Half open en gesloten Oosterschelde vergeleken voor toxische stoffen

1 Inleiding

1.1,, Opdracht

In paragraaf 2.3, pag. 56 van het Rapport Commissie Oosterschelde,

Staatsuit-geverij, maart 197** [ 1 ] wordt gesteld: "Een open Oosterschelde, die

uitslui-tend door de getijdestromen met zeewater ververst wordt, zal veel minder

bedreigd worden door toevoer van toxische stoffen dan een van de zee

af-gesloten stoet "bekken dat ververst wordt met Rijnwater".

Tijdens een "bespreking te Den Haag, d.d. 30 mei 197^ is door de Deltadienst

van Rijkswaterstaat aan het Waterloopkundig Laboratorium opgedragen het in

bovenstaande vergelijking gestelde te onderzoeken. Daarbij diende te worden

beschouwd een open Oosterschelde met een tot de helft gereduceerd vloedvolurae

(bijvoorbeeld door middel van een blokkendam) ten opzichte van de gesloten

zoete Oosterschelde conform het oorspronkelijke Deltaplan. Deze alternatieven

worden in het vervolg aangeduid als half open Oosterschelde en de gesloten

2)

Oosterschelde.

Gevraagd werd een evaluatie van op korte termijn beschikbare gegevens te

schaffen. Zo nodig diende op basis van de bevindingen aanbevelingen voor

ver-der onver-derzoek te worden gedaan.

1 .2 Uitvoerig onderzoek

Het onderzoek is gestart met twee probleemstellende besprekingen te Delft,

respectievelijk op 5 juni 197** en 10 juni 197^» waaraan deelnamen:

- Dr. A.J. de Groot, Instituut voor Bodemvruchtbaarheid, Haren (Gr.)

- Dr. H.J. Hueck, Centraal Laboratorium, T.N.0. Delft

In de aangehaalde tekst wordt de term dit soort stoffen gebruikt om te

verwijzen naar toxische stoffen.

2)

De Oosterschelde in de huidige vorm wordt aangeduid als de volledia open

Oosterschelde.

— 2 —

- Dr, J.H.J. Terwindt, Deltadienst, R.W.S., Den Haag

- Ir. Klomp, Deltadienst, R.W.S., 's Heer Arendskerke

- Ir. v.d. Meulen, Waterloopkundig Laboratorium, Laboratorium de Voorst

- Dr. ir. G. Abraham, Waterloopkundig Laboratorium, Laboratorium Delft.

Vervolgens is het onderhavige rapport samengesteld door dr.ir. G-. Abraham

1.3 Uitwerking van probleemstelling

In het Rapport Commissie Oosterschelde zijn toxische stoffen, zoals zware

metalen {bijvoorbeeld kwik, cadmium, koper en zink) en bepaalde organische

verbindingen (bestrijdingsmiddelen, afvalstoffen van de chemische industrie)

omschreven als die stoffen die al bij zeer lage concentraties de groei, de

beweeglijkheid, de verschijningsvorm en het voortbestaan van levende

orga-nismen ongunstig kunnen beïnvloeden. Het gaat daarbij niet alleen om de acute

• giftigheid, doch ook om het effect op lange termijn. Bij de beschouwing van

de onderhavige problematiek dient te worden aanvaard dat de lange

termijn-effecten moeilijk te waarderen zijn onder andere door de mobilisatie als

on-zekere factor op lange termijn in het fysisoh-chemische zelfrèinigingsproces

door gebrek aan voldoende kennis en inzicht op dit gebied. (Par. 2.3 van [i]).

Gm, dezelfde reden dient te worden aanvaard dat onderstaande beschouwingen

veelal zijn beperkt tot zware metalen al zouden zowel zware metalen als

or-ganische verbindingen beschouwd dienen te worden (par. 2.3 van [ 1 ] ).

Als voornaamste argumenten voor de in par. 1.1 weergegeven conclusie van de

Commissie Oosterschelde wordt aangevoerd:

- dat het zeewater voor de Nederlandse kust in veel geringere mate dan het

Rijnwater is verontreinigd met zware metalen en andere toxische stoffen

- dat de ebstroom telkenmale weer veel slib wegvoert uit een open

Ooster-schelde, zodat het mogelijk effect van mobilisatie in een getijdebekken

minder invloed kon uitoefenen dan in een stagnant bekken waarin het slib

zich kan ophopen.

>

1,k Opbouw verslag, overzicht van resultaten van onderzoek

In het onderhavige verslag wordt in de eerste plaats ingegaan op de in par.

1,3 genoemde overwegingen van de Commissie Oosterschelde.

- de aanvoer van slib naar de bodem voor de half open Oosterschelde groter zal zijn dan voor de gesloten Oosterschelde, doch de bodemafzettingen zul-len in de half open Oosterschelde minder gecontamineerd zijn dan in de ge-sloten Oosterschelde (par. 3-3) t - het telkenmale wegvoeren van veel slib door de ebstroom minder belangrijk is,

gegeven de in de half open Oosterschelde te verwachten aanslibbing in de thans aanwezige .diepe geulen (par. ^ . 2 ) .

Vervolgens wordt het mobilisatieproces behandeld (par. 5)> waarbij wordt uit-gegaan van de beschouwingen van Duinker [2] en de Groot ik]. Daarbij werd geconcludeerd dan wel gevonden dat:

- verrijking van het poriën-water met toxische stoffen een belangrijke rol bij de mobilisatie zou kunnen spelen [2]

- onderzoek in situ over de rol van het poriën-water bij mobilisatie nodig is. (De onderwerpen van onderzoek zijn in par. 5 vermeld)

- onderzoek nodig is of andere dan de door Duinker en de Groot behandelde fac-toren (bijvoorbeeld biologische facfac-toren) een rol kunnen spelen bij het ver-loop van de mobilisatie op lange termijn. L j

Het effect van de mobilisatie in combinatie met de verversing wordt behandeld in par. 6. Daarbij werd uitgaande van [2] geconcludeerd dat:

- het als resultaat van de studie in situ over de rol van het poriën-water nodig zou kunnen blijken rekening te houden raet stootvormige belasting van het water met toxische stoffen door opwervelen van sediment bij wind. De kans hierop zou voor de gesloten Oosterschelde kleiner kunnen zijn dan voor de half open Oosterschelde

- schattingen van de concentratie van toxische stoffen in het water kunnen den gegeven voor zover de stootvormige belasting buiten beschouwing mag wor-den gelaten.

Biologische aspecten van de problematiek zijn behandeld in par. 7. Daarin is aangegeven:

- welk uitgebreid biologisch onderzoek in laboratorium en in situ nodig is om de weerstand tegen toxische stoffen van een zoet milieu te kunnen vergelijken met die van een zout milieu. (De probleemstelling dient een belangrijk on-derdeel te zijn van een dergelijk onderzoek)

- hoe thans biologisch onderzoek in situ kan worden uitgevoerd bij omstandig-heden als te verwachten in de half open en gesloten Oosterschelde

k

-- dat biologisch onderzoek (in het bijzonder indien uitgevoerd in het - labora-torium) aangevuld dient te worden door onderzoek naar de (chemische) vorm • van voorkomen van de toxische stoffen (elemental partition).

Tot slot zijn de bovenstaande bevindingen samengevat in een vergelijking van de half open Oosterschelde en de gesloten Oosterschelde (par. 8) en in een overzicht van te verrichten onderzoek (par. 9)«

Bij de vergelijking bleek het opwervelen van slib bij wind en een eventueel daarmee gepaard gaande stootvormige belasting van het water met aan het opge-wervelde slib gehechte toxische stof het onzekere punt te zijn. De stoot-vormige belasting is voor de half open Oosterschelde naar verwachting groter dan voor de gesloten Oosterschelde. Op het punt van de stootvormige belasting kunnen slechts vergelijkende uitspraken worden gedaan. De grootte, de plaats van optreden en het effect van de stootvormige belastingen kunnen zonder ver-'der onderzoek - (onderwerpen 3 en h van het te verrichten onderzoek) - niet

worden aangegeven.

Een ander onzeker punt is het effect van de mobilisatie op lange termijn. Onderzoek is nodig om te bepalen of bijvoorbeeld ook biologische factoren een rol kunnen spelen bij het verloop van de mobilisatie op lange termijn.

Voor het te verrichten biologisch onderzoek wordt verwezen naar het hierboven bij de behandeling van par. 7 gestelde.

Een samenvatting van de vergelijking en het te verrichten onderzoek is gegeven in de tabellen 7 en 8.

2 Samenstelling van water in zee voor mond van Oosterschelde en van via Volkerakdam in te laten water

2.1 Vormen van voorkomen van toxische stoffen in water

Toxische stoffen kunnen vanuit zee of vanuit de Rijn het OosterscheldeToekken binnenkomen in de volgende vormen

- opgelost in het binnenkomende water

- als fijne zwevende fractie (colloïdaal zwevend dan wel gehecht aan zeer fijn slib) in het binnenkomende water

- als grove zwevende fractie (gehecht aan anders dan zeer fijn slib) in het binnenkomende water.

Voor zware metalen is het bovenstaande toegelicht in referentie [2^.

