011 gemeten. gemeten. een kijkbuis en na hetna totmeer op dan soort determineren van het geharkte materiaal.2011 Resultaten van deze Deze Deze meting meting bestond bestond uituit bedekkingsschattingen door door middel middel van van hethet afharken afharken van van metingen staan weergegeven inbedekkingsschattingen figuur 31. de de bodem, bodem, visuele visuele metingen metingen viavia een een kijkbuis kijkbuis en en hethet tottot op op soort soort determineren determineren van van hethet geharkte geharkte materiaal. materiaal. Resultaten Resultaten van van deze deze metingen metingen staan staan weergegeven weergegeven in in
Figuur 31 (a) Macrofyten bedekking in percentages. (b) Macrofyten soorten weergegeven als percentages per plek. Metingen uitgevoerd eind
figuur figuur 31. 31. september 2011 in Terra Nova
Bedekking Bedekking (%)(%) 0 0 0.5 0.5 1 1 3 3 5 5 10 10 20 20 25 25
Macrofyten Macrofyten Geen Geen Smalle Smalle waterpest waterpest Tenger Tenger fonteinkruid fonteinkruid Draadalg Draadalg Gekroesd Gekroesd fonteinkruid fonteinkruid Groot Groot nimfkruid nimfkruid Stompbladig Stompbladig fonteinkruid fonteinkruid
Figuur Figuur 31 31 (a)(a) Macrofyten Macrofyten bedekking bedekking in percentages. in percentages. (b)(b) Macrofyten Macrofyten soorten soorten weergegeven weergegeven als als percentages percentages perper plek. plek. Metingen Metingen uitgevoerd uitgevoerd eind eind september september 2011 2011 in Terra in Terra Nova. Nova.
In figuur 31a is duidelijk te zien dat macrofyten in het najaar van 2011 al flink opkomen, In In figuur figuur 31a 31a is duidelijk is duidelijk te plas te zien zien datdat macrofyten macrofyten in het in tot het najaar najaar van van 2011 2011 al flink al flink met aan de oostzijde van de bedekkingen oplopend 25%. Van de 42 meetlocaties opkomen, opkomen, met met aan aan de de oostzijde oostzijde van van de de plas plas bedekkingen bedekkingen oplopend oplopend tot tot 25%. 25%. Van Van waren maar dertien locaties zonder waterplanten. Hoewel waterpest de voornaamste soort is de 42 42 meetlocaties meetlocaties waren waren maar maar 13 13 locaties locaties zonder zonder waterplanten. Hoewel Hoewel (figuur diede werd gevonden, zijn ook verscheidene fonteinkruiden enwaterplanten. nimfkruid aangetroffen waterpest waterpest de de voornaamste voornaamste soort soort is die is die werd werd gevonden, gevonden, zijn zijn ook ook verscheidene verscheidene 31b). Deze metingen laten zien dat de macrofytenpopulatie in Terra Nova, die voor de ijzer
fonteinkruiden fonteinkruiden en nimfkruid nimfkruid aangetroffen (figuur (figuur Deze Deze metingen metingen laten laten zien zien doseringen bijnaen was verdwenen inaangetroffen de plas, bezig is aan 31b). een31b). opmars en langzaam weer begint dat dat de de macrofytenpopulatie macrofytenpopulatie in Terra in Terra Nova, Nova, die die voor voor de de ijzerdoseringen ijzerdoseringen bijna bijna was was terug te keren in Terra Nova.
verdwenen verdwenen in de in de plas, plas, bezig bezig is aan is aan een een opmars opmars en en langzaam langzaam weer weer begint begint terug terug te te keren keren Terra in Terra Nova. Nova. Dat dein bedekkingen nog niet erg hoog zijn, kan worden verklaard door de korte duur van de
periode na ijzersuppletie. Waarschijnlijk remt herbivorie door kreeften ook een snelle groei. Dat Dat de de bedekkingen bedekkingen nog niet ergerg hoog hoog zijnzijn kan kan worden worden verklaard verklaard door de de korte korte Eerder onderzoek liet nog zien datniet ook herbivorie door watervogels de groei door van waterplanten duur duur van van de de periode periode ijzersuppletie. ijzersuppletie. Waarschijnlijk Waarschijnlijk remt remt herbivorie herbivorie door door kreeften kreeften sterk kan remmen (vanna dena Haterd & ter Heerdt, 2007). ook ook een een snelle snelle groei. groei. Eerder Eerder onderzoek onderzoek lietliet zien zien datdat ook ook herbivorie herbivorie door door
watervogels watervogels de de groei groei van van waterplanten waterplanten sterk sterk kan kan remmen remmen (van (van de de Haterd Haterd & ter & ter Heerdt Heerdt 2007). 2007).
26
3.6.2 3.6.2
Visstand Visstand DeDe verwachting verwachting is dat, is dat, door door hethet succesvol succesvol bestrijden bestrijden van van algenbloei, algenbloei, hethet doorzicht doorzicht en en de de hoeveelheid hoeveelheid ondergedoken ondergedoken waterplanten waterplanten en en mogelijk mogelijk ook ook de de hoeveelheid hoeveelheid
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
3.6.2 Visstand De verwachting is dat, door het succesvol bestrijden van algenbloei, het doorzicht en de hoeveelheid ondergedoken waterplanten en mogelijk ook de hoeveelheid oeverplanten sterk zal toenemen. Daarmee zal ook de visstand en de score daarvan op de KRW-maatlat verbeteren (Schep, 2006; Hop & Kampen, 2009). In 2008 scoorde het noordelijke deelgebied van Terra Nova waar de blauwalgenbloeien voorkomen nog “Ontoereikend” (tabel 4). In de toekomst zal de score naar “Goed” gaan. Die verbetering zal echter niet direct binnen één of twee jaar plaatsvinden. Daarom is afgezien van de kostbare monstering van de gehele plas. Belangrijk aandachtspunt op de korte termijn is wel de conditie en de rekrutering van de daarvan op de KRW-maatlat verbeteren (Schep 2006; Hop en Kampen 2009). In visstand. Verhoogde ijzerconcentraties en verminderd voedselaanbod zouden daarop een 2008 scoorde het noordelijke deelgebied van Terra Nova waar de negatief effect kunnen hebben. Echter in de bezinkbassins van waternet te Nieuwegein, die blauwalgenbloeien voorkomen nog “Ontoereikend” (tabel 4). In de toekomst zal de doorstroomd worden met water waarin met ijzerchloride slib uitvlokt en waar een dikke laag score naar “Goed” gaan. Die verbetering zal echter niet direct binnen één of twee ijzerslib op de bodem ligt, wordt al tien jaar gezonde vis gevangen (Kalkman 2001, 2002, 2003, jaar plaatsvinden. Daarom is afgezien van de kostbare monstering van de gehele 2004, 2010). IJzersuppletie en ijzerslib zijn dus niet per definitie schadelijk. plas. Tabel 4
eoordeling van de visstand op de KRW-maatlatten. Bij 0.6 is het KRW-doel gehaald. Uit Hop en Kampen 2009
Tabel … beoordeling visstand Terra Nova in 2008 (Hop en Kampen 2009)
Belangrijk aandachtspunt op de korte termijn is wel de conditie en de rekrutering van de visstand. Verhoogde ijzerconcentraties en verminderd voedselaanbod zouden daarop een negatief effect kunnen hebben. Echter in de bezinkbassins van waternet te Nieuwegein, die doorstroomd worden met water waarin met ijzerchloride slib uitvlokt en waar een dikke laag ijzerslib op de bodem ligt, wordt al tien jaar gezonde vis gevangen (Kalkman 2001, 2002, 2003, 2004, 2010). IJzersuppletie en ijzerslib zijn dus niet per definitie schadelijk. Tabel 4: Beoordeling van de visstand op de KRW-maatlatten. Bij 0.6 is het KRW-doel gehaald. Uit Hop en Kampen 2009.
