Waterkwaliteit van de Rijn en de Maas bij (extreem) lage afvoeren

Pełen tekst

(1)KWR 05.061 December 2005. Waterkwaliteit van de Rijn en de Maas bij (extreem) lage afvoeren.

(2) KWR 05.061 December 2005. Waterkwaliteit van de Rijn en de Maas bij (extreem) lage afvoeren. © 2005 Kiwa N.V. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever.. Kiwa N.V. Water Research Groningenhaven 7 Postbus 1072 3430 BB Nieuwegein Telefoon Fax Internet. 030 606 95 11 030 606 11 65 www.kiwa.nl.

(3) Colofon Titel Waterkwaliteit van de Rijn en de Maas bij (extreem) lage afvoeren Projectnummer 306.347.090 Projectmanager Toine Ramaker Opdrachtgever DZH, PWN, WLB Kwaliteitsborger Gerard van den Berg Auteurs Gertjan Zwolsman & Annette Doomen. Dit rapport is verspreid onder BTO-participanten en is openbaar.

(4) Voorwoord De tweede helft van het jaar 2003 was zeer warm en droog. Doordat de warmte in 2003 lang aanhield, werd de temperatuur van het oppervlaktewater uitzonderlijk hoog en verdampte er veel water. De afvoer van de grote rivieren daalde sterk, evenals het waterpeil. Het Hoogheemraadschap Rijnland zag zich gedwongen om brak water in te laten om het waterpeil in haar beheersgebied te kunnen handhaven. De meest in het oog springende gevolgen van de langdurige droogte waren de koelwaterproblemen bij electriciteitscentrales en de onverwachte doorbraak van veenkades bij Wilnis en Terbregge. Tegen deze achtergrond was er weinig aandacht voor eventuele effecten van de droogte op de waterkwaliteit. In april 2004 verscheen de “Evaluatienota Waterbeheer Aanhoudende droogte 2003” (Min. V&W) waarin werd geconcludeerd dat “de waterkwaliteit gedurende de droogteperiode niet of nauwelijks in gevaar is geweest”. Deze conclusie is gebaseerd op een beschouwing van enkel de watertemperatuur en het chloridegehalte in 2003 en lijkt dan ook wat voorbarig. De ervaring met de Maas in 2003 leert dat tijdens perioden van (extreme) droogte de waterkwaliteit dermate kan verslechteren dat de drinkwaterproductie in gevaar kan komen. Door de verminderde verdunning liep de concentratie van een “onbekende” stof (M431) in de Maas dermate op, dat waterleidingbedrijf WML de inlaat van Maaswater gedurende twee maanden moest staken (het DSM-incident). Een systematische analyse van de effecten van droogte op de waterkwaliteit lijkt dus nodig. Temeer omdat de zomer van 2003, bij voortgaande klimaatsverandering, wel eens eerder een gemiddelde zomer kan blijken te zijn. In het voorliggende rapport wordt een verkennende analyse uitgevoerd voor de Rijn en de Maas in Nederland, op drie productielocaties en drie referentielocaties. Het onderzoek is mogelijk gemaakt door een subsidie vanuit de DPW bedrijven. Het onderzoek maakt deel uit van het klimaatsonderzoek dat bij Kiwa plaatsvindt, dat wordt gefinancierd vanuit het BTO, Delft Cluster en bijdragen van individuele waterleidingbedrijven.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -1-. KWR 05.061 december 2005.

(5) Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -2-. KWR 05.061 december 2005.