De bepalingsmethoden voor de concentratie van metalen in het water (filtreren, centrifugeren) zijn weinig gestandariseerd en er niet op gericht onderscheid te maken tussen de fijne zwevende fractie en de grove zwevende fractie. Het onderscheid is slechts gemaakt door Duinker [2]. Duinker onderscheidde materi-aal dat werd verkregen door een bezinkingsprocedure, waarbij alle materimateri-aal > 0,5 tira geacht wordt te zijn bezonken en materiaal verkregen door een fil-tratietechniek (millipore filter met 0,^5 UHI "poriën-grootte).

Op grond van de gevonden verschillen in metaalgehalten en slibgewichten

postuleerde Duinker het bestaan van een fractie zwevend materiaal (< 0,14-5 y ) , die continu in suspensie is en een hoog extraheerbaar metaalgehalte bezit. Gegeven Duinker's bepalingsmethode wordt de grens tussen de fijne zwevende fractie en de grove zwevende fractie gesteld op 0,5 um.

'Bij de in de volgende paragraaf gegeven getallen kan de scheiding tussen fijne zwevende fractie en de grove zwevende fractie niet worden gemaakt.

2.2 Samenstelling van water in zee en bij Volkerakdam

Voor de gesloten Oosterschelde zijn vrij veel waarnemingen beschikbaar voor het slibgehalte en het metaalgehalte van het in de huidige toestand via de •"Volkerakdam ingelaten water (zie tabel 1). Er zijn slechts enige steekproeven

beschikbaar over het gehalte van slib en toxische stoffen van het water in het zeegebied voor de mond van de Oosterschelde (zie tabellen 2 en 3). Het aandeel van door de sluizen van het Haringvliet en door de Rotterdamse Waterweg geloosde water in het water voor de mond van de Oosterschelde varieert met de windrichting en windsterkte [3]. Een representatief beeld

6

-van het gehalte -van slib en toxische stoffen -van het water dat "bij vloed de open en later eventueel de half open Oosterschelde binnenkomt kan derhalve niet worden gegeven. Het aantal steekproeven is daartoe te gering. Derhalve laten de gegevens verzameld in tabellen 1, 2 en 3 het niet toe om een verge-lijking te maken tussen de samenstelling van het verversingswater van de half open Oosterschelde en de gesloten Oosterachelde. Daardoor kan deze vergelij-king slechts indirect worden gemaakt.

Een indruk van de kwaliteit van het verversingswater kan worden verkregen uit tabel k. Deze tabel is ontleend aan referentie [^} met uitzondering van de aan tabel 1 ontleende gegevens voor het inlaatpunt voor de gesloten Oosterschelde. Blijkens de in ik"} gegeven toelichting is deze tabel voor een belangrijk deel gebaseerd op door het Rijksinstituut voor de Volksge-zondheid (RIV), het Rijksinstituut voor Zuivering van Afvalwater (RIZA) en het Rijksinstituut voor Drinkwatervoorziening (RID) verstrekte gegevens. De gehalten in het Noordzeewater zijn over de gehele linie aanmerkelijk lager dan de gehalten in het gefiltreerde water uit de Rijn. Dat de gehalten voor de Noordzee van het RID hoger zijn dan die van Elskens, kan althans ten dele worden verklaard uit monstername dichter bij de kust door het RID. Bovendien kunnen de resultaten zijn beïnvloed door plaatselijke lozingen van zware metalen in het onderzochte gebied, In het bijzonder bij de door het RID gevonden hoge Cu-gehalten moet hiermee rekening worden gehouden.

Uit tabel k volgt dat het metaalgehalte van het water bij de Volkerakdam vaak lager is dan dat van de Rijn, in orde van grootte gelijk is aan dat van het water in het Ketelmeer en hoger tot gelijk is aan dat van het water in de Noordzee. Op grond hiervan, mede ondersteund door de weinige steek-• proeven (tabellen 2 en 3) mag worden gesteld dat het metaalgehalte in het

zeewater voor de mond van de half open Oosterschelde na filtratie lager zal zijn dan tot gelijk zal zijn aan dat van het verversingswater van de gesloten Oosterschelde. Een hardere uitspraak kan slechts worden verkregen op basis van metingen van de samenstelling van het water voor de mond van de Oosterschelde over een voldoend lange periode met voldoend frequent bemon-steren.

3.1 Samenstelling van achterblijvend sli"b

Slibdeeltjes bezinken. De kans dat zij de bodem bereiken is groter naarmate: - de bezinksnelheid groter is

- de door wind en getij opgelegde snelheden en geïntroduceerde turbulentie kleiner zijn.

Deeltjes, die thans in de Oosterschelde bezinken komen binnen vanuit zee. In de half open Oosterschelde is de invloed van het getij kleiner dan in de

huidige volledig open Oosterschelde. De invloed van de wind blijft daarentegen gelijk. Een en ander heeft tot gevolg dat in gebieden met een grotere invloed van het getij dan van de wind in de half open Oosterschelde fijner materiaal .tot bezinking kan komen dan in de huidige volledig open Oosterschelde. Dit

heeft tot gevolg dat het toxische stofgehalte in de bodem voor de half open Oosterschelde groter kan zijn dan in de volledig open Oosterschelde.

In overeenstemming hiermee is het metaalgehalte van de bodem nabij het

geslo-ten oostelijke einde (pungeslo-ten Z.M 10 en Z.M 11, fig, 1) van de Oosterschelde I in de huidige toestand wat hoger dan nabij de mond (punt Z.M 15» Kats en punt !. Colijnsplaat, fig. 1) (zie tabel 5, ontleend aan [5])« Gegeven het verschil in \

stromingscondities tussen de punten voor en achter in de Oosterschelde is het !

verschil in metaalgehalte ter plaatse voldoende gering om voor de bodem van <•

-de half gesloten Oosterschel-de voor het gehele bekken te mogen uitgaan van -de * getallen als thans gevonden nabij het gesloten einde. [

Het verversingswater komt de gesloten Oosterschelde via de Volkerakdam binnen. i Het is daarom redelijk dat bezinking van in het verversingswater aanwezig

slib een bodemsamenstelling zal veroorzaken als thans heersend in punt H9

(fig. 1) ten noorden van de Volkerakdam [5] (zie tabel 5)' Bovenstaande aan- ; name impliceert dat in de half open Oosterschelde ten zuiden van de

Volkerak-dam even fijn materiaal tot bezinking zal komen als thans ten noorden van de Volkerakdam bezinkt. Dit is moeilijk te verifiëren. Nochtans is de gedane aan-name een redelijk uitgangspunt voor een vergelijking qua orde van grootte tussen de half open Oosterschelde en de gesloten Oosterschelde.

Thans wordt onderzoek uitgevoerd over de aanslibbing ten zuiden van de Volkerak-[6'] en [?]. Dit onderzoek heeft nog niet tot definitieve resultaten geleid.

8

-Daarom is het bij de in dit verslag "beschreven studie buiten beschouwing gelaten, Het doel van het onderzoek is na te gaan of ook de fijne zwevende fractie tot bezinking komt.

3.2 Hoeveelheden achterblijvend slib

Het vloedvoluïne van de half open Oosterschelde ia gemiddeld 550 10 m . Bij een verver singsde"biet van 20 a 50 m /sec wordt tijdens eén getijperiode een hoeveelheid water van 0,9 a 2,3 10 m in de afgesloten Oosterschelde inge-laten. De hoeveelheid water' die per getijperiode via de mond de half open Oosterschelde binnenkomt is derhalve 200 a 500 maal groter dan de hoeveelheid verversingswater die per getijperiode in de gesloten Oosterschelde wordt ge-bracht.

De verblijftijd van het water in de gesloten Oosterschelde bedraagt \\ a" 3 jaar. Op grond hiervan wordt in eerste benadering gesteld dat al het slib dat met het verversingswater in de afgesloten Oosterschelde wordt gebracht in het Oosterscheldebekken tot bezinking komt. De verhouding tussen de hoeveelheid

metaal, die in de half open Oosterschelde netto "bezinkt (S, . ^ \ onen^ e n

de hoeveelheid, die in de gesloten Oosterschelde bezinkt (S, . , , , ) bedraagt derhalve:

V - T ~

(1

"

3 )

(200 a 500) (1)

waarin a , . : de verhouding tussen het metaalgehalte van het slib dat de

ra~t 1,0

gesloten en de half open Oosterschelde binnenkomt (blijkens

par. H.1 geldt ar a t i o s 3 k 5

$: de verhouding tussen de hoeveelheid aan slib in suspensie ge-hechte metaal, die bij eb via de mond de half open Oosterschelde uitstroomt en de hoeveelheid die bij vloed via de mond de half open Oosterschelde instroomt.

Uit vergelijking 1 en de getalwaarde van a .. volgt dat: f J T £ 1 " Ü 1 O

Sratio > 1 ^ s 3 < 99%- (2)

Dit betekent dat de hoeveelheid metaal die in de half open Oosterschelde tot bezinking komt groter is dan de hoeveelheid die in de gesloten Oosterschelde

bezinkt als per getijperiode meer dan \% van het bij vloed de half open Oosterschelde binnengekomen slib in het bekken bezinkt. Het getal van \% is voldoende klein om te mogen verwachten dat in de half open Oosterschelde meer metaal door bezinking naar de bodera wordt toegevoerd dan in de gesloten Oosterschelde. Onderzoek van het in de half open Oosterschelde te verwachten aanslibbingsproces ia nodig om bovenstaande verwachting te quantifieeren.