Toxische effecten van het toegevoegde ijzer op de vis worden niet verwacht (ter Heerdt, 2012). IJzer (III) kan toxisch zijn. Maar het meeste ijzer aan/tot vaste stoffen en(ter neerToxische effecten van het toegevoegde ijzerzal opzich de binden vis worden niet verwacht slaan als ijzerslib. De binding van IJzer (III) tot een vaste stof gebeurt in een fractie van Heerdt 2012). IJzer (III) kan toxisch zijn. Maar het meeste ijzer zal zich bindeneen seconde.vaste Als destoffen doseringssnelheid voldoende laag is,De zullen hogevan ijzerIJzer III-gehalten duseen niet aan/tot en neerslaan als ijzerslib. binding (III) tot voorkomen. De ijzerin totaal-gehalten blijven het praktijkexperiment in Terra Nova onvaste stof gebeurt een fractie van eentijdens seconde. Als de doseringssnelheid der de 0,75laag mg/liter. De ijzerhoge III-gehalten zullen nog lager is dus ruim De onder de norm voldoende is, zullen ijzerIII-gehalten duszijn. nietDat voorkomen. ijzervan LC50 waardeblijven van 28 en 50 mghet ijzer (III)/liter voor een gevoelige soort als beekforel. totaal gehalten tijdens praktijkexperiment in Terra Nova onder de 0.75 mg/liter. De ijzer(III)gehalten zullen nog lager zijn. Dat is dus ruim onder de norm OmLC50 een beeld te krijgen vanen het50 effect ijzeradditie opvoor de visconditie in Terrasoort Nova als is ATKB van waarde van 28 mgvan ijzer (III)/liter een gevoelige
gevraagd om een inventarisatie van de visstand in het met ijzer behandelde en het onbebeekforel. handelde petgat uit te voeren, evenals een inventarisatie in een referentievak in Terra Nova zelfeen (Rutjes, 2011). De inventarisatie op het beantwoorden van de Om beeld te krijgen van het heeft effectzich vangericht ijzeradditie op de visconditie involgende Terra vragen: Nova is ATKB gevraagd om een inventarisatie van de visstand in het met ijzer • Welke soorten komen er voor? behandelde en het onbehandelde petgat uit te voeren, evenals een inventarisatie • Wat is de lengteverdeling van de gevangen vissen? in een referentievak in Terra Nova zelf (Rutjes 2011). De inventarisatie heeft zich • Watop is de conditie van de gevangen (lengte- envragen: gewichtrelatie)? gericht het beantwoorden van devis volgende er uiterlijke beschadigingen waarneembaar die het gevolg kunnen zijn van de toe - • ZijnWelke soorten komen er voor? -
diening ijzerchloride? Watvan is de lengteverdeling van de gevangen vissen?
-
Wat is de conditie van de gevangen vis (Lengte-Gewicht-relatie)?
-
Zijn er uiterlijke beschadigingen waarneembaar die het gevolg kunnen zijn
van de toediening van ijzerchloride? Door de beperkte oppervlakte en de plaatselijke omstandigheden is er besloten om op alle locaties met kieuwnetten te vissen, aangevuld met elektrovisserij in de oeverzone. Doordat op alle locaties met dezelfde inspanning is gevist en het gegeven dat alle locaties van vergelijkbare grootte zijn kan op deze wijze een goede vergelijking worden gemaakt tussen de locaties. De bemonstering door ATKB is uitgevoerd op 25 en 26 oktober 2011 en de resultaten staan weergegeven in tabel 5.
27
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Door de beperkte oppervlakte en de plaatselijke omstandigheden is er besloten om op alle locaties met kieuwnetten te vissen, aangevuld met elektrovisserij in de oeverzone. Doordat op alle locaties met dezelfde inspanning is gevist en het gegeven dat alle locaties van vergelijkbare grootte zijn kan op deze wijze een goede vergelijking worden gemaakt tussen de locaties. De bemonstering door ATKB is uitgevoerd op 25 en 26 oktober 2011 en de resultaten staan weergegeven in tabel 5. Tabel 5
aantallen gevangen exemplaren per vissoort en hun lengte
Terra Nova Noordelijke exclosure
Zuidelijke exclosure
Lengterange (cm)
(1.4 mg Fe L-1)
(0.12 mg Fe L-1)
(0.23 mg Fe L-1)
Lengterange (cm)
Rutilus rutilus
-
2
-
4–6
Scardinius erythrophthalmus Gymnocephalus cernuus
2
1
-
3 – 14
-
-
-
7 – 13
Perca fluviatilis
13
75
18
6 – 22
-
2
1
30 – 74
Tinca tinca
-
1
1
3 – 47
Leucaspius delineatus
-
-
7
3–5
Esox lucius
Op basis van de bovenstaande gegevens valt af te leiden dat ten tijde van de bemonstering weinig vis in de enclosures en op de referentielocatie is gevangen. Dit wijst erop dat er maar weinig vis aanwezig was. De geringe dichtheid aan vis in het referentiegebied is zeer waarschijnlijk het gevolg van de winterclustering die ten tijde van de bemonstering al gaande was. Baars (Perca fluviatilis) is de meest voorkomende vissoort op alle locaties. Van de overige vissoorten zijn de gevangen aantallen zo laag dat op basis hiervan geen duidelijke vergelijkingen zijn te maken. De conditie van de gevangen vissen staat weergegeven in tabel 6. Alleen bij de baars (P. fluviatilis) zijn er voldoende vissen aangetroffen om een betrouwbaar gemiddelde te berekenen. De conditie van de gevangen baarzen is normaal tot goed. Grote verschillen tussen de locaties zijn er niet. Het lagere gewicht van de baarzen uit de fuiken kan veroorzaakt zijn doordat deze vissen door het verblijf in de netten een lege maag en darm hadden. De aangetroffen vissen zijn tevens visueel beoordeeld op afwijkingen, hierbij zijn bij geen van de gescreende vissen uiterlijke bijzonderheden opgevallen. Tabel 6
conditie van de visstand na ijzersuppletie in Terra Nova. De “normale” waarde is 1.00
Petgat
N
met ijzer
Petgat zonder
N
Terra Nova
N
-
-
ijzer
Scardinius erythrophthalmus
1.14
3
1.12
1
Gymnocephalus cernuus
1.39
1
1.03
3
-
-
-
-
-
-
0.96
2
Gymnocephalus cernuus (fuiken)
1.07
38
1.13
32
1.18
16
Perca fluviatilis (fuiken)
Perca fluviatilis
-
-
-
-
1.07
25
Esox lucius
-
-
1.08
2
-
-
Tinca tinca
-
-
1.07
2
0.90
1
Rutilus rutilus (fuiken)
-
-
-
-
0.94
5
28
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
De rekrutering is, in grote lijnen, gevolgd door de jaarlijkse fuikmonitoring die in 2005 is gestart (Kampen & Vernooij, 2005). De rekrutering is al jaren stabiel en 2011 is geen uitzonDe rekrutering in grote gevolgd doordus degeen jaarlijkse fuikmonitoring die in deringis,(figuur 32). lijnen, IJzersuppletie heeft negatief effect op de rekrutering van de 2005 is gestart (Kampen en Vernooij 2005). De rekrutering is al jaren stabiel en visstand. 2011 is geen uitzondering (figuur 32). IJzersuppletie heeft dus geen negatief Figuur 32 Het van de vangsten en kreeften in Terra Nova. Uit ter Heerdt 2012 effect op de verloop rekrutering van van devis visstand.