(6) Samenvatting De zomer van 2003 werd gekenmerkt door aanhoudend hoge temperaturen en lage rivierafvoeren. De effecten van deze droogteperiode op de waterkwaliteit zijn tot op heden niet diepgaand onderzocht. De algemene indruk is dat de effecten wel mee zullen vallen. In de “Evaluatienota Waterbeheer Aanhoudende droogte 2003” (Min. V&W, 2004) wordt ook met zoveel woorden geconcludeerd dat “de kwaliteit van het water gedurende de droogteperiode niet of nauwelijks in gevaar is geweest”. Deze conclusie is gebaseerd op het gedrag van slechts twee variabelen: watertemperatuur en chloride. Dat is een wankele basis om te concluderen dat de effecten van droogte op de waterkwaliteit niet belangrijk zijn. In het voorliggende rapport wordt de relatie tussen droogte en waterkwaliteit nader onderzocht. De studie is gebaseerd op een directe vergelijking van de waterkwaliteit van de Rijn en de Maas in een extreem droog jaar (2003) met die in twee voorgaande, relatief natte, jaren (2001 en 2002). De waterkwaliteit is onderzocht op innamepunten van drinkwaterbedrijven en op drie referentielocaties. De beschouwde locaties zijn Lobith, Nieuwegein (WLB) en Andijk (PWN) (Rijnwater) en Eijsden, Keizersveer en Brakel (DZH) (Maaswater). Het onderzoek omvat de volgende stoffen/parameters: temperatuur, zuurstof, zwevend stof, opgelost organisch koolstof, chloride, fluoride, bromide, chroom, nikkel, lood, atrazin, diuoron en isoproturon. De stofkeuze is gebaseerd op erkende probleemstoffen zoals benoemd in de jaaroverzichten van RIWA-Rijn en RIWA-Maas en na consultatie met de DPW-bedrijven. Met tijdreeksen van de 13 parameters is onderzocht in hoeverre de waterkwaliteit in het droge jaar 2003 verschilde van die in de relatief natte jaren 2002 en 2001. Tevens zijn de meetwaarden getoetst aan de BKMO- en RIWA-normen voor oppervlaktewater. De gevolgen van de droogte, het lage debiet en de lange duur daarvan voor de waterkwaliteit van de Rijn en de Maas kunnen als volgt worden samengevat: • een sterke verhoging van de watertemperatuur (tot 28 °C bij Lobith!); • een sterke stijging van de gehalten aan chloride en fluoride; • wisselende effecten op de concentraties aan zware metalen; • beperkte effecten tot geen effect op concentraties aan bestrijdingsmiddelen. Gelet op mogelijke effecten op de drinkwaterproductie zijn de verhoging van de watertemperatuur en de hogere gehalten aan chloride (in de Rijn) en fluoride (in de Maas) het meest relevant. De verhoging van chloride en fluoride kan kwantitatief worden verklaard door een constante lozing in combinatie met een afname van de verdunning tijdens een lage-afvoer periode. Dat betekent dat toekomstige gehaltes aan chloride en fluoride in de Rijn en de Maas (bij lagere afvoeren) goed kunnen worden voorspeld op basis van de in dit onderzoek gevonden relaties. De BKMO norm voor de watertemperatuur (25 °C) werd in 2003 benaderd, maar niet overschreden, bij Nieuwegein, Andijk en Keizersveer. Bij Brakel werd de norm wel licht overschreden. Bij voortschrijdende klimaatsverandering moet rekening worden gehouden met een verdere stijging van de watertemperatuur in de zomer, leidend tot meer overschrijdingen van de 25 °C norm. Dit kan negatieve gevolgen hebben voor de kwaliteit van het ruwe water (toename algen) en de kwaliteit van het afgeleverde water (afname biologische stabiliteit). De zuivering op de productielocaties zal hierop wellicht moeten inspelen.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -3-. KWR 05.061 december 2005.