3.3 Samenvatt ing

Op grond van het voorafgaande is het redelijk te stellen dat:

- de toevoer van metaal naar de bodem voor de half open Oosterschelde groter zal zijn dan voor de gesloten Oosterschelde

- het raetaalgehalte van het bezonken slib voor de half open Oosterschelde lager zal zijn dan voor de gesloten Oosterschelde,

•Derhalve mag als verwachting worden gesteld dat:

- de aanvoer van slib naar de bodem voor de half open Oosterschelde groter zal zijn dan voor de gesloten Oosterschelde, doch de bodemafzettingen zul-len in de half open Oosterschelde minder gecontamineerd zijn dan in de ge-sloten Oosterschelde.

Hierdoor is êen aspect van de vergelijking tussen de half open Oosterschelde en de gesloten Oosterschelde te bepalen of een relatief grote aanvoer van relatief weinig gecontamineerd slib naar de bodem in een zout getijmilieu een kleinere dan wel een grotere bedreiging voor het bekken betekent dan een re-latief kleine aanvoer van rere-latief sterk gecontamineerd slib in een stagnant zoet milieu.

Het antwoord op bovenstaande vraag hangt af van:

- eventuele verschillen in de mobilisatieprocessen in een zoet stagnant en een zout getijmilieu

- de mate van verversing van het water en het slib in de half open Oosterschelde 4 in vergelijking met de gesloten Oosterschelde

- de weerstand tegen toxische stoffen van een zout milieu in vergelijking met de weerstand van een aoet milieu.

10

-k Mate van verversing van het water en het slib in de lialf open Oosterschelde in vergelijking met de gesloten Oostersohelde

k.*\ Verversing van vat er

Voor de gesloten Oosterschelde geldt dat bij propstroming de verblijftijd van via de Volkerak&am ingebracht water wordt gegeven door de formule:

T = - (3)

prop Q v : w

waarin T : verblijftijd bij propstroming I : inhoud van Oosterscheldebekken Q : verversingsdebiet.

Bij een verversingsdebiet van 20 a 50 m /sec geeft deze formule een verblijf-tijd in de gesloten Oosterschelde van 3 a 13 jaar.

Voor de half open Oosterschelde wordt een orde van grootte van de verblijftijd gegeven door de formule:

globaal D ^ '

waarin T , , . : orde van grootte van de verblijftijd globaal

L : lengte van bekken

D : dispersiecoëfficiënt voor êén-dimensionale dispersie in langsrichting.

Van der Burgh [8J vond bij analyse van meetgegevens verzameld in het Haring-vliet, de Eems en de Westerschelde waarden van de dispersiecoëfficiënt in de grootte-orde 100 & 800 ra. /sec.

Toepassing van deze waarden voor de half open Oosterschelde geeft waarden van T lol:)aal in d e orde van 30 ë. 300 dagen.

•

Gezien het verschil in karakter tussen de grootheden T en T , , .. is het prop globaal

moeilijk op basis van bovenstaande getallen een conclusie te trekken.

Voor de half open Oosterschelde kan de verblijl'tijdverdeling van een op een willekeurige plaats op een willekeurig tijdstip momentaan in het bekken

ge-loosde verontreiniging worden "bepaald door het uitvoeren van:

- tracermetingen in de Oosterschelde in de huidige toestand en extrapolatie van de daarbij verkregen resultaten naar de half open Oosterschelde

dan wel

- tracermetingen in het hydraulisch model van de Oosterschelde (M 1000) voor de half open Oosterschelde. (Bij deze metingen zullen geen schaaleffecten optreden [83»)

dan vel

- "berekeningen van de bij de beschouwde lozingen behorende concentratieverde-lingen met behulp van een twee-dimensionaal wiskundig model.

Onderzoek volgens de drie boven aangegeven methoden is zeker mogelijk, doch tot op heden voor zover bekend niet uitgevoerd.

Na voltooiing van de Grevelingendam zijn tracermetingen uitgevoerd in het estuarium Brouwershavense Gat - Grevelingen en in hydraulische modellen van dit estuarium f9]- Op de in fig. 3 aangegeven plaats werd een tracer momentaan geïnjecteerd tijdens laag-waterkentering. Daarbij werd het in fig. k aangege-ven resultaat verkregen. Na correctie van de jmetingen op tracerverlies door afbraak werd "bij de metingen in de natuur een afname van de in het estuarium aanwezige hoeveelheid tracer door afvoer naar zee gevonden van 25% in 16 ge-tijden. In de hydraulische modellen bedroeg dit bedrag 30$ a ko%. De verschil-len tussen deze getalverschil-len liggen binnen de bepalingsnauwkeurigheid. Bij recht-lijnige extrapolatie van de in fig. k gegeven verbanden wordt gevonden dat $0% van de ingebrachte tracer uit het estuarium zou zijn afgevoerd naar zee in

20 a kO getijden. Voor de bij het gesloten eind van het estuarium liggende meetpunten werd gedurende de meetperiode van 16 getijden nauwelijks een afname van de concentratie van de tracer geconstateerd (zie fig. 5 voor het in fig. 3 weergegeven meetpunt 13). Dit houdt in dat de verversing bij het gesloten eind van het estuarium in hoofdzaak door wind tot stand gebracht wordt.

De in de figuren 3 t/m 5 gepresenteerde gegevens illustreren dat methoden be-schikbaar zijn voor het bepalen van de verblijftijdverdeling van in de half open Oosterschelde gebrachte verontreinigingen.

Op grond van het voorafgaande is het redelijk te stellen dat de verversing van de half open Oosterschelde groter zal zijn dan van de gesloten Oosterschelde, behoudens bij het gesloten eind van het estuarium. Aldaar wordt de verversing - (menging met water uit overige deel van het bekken) - in hoofdzaak door wind veroorzaakt.

12

-k.2 Verversing van slib

Bij gereduceerd vloedvolume dient te worden verwacht dat in de open Oóster-schelde aanslibbing op aal treden in de huidige diepe geulen. Bij ruw weer brengen de golven bodemmateriaal in suspensie, in het bijzonder in ondiepe ge-bieden. De wind veroorzaakt driftstromen in het bekken. Onder deze

omstan-digheden kunnen grote hoeveelheden slib worden verplaatst. Het slib zet zich dan bij voorkeur af in de diepe delen (geulen). Hierdoor zal het bodemmate-riaal in de ondiepe gebieden minder fijn zijn dan in de diepe delen.

In het in de diepe delen afgezette slib kunnen mobilisatieprocessen optreden. Daardoor is het voor het bepalen van de mogelijke effecten van mobilisatie in de half open Oosterschelde belangrijk te weten hoeveel slib in het "bekken tot bezinking komt. Gezien het bovenstaande is het nodig het aanslibbingsproces in de half open Oosterschelde te onderzoeken. Bij aanzienlijke aanslibbing

in de diepe delen met daaraan gekoppeld een kans op mobilisatie is het minder belang-rijk of desondanks nog veel slib telkenmale door de ebstroom uit de half open Oosterschelde wordt afgevoerd, Het in par. 2 weergegeven tweede argument van de Commissie Oosterschelde geldt dan niet meer.

g Mobilisatieprocessen

Metalen zijn onderhevig aan mobilisatieprocessen. .De mobilisatieprocesse^i in de Rijndelta hebben tot gevolg dat de stroomopwaarts aanwezige buiten-sporige hoeveelheden zware metalen in het slib in het getijgebied en op zee tot meer normale vaarden zijn gereduceerd.

Onderscheid dient te worden gemaakt tussen een fractie van metalen aanwezig als structuurelement van het slib en een fractie losmakelijk gebonden aan het slib [2], Alleen de laatste fractie is onderhevig aan de mobilisatie processen. Voor slib uit de Waddenzee bedraagt de hoeveelheid als structuur-element gebonden metaal voor koper, zink en cadmium omstreeks 10 a 20 % van

het in totaal gebonden metaal (persoonlijke mededeling van Duinker). Het I #/ * lijkt niet onwaarschijnlijk dat getallen van deze orde van grootte ook op

zee voor het mondingsgetded van de Oosterschelde zullen worden gevonden.

Over het verloop van de mobilisatieprocessen stellen de Groot et,al. het

volgende [K],

"Zolang een rivier niet de invloed van de zee ondergaat blijven de metalen aan het in het water zwevende slib verbonden. Vanaf het zoetwatergetijden-gebied (voor de Rijn was dit voorheen o.a. de Biesbosch) wordt een aantal van de metalen meer of minder gemobiliseerd; deze gaan gedeeltelijk als metaalorganische verbindingen in het omringende water in oplossing. Voor de Rijn wordt dit, gemeten naar de omstandigheden in 19-60, gedemonstreerd in figuur 2, hieruit blijkt dat de mobilisatie van de metalen zich ook nog in het volniariene gebied voortzet en dat het laagste niveau wordt bereikt bij aankomst van het slib in de Waddenzee".

De Groot et.al. konden vaststellen dat in een geconsolideerde laag van in het Ketelmeer gevormde Rijnafzettingen mobilisatie niet in een mate van betekenis heeft plaatsgevonden [U], Dit is in overeenstemming met hun constatering dat zolang een rivier niet de invloed van de zee ondergaat metalen aan het zwevende slib blijven verbonden.