Fuikvangsten Terra Nova
3500
210
kreeften
3000
vis (kg)
240
vis kleiner dan 15 cm
180
2500
150
2000
120
1500
90
1000
60
500
30
0
kreeft (kg)
4000
0 2005
2006
2007
2008 najaar
2009
2010
2011
Figuur 32: Het verloop van de vangsten van vis en kreeften in Terra Nova. Uit ter Heerdt 2012.
3.6.3 Macrofauna Het totaal aantal soorten is tijdens de ijzersuppletie flink toegenomen, van 124 naar 157 (Zuyderduyn, 2012). De methode is duidelijk niet schadelijk voor de macrofauna.
Tabel 7
aantal macrofauna taxa in 2008, 2009 en 2010
Monsterlocatie
LVE100
LVE101
LVE102
LVE103
LVE104
LVE105
Totaal aantal soorten →
Datum bemonstering voorjaar
23-5
23-5
23-5
23-5
23-5
23-5
Datum bemonstering najaar
22-8
22-8
22-8
22-8
22-8
22-8
Aantal taxa in 2008
63
51
75
54
34
54
124
Aantal taxa in 2009
62
56
58
60
51
42
126
Aantal taxa in 2011
95
62
67
32
86
77
157
In Terra Nova zijn relatief veel muggen en vliegen aangetroffen, vooral uit het genus Chiro nomus. Vier van de meest aangetroffen soorten in Terra Nova worden opgevat als negatief dominante indicatoren. Dit past bij de lange periode van slechte waterkwaliteit. Tijdens dit onderzoek is de zeldzame gevlekte zwemwants op twee locaties in Terra Nova aangetroffen (Zuyderduyn, 2012).
29
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
39/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Tabel 8
Verdeling van de gevangen individuen in 2012 over de klassen Positief, Negatief en Kenmerkend
Soortnaam
Nederlandse naam
Aantal
Indicatoren; P = positief N = negatief K = Kenmerkend taxon
Chironomus
dansmuggenus
Chironomus commutatus Asellus aquaticus Piona variabilis
526
N
dansmugsoort
254
N
Zoetwaterpissebed
192
N
mijtensoort
123
-
Agrypnia pagetana
kokerjuffersoort
120
K
Cyrnus flavidus
kokerjuffersoort
103
-
dansmugsoort
95
-
Endochironomus albipennis Asellidae
pissebeddenfamilie
90
-
Arrenurus crassicaudatus
mijtensoort
78
-
Polypedilum nubeculosum
dansmugsoort
77
N
3.6.4 Fytoplankton Pieken in fytoplankton biovolume en aantallen in de zomer worden vaak gemeten in Terra Nova, maar sinds 2006 treedt er elk jaar in de zomer een veel grotere fytoplanktonbloei op, die wordt gedomineerd door blauwalgen (figuur 1). Het water is tijdens deze bloei zeer troebel en blauwalgen zijn met het oog goed te zien. Deze bloei vormden de directe aanleiding voor het project. In het voorjaar van 2010 is de ijzersuppletie gestart. De eerstvolgende zomer was de invloed daarvan op in het bijzonder het fytoplankton en de blauwalgen nog niet te merken. In de zomer van het jaar daarop, echter, ontbreekt er een fytoplanktonpiek in de data (figuur 1b,1d). Het water in Terra Nova was helder en bodemzicht was bijna overal mogelijk. Fytoplankton lijkt dus negatief te reageren op ijzersuppletie en neemt drastisch af in biovolumes en aantallen.
30
water is tijdens deze bloei zeer troebel en blauwalgen zijn met het oog goed te zien. Deze bloeien vormden de directe aanleiding voor het project. stoWa 2012-43 IJzersuppletIe In laagveenplassen
In het voorjaar van 2010 is de ijzersuppletie gestart. De eerstvolgende zomer was de invloed daarvan op het fytoplankton, en blauwalgen in het bijzonder, nog niet te figuur 33
merken. In de zomer jaar daarop, echter, ontbreekt er2011, een (a) fytoplankton bioVolumevan in →m3het ml-1 gemeten in terra noVa Van april 1996 tot september (b)fytoplankton periode Van juni 2009
2011 uitVergroot, (c) fytoplankton aantallen per ml Voor de Verschillende fytoplankton groepen gemeten in piek in tot deseptember data (figuur 1b,1d). Het water in Terra Nova was helder en bodemzicht terraoveral noVa Van april 1996 tot september 2011, (d) periode juninegatief 2009 tot september 2011 uitVergroot. was bijna mogelijk. Fytoplankton lijktVan dus te reageren op pijlen indiceren start ijzeradditie (mei 2010) ijzersuppletie en neemt drastisch af in biovolumes en aantallen.
Blauwalgen
Groenalgen
Kiezelalgen
Sieralgen
Goudalgen
Pantseralgen
Cryptofyten
Ooflagellaten
Diversen
Figuur 33: (a) Fytoplankton biovolume in µm3 ml-1 gemeten in Terra Nova van april 1996 tot
In fi guur (b) 34 periode staat de van soortensamenstelling weergegeven van de vijf (c) meest voorkomende, september 2011, juni 2009 tot september 2011 uitvergroot, fytoplankton enper overlast bezorgende, blauwalgen in Terra groepen Nova. Tegelijk metinhet toenemen in april aantallen aantallen ml voor de verschillende fytoplankton gemeten Terra Nova van de zomer 2011, van 2004 is ook devan dominantie van 2011 een door Aphanizomenion en 1996 totinseptember (d) periode juni 2009 verschoven tot september uitvergroot. Pijlen Oscillatoria gedomineerde bloei naar een door Anabaena en Microcystis gedomineerde bloei indiceren start ijzeradditie (mei 2010). (figuur 34). Deze verschuiving is het gevolg van het actief biologisch beheer dat in 2004 is uitgevoerd in Terra Nova. Voor de ijzersuppletie was er een codominantie van Microcystis en de stikstof fixerende soort Anabaena, maar sinds de ijzersuppletie wordt er bijna alleen nog maar Microcystis gevonden. Het zou kunnen dat Terra Nova van een stikstof/licht gelimiteerd systeem naar een fosfaat ge-
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
41/54
limiteerd systeem is verschoven en dat Microcystis de beste concurrent is voor deze conditie.
31
het actief biologisch beheer dat in 2004 is uitgevoerd in Terra Nova. 2012-43 IJzersuppletIe In laagveenplassen Voor destoWa ijzersuppletie was er een codominantie van Microcystis en de stikstof
fixerende soort Anabaena, maar sinds de ijzersuppletie wordt er bijna alleen nog maar Microcystis gevonden. Het zou kunnen dat Terra Nova van een stikstof/ licht gelimiteerd systeem gelimiteerd is verschoven en datplanktothrix figuur 34 aantallen blauWalgennaar per ml een Voor defosfaat meest Voorkomende blauWalgsysteem genera anabaena, microcystis, oscillatoria, Microcystis de beste concurrent isVan voor deze en aphanizomenon gemeten in terra noVa april 1996 tot conditie. september 2011. pijl indiceert start ijzeradditie (mei 2010)
Figuur 34: Aantallen blauwalgen per ml voor de meest voorkomende blauwalg genera Anabaena, Microcystis, Oscillatoria, Planktothrix en Aphanizomenon gemeten in Terra Nova 3.6.5 zoÖplankton van aprilZoöplankton 1996 tot september Pijl indiceert ijzeradditie (mei 2010). in Terra 2011. Nova toont elk jaarstart de gebruikelijke pieken rond mei, met Rotifera,
3.6.5
Ciliophara en Copepoda als meest gemeten zoöplanktongroepen (figuur 35). Deze jaarlijkse Zoöplankton piek isinniet verdwenen sinds elk de ijzeradditie in 2010 (figuur 35b). rond De aantallen zijn in 2011 Zoöplankton Terra Nova toont jaar de gebruikelijke pieken mei, met echter wel lager, maar dat zou kunnen worden veroorzaaktgroepen door de (figuur lage aantallen Rotifera, Ciliophara en Copepoda alsgoed meest gemeten zooplankton fytoplankton in de zomer van dat jaar. 35). Deze jaarlijkse piek is niet verdwenen sinds de ijzeradditie in 2010 (figuur 35b). De aantallen zijn in 2011 echter wel lager, maar dat zou goed kunnen figuur 35
(a) zoÖplankton aantallen per ml Voor de Verschillende zoÖplankton groepen gemeten in terra noVa Van april 1996 tot
worden veroorzaakt door de lage aantallen fytoplankton in de zomer van dat jaar.