(7) In de Rijn lijkt chloride bezig aan een serieuze come-back als probleemstof. De innamegrens van 200 mg/l wordt weliswaar niet overschreden in 2003, maar wel benaderd te Lobith (max. 184 mg/l) en Andijk (max. 180 mg/l). Bij Nieuwegein is het beeld iets rooskleuriger (max. 150 mg/l), maar ook hier is chloride verhoogd in de zomer van 2003. De chloridenorm voor eenvoudige zuivering (BKMO, klasse I) is scherper dan de innamegrens, nl. 150 mg/l. In 2001 en 2002 wordt deze norm niet overschreden te Lobith; in 2003 gebeurt dit bij 6% van de metingen. Bij Andijk wordt de 150 mg/l grens in 2003 zelfs overschreden bij 18% van de metingen (in 2001 en 2002 was het aantal overschrijdingen nihil). Het chloridegehalte bij Andijk in 2003 is hoger dan verwacht op basis van de menging in het IJsselmeer. Aanbevolen wordt om een chloridebalans op te stellen voor het IJsselmeer zodat beter kan worden ingeschat hoe de chloridegehaltes bij Andijk zich zullen ontwikkelen in de toekomst. Wanneer de klimaatsverandering doorzet komt een extreem scenario in beeld, nl. “de Rijn als regenrivier”. De bijdrage van de Alpen (afsmelten van sneeuw en ijs) aan het zomerdebiet van de Rijn is dan grotendeels weggevallen. In dat geval kan de afvoer tijdens warme zomers verder dalen tot ca. 400 m3/s. Bij de huidige chloridebelasting zou dit resulteren in een chloride concentratie te Lobith van ca. 300 mg/l. Dat zou aanleiding geven tot langdurige innamestops, tenzij de zuivering wordt aangepast. Dit scenario is extreem, maar niet ondenkbaar. Een discussie over de gevolgen van dit scenario voor de bedrijfsvoering van de Rijnwater bedrijven wordt aanbevolen. In de Maas is chloride eveneens verhoogd in 2003, maar de concentraties zijn hier veel lager dan in de Rijn (< 100 mg/l) en lijken vooralsnog niet problematisch. Er is wel sprake van een fluorideprobleem in de Maas, vooral in het Limburgse deel. In de tweede helft van 2003 ligt de fluorideconcentratie te Eijsden vijf maanden boven de BKMO norm (1,0 mg/l). Dat heeft vooral gevolgen voor de bedrijfsvoering van WML, dat water inneemt uit het Lateraalkanaal (50 km benedenstrooms). Verder stroomafwaarts daalt de fluorideconcentratie door de instroom van zijrivieren. Bij Keizersveer en Brakel ligt het fluoridegehalte ruim onder de BKMO norm, ook in 2003. Voor de bedrijfsvoering van Evides en DZH lijkt fluoride dus vooralsnog geen groot probleem te zijn, ook niet in droge zomers. De gesignaleerde toename van de gehalten aan zware metalen in de Rijn bij extreem lage afvoeren (cadmium, koper, kwik, lood, zink) lijkt vooralsnog niet problematisch, omdat dit niet leidt tot overschrijding van de BKMO normen. Bovendien worden de meeste zware metalen al bij eenvoudige zuivering (coagulatie en zandfiltratie) efficiënt verwijderd, met uitzondering van nikkel. De toename van nikkel in de Maas in 2003 (Eijsden, Brakel) is wel relevant, hoewel de nikkelgehaltes in het ruwe water in 2003 nog ruim onder de norm van het drinkwaterbesluit liggen (20 µg/l). Bestrijdingsmiddelen vormen een bekend probleem voor de drinkwaterproductie uit de Rijn en de Maas, maar dit wordt niet erger tijdens perioden van lage afvoeren. De gehalten aan bestrijdingsmiddelen worden vooral bepaald door de seizoensgebonden toepassing ervan en pas in tweede instantie door de afvoer.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -4-. KWR 05.061 december 2005.

(8) Inhoud Voorwoord. 1. Samenvatting. 3. Inhoud. 5. 1. Introductie. 7. 2. Rijn en IJsselmeer. 9. 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4. Lobith Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC Chloride, Fluoride, Bromide Chroom, Nikkel, Lood Atrazin, diuron, isoproturon. 9 9 10 13 15. 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4. Nieuwegein Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC Chloride en Fluoride Chroom, Nikkel, Lood Atrazin, diuron, isoproturon. 16 16 18 19 20. 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4. Andijk Temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC Chloride, Fluoride, Bromide Chroom, Nikkel, Lood Atrazin, diuron, isoproturon. 21 21 22 24 25. 2.4. Samenvattend. 26. 3. Maas. 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4. Eijsden Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC Chloride en Fluoride Chroom, Nikkel, Lood Atrazin, diuron, isoproturon. 27 27 29 30 32. 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4. Keizersveer Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC Chloride en Fluoride Chroom, Nikkel, Lood Atrazin, diuron, isoproturon. 32 33 34 35 36. 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4. Brakel Temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC Chloride en Fluoride Chroom, Nikkel, Lood Atrazin, diuron, isoproturon. 36 37 38 38 39. 3.4. Samenvattend. 40. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -5-. 27. KWR 05.061 december 2005.

(9) 4. Conclusies en aanbevelingen. 4.1. Effecten van (extreem) lage afvoeren op de waterkwaliteit. 41. 4.2. Mogelijke gevolgen van (extreem) lage afvoeren op de drinkwater productie. 42. 5. Referenties. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -6-. 41. 43. KWR 05.061 december 2005.