Duinker [2] kent aan het poriën-water een belangrijke rol toe bij de mobi-lisatie van metalen. Hij stelde onder reducerende omstandigheden voor het zoute milieu in de Waddenzee in het bezonken^.slib verrijkingsfactoren van het gehalte van koper en zink in het poriën-water vast tot duizend maal de

2

van getij en wind. Metalen worden daarbij opgenomen als oplosbare completen -(het door de Groot behandelde mechanisme) - het zij aan zwevende stof gehecht in colloïdale vorm, door adsorptie aan kleimineralen en door opname in

organismen. De huidige gegevens laten een interpretatie in termen van de individuele processen niet toe [2].

Via het bovenomschreven proces wordt bij getijwerking en onder invloed van de •wind ophoping van aan bezonken slib gevonden metalen voorkomen onder gelijjs-tij_dij5e^ versterking van de overgang van metalen naar mobielere fasen. Het verwijderen van de getijwerking in een gebied waar deze omstandigheden heersen kan hoge metaaleoncentraties in het poriën-water veroorzaken, hetgeen volgens Duinker voor de biosfeer verregaande consequenties kan hebben [2]. In de half open Oosterschelde zal naar verwachting aanslibbing optreden in de diepe

geulen. In de diepe delen afgezet slib wordt niet opgewerveld door windgolven. Derhalve zouden bovengenoemde gevolgen van het verwijderen van de getijwerking kunnen optreden in de half open Oosterschelde.

De verrijking van het metaalgehalte in het poriën-water onder reducerende-omstandigheden is niet alleen in zout milieu geconstateerd doch ook in zoet milieu (persoonlijke mededeling van Buinker). Bovengenoemde gevolgen van het verwijderen van de getijwerking zouden derhalve zowel voor de half open als de gesloten Oosterschelde op kunnen treden.

De in het voorafgaande beschreven inzichten kunnen als volgtj worden

samen-gevat. DJ^

- de Groot: geen mobilisatie in zoet milieu; aich ook nog in het volmarieue gebied in geringe mate voortzettende mobilisatie in zout milieu

- Duinker: mobilisatie door wind. en getij via het poriën-water; verrijking van metaalgehalte in poriën-water met funeste gevolgen mogelijk in zout

zowel als zoet milieu bij voldoend sterke reductie van de getijwerking in gebieden met weinig windinvloed.

In hoeverre geen mobilisatie in het zoet milieu (ook in aan wind onderhevige gebieden?) en een verrijking van raetaalgehalten in poriën-water in zoet milieu samen kunnen gaan is moeilijk te overzien.

— 15 —

Voor de vergelijking van de half open en de gesloten Oosterschelde is het belangrijk het antwoord te bepalen op de volgende vragen.

i - as de getijwerking en de werking van de wind in de half open Oosterschelde

nog voldoende sterk om hoge metaalconcentraties in het poriën-water te voorkomen

- is de windinvloed in de afgesloten Oosterschelde nog voldoende sterk om hoge metaalconcentraties in het poriën-water te voorkomen, dan wel impli-ceert öe constatering geen mobilisatie in de geconsolideerde laag in het Ketelmeer geen verhoging van het metaalgehalte in het poriën-water

- welke gevolgen heeft een hoog metaalgehalte in het poriën-water voor de biosfeer.

Het antwoord op de eerste en tweede vraag kan worden verkregen door het uit-voeren van metingen over de bodemsamenstelling en de samenstelling van het poriën-water o.a. in het Haringvliet, het Grevelingenbskken en bij het oostelijke gesloten einde in de Oosterschelde. In het laatste gebied is de getijwerking in de huidige toestand reeds gering. Door het meten van het slibgehalte en het metaalgehalte van het bovenstaande water kan worden na-gegaan in welke mate opwerveling van bo&emmateriaal plaatsvindt en of dit met een meetbare verhoging van het metaalgehalte van het water gepaard gaat. Daartoe dienen de metingen voor en tijdens storm te worden uitgevoerd.

Het antwoord op de laatste vraag kan worden verkregen door het uitvoeren van biologische metingen in situ (zie verder par, Y)«

Bij de bovenstaande beschouwingen is uitgegaan van de door de Groot [hl en Duinker [2] gegeven beschrijving van het mobilisatieproces. Onderzoek is no-dig om te bepalen of andere dan door deze onderzoekers vermelde factoren (bijvoorbeeld biologische factoren) een rol kunnen spelen bij het verloop van de mobilisatie op lange termijn.

6 Gezamenlijk effect van mobilisatie en verversing

6.1 Inleiding

In het voorafgaande zijn de mobilisatieprocessen en de verversing afzonderlijk beschouwd. Voor het bepalen van het uiteindelijke effect dienen zij gezamen-lijk te worden behandeld. Dit zal nu geschieden.

Als uitgangspunt is gesteld dat de opname van toxische stof door organismen gelijk is aan de hoeveelheid die na afsterven van organismen vrijkomt. Om deze reden is de invloed van de organismen in het kader van de in het vervolg be-schreven gedachtengang buiten beschouwing gelaten,

De in het Oosterscheldebekken aanwezige toxische stoffen kunnen van de vol-gende oorsprong zijn;

- aangevoerd vanuit zee in het water dat Toij vloed de (half) open Oosterschelde binnenstroomt

- aangevoerd in het water dat via de Volkerakdam in de gesloten Oosterschelde •wordt ingelaten

- aangevoerd door lokale bronnen (bestrijdingsmiddelen, afvalstoffen van che-mische industrie).

Het totaal gehalte van de toxische stoffen kan in eerste benadering worden be-paald door de bijdrage van de verschillende bronnen (zee, Volkerakaluizen, lokale bronnen) afzonderlijk te bepalen en bij elkaar op te tellen. Om deze reden zijn de lokale bronnen bij de in het vervolg gegeven gedachtengang even-eens buiten beschouwing gelaten, waarbij wordt aangetekend dat:

- de effecten van de lokale bronnen geringer zijn naarmate de verversing groter is (half open Oosterschelde naar verwachting gunstiger dan gesloten Ooster-schelde)

- het effect van de lokale bronnen, mits qua plaats en bronsterkte bekend, met thans beschikbare onderzoekmethodieken redelijk nauwkeurig kan worden be-paald, zo lang het slib bij de verspreiding van de toxische stoffen uit de lokale bronnen geen rol speelt.

Het gezamenlijke effect van mobilisatie en verversing kan eenvoudig worden bepaald voor de volgende grens-gevallen:

ten--

17

-gevolge van sterke mobilisatie

- voorraadvorming van toxische stof op de bodem zonder mobilisatie.

Het gezamenlijke effect van mobilisatie en verversing is veel moeilijker te bepalen voor de volgende situatie: ' - voorraadvorming van toxische stof op de bodem met stootvormige mobilisatie

van toxische stof van de bodem naar het bovenstaande water, bijvoorbeeld bij wind.

Bovenstaande situaties worden in het vervolg behandeld.

6.2 Geen voorraadvorming van toxische stof op de bodem in combinatie met of tengevolge van sterke mobilisatie

Voorraadvorming van toxische stof blijft achterwege als er geen bezinking van slib optreedt en/of als al de met het slib bezonken toxische stoffen door mobilisatie in het water worden teruggebracht. Bij een verloop van de

mobili-satieprocessen als beschreven door Duinker (par. 5) zou deze situatie op kunnen treden in ondiepe geregeld aan opwervelen van slib door windgolven blootgestelde gebieden.

Indien voorraadvorming van toxische stoffen op de bodem van het bekken niet plaatsvindt zijn er geen negatieve metaalbronnen, die metaal aan het water onttrekken in het beschouwde gebied. ïn de (half) open Oosterschelde is onder deze omstandigheden de concentratie van toxische stoffen in het water gelijk aan de totaal concentratie van toxische stoffen in het water dat bij vloed het bekken instroomt. Voor de gesloten Oosterschelde is de concentratie van

toxi-sche stoffen gelijk aan de totaal concentratie in het via de Volkerakdam in-gelaten water.

In verband met het bovenstaande is de totaal concentratie van toxische stoffen in het water gedefinieerd als:

ctotaal a eopl + cfijn + cgrof .

waarin c, : totaal gehalte van toxische stoffen in watermonster totaal

c 1 : gehalte van toxische stoffen in oplossing

c„.. : gehalte van toxische stoffen voorkomend als fijne zweven-de fractie

c „ : gehalte van toxische stoffen voorkomend als grove zweven-de fractie.

De grove zwevende fractie wordt geacht te bestaan uit toxische stoffen gehecht aan zwevend slib met een deeltjesgrootte groter dan 0,5 urn. Derhalve kan c als volgt worden uitgedrukt:

V

= a Gs

lib

waarin C . . = gehalte van in monster zwevend slib (> 0,5 ym) oi = gehalte van toxische stoffen in zwevende slib.

De dimensie van de grootheden c ^ ^ , c ^ , cf..n, cg r Q f en C ^ is gewicht

per volume. De grootheid a is een dimensieloos verhoudingsgetal (gewicht van toxische stoffen per gewicht van slib).

De waarde van c wordt niet beïnvloed door de afgifte van toxische stof-"Cotaax

fen vanaf het zwevende slib. Deze afgifte beïnvloedt slechts de verhouding tussen c ., c„.. en c „. Daarom impliceert de aanname van geen

voorraad-opl' fijn grof * B

vorming van toxische stof op de bodem dat overal in het bekken de concentratie van toxische stof gelijk is aan de totaal concentratie in het vanuit zee dan wel via de Volkerakdam binnenkomende water.