augustus 2011, (b) periode Van juni 2009 tot augustus 2011 uitVergroot. pijlen indiceren start ijzeradditie (mei 2010)
a
b
24-10-2012 - IJzersuppletie in Laagveenplassen
Figuur 35: (a) Zoöplankton aantallen per ml voor de verschillende zoöplankton groepen gemeten in Terra Nova van april 1996 tot augustus 2011, (b) periode van juni 2009 tot augustus 2011 uitvergroot. Pijlen indiceren start ijzeradditie (mei 2010).
32
42/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
4 Kosteneffectiviteit en opschaalbaarheid 4 4
Kosteneffectiviteit en opschaalbaarheid Kosteneffectiviteit en opschaalbaarheid
4.1 Effect op de KRW-maatlatten 4.1 Effect op demetingen KRW-maatlatten Uit de laatste blijkt dat door ijzersuppletie de nalevering minimaal is geworden. 4.1 Effect op de KRW-maatlatten Omdat de nalevering bijna de helft van de totale belasting uitmaakt, wordt deze bijna gehalUit de(tabel laatste blijkt dat door ijzersuppletie de nalevering minimaal is veerd 9). metingen Uit de laatste metingen blijkt dat door ijzersuppletie de nalevering minimaal is geworden. Omdat de nalevering bijna de helft van de totale belasting uitmaakt geworden. Omdat de nalevering bijna de helft van de totale belasting uitmaakt wordt deze bronnen bijna van gehalveerd (tabel Tabel 9 de verschillende fosfaatbelasting in Terra9). Nova wordt deze bijna gehalveerd (tabel 9).
Fosfaatbelasting in gram/m2/jaar vóór en na ijzersppletie Fosfaatbelasting in gram/m2/jaar vóór en na ijzersppletie vóór na vóór na neerslag 0,02 0,02 neerslag 0,02 0,02 kwel 0,04 0,04 kwel 0,04 0,04 inlaat uit Loenderveense P las 0,02 0,02 inlaat uit Loenderveense P las 0,02 0,02 inlaat voor T erra Nova 0,01 0,01 inlaat voor T erra Nova 0,01 0,01 afs troming land Terra Nova 0,01 0,01 afs troming land Terra Nova 0,01 0,01 vogels 0,01 0,01 vogels 0,01 0,01 bodem 0,10 0,00 bodem 0,10 0,00 totaal 0,22 0,12 totaal 0,22 0,12
Tabel 9: de verschillende bronnen van fosfaatbelasting in Terra Nova. Tabel 9: de verschillende bronnen van fosfaatbelasting in Terra Nova.
De verwachting in het projectplan was dat door halvering van de belasting ook de fosfaat De verwachting, in het projectplan, was dat door halvering van de belasting ook concentratie zou halveren, van 0,08 naarwas 0,04dat mg/liter. basis daarvan werd een toename De verwachting, in het projectplan, door Op halvering van de belasting ook de fosfaatconcentratie zou voor halveren, van 0.08 naarop0.04 mg/liter. Opvegetatie basis voorvan 0,19 op de KRW-maatlat fytoplankton en 0,11 de maatlat voor de fosfaatconcentratie zou halveren, van 0.08 naar 0.04 mg/liter. Op basis daarvan een toename van 0.19 op de van KRW-maatlat voor fytoplankton en speld. Voorwerd de kosteneffectiviteit werd uitgegaan een totale verbetering van de eindscore daarvan werd een toename van 0.19 op de KRW-maatlat voor fytoplankton en 0.11 op de maatlat voor vegetatie voorspeld. Voor de kosteneffectiviteit werd met 0,1 (tabel 10). 0.11 op de maatlat voor vegetatie voorspeld. Voor de kosteneffectiviteit werd uitgegaan van een totale verbetering van de eindscore met 0.1 (tabel 10). uitgegaan van een totale verbetering van de eindscore met 0.1 (tabel 10). Tabel 10
de verwachte verbetering op de KRW-maatlatten door een verminderde fosfaatbelasting in Terra NovA
Effect ijzersuppletie op KRW-scores Effect ijzersuppletie op KRW-scores op basis van belasting op basis van belasting van: naar: van: naar: Fytoplankton 0,33 0,51 Fytoplankton 0,33 0,51 Waterplanten 0,42 0,54 Waterplanten 0,42 0,54 Macrofauna 0,40 0,51 Macrofauna 0,40 0,51 Vissen 0,38 0,43 Vissen 0,38 0,43 eindscore 0,33 0,43 eindscore 0,33 0,43 verbetering: 0,10 verbetering: 0,10
Tabel 10: de verwachte verbetering op de KRW-maatlatten door een verminderde Tabel 10: de verwachte verbetering op de KRW-maatlatten door een verminderde fosfaatbelasting in Terra Nova fosfaatbelasting in Terra Nova de fosfaatconcentratie van 0,065 mg/liter in 2009 naar 0,012 Door de ijzersuppletie daalde
mg/liter in 2011. Het zomergemiddelde chlorofyl-a nam af van 67µg/liter in 2009 naar 11µg/ Door de ijzersuppletie daalde de fosfaatconcentratie van 0.065 mg/liter in 2009 Door descore ijzersuppletie daalde de fosfaatconcentratie van 0.065 mg/liter 2009 liter. De op de KRW-maatlat voor fytoplankton nam tussen 2009 en 2011 toeinvan 0,33 naar 0.012 mg/liter in 2011. Het zomergemiddelde chlorofyl-a nam af van naar 0.012 mg/liter in 2011. Het zomergemiddelde chlorofyl-a nam af van voor 2009 tot 0,83 in 2011. Met het model dat Waternet gebruikt om het effect van maat 67µg/liter in 2009 naar 11µg/liter. De score op de KRW-maatlat voor fytoplankton 67µg/liter in KRW-doelen 2009 naar te 11µg/liter. De score2010), op dewordt KRW-maatlat voor de fytoplankton regelen op de bepalen (ter Heerdt, geschat hoeveel scores van nam tussen 2009 en 2011 toe van 0.33 voor 2009 tot 0.83 in 2011. Met het model nam tussen 2009 en 2011 toe van 0.33 voor 2009 tot 0.83 in 2011. Met het model dat Waternet gebruikt om het effect van maatregelen op de KRW-doelen te dat Waternet gebruikt om het effect van maatregelen op de KRW-doelen te bepalen (ter Heerdt 2010) wordt geschat hoeveel de scores van waterplanten, 33 bepalen (ter Heerdt 2010) wordt geschat hoeveel de scores van waterplanten, macrofauna en vis daardoor zullen toenemen (tabel). De eindscore neemt dan met macrofauna en vis daardoor zullen toenemen (tabel). De eindscore neemt dan met 0.22 toe van 0.33 naar 0.54 (tabel 11). Dit is aanzienlijk meer dan werd verwacht 0.22 toe van 0.33 naar 0.54 (tabel 11). Dit is aanzienlijk meer dan werd verwacht op basis van de gedaalde belasting. op basis van de gedaalde belasting.