(10) 1 Introductie De waterkwaliteit van de Rijn en de Maas staat onder druk vanwege intensief landgebruik, uitstoot van het verkeer, uitloging van (bouw)materialen en lozingen vanuit industriële en communale bronnen. Sinds de introductie van de Wet verontreiniging oppervlaktewateren (Wvo, 1971) is de waterkwaliteit sterk verbeterd, maar deze verbetering stagneert reeds een aantal jaren (1). De huidige waterkwaliteit is nog steeds onvoldoende, getoetst aan de nationale (2) en internationale (3) normen. Naast de negatieve consequenties voor het ecologisch functioneren heeft de huidige waterkwaliteit ook gevolgen voor de gebruiksfuncties die aan de watersystemen zijn toegekend. Voorbeelden hiervan zijn de drinkwatervoorziening, die met name in de Maas wordt bedreigd (4, 5), zwemverboden in de binnenwateren vanwege blauwalgen, ziektes van weidevee die soms in verband worden gebracht met de slechte kwaliteit van het slootwater (6), etc. Naast de directe menselijke belasting wordt de waterkwaliteit ook beinvloed door autonome ontwikkelingen, zoals klimaatsverandering. Hierbij kan men denken aan korte- en lange-termijn effecten. De lange-termijn effecten van klimaatsverandering zijn gerelateerd aan een geleidelijke verandering in het landgebruik, resulterend in een verandering van de toepassing en de uitspoeling van chemische stoffen naar het grond- en oppervlaktewater (nutriënten, bestrijdingsmiddelen etc .). De korte-termijn effecten van klimaatsverandering zijn het gevolg van veranderingen in het optreden van extreme hydrologische condities. Algemeen wordt aangenomen dat hoogwaters en langdurige laagwater perioden (droogte) in de toekomst vaker zullen voorkomen en bovendien intenser zullen zijn als gevolg van klimaatsverandering (7). Dit beeld is mede gebaseerd op het grote aantal extreme hydrologische situaties in Europa in de laatste jaren (8). Voorbeelden hiervan zijn de grote overstromingen in Midden-Europa in augustus 2002 en de extreem droge en hete zomer van 2003 (9, 10). Het accent van het hydrologische onderzoek in relatie tot klimaatsverandering ligt sterk op waterkwantiteit (veiligheid). Onderzoek naar de waterkwaliteit tijdens extreme hydrologische condities staat nog in de kinderschoenen. Wel is bekend dat de waterkwaliteit tijdens langdurige droogte aanzienlijk kan verslechteren. Enerzijds vanwege de verminderde verdunning van continue lozingen door industrie en RWZI’s, anderzijds vanwege de hogere temperatuur en de daarmee samenhangende kans op algenbloei, zuurstofloosheid en botulisme. Eén van de weinige studies over het effect van langdurige droogte op de waterkwaliteit is het RIWA rapport “Klimaatinvloeden op de kwaliteit van het Rijnwater” (11). Dit rapport is gebaseerd op meetreeksen t/m 2002 (de droge zomer van 2003 valt er dus buiten). In het rapport wordt de relatie onderzocht tussen de afvoer en de concentraties van chloride, lood en isoproturon in het Nederlandse deel van het Rijnstroomgebied. In het voorliggende rapport wordt de relatie tussen droogte en waterkwaliteit nader onderzocht. De insteek is anders dan die van het RIWA rapport, omdat deze studie is gebaseerd op een directe vergelijking van de waterkwaliteit in een extreem droog jaar (2003) met die in relatief natte jaren (2001 en 2002). De waterkwaliteit is onderzocht op drie locaties waar oppervlaktewater wordt ingenomen door drinkwaterbedrijven. Twee locaties worden gevoed door Rijnwater, namelijk Nieuwegein (WLB) en Andijk (PWN) en één locatie wordt gevoed door Maaswater, namelijk Brakel (DZH). Daarnaast zijn drie referentielocaties beschouwd: Lobith aan de Rijn en Eijsden en Keizersveer aan de Maas.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -7-. KWR 05.061 december 2005.