6.3 Voorraadvorming van toxische stof op de "bodem zonder mobilisatie

Voorraadvorming van toxische stof treedt op als slib bezinkt en als de met het slib bezonken toxische stoffen niet door mobilisatie in het water worden terug-gebracht. Bij een verloop van de mobilisatieprocessen als beschreven door Duinker (par. 5) zou deze situatie op kunnen treden in de diepe geulen waar naar verwachting na reductie Van de getij-invloed aanslibbing zal plaatsvinden. Voorwaarde hiertoe is dat de geulen ao diep zijn dat de invloed van windgolven niet tot de bodem doordringt en daardoor geen invloed op de mobilisatie kan uitoefenen (par. k,2).

Deze situatie kan zich zowel in de half open als in de gesloten Oosterschelde voordoen. Bij een verloop van de mobilisatieprocessen als beschreven door de Groot (par. 5) zou deze situatie op kunnen treden in een stagnant zoet bekken

(geen mobilisatie in zoet milieu).

Indien er geen mobilisatie optreedt en indien al het slib in het bekken be-zinkt verdwijnt de fractie c „ uit de door vergelijking 5 gedefinieerde to

grol

-

19

-stof in het water gelijk zijn aan de som van o , en c... in het water dat vanuit zee of via de Volkeraksluizen het bekken binnenkomt.

6.k Voorraadvorming van toxische stof op de bodem, stootvormige mobilisatie

Bij bezinking van toxische stoffen in geulen die niet zo diep zijn dat de invloed van windgolven niet tot de bodem kan doordringen kan bij een verloop van de mobilisatie als beschreven door Duinker (par. 5) de combinatie van voorraadvorming op de bodem met stootvormige mobilisatie bij wind optreden. Deze situatie zou zich zowel in de half open als in de gesloten Oosterschelde kunnen voordoen.

De gevolgen van de stootvormige belasting bij vind kunnen tijdelijk of blijvend zijn. De gevolgen zijn tijdelijk als al de toxische stof, die met het slib tijdens de storm wordt opgewerveld na de storm weer met het slib tot bezinking komt. De gevolgen aijn blijvend als een deel van de met het slib opgewervelde toxische stof na de storm in het water blijft. De rol van (eventueel) met toxi-sche stoffen verrijkt poriën-water is belangrijk in dit verband.

Het is aannemelijk dat de toxische stof, die zich in het poriën-water bevindt na opwervelen van het bodemmateriaal in het bovenstaande water blijft. De grootte van de blijvende stootvormige belasting kan dan worden geschat met de formule:

Actotaal " * Vdern i G slib ( T )

waarin 3 : deel van de zich in de bodem bevindende toxische stof dat in het poriën-water aanwezig is

Ac. . , : verhoging van c .. door het blijvende deel van een

"0O"üaa.L "OO'caa.L

stootvoriaige belasting

AC . . : tijdelijke verhoging van C . door storm

S 4 3 D SLILO

a, d : gehalte aan toxische stof in het bodemmateriaal.

Vergelijking 7 geeft de waarde van Ac, voor iedere keer dat een stoot-totaal

vormige belasting optreedt, op voorwaarde dat de voor de stootvormige belas-ting benodigde hoeveelheid toxische stof op de bodem beschikbaar is. Aan deze voorwaarde wordt voldaan als wordt aangenomen dat bij aanzienlijke netto aan-slibbing geen andere mobilisatie dan stootvormige optreedt. Het resultaat van

l

een aantal in korte tijd op elkaar volgende stootvormige "belastingen kan dan een vaarde van c opleveren, die groter zou kunnen zijn dan de waarde

tot&ax

van c. . , in het water dat vanuit zee of via de Volkerakdam 'binnenkomt in totaal

het "bekken. Bepalend hiervoor is het aantal keren dat het gehalte van het water met de door vergelijking 7 gegeven waarde wordt verhoogd per storm-periode en van de waarde van (c + c .. ) van het water in het bekken bij het begin van de periode met stootvormige verhoging. In eerste benadering mag de waarde van (c , + e». . ) worden gelijkgesteld aan de waarde aan de rand van het "bekken in het doorspoelwater (respectievelijk de waarde op zee en in de inlaatwerken in de Volkerakdam). De waarden van (c + c„. . ) kunnen moeilijk uit de beschikbare meetgegevens worden bepaald gezien de beperkingen

in de meetmethoden (zie par. 2.1). Een ondergrens kan worden verkregen uit tabel 1 als de concentraties na centrifugeren en uit tabel 2 als de waarde van de concentratie in oplossing. De stootvormige belasting geeft hogere waarden dan c, , , van het binnenkomende water als

totaal

totaal > ctotaal

waarin voor c, , n , c en c„.. de waarden als optredend in het

binnenkomen-totaal' opl fijn

de water dient te worden gesubstitueerd en waarin n verwijst naar het aantal stootvormige belastingen per stormperiode.

Blijkens het in tabel 6 gegeven getallen-voorbeeld zou de waarde van Ac .

in orde van grootte gelijk kunnen zijn aan de waarde van (ctotaal ~ c o i ~ c ü

zodat het nodig zou kunnen blijken de stootvormige belasting ijl de beschouwin-gen te betrekken.

In tabel 6 is uitgegaan van een waarde }% voor de grootte v a n g . Voor metalen zijn er aanwijzingen dat dit de grootte-orde van (S is (persoonlijke mededeling van Duinker) gezien het beperkte aantal metalen waarvoor waarnemingen over het gehalte in het poriën-water beschikbaar zijn kan het getal van \% slechts als richtgetal worden gehanteerd.

In tabel 6 is voorts uitgegaan van een waarde van AC 1. van 1 gr/l. Dit getal

is waarschijnlijk aan de hoge kant. Haar verwachting is de waarde van AC ... in het traject Volkerak-Keeten lager dan in de Oosterschelde. In de gesloten Oosterschelde zal een groot deel van de bezinking van het via de Volkerakdam ingebrachte slib in het traject Volkerak-Keeten tot stand komen. Dit en het

21

-feit dat AG . in het traject Volkerak-Keeten naar verwachting lager zal

3X1 v

zijn dan in de Oosterschelde - (tengevolge van de in verhouding tot de Ooster-schelde Kleine afmetingen van dit traject) - zou derhalve kunnen betekenen dat de grootte van de stootvormige belastingen dan vel de kans op stootvormige belastingen in de afgesloten Oosterschelde kleiner zou kunnen zijn dan in de half open Oosterschelde.

Voor de situatie met volledige bezinking van c en geen andere mobilisatie dan de stootvormige geldt voor een volledig gemengd bekken met inhoud V,

door-spoeldebiet Q en verversingstijd T = V/Q

ctotaal ( t ) = (copl + Cfijn} rand + Actotaal f e "

waarin de index rand verwijst naar het vanuit zee dan wel via de Volkerakdam binnenkomende water en waarin

ctotaal ^ : m e t ^ ^ variërende waarde van c, , , in bekken

t : tijdsinterval tussen het tijdstip van voorkomen van de n stootvormige belasting en het tijdstip waarop de waarde

v a n ctotaal w o r d t t ePa a l d"

Het aantal te beschouwen stootvormige belastingen n, dient 20 klein te zijn dat het uit de op de bodera beschikbare voorraad toxische stof kan worden gevoed.

Vergelijking 9 illustreert de moeilijkheden bij het bepalen van het effect van de stootvormige belastingen voor de gesloten Oosterschelde (geen volledige menging,doorspoeldebiet Q bekend) en voor de half open Oosterschelde (geen volledige menging, geen doorspoeling).

6.j? Samenvatting

Afhankelijk van de waterdiepte zou de situatie op de bodem in eerste benadering als volgt kunnen worden omschreven:

- ondiep water (par. 6.2): geen voorraadvorming van toxische stof op de bodem; aan rand van bekken (zee dan wel bij Volkerakdam) heersende waarde van c,

XO"08L8I.1,

maatgevend voor water in gehele bekken

- water zo diep dat er geen invloed van windgolven is bij de bodem (par. 6.3): voorraadvorming van toxische stof op de bodem; bij volledige bezinking van

slib aan de rand heersende waarden van (c, , . - c „) maatgevend voor totaal grof

water in gehele "bekken

- water voldoende diep voor aanslibbing en voldoende ondiep voor verkrijgen van invloed van windgolven bij bodem (par. 6.k): voorraadvorming van

toxi-sche stof op bodem mogelijk; stootvormig loslaten van toxitoxi-sche stof vanaf bodem mogelijk.

Blijkens het getallen-voorbeeld gegeven in tabel 6 zou het nodig kunnen blij-ken de stootvormige belasting in de beschouwingen te betrekblij-ken. Zou dit niet het geval zijn dan zou de aan de rand van het bekken heersende waarde van c, maatgevend voor het water in het gehele "bekken mogen worden gesteld.

Gezien het bovenstaande is het nodig het mogelijke effect van de stootvormige belasting te onderzoeken als aangegeven in par. 5. In het leader van dit

onder-zoek dient de bovenstaande rubricering naar gebieden te worden geverifieerd. Dit vraagt een studie van het aanslibbingsproces zoals dit in de half open

en de gesloten Oosterschelde zich gaat voltrekken.