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Tabel 11
Effect ijzersuppletie op KRW-scores waterplanten, macrofauna en vis daardoor zullen toenemen (tabel 10). De eindscore neemt op basis van [Chl-a] dan met 0,22 toe, van 0,33 naar 0,54 (tabel 11). Dit is aanzienlijk meer dan werd verwacht op van: naar: basis van de gedaalde belasting. Fytoplankton 0,33 0,83 Waterplanten 0,42 0,65 de verwachte verbetering op de KRW-maatlatten door de waargenomen daling in Chl-a concentratie in Terra Nova Macrofauna 0,40 0,61 Effect ijzersuppletie op KRW-scores Vissen 0,38 0,54 op basis van [Chl-a] eindscore 0,33 0,54 van: naar: verbetering: 0,22 Fytoplankton 0,33 0,83 Waterplanten 0,42 op de0,65 Tabel 11: de verwachte verbetering KRW-maatlatten door de waargenomen daling in Macrofauna 0,40 0,61 Chl-a concentratie in Terra Nova Vissen 0,38 0,54 eindscore 0,33 0,54 De reden voor dit sterkere effect is waarschijnlijk de continue ijzerdosering, verbetering: 0,22
waardoor ook fosfaat dat via andere bronnen de plas binnenkwam werd verwijderd en in de waterkolom aanwezig fosfaat neergeslagen. effect zal verdwijnen Tabel 11: de verwachte verbetering op de werd KRW-maatlatten door Dit de waargenomen daling in De reden voor dit sterkere effect is waarschijnlijk de continue ijzerdosering, waardoor ook na het stopzetten van de dosering, waarna het effect op de nalevering overblijft. Chl-a concentratie in Terra Nova fosfaat dat via andere bronnen de plas binnenkwam werd verwijderd en in de waterkolom Daarom lijkt een verbetering van de totaalscore met 0.1 nog steeds een reële aanwezig fosfaat werd neergeslagen. Dit effect zal verdwijnen na het stopzetten van de aanname. De reden voor dit sterkere effect is waarschijnlijk de continue ijzerdosering, dosering, waarna het effect op de nalevering overblijft. Daarom lijkt een verbetering van de Op basis van het gebruikte model wordt in beide verwacht dat doel waardoor ook fosfaat dat via andere bronnen degevallen plas binnenkwam werdhet verwijderd totaalscore met 0,1 nog steeds een reële aanname. voor de KRW in Terra Nova, een laagste score van 0.6, niet wordt gehaald. Deze en in de waterkolom aanwezig fosfaat werd neergeslagen. Dit effect zal verdwijnen Op basis van het gebruikte model wordt in beide gevallen verwacht dat het doel voor de KRW verwachting is echter aan voorzichtige kant, geen wordt na het stopzetten van de de dosering, waarna hetomdat effect op de rekening nalevering overblijft. in Terra Nova, een laagste score van 0,6, niet wordt gehaald. Deze verwachting is echter aan gehouden met een mogelijke omslag van helder naar troebel zoals kan worden Daarom lijkt een verbetering van de totaalscore met 0.1 nog steeds een reële de voorzichtige kant, omdat geen rekening wordt gehouden met een mogelijke omslag van voorspeld met het model PCLake. De kritische grenzen voor Terra Nova zijn 0.26 aanname. helder naar troebel zoals kan worden voorspeld met het model PCLake. De kritische grenzen gram/m2/jaar voor de omslag van helder naar troebel en 0.16 gram/m2/jaar voor Op basis van het gebruikte model wordt in beide gevallen verwacht dat het doel voor Terra Nova zijn 0,26 gram/m2/jaar voor de omslag van helder naar troebel en 0,16 gram/ de omslag van in troebel helder. De oorspronkelijke belasting vangehaald. 0.22 voor de KRW Terra naar Nova, een laagste score van 0.6, niet wordt Deze m2/jaar voor de omslag van troebel naar helder. De oorspronkelijke belasting van 0,22 gram/ gram/m2/jaar is nog te hoog om deze omslag waarschijnlijk te maken. Maar bij verwachting is echter aan de voorzichtige kant, omdat geen rekening wordt m2/jaar is nog te hoog om deze omslag waarschijnlijk te maken. Maar bij 0,12 gram/m2/jaar 0.12 gram/m2/jaar het systeem de laagste grens en wordt gehouden met een komt mogelijke omslag onder van helder naar troebel zoals kandeze worden komt het systeem onder de laagste grens en wordt deze omslag waarschijnlijk. Daarmee zal omslag waarschijnlijk. Daarmee zal het effect van ijzersuppletie verder toenemen voorspeld met het model PCLake. De kritische grenzen voor Terra Nova zijn 0.26 het effect van ijzersuppletie verder toenemen en worden de KRW-doelen zeer waarschijnlijk en worden de KRW-doelen zeer waarschijnlijk wel gehaald. Dat dit binnen het voor gram/m2/jaar voor de omslag van helder naar troebel en 0.16 gram/m2/jaar wel gehaald. Dat dit binnen het project nog niet plaatsvond, kwam omdat een dergelijke project nog niet plaatsvond, kwam doordat een dergelijke omslag enige jaren de omslag van troebel naar helder. De oorspronkelijke belasting van 0.22 omslag enige jaren vergt en doordat de kreeften de vegetatieontwikkeling remden. vergt en doordatisde kreeften vegetatieontwikkeling remden. gram/m2/jaar nog te hoogde om deze omslag waarschijnlijk te maken. Maar bij 0.12 gram/m2/jaar komt het systeem onder de laagste grens en wordt deze 4.2 Kosteneffectiviteit omslag waarschijnlijk. Daarmee zal het effect van ijzersuppletie verder toenemen 4.2 Kosteneffectiviteit en worden de KRW-doelen zeer waarschijnlijk wel gehaald. Dat dit binnen het De kosten van de methode, zoals uitgevoerd in Terra Nova, zijn vertaald naar een standaardDe kosten van de plaatsvond, methode, zoals uitgevoerd in Terra Nova, omslag zijn vertaald project nog niet kwam doordat een dergelijke enige naar jareneen plas van 100 hectare. De kosten bestaan uit de bouw van de installatie, het beheer ervan, “standaardplas” van 100 hectare. De kosten bestaan uit de bouw van de vergt en doordat de kreeften de vegetatieontwikkeling remden. monitoring en de prijs van het ijzerchloride (tabel 12). De prijs van ijzerchloride kan variëren installatie, het beheer ervan, monitoring en de prijs van het ijzerchloride (tabel van € 90-170 per ton, we rekenen met de hoogste prijs. Voor een plas van 100 hectare komt het 12). De prijs van ijzerchloride kan variëren van €90-170 per ton, we rekenen met 4.2 Kosteneffectiviteit totaal dan uit op € 230.000,-. Hiervoor zou een plas van 100 ha met 0,1 EKR-punten verbeteren de hoogste prijs. Voor een plas van 100 hectare komt het totaal dan uit op voor een periode van 10 jaar. €230.000,--. Hiervoor zou eenzoals plas uitgevoerd van 100 hainmet 0.1Nova, EKR-punten verbeteren De kosten van de methode, Terra zijn vertaald naar een voor een periode van 10 jaar. “standaardplas” van 100 hectare. De kosten bestaan uit de bouw van de
Tabel 12
kosten ijzersuppletie per 100 hectare
installatie, het beheer ervan, monitoring en de prijs van het ijzerchloride (tabel
Kosten IJzersuppletie per 100 ha. Kosten installatie € 52.692 de hoogste prijs. Voor een plas van 100 hectare komt het totaal dan uit op Beheer € 44.651 €230.000,--. van 100 ha met 0.1 EKR-punten verbeteren Monitoring Hiervoor zou een€ plas 10.000 voor een periode van 10 jaar. Kosten ijzerchloride € 122.680 totaal € 230.023 Kosten IJzersuppletie per 100 ha. Tabel 12: kosten ijzersuppletie per 100 hectare Kosten installatie € 52.692 Beheer € 44.651 Monitoring € 10.000 Kosten ijzerchloride € 122.680 34 24-10-2012 - IJzersuppletie totaal in Laagveenplassen € 230.023
12). De prijs van ijzerchloride kan variëren van €90-170 per ton, we rekenen met
Tabel 12: kosten ijzersuppletie per 100 hectare
45/54
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Om op de manier van de ex ante evaluatie” (Ligtvoet et al., 2008) een vergelijking van de kosteneffectiviteit met andere maatregelen mogelijk te maken, zijn de kosten per 0,01 EKRpunt voor heel Nederland berekend. Als 4500 ha laagveenplas met 0,1 verbetert, verbeteren alle plassen in Nederland met 0,0113 EKR-punt. Per 0,01 EKR-punt gaat het dan om € 920.093 per jaar. Ter vergelijking: het RWS/regiomaatregelenpakket kost € 150.000.000 per jaar. Per 0,01 EKR-punt gaat het dan gemiddeld om € 10-20.000.000. Daarmee vergeleken is zelfs de pessimistische schatting van de kosten voor ijzersuppletie een goedkope maatregel. De kosteneffectiviteit van ijzersuppletie is vergelijkbaar met die van Actief Visstandbeheer (€ 1-2.000.000 per 0,01 EKR per jaar). Voor de komende jaren is een bedrag van € 332.000.000 geraamd voor baggeren, met een beperkt of onbekend effect op de ecologische kwaliteit. IJzersuppletie zou voor een deel van dit baggerwerk een alternatief kunnen vormen.