(11) Het onderzoek is beperkt tot 13 parameters: 4 algemene parameters (temperatuur, zuurstof, zwevend stof, opgelost organisch koolstof (DOC)), 3 halogenen (chloride, fluoride, bromide), 3 metalen (chroom, nikkel, lood) en 3 bestrijdingsmiddelen (atrazin, diuoron, isoproturon). De stofkeuze is gebaseerd op de jaaroverzichten van RIWA-Rijn en RIWA-Maas en consultatie met de DPW-bedrijven. De meetreeksen zijn geleverd door RIWA-Maas en RIWA-Rijn. Met de tijdreeksen van de 13 parameters is onderzocht in hoeverre de waterkwaliteit in het droge jaar 2003 verschilde van die in de relatief natte jaren 2002 en 2001. Daarnaast zijn de meetwaarden getoetst aan de BKMO- en RIWA-normen (zie tabel 1). De BKMO normen (Besluit Kwaliteitseisen en Metingen in Oppervlaktewater) hebben betrekking op ruwwater waaruit drinkwater wordt bereid, waarbij een onderscheid wordt gemaakt tussen eenvoudige zuivering (klasse I) en complexe zuivering (klasse III). Zoals blijkt uit tabel 1 zijn de RIWA-Maas normen anders dan de RIWA-Rijn normen. Vooral voor chroom is het verschil groot: een factor > 10.. Tabel 1. Normen van RIWA-Rijn, RIWA-Maas en BKMO waaraan is getoetst (12-14). Temperatuur (°C) Zuurstof (mg/l) Zwevend stof (mg/l) DOC (mg/l) Chloride (mg/l) Fluoride (mg/l) Bromide (µg/l) Chroom (µg/l) Nikkel (µg/l) Lood (µg/l) Atrazin (µg/l) Diuron (µg/l) Isoproturon (µg/l). RIWA-Rijn >8 3 100 25 10 5 0,1 0,1 0,1. RIWA-Maas 25 4 75 1,0 2 10 10 0,05 0,05 0,05. BKMO (klasse I) 25 >6 25 150 1,0 20 30 -. BKMO (klasse III) 25 >4 50 200 1,0 50 50 -. In hoofdstuk twee wordt de waterkwaliteit van de Rijn besproken, per meetlocatie (Lobith, Nieuwegein en Andijk). In hoofdstuk drie volgen de resultaten voor de Maas voor de meetlocaties Eijsden, Keizersveer en Brakel. Elke locatie wordt behandeld in een aparte paragraaf die afzonderlijk kan worden gelezen.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -8-. KWR 05.061 december 2005.

(12) 2 Rijn en IJsselmeer De waterkwaliteit van de Rijn wordt beschouwd op het grensmeetstation Lobith en bij de innamepunten in het Lekkanaal (Nieuwegein) en het IJsselmeer (Andijk). 2.1. Lobith De waterkwaliteit van de Rijn te Lobith is weergegeven in de figuren 1 (algemene variabelen), 2 (halogenen), 4 (zware metalen) en 5 (bestrijdingsmiddelen). Elke stofgroep wordt behandeld in een aparte paragraaf. Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC debiet. temperatuur 30. 10000. 2001. 2001 2002. 2002. 25. 2003. 2003 temperatuur (oC). debiet (m3/s). 8000. 6000. 4000. 2000. 20. 15. 10. 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. zw evend stof. zuurstof 350. 14. 2001 300 250 zwevend stof (mg/l). zuurstof (mg/l). 2002. 2003. 12. 10. 8. 200 150 100. 2001. 2002. 50. 2003 6 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. DOC. 10. 2001 8. 2002. 2003. DOC (mg/l). 2.1.1. Figuur 1. Debiet, watertemperatuur, zuurstof, zwevend stof en DOC in de Rijn te Lobith in 2001, 2002 en 2003.. 6. 4. 2. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. -9-. KWR 05.061 december 2005.