Blijkt de stootvormige belasting belangrijk te zijn dan dient het effect van de verversing daarop te worden onderzocht met behulp van de in par, k aan-gegeven methodieken.

Bovenstaande beschouwingen veronderstellen een belangrijke rol van de verrij-king van het poriën-water bij de mobilisatie. Dit dient te worden geverifieerd om een verkeerde beoordeling van de gevolgen van de mobilisatie en het verloop van de mobilisatie op lange termijn te voorkomen.

Nagegaan dient te worden of er op andere dan de hier geschetste wijze stoot-vormige belastingen tot stand kunnen komen.

-

23

-7 Weerstand tegen toxische stoffen van zout milieu in vergelijking met veerstand van zoet milieu

7.1 Algemene "beschouwing

ïn de weerstand tegen toxische stoffen van een milieu dient tot uiting te komen:

- de concentratie van toxische stoffen waarbij een ongunstig effect van de toxische stoffen merkbaar is (bijvoorbeeld voor de groei, de beweeglijkheid, de verschijningsvorm en het voortbestaan van levende organismen)

- de concentratie van voorkomen van toxische stoffen in het beschouwde milieu - de marge tussen bovengenoemde concentraties.

Als onderzoek van de probleemstelling bij het onderzoek van de weerstand dient te worden overwogen;

- het effect van welke toxische stof op welke organismen over welke termijn wordt maatgevend gesteld. '

Hierbij kunnen factoren gelden als:

- welke organismen gedragen zich op voor welke groep van organismen karakte-ristieke wijze

- welke groep van organismen is het meest gevoelig voor toxische stof. Als onderdeel van de probleemstelling dient verder te worden nagegaan:

- welk criterium wordt gehanteerd bij de interpretatie van het resultaat van het onderzoek, in het bijaonder bij de vergelijking van een zout en een

zoet milieu.

Uitvoering van het onderzoek van bovenstaande problematiek in het laboratorium heeft het voordeel dat de proefomstandigheden systematisch kunnen worden geva-rieerd. Daarbij dient bekend te zijn in welke (chemische) vorm de beschouwde toxische stof in het beschouwde milieu voorkomt, opdat de toxische stof op de juiste wijze kan worden toegevoegd bij de proeven. Het laboratoriumonderzoek kan gedifferentieerd zijn (gericht op het effect van één stof) in tegenstelling t tot het onderzoek in situ dat geïntegreerde effecten van verschillende stoffen

geeft (ook het effect van analytisch niet waarneembare ongunstige stoffen, in-dien aanwezig). Om deze redenen in-dient biologisch onderzoek zowel in het labo-ratorium als in situ te worden uitgevoerd.

ir Biologische processen zouden een rol kunnen spelen bij de mobilisatie. De ken-nis hiervan is onvoldoende (par, 2.3 van [1]),

7.2 Op de half open en de gesloten Oosterschelde gerichte beschouwing

In de voorafgaande paragrafen zijn waarden gegeven voor de gehalten van metalen in de bodem (par. H.1) en in het water (par, 7-5)» die voor de half open en voor de gesloten Oosterschelde mogen worden verwacht, De voor de bodem gegeven waarden zijn onafhankelijk van het al dan niet voorkomen van stootvormige mo-bilisatie. Voor het water is de waarde gegeven, die bij afwezigheid van stoot-vormige mobilisatie maatgevend is, zodat hogere piekwaarden mogelijk zouden kunnen zijn.

De veronderstelling dat 'de effecten van stootvormige belasting verwaarloosd mogen worden, leidt voor de half open Oosterschelde tot geschatte waarden van de concentratie van toxische stoffen in het water gelijk aan de thans aange-troffen waarden van c . in het zeegebied voor de mond. Hierbij dient de

totaax

bijdrage van lokale bronnen nog te worden toegevoegd, Voor de bodem zijn de geschatte waarden die thans worden aangetroffen in de volledig open Ooster-schelde in de punten ZM10 en ZM11 (zie figuur 1 en tabel 5)» Een en ander houdt in dat de concentraties in orde van grootte gelijk zijn aan die in de huidige situatie, mits aan de bijdragen van de stootvormige belasting en van de lokale bronnen verwaarloosbaar zijn. Als aan deze voorwaarden is voldaan lijken de concentraties aanvaardbaar te zijn.

(do {jJou&Ait*

IXJL

[

Voor de gesloten Oosterschelde worden, als aan bovenstaande voorwaarden is voldaan, geschatte waarden van de concentraties in water en bodem gelijk aan de waarde van c, . . e n gelijk aan de bodemconcentraties als thans gevonden

in het punt H9 (zie figuur 1, tabel 1 en tabel

5)-Op het ogenblik zijn in het deltagebied plaatsen aan te wijzen met concentra-ties van metalen in de 'bodem en in het water gelijk aan de voor de half open

en gesloten Oosterschelde verwachte waarden. Aldaar kan biologisch onderzoek in situ worden uitgevoerd ter vergelijking van de toekomstige situaties in de

half open en in de gesloten Oosterschelde. De te kiezen onderzoekplaatsen die-nen ook in ander opzicht (zoutgehalte van het water, aanslibbingsproces) repre-sentatief te zijn voor de half open en de gesloten Oosterschelde.

7.3 KLemental partition

Be toxiteit van een gegeven metaal is afhankelijk van de (chemische) vorm waarin het metaal in het Oosterscheldebekken wordt aangetroffen. Onderzoek van de (chemische) vorm van voorkomen van toxische stof in de bodem en het water dient daarom éen aanvullend onderdeel te zijn van het in par. 7>1 be-schreven biologische onderzoek.

8 Half open Posterschelde vergeleken met gesloten Posterschelde

De in tabel 7 samengevatte vergelijking van de half open en gesloten Ooster-sehelde toont het volgende:

ad 1

Het gehalte van toxische stof van het water in zee voor de mond van de half open Oosterschelde is lager dan dat van het water dat thans via de Volkerak-dam naar de Oosterschelde vordt gevoerd. Het verschil kan niet exact in getal-vaarden worden uitgedrukt omdat er slechts steekproeven beschikbaar zijn van de samenstelling van het water in zee voor de mond van de Oosterschelde (par. 2.2). De orde van grootte van het verschil volgt uit tabellen 1 t/m k.

In de half open Oosterschelde zal naar verwachting meer doch minder geconta-mineerd slib bezinken dan in de gesloten Oosterschelde. Daardoor zal in de

half open Oosterschelde het gehalte van toxische stof in de bodem (a, , ) lager en de bezinking van toxische stof naar de bodem groter zijn dan in de gesloten Oosterschelde (par. 3.3).

ad 2

Het te verwachten verschil in bodemsamenstelling tussen de half open en de ge-sloten Oostersciielde is in par, 3.1 benaderd als het verschil tussen de hui-dige bodem in de monsternamepunten ZM10 en ZM11 (maatgevend voor het half open bekken) en het monsternamepunt H9 (maatgevend voor gesloten Oosterschelde).

Indien geen stootvorraige mobilisatie optreedt en indien de invloed van lokale bronnen van toxische stof buiten beschouwing wordt gelaten mag voor de

samen-stelling van het water in het half open bekken en het gesloten bekken hetzelfde verschil worden verwacht als tussen het water op zee voor de mond van de

Ooster-schelde en het via de Volkerak ingelaten water (par. 6,5).

Indien aan de gestelde voorwaarden is voldaan (geen stootvormige mobilisatie en geen invloed van lokale bronnen) mogen de bodem van en het water in de half open Oosterschelde qua samenstelling (waarden van a, , en o. . ,) in

bodem totaal eerste benadering worden gelijkgesteld aan de bodem bij het oostelijke einde van de volledig open Oosterschelde en het water in zee voor de mond van de volledig open Oooterschelde,

samen-stelling worden vergeleken met de bodem en het water in punt H9 (figuur 1), Een en ander maakt het mogelijk de 'bodemsamenstelling en het gehalte van

toxi-sche stoffen in het water voor de half open en de gesloten Oostertoxi-schelde "biolo-gisch te beoordelen. Indien aan de bij het begin van deze alinea gestelde

voorwaarden wordt voldaan lijken de condities voor de half open Oosterschelde gunstiger dan voor de gesloten Oosterschelde.