4.3 Opschaalbaarheid Van de 40.000 ha meren in Nederland is ongeveer 12.650 ha laagveenplas M27. Daarvan zal ongeveer 4000 ha potentieel in aanmerking komen voor IJzersuppletie, omdat verwacht wordt dat na type-een maatregelen de externe belasting voldoende laag zal zijn (zie bijlage 3). Bij 2750 ha is dat onwaarschijnlijk. Van 5900 ha weten we het nog niet, het lijkt veilig aan te nemen dat daarvan 500 ha voldoende laag is belast om van de methode te profiteren. In totaal gaat het dan om 4.500 ha die voor behandeling in aanmerking zouden kunnen komen. De kosten daarvan worden op basis van dit praktijkexperiment geraamd op €10.351.045 (Tabel 13). Tabel 13
bepaling van de kosten volgens de “ex ante” methodiek
Kosten en opschaalbaarheid ijzersuppletie in laagveenplassen reële schatting
pessimistische schatting
totale kosten kosten per plas van 100 hectare kosten voor alle 4500 ha in Nederland
e 230.023
e 230.023
e 10.351.045
e 10.351.045
kosten per jaar duurwerking (jaar) kosten per jaar voor alle 4500 ha in Nederland
10
5
e 1.035.105
e 2.070.209
kosten per 0,01 EKR toename EKR toepassing in 4500 ha toename EKR gemiddeld over alle 40.000 ha in Nederland kosten per 0,01 EKR per jaar voor alle 40.000 ha kosten per 0,01 EKR per jaar per ha
0,10
0,05
0,0113
0,0056
e 920.093
e 3.680.372
e 23,00
e 92,01
Om te kunnen beoordelen of ijzersuppletie een bruikbare maatregel is voor het dichterbij brengen van de KRW-doelen in een meer of plas is de publicatie “Van helder naar troebel… en weer terug” (Jaarsma et al., 2008) een goede basis. Doorloop daarvoor de volgende stappen: • Bepaal met het model PCLake (Janse, 2005), of het metamodel daarvan, de kritische grenzen voor de belasting met fosfaat. • Stel een water- en nutriëntenbalans op en bepaal de externe belasting. Is die groter dan de kritische grenzen? Dan heeft toepassing van ijzersuppletie geen zin. Hiervoor zijn verschillende tools beschikbaar, zoals de KRW-verkenner, het KRW-volg- en stuursysteem en de BaggerNut bodemdiagnose. • Is de externe belasting voldoende laag? Bepaal dan met de Quick Scan van BaggerNut de nalevering op basis van P, Fe en S in het bodemvocht. Is de nalevering hoger dan de kritische grenzen en is een geringe hoeveelheid ijzer daarvan de oorzaak? Dan is ijzersuppletie een mogelijke maatregel.
35
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
De kosten van ijzersuppletie zijn afhankelijk van de grootte van de plas, de hoeveelheid ijzer die wordt toegevoegd en de dagprijs van ijzerchloride. Het bestand “rekenhulp begroting ijzersuppletie“ is hiervoor bedoeld. Ook de kostentabellen staan ter beschikking. De wind aangedreven installatie is geschikt om een plas van 100 hectare in twee jaar te behandelen. Is de plas iets groter, dan moet de behandeling langer duren. Is de plas veel groter, dan kan het wenselijk zijn om meerdere installatie in te zetten. Als de plas door bomen of bebouwing minder in de wind ligt, dan duurt het doseren langer, of zijn er meer installaties nodig. Een beheerder kan er voor kiezen om zelf een installatie te (laten) bouwen. Houdt daarbij rekening met de vraag of de installatie vaker kan worden gebruikt in verband met de afschrijvingskosten ervan. Wellicht is het een idee dat meerdere partijen gezamenlijk in een installatie investeren. Het ontwerp en gebruik van de installatie is beschreven in het rapport “Ontwerp en Gebrui kershandleiding IJzersuppletie.doc” (Colin, 2012). Elk technisch bedrijf zou dit moeten kunnen bouwen. Waternet stelt, indien wenselijk, expertise in de vorm van persoonlijke ondersteuning voor de bouw en voorbereiding ter beschikking. Informatie over onderdelen is op aanvraag te verkrijgen.
4.4 Veiligheid, vergunningen en draagvlak Veiligheid is een belangrijk punt. Opslag, transport en overslag van ijzerchloride brengen risico’s met zich mee. Deze risico’s zijn goed bekend en kunnen door middel van een milieuvergunning en risicoanalyse worden geminimaliseerd, waardoor de methode volledig veilig is. Ontwerp en beheer dienen op de milieuvergunning te zijn gebaseerd (anders wordt die ook niet verstrekt). De infrastructuur, overslagplaatsen, wegen, loswallen, hekwerk, dient Arbo-proof en vandaalbestendig te zijn (zie Blauw & Hammer, 2010; Colin, 2012). Voor toepassing van ijzersuppletie is een milieuvergunning noodzakelijk voor opslag, overslag en transport van ijzerchloride (Provincie Noord-Holland, 2010). De dosering zal niet leiden tot kans op overschrijding van de normen voor pH, chloride en ijzer. Het gebruikte ijzerchloride wordt ook toegepast bij de drinkwaterproductie en bevat dus zeer weinig vervuilende stoffen (Bierman, 2009; ter Heerdt, 2009). Een vergunning voor de WVO was daarom niet nodig (Makkenze, 2009). Toepassing van de maatregel stuit niet op bezwaren bij de NB-wet en Natura 2000, omdat er geen schade wordt verwacht en de maatregel een beheermaatregel is zoals bedoeld in de NBwet en zal leiden tot verbetering richting de doelen (mededeling Provincie Noord-Holland). Schade zoals bedoeld in de Flora- en faunawet wordt uitgesloten door volgen van de richtlijnen in “Protocol FF-wet.doc” (ter Heerdt, 2009), gebaseerd op de gedragscode FF-wet voor waterschappen (Unie van Waterschappen, 2006). Voor de drijvende installatie is geen bouwvergunning nodig. Voor de infrastructuur kan een aanlegvergunning nodig zijn, afhankelijk van het bestemmingsplan (Gemeente Wijdemeren, 2009). Weerstand bij medewerkers, recreanten en omwonenden kan ontstaan door onbekendheid met de methode en de risico’s. Goede communicatie en voorlichting is daarom van belang. Kern van de zaak is dat deze maatregel goed is voor natuur en milieu, veilig en duurzaam. Het gaat om een mitigerende maatregel, die het verdwenen natuurlijke ijzer moet aanvullen en niet om de toevoeging van iets dat van nature niet in de plas thuis hoort.