(13) Het jaar 2003 begint met een hoogwater maar vervolgens daalt de afvoer bij Lobith sterk tot waarden onder de 2000 m3/s. De mediaan van het debiet in de hydrologische zomer (mei-oktober) is 1395 m3/s in 2003 terwijl dit ca. 2200 m3/s is in 2001 en 2002. Van 11 augustus t/m 7 oktober 2003 (bijna twee maanden) is het debiet lager dan 1000 m3/s. Het minimale debiet in 2003 is 788 m3/s (28 september) tegen 1385 m3/s in 2002 en 1366 m3/s in 2001. De afvoer blijft laag t/m december 2003, terwijl in de voorgaande jaren het debiet rond eind oktober weer begint te stijgen. De watertemperatuur in de zomer van 2003 overschrijdt de BKMO-norm van 25 °C bij twee van de 26 metingen (eind juli en begin augustus). In 2001 werd deze norm ook incidenteel overschreden. De maximumtemperatuur in 2003 in de gebruikte dataset is 25,7 °C. Volgens het RIZA was de maximale watertemperatuur te Lobith in augustus 2003 liefst 28 °C (15). De RIWA dataset omvat tweewekelijkse steekmonsters waardoor extremen in de watertemperatuur worden gemist. De beschikbare tijdreeks voor zuurstof is te beperkt om een uitspraak te kunnen doen over verschillen tussen 2003 en de voorgaande jaren. De BKMO-norm van 6 mg/l is niet onderschreden of benaderd. Uit een meer gedetailleerde dataset van RIZA (hier niet afgebeeld) blijkt echter dat het zuurstofgehalte in bepaalde periodes in april tot en met juli hoger is dan in de voorgaande jaren. Dit is waarschijnlijk het gevolg van primaire produktie (algengroei). Net als voor temperatuur geldt ook voor zuurstof dat een zinvolle analyse enkel mogelijk is op basis van dagcijfers. Voor zwevend stof en DOC valt geen systematisch verschil te ontdekken tussen 2003 en de voorgaande jaren. De BKMO-grenswaarde van 50 mg/l voor zwevend stof en de RIWA-grenswaarde van 3 mg/l voor DOC worden regelmatig overschreden, in 2003 niet vaker dan in de voorgaande jaren. 2.1.2. Chloride, Fluoride, Bromide fluoride. chloride 0,25. 200 2001. chloride (mg/l). 150. 2002. 0,2. 2003 fluoride (mg/l). 175. 125 100 75 50. 0,15. 0,1. 2001. 0,05. 2002. 25 0 1-1. 2003. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. bromide. 0,4. 2001. 2002. bromide (ug/l). 0,3. 2003. Figuur 2. Concentraties van chloride, fluoride en bromide in de Rijn te Lobith in 2001, 2002 en 2003.. 0,2. 0,1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 10 -. KWR 05.061 december 2005.

(14) Metingen van chloride te Lobith zijn beschikbaar op dagbasis, van bromide op maandbasis (echter alleen in 2003), en fluoride wordt eens per twee maanden gemeten. Dat betekent dat alleen voor chloride harde uitspraken kunnen worden gedaan. Het is echter aannemelijk dat bromide en fluoride een vergelijkbaar gedrag als chloride laten zien (omdat deze stoffen chemisch verwant zijn). Het chloride-gehalte te Lobith is in de tweede helft van 2003 beduidend hoger dan in de twee voorgaande jaren. Op 2 oktober 2003 nadert het chloridegehalte met een maximum van 184 mg/l zelfs de innamegrens van 200 mg/l. Ook voor fluoride geldt dat de waarden in 2003 relatief hoog zijn; het fluoridegehalte komt echter niet in de buurt van de BKMO-norm van 1,0 mg/l. Omdat de bromide-meting in 2001 en 2002 onder de detectiegrens lag is vergelijking van de jaren niet mogelijk. In de loop van 2003 neemt het bromide-gehalte toe. Chloride, fluoride en bromide zijn conservatieve stoffen. Dat wil zeggen dat het gehalte alleen afhankelijk is van de belasting, de natuurlijke achtergrond en van de mate van verdunning. Hoe lager het debiet, hoe hoger de gehaltes. Deze relatie met het debiet blijkt uit de metingen van 2001-2003. In figuur 3 is het chloride-, fluorideen bromidegehalte uitgezet tegen het debiet. In eerdere studies is het chloridegehalte gerelateerd aan de afvoer volgens de volgende, fysisch onderbouwde, relatie (11, 16):. C=. a +b Q. Waarin C = de concentratie (mg/l); Q = debiet (m3/s); a = de belasting (g/s) en b = de achtergrondconcentratie (mg/l). De waarden van de chloride belasting (a) en de achtergrond (b) zijn afgeleid voor de hele dataset 2001-2003 en, om seizoenseffecten te analyseren, voor het hydrologische zomer- en winterhalfjaar (mei-oktober resp. november-april). De a en b-factoren en de verklaarde variantie van de vergelijking voor deze drie periodes zijn samengevat in tabel 2. Volgens deze analyse is de belasting ca. 100 kg/s en de achtergrond ca. 43 mg/l. Overigens is deze achtergrondconcentratie deels natuurlijk, en deels door de mens beinvloed (uitspoeling landbouwgronden). De natuurlijke chlorideconcentratie van de Rijn ligt op ca. 12 mg/l (17).. Tabel 2. Geloosde vracht (a) en achtergrondconcentratie (b) van chloride in de Rijn (Lobith). dataset 2001-2003 2001-2003 zomer 2001-2003 winter. a (g/s) 96980 96275 113823. b (mg/l) 45,7 42,6 42,3. R2 0,82 0,85 0,84. De verklaarde variantie is met een waarde van 82-85% erg hoog, wat betekent dat het chloridegehalte