ad 3

~~~ . I

De verversing van de half open Oosterschelde verloopt naar verwachting sneller dan die in de gesloten Oosterschelde met uitzondering van het gebied nabij het gesloten einde. Daar oefent de wind een belangrijker invloed op het stroom-beeld uit dan het getij. Een en ander impliceert dat de half open Oosterschelde waarschijnlijk rainder gevoelig is voor lokale bronnen van toxische stof dan de gesloten Oostersehelde.

ad h

De kennis van de effecten van de mobilisatie op lange termijn is het zwakke punt bij de beoordeling van de half open en de gesloten Oosterschelde. Ver-schillende beschouwingswijzen over het mobilisatieproces leiden tot een ver-schillende evaluatie van een zoet milieu in vergelijking met een zout milieu. Uitgaande van de beschouwingswijze van Duinker [2], waarbij aan verrijking van het gehalte van toxische stof in het poriën-water een belangrijke rol wordt toegekend is de kans van stootvormige belasting van het water door mobilisatie van toxische stof vanaf de bodem in de half open Oosterschelde groter dan in de gesloten Oosterschelde. Dit is in par. 6.h qualitatief beredeneerd.

De stootvormige belasting is êên van de onzekere factoren voor de half open Oosterschelde en dient daarom quantitatief te worden onderzocht. Ook de grootte van de stootvormige belasting in de gesloten Oosterschelde dient te worden be-paald .

Voor beide alternatieven zijn de effecten van de mobilisatie op lange termijn een onaekere factor. Deze effecten zijn vooralsnog niet geheel bekend en zouden daardoor onderzocht moeten worden, op zijn minst door het bijhouden van de

9 Te verrichten onderzoek

Bij het in tabel 8 gegeven overzicht wordt de volgende toelichting gegeven.

ad 1

De afsluiting van het Haringvliet en het Volkerak kunnen invloed uitoefenen op de hoeveelheid Rijnslib, die in zee komt. Dit aou op lange termijn gevol-gen kunnen hebben voor de samenstelling van de grove wevende fractie in het water dat bij vloed de half open Oosterschelde binnenkomt. (Dit aspect van de problematiek is niet in het voorafgaande "behandeld.)

Zie verder par. 2.1 en par. 2.2.

ad 2

In par, 3«1 is "bij het "bepalen van de samenstelling van het in het "bekken achterblijvende slib ervan uitgegaan dat de fijne zwevende fractie niet tot bezdnking komt. Voortzetting van het onderzoek van de Deltadienst hierover

[6] dient te worden aanbevolen.

ad 3

Blijkens par. 8 ad k is dit êên der onzekere factoren voor de beoordeling van de half open Oosterschelde en van de gesloten Oosterschelde.

ad h en ad g

De concentratie van toxische stof in het water is met de concentratie in de bodem bepalend voor de vraag of een gegeven situatie biologisch gezien kan worden aanvaard.

ad 6

Het biologisch onderzoek is niet zover ontwikkeld dat van een gegeven situatie, gekenmerkt door concentratieverloop met de tijd en plaats in water en bodem de mate van weerstand tegen dan wel de mate van aanvaardbaar zijn van toxische stoffen nu reeds kan worden vastgesteld. Daardoor is het onderzoek in situ bij omstandigheden als te verwachten in de half open en gesloten Oosterschelde de meest directe methode voor vergelijking van deae alternatieven vanuit de biolo-gie. Formeel redenerend is dit pas mogelijk na voltooien van de onderzoeken genoemd ad 3, ad h en ad 5. Vooralsnog kunnen de in par. 8, ad 3 gegeven

schattingen als uitgangspunt dienen.

Blijkens par, 8, ad k kunnen de effecten van de mobilisatie op lange ter-mijn een onzekere factor zijn voor de beoordeling van de half open en de gesloten Oosterschelde.

1 Rapport Commissie-Oosterschelde, Staatsuitgeverij 's-Gravenhage, maart

DUIHKER, J.C,, mede namens ECK, G.T.M, van en ÏJOLTING, K.F., Mobilisatie-processen van metalen in de Waddenzee, Chemisch Weekblad, jaargang 70/22» februari 197*+, nr. 8, pp. M9 - M10.

Het plan Zeeland, Rapport betreffende de aanleg van een raosselopslag-en vervaterplaats achter de Oosterscheldedam, Grontmij, de Bilt,

december 1973.

GROOT, A.J. de, ALLERSMA, E. en DRIEL, W. van, 2ware metalen in fluvia-tiele en mariene ecosystemen, Waterloopkundig Laboratorium, Publicatie

110, 1973.

ZSCÏÏUPPE, K.H., Zware metalen in slib uit het Zeeuwse Meer, nota van Instituut voor Bodemvruchtbaarheid, Haren (Gr.), maart 197***

Zijn de verhoogde zware metaalgehalten in het bodemslib in het Volkerak toe te schrijven aan de belasting via de Volkeraksluizen, discussienota R.W.S., Deltadienst, Afdeling Milieuonderzoek, juni 197U.

De herkomst van slib in het Volkerak; voorlopige resultaten gebaseerd op het organische stof- en het kalkgehalte, discussienota Instituut voor Bodemvruchtbaarheid, Haren (Gr.), juni

197^--BURGH, P. v.d., Ontwikkeling van een methode voor het voorspellen van zoutverdellngen in estuaria, kanalen en rivieren, Rijkswaterstaat -Deltadienst, Afdeling Waterhuishouding, januari 1972.

Diffusie in estuaria, Schaalonderzoek In prototype en hydraulische

modellen van het estuarium Brouwershavense Gat - Grevelingen, kundig Laboratorium en Rijkswaterstaat - Fysische Afdeling, Waterloop-kundig Laboratorium, verslag Ml010, maart

•

1

1

1

1

1

1

1

'

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

PA RA METER ANORGANISCH A L G K M t E N Geleidbaarheid P H Zwov«n<)a slof Doorzicht Ammonmm (au N > Nitraüt<Nitnct (OISNI

Totaal Fes laat ( « i P] Ortho Fosfaat (aisp) Organisch stitótof Fluorida Cyaniöe Totaal Hardheid METALEN (ongefiltr.) .Arsoan _, AnWmoon Darium , Beryiiurn Borïum Cadmium Chroom totaal Cobolt Kopar Kwik Lood Mangaan MolybcJeen Nikkel Sclcen ' Vanadium Yier_ totooi Yzer- opgelost Zink ORGANISCH ALGEMEEN KMnO* .verbruik BOOS TOC (gefiltreerd) Kleur ( P U Sm aakgetal Reukgetal Anion cletarganten TOXISCH Totaal organiscnCloor Ctwlmcftl « Hipna™ Org, Cloor pest.totcal Org Cloor p«st mdiv

P G B ' s Aromatische umines F'olycycn^cna crorrvjTcn ORGANOLEPTISCH FcnOlan Fffnol Ol.o OAC1 f RIOLCCISCH C o l i f o r a u n / 100 ml VtM O LOGISCH Vii LI'.'.on FH"U /1

jji/crr\ S,« mg/) d m mg/i M ,, ,, ,, „ ,, meg/i xig/i ,, ., ,, ,, ,, • „ „ „ ,, „ „ „ ma/f ., mg/l ,. .. j j g / l r , , , „ ,, .. .. .. ,. ascunif. 11.Q J9 2,9A o.S* i.t in Q.3Ö 13.59 CXJ.8 _ 11.13 ièti Hm a.3,1 ' iBs' 4.1 16a V • • -> 4, At ajs. J.S3

Üi

_

6','iCj.ir.tf: IS t^é • oM 22.'/ li?— 47.9 3?$// 13/J. itls 1? • -itt/jitf St&tutn 7.3 " 4? HQ 0.19 S.0 • _ _ il e-bitj • • X7 o.5 /0.9 i? ƒ ? Z( i.? • ~ — ' -• cd

'1

d -p H Pi it~ r* r-•s ca l

I

r—s -p w Del t

i

ft

i

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

•

Datum av even.de. stof Kwik He opgelost slib totaal Cadmium Cd opgelost . slib totaal Chroom Cr ' opgelost slib totaal Koper Cu opgelost slib totaal Lood Pb . opgelost slib totaal Nikkel Ni opgelost slib totaal Zink Zn opgelost slib totaal 9-7-73 31 -1,7 < 1 12 2 2 4

<IO

9 1 10 18 9 27 Goeroe raai 7-9-73 0,1 < 0,5 < 0,5 2 2 2 4 < 1 ' < 1 < 1 19 3 22 18-2-74 11+ < 0,1 < 1 < 1 ' * - . 4 2 6 2 10 12 5 0 5 31 9 40

9-7-6

-2 < 1 ... 9 2 2 4

11

9 < 1 20 2 22 Schouwen 73

,2

7-9-73

k

0,1 • 1 < 0,5

3

1

2 3 <: 1 < 1 < 1 11 1 12 raai • 18-2-74

18

< 0,1 < 0,1 < .1 *m 2 3 5 < 1 13 < 1 <• 1 .

10

6

16

Goeree raai 16,3 < 0,1 0,56-1,06

7

2,6 2 4,6 4-4,3 4,6-5,0 0,3-0,6 22,6 7 29,6 Schouv/on raai

9,3