36
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
5 Samenvatting en conclusies Het halen van de KRW-doelen in Nederlandse meren wordt ernstig belemmerd door een te hoge belasting met de voedingsstof fosfaat, waardoor algenbloei ontstaat en de KRW-doelen niet worden gehaald. Echter, ondanks het geplande RWS/regiomaatregelpakket, zal in 2027 slechts 40-45% van de meren en kanalen aan de normen voor fosfaat voldoen. Veel fosfaat is namelijk afkomstig uit de bodem van de meren zelf. Tot nu toe zijn er weinig kosteneffectieve maatregelen voorhanden om deze interne toevoer te verminderen. Er staat voor 332 miljoen euro aan baggerwerk gepland voor de KRW, terwijl de effectiviteit daarvan gering of onbekend is. Er is daarom behoefte aan nieuwe maatregelen. Uit onderzoek binnen het OBN-project Laagveenwateren en het KRW-project BaggerNut blijkt dat lage ijzergehalten in de bodem het vrijkomen van fosfaat bevorderen. Vroeger werd de bodem van veel laagveenplassen van nature via kwelwater met ijzer gevoed en kwam er weinig of geen fosfaat uit de bodem vrij. Door verdroging op landschapsschaal is deze toevoer gestopt en is het fosfaatbindend vermogen van de waterbodems verloren gegaan. IJzersuppletie is een effectief gebleken mitigerende maatregel om weer voldoende ijzer in de bodem te brengen en daardoor de toevoer van fosfaat uit de bodem te stoppen. Hiervoor wordt een verdunde oplossing van ijzerchloride geleidelijk met een door een windmolen aangedreven pompsysteem in de plas gebracht. Het ijzer verspreidt zich door de natuurlijke stroming over de bodem van de hele plas. De methode is duurzaam en natuur- en milieuvriendelijk. Door zeer geleidelijk, over een periode van 2 jaar, te doseren wordt voorkomen dat de gehaltes van ijzer en chloride te hoog worden en de pH te veel daalt. Een toxicologische analyse toont aan dat er geen te hoge hoeveelheden van andere stoffen worden aangevoerd. Laboratoriumen veldproeven laten zien dat de methode niet schadelijk is voor flora en fauna en deze juist bevordert. De veiligheid wordt gewaarborgd door een zeer robuust ontwerp, nauwgezette instructies, persoonlijke beschermingsmaterialen en een cursus, zodat aan alle eisen van de milieu vergunning en het V&G-plan wordt voldaan. De praktijkproef was succesvol. De nalevering van fosfaat vanuit de bodem daalde tot nihil. Daardoor namen ook de fosfaatconcentraties sterk af. De blauwalgen verdwenen, het water werd weer helder en de waterplanten keerden weer terug. De waterplanten kwamen echter niet tot volle ontwikkeling door de aanwezigheid van grote aantallen rivierkreeften. De score op de KRW-maatlatten nam sterk toe en zal, naar verwachting, nog verder verbeteren. Een toename van de eindscore met 0,1 blijkt zeker haalbaar. Als het ecosysteem hierdoor omslaat van troebel naar helder zal de toename nog groter zijn. Het halen van de KRW-doelen is daarmee te verwachten.
37
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
Voor € 230.000,-- kan een plas van 100 hectare voor 10 jaar van voldoende ijzer worden voorzien. Volgens de systematiek van de ex ante evaluatie komt dat, voor heel Nederland, neer op een jaarlijks bedrag van € 920.093 voor een verbetering van 0,01 op de KRW-maatlat. Ter vergelijking, een zelfde verbetering op basis van het RWS/regiomaatregelpakket zoals beschreven in de ex ante kost 10-20 miljoen euro. IJzersuppletie is daarmee één van de meer kosten effectieve maatregelen. IJzersuppletie is door elke waterbeheerder toe te passen. De techniek en het gebruik van ijzerchloride is gebaseerd op standaard methodes en algemeen verkrijgbare materialen. Waternet stelt informatie en expertise ter beschikking voor organisaties die de maatregel willen toepassen. Om te kunnen beoordelen of ijzersuppletie ergens toepasbaar is, is de STOWA-publicatie “Van helder naar troebel… en weer terug” een goede basis. Met het model PCLake, of het metamodel daarvan, kunnen de kritische grenzen voor de belasting met fosfaat bepaald worden. Met de KRW-verkenner, het KRW-volg- en stuursysteem en/of de BaggerNut bodemdiagnose kan de externe belasting worden bepaald en vergeleken met de kritische grenzen. Is de externe belasting groter dan de kritische grenzen, dan heeft toepassing van ijzersuppletie geen zin. Als de externe belasting voldoende laag is, kan met de Quick Scan van BaggerNut de nalevering op basis van P, Fe en S in het bodemvocht worden bepaald. Is de nalevering hoger dan de kritische grenzen, en is een geringe hoeveelheid ijzer daarvan de oorzaak, dan is ijzersuppletie een goede maatregel.