< 0,1 1,06-1,1 6 1/7 2,3 4 3,6-4,3 3-3,6 13,6 3 16,6 ! t

i

F ! 1

1

i

in

zwevende stof in mg/l.

TABE L 3 , Zwar e metale n kustvate r

KIJKSINSTITUU

T

V003

ZUIVE2IK

G

VA

N

AFVALV.A22

R

•

BSM0NSTS3INGSPLAATS

:

. '•!'" • • TV ! -V T T I " r_ J L U _• _ ig :• • / 1. + C E 3 O O H K O P E 3

•r2*ïrï>\

slibiicentri

;

/ • j

sli

b

licentr

i

LOO D

r_lib

] centr

i

/oo'if

u

NIKKE

L

slibi;cer.tri ! ^Ur C

nli

b

o

, /o

o

I S

K

/U£:A

-Icentr

i

|°/o

o

/f ' i 1

'ifj

• i

ü<^_

/

Ui

.

O.L

s

L

x

/o

y V ' j-^Cj /

7

/

\ •

/t'

/r

- S

"/o

o

var

_

d-3

oncpjeloot

e

stof

. I

n

ceiitrifugaa

t 'i

s

6-waardi

g

chrcci

a

bepaald,i

n

sli

b

tots.al-chro'0

^

Tabe l k. Metaalgehaltè n i n gefiltreer d wate r i n yg/ 1 Locati e Bro n Z n C u C r B i P b C d Bij n RIT , BIZA , R3 D \&\ 1 1 1 8 1 1 1 0 1, 8 0, Hoordze e (kust ) ïïoordzee Waddenze e Ketelmee r IJsselmee r EI S Elsken s HIZ A • RI T RIT . RH ) 3 1

6

3 0

7

5

₃1 2 1 '

₆

2

T

5

-

-

-

T

-

-

1 1 0

5

-

2 2

k

3 0, 9 0, 3 < 0, 1 0,1 » 0, 3 Volkerakda m HW S 1 0 0, 8 0, Zeewate r (gemiddeld ) Siley-Cheste r 2 < 0, 1 < 0, 1 < Mogelij k "beïnvloe d doo r plaatselijk e "bron .

Naa r 100 % va n d e fracti e <\6 micro n geëxtrapoleerd e gehalte n aa n zwar e metale n i n gesediinenteer d sli b ui t het Zeeuws e Mee r i n vergelijkin g me t d e gahalte n o p enkel e punte n i n he t Haringvlietbekken , he t Grevelingen -bekke n e n d e Waddenzee . (Voo r locati e 2i e figuu r 1 ) Zin k Kope r Chroo m Loo d Cadmiu m nikke l Zeeuws e Mee r 197 3 2 1 -Volkerak , Heïlegatsdai a Z 2 -Volkerak , irxm d DïnEe l Z 3 -Krairmer , Steenbergs e Vlie t ZMI1-Krabbenkreek , St . Annalan d Z1 0 -Costerschelde , Kreekrakda m ZMI5-Oosterschelde 5 Kat s -Oosterschelde , Colijnsplaa t Haringvl i e tbekke n NM15-Kieuv e Merwede , okt . 197 2 H 9 -Kellegatsplaten , okt J97 2 HI 2 -Haringvlietslui'zen , olit . 397 2 GrevelJngenbekke n G l -Grevelingendam , apri l 197 3 Waddenze e Fries e Waddenkust , 197 0 94 0 91 0 68 0 36 0 33 0 24 0 29 0 3 6 0 13 0 10 0 4 0 6 0 4 0 4 0 43 0 35 0 22 0 • 'ï8 0 13 0 12 0 14 0 33 0 ' 23 0 20 0 11 0 11 0 8 0 11 0

7

7

6 2

2

1 1 6 6 6 3 5 4 4 6 5 0 4 2 3 7 378 0 238 0 202 0 73 0 27 0 16 0 162 0 • • 69 0 59 0 73 0 52 0 55 0 7 7

'

2 5 1 0 13 6 9 2 10 1 59 0 33 0 80 . 6 0 22 0 15 G 20 0 13 0 5 2 4 ] H

Waarden van voor waarden van

gegeven door vgl. 7 voor 3 = 1% en AC

.

1 gr/l»

in punt ZM 10 (tabel 5) voor half open Oosterschelde en in punt H9 (tabel 5) voor gesloten Oosterschelde. Ter vergelijking is

gegeven de waarde van ct t 1 - c e n t voor zeewater Goeree (tabel 2)

en inlaatwater Volkerak (tabel 1) (waarden in ug/l).

Half open An totaal totaal Gesloten totaal totaal Oosterschelde c . (Goeree) centr. Oosterschelde c .. (Volkerak) centr. '

Zn

3l

T

2h

81

Cu

\

2

3

k

Cr

7

7

7

Ni

i

i

1

2

Pb

1

5

11

Cd

0,02

0,2

0,3

1)

c . : gehalte in water na centrifugeren;

c ^ c *^ c

Tabel 7« Verwachtingen voor vergelijking van half open en gesloten Oosterschelde

1)

c,' ,, Van water aan rand totaal

bodem

bezinking van toxische stof naar bodem

OL (zie Fis, 1 en tabel 5) bodem

c. , . in bekken (aannemende geen

totaal °

stootvormige belasting en geen lokale bronnen) (zie tabellen 1, 2, 3 en k)

verversing

anders dan bij gesloten einde bij gesloten einde

mobilisatie

volgens de Groot \k] volgens Duinker [2]

kans op stootvormige belasting vanaf bodem mobilisatie op lange termijn

half open kleinst kleinst grootst als in ZM 10 en ZM 11 als nu op zee voor mond grootst door wind

ja

ja

grootst onbekend (par. 2.3

van [1])

afgesloten grootst grootst kleinst als in 139 als nu in H9 (Fig. 1) kleinst door wind neen

ja

kleinst onbekend (par. 2.3

van [1])

Zie vgl. 5 voor definitie van deze grootheid Zie vgl. 7 voor definitie van deze grootheid

Ph-Ch: Physisch-chemisch onderzoek Biol.; Biologisch onderzoek

!• Samenstelling verversingavater

Hydr.: "bepalen invloed afsluiting Haringvliet

Ph~Ch: metingen in situ van c . , c„. en c „ (vgl. 5) in

verversings-o jp-L x i j n ^ j/O x

water,

analysetechniek gericht op scheiding van deze fracties 2. Samenstelling bodem half open en gesloten Oosterschelde

Hydr.: kan fijne zwevende fraotie tot bezinking komen (zie par. 2.1) Ph-Ch:* zie punt 1

3. Stootvormige belasting door mobilisatie naar grootte en plaats

Hydr.: aanslibbingsproces (i.v.m. plaats van stootvormige belasting), opwervel proces door wind (i.v.m. grootte van stootvormige belasting)

Ph-Ch: metingen in situ van verrijking van porienwater, bepalen in situ van grootheid 3 (vgl. 7)

Biol,: metingen in situ over effect van verrijkt porienwater op biosfeer k. Concentratieverdeling in water behorende bi.j naar grootte en plaats

bekende stootvormige belasting

Hydr,: invloed van verversingsmechanismen op concentratieverdeling Biol.: is resulterende concentratieverdeling aanvaardbaar (zie punt 6) 5» Concentratieverdeling in vater behorende 'bij naar grootte en plaats

bekende lokale bron Hydr.: zie punt k Biol.: zie punt k

6, Weerstand van zout en zoet milieu tegen toxische stof

Ph-Ch: metingen in situ van chemische vorm waarin toxische stof voorkomt (voor bodem en zvevend slib; elemental partition)

Biol.: onderzoek in laboratorium en in situ van de weerstand van zoet en zout milieu tegen toxische stoffen (zie par. 7•1)»

, onderzoek in situ bij omstandigheden als te verwachten in half open en gesloten Oosterschelde (zie par.f.2)(onderzoek zovel voor bodera als voor zvevend water uitvoeren)

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

Voortzetting tabel 8 7. Mobilisatie

Fh-Ch; verdiepen algemene kennis ïïiobilisatieproces (zie par. 1.3 en par. 8 ad k)t rol van physisch-chemische processen daarbij

Biol.: verdiepen algemene kennis mobilisatieproces, rol van biologische processen daarbij.

Biesbosch Haringvliet Brielse Gat Waddenzee

Figuur 2. Mobilisatie van metalen uit slib in de Rijndelta, uitgedrukt als percentages van de oorspronkelijke gehalten (1960)

i tr p . OVERFLAKKE E 1 SCHOUWE N

M.600

: < i tta OVERFLAKKE E SCHOUWE N INJEKTSEPUN T ^.."js-'^riirs E O*-^ ^ ^ i i ""^*iniii IIPT -<? / OVERFLAKKE M.885-PERIODE T-3T A \g~-^.Vr^.->";' " \'V. SCHOUWE N M.886-PERIODE 0-T OVERFLAKKE SCHOUWE N PERIODE 3T-16T

100 50 10 1 1 •—1 , -— • • •••••"i " —— -— — - -• — .. . _„ ^ „ _ _ . — 1 t » -SiliPOI' HAAR StS IS SYtft Oh HECFL-RAHO MN Hfl MODEL M 600 -I 1001 50 4 1 ^ < l — j

| RrtOOWNE VtRLiesOOOft tQANSPORTNi/Ut

7fFfOffS0£Möf 7fFfNOffS0£Möfl

HAUO VAN HEI MODEL

M600 ' WO 50 10 (*•—1 0 > a —jf~ ^ < . • ———_, i—i —i HOOMIHE /ERLICS 00R « »

HAHQ Yt.h HcT YODEL

M aas -i WO 50 m « i * ^ _ , 1 1 1 \ \ s_s ^— RHOOMHl fERl t:S

tó VAN "ET "O.lli

M S86 -XT

0 1 2 PROTOTYPE

3 4 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

— TUD NA L OZING (T)

MINDER BST90UWBARE WAARDEN - REDELUK BETROUWBARE WAARDEN

-- GELOOSDE MASSA VERMINDERD MET DE BUITEN HET MEET6EBIED GETfiANSPOR' ^£RDEMAiSAOPD£LW'^ENmiNG£N WAAR8U DE UITGESTROOMDE MASSA B'J HW KENTERING WEER VOLLEDIG NAAR BINNEN STROOMT (BOVENGRENS)

R}$P VOLLEDIG VERLOREN GAAT OP ZEE EN NIET WEER NAAR BINWN STROOMT (ONDERGRENS)

MASSA CONTROLES

j.z.