38
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
6 Literatuur 1. Bakker, L. Nutriënten input door watervogels op Terra Nova, de Waterleidingplas en Loenderveen Oost in 2007. 2008. 2. Biemond. Rapport 1948. De watervoorziening van Amsterdam. 1948; 1948. 3. Bierman, H. G. Aanvraag WVO ijzersuppletie. Amsterdam: Waternet; 2009. 4. Blaauw, H. and Hammer, M. Risicoanalyse ijzersuppletie. Amsterdam: Waternet; 2010. 5. Boers, P.; van der Does, J.; Quaak, M., and van der Vlugt, J. Phosphorus fixation with iron(III)chloride: A new method to combat internal phosphorus loading in shallow lakes? Archiv Für Hydrobiologie. 1994; 129:339-351. 6. Brouwer, E. and Smolders, A. P. J. Nutriëntenhuishouding in de veenplas Terra Nova en mogelijkheden tot herstel. Nijmegen: B-ware; 2006; Rapport nummer 2006.01. 7. Chrzanowski, C. Effects of chemical additions on phosphorus mobilization and macrophyte growth in peat lake Terra Nova. Nijmegen: Radboud Universiteit Nijmegen; 2012. 8. Colin, M. Ontwerp en Gebruikershandleiding ijzersuppletie in laagveenplas Terra Nova, Loenderveen. Amsterdam: Waternet; 2012. 9. Dionisio Pires, L. M. Cyanobactereën in Terra Nova. Literatuuronderzoek naar oorzaken van en maatregelen tegen de opkomst en dominantie van cyanobacteriën. Nieuwersluis: NIOO; 2007. 10. Gemeente Wijdemeren. Vergunning IJzerproject Terra Nova. Loosdrecht: Gemeente Wijdemeren; 2009. 11. Geurts, G. M. Restoration of fens and peat lakes: a biogeochemical approach. Nijmegen: Radboud Universiteit Nijmegen; 2010. 12. Geurts, J. J. M.; Smolders, A. J. P.; Verhoeven, J. T. A.; Roelofs, J. G. M., and Lamers, L. P. M. Sediment Fe:PO4 ratio as a diagnostic and prognostic tool for the restoration of macrophyte biodiversity in fen waters. Freshwater Biology. 2008; 1-16. 13. Hop, J. and Kampen, J. Monitoring visstand Terra Nova najaar 2008. Geldermalsen: AquaTerra KuiperBurger; 2009; projectnummer: 20070948. 14. Immers, A.; van der Wal, J.; Dorenbosch, M., and Bakker, L. Effects of iron addition and invasive crayfish om macrophyte growth. NIOO; 2012; Poster. 15. Immers, A.; van der Zande, M. T.; van der Zande, R. M.; Geurts, J. J. M.; van Donk, E., and Bakker, E. S. Iron addition as a shallow lake restoration measure: impacts om charophyte growth. Hydrobiologia. 2011; 2012, DOI: 10.1007/s10750-011-0995-7Online First™Open Access. 16. Immers, A. K.; Mels-Vendrig, K.; Ibelings, B. W.; van Donk, E.; ter Heerdt, G. N. J.; Geurts, J. J. M., and Bakker, E. S. Iron addition as a measure to restore water quality: implications for marcrophyte growth. Wageningen: NIOO; 2010; conceptpublicatie Science of the Total Environment, 2011
39
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
17. Jaarsma, N.; Klinge, M., and Lamers, L. Van helder naa troebel en weer terug. Utrecht: STOWA; 2008. 18. Janse, J. H. Model studies on the eutrophication of shallow lakes and ditches. Wageningen: Wageningen University; 2005. 19. Janssen, A. Nutrient mobilization in peat lake Terra Nova after gradual iron addition. Nijmegen: Radboud Universiteit Nijmegen; 2012. 20. Lamers, L., ed. Onderzoek ten behoeve van het herstel en beheer van Nederlandse laagveenwateren. Eindrapportage 2003-2006. Directie Kennis, Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit; 2006; DK nr. 2006/057-O. 21. --, ed. Onderzoek ten behoeve van het herstel en beheer van Nederlandse laagveenwateren. Eindrapportage 2006-2009 (Fase 2). Directie Kennis, Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit; 2009; DK nr. 2006/057-O. 22. Lamers, L.; Klinge, M., and Verhoeven, J. OBN Preadvies laagveenwateren. Wageningen: Expertisecentrum LNV Ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij; 2001. 23. Lamers, L.; Schep, S., and Geurts, J. Smolders F. Erfenis fosfaatrijk verleden: helder water met woekerende waterplanten. H2O. 2012; 44(13):29-31. 24. Ligtvoet, W.; Beugelink, G.; Brink, C.; Franken, R., and Kragt, F. Kwaliteit voor Later. Ex ante evaluatie Kaderrichtlijn Water. Bilthoven: Planbureau voor de Leefomgeving; 2008; PBL 50014001/2008. 25. Makkenze, J. WVO ijzersuppletie niet nodig. Amsterdam: Waternet; 2009. 26. Mels-Vendrig, K. The effect of ferric chloride addition in a shallow eutrophicated peaty lake on submerged macrophytes. Wageningen: NIOO; 2011. 27. Mettrop, I. IJzersuppletie in laagveenplassen: een mitigerende maatregel ter vervanging van verdwenen ijzerrijke kwel. Een verslag van de pilot. Amsterdam: Universiteit van Amsterdam; 2009. 28. --. Waterplanten in Terra Nova; ontwikkelingen van de vegetatie in 2009. Amsterdam: Universiteit van Amsterdam; 2009. 29. Nat, E. De inventarisatie van waterplanten en oevervegetatie in het plassengebied van Amster- Gooien Vechtstreek in 2011. Edam: Waterproef; 2012. 30. Provincie Noord-Holland. Instemming proefvoorstel ijzerchloridedosering. Haarlem: Provincie NoordHolland; 2010. 31. Rietdijk, J. IJzersuppletie Laagveenplas Terra Nova. Korte statistische analyse ijzersuppletie effecten Terra Nova. Amsterdam: Hogeschool van Hall Larenstein; 2010. 32. Rutjes, P. Rapportage visstandbemonstering enclosure Terra Nova. Geldermalsen: ATKB; 2011. 33. Saris, M. Gradual iron addition as a new method for the restoration of peat lakes. Nijmegen: Radboud Universiteit Nijmegen; 2010. 34. Schep, S. Vissen in meren. Factsheets Ecologische Kennisregels. Deventer: Witteveen+Bos; 2006(KRW Verkenner). 35. Schep, S. A. Ecologische modellering Loenderveense Plas en Terra Nova. Deventer: Witteveen+Bos; 2010; LN4-1. 36. Schep, S. A. gevolgen van afsluiting van het noordelijk en zuidelijk deel van Terra Nova op de toekomstige waterkwaliteit en ecologische kwaliteit in het gebied. Deventer: Witteveen+Bos; 2007 Nov 20.
40
STOWA 2012-43 IJzersuppletie in Laagveenplassen
37. ter Heerdt, G. N. J. Achtergronddocument afleiding KRW-doelen in het AGV-gebied. Amsterdam: Waternet; 2010. 38. --. IJzersuppletie in Laagveenplassen; dosering gericht op grenswaarden. Amsterdam; 2009. 39. --. Projectvoorstel Waternet IJzersuppletie in laagveenplassen. Een mitigerende maatregel ter vervanging verdwenen ijzerrijke kwel. Amsterdam: Waternet; 2009; KRW08079. 40. ter Heerdt, G. N. J. Protocol Flora- en Faunawet IJzersuppletie in laagveenplassen. Amsterdam: Waternet; 2009. 41. ter Heerdt, G. N. J. Relatie gezondheid vis en ijzersuppletie. Amsterdam: Waternet; 2012. 42. --. Resultaten fuikmonitoring Terra Nova 2011. Amsterdam: Waternet; 2012. 43. ter Heerdt, G. N. J. and Hootsmans, M. Why biomanipulation can be effective in peaty lakes. Hydrobiologia. 2007; 585:305-316. 44. Uni van Waterschappen. Gedragscode Flora- en Faunawet voor waterschappen. Den Haag: Unie van Waterschappen; 2006. 45. van de Haterd, R. J. W. and ter Heerdt, G. N. J. Potential for the development of submerged macro phytes in eutrophicated shallow lakes after restoration measures. Hydrobiologia. 2007; 584:277-290. 46. van der Oost, R. Analyse van de toxiciteit van ijzerchloride suppletie Terra Nova. Amsterdam: Waternet; 2009. 47. van der Wal, J. E. M. Effects of crayfish on the establishment of macrophytes in a shallow peat lake. Wageningen: NIOO; 2011. 48. van der Zande, R. and van der Sande, M. The effect of iron addition on macrophytes. A research on the growth rate and nutriënt composition of two marophyte species and on algae abundance. Wageningen: NIOO; 2010. 49. van Hintum, R. Iron supplementation in the peat lake Terra Nova: Pilot experiments. Nijmegen: Radboud Universiteit Nijmegen; 2011. 50. Voerman, S. Effect of wind turbulence and iron addition on nutrient mobilisation in a peat lake. Nijmegen: Radboud Universiteit Nijmegen; 2010. 51. Zuyderduyn, C. Macrofauna-onderzoek in 10 waterrlichamen in het Waternetgebied in 2011 (VASTECOL). Edam: Waterproef; 2012.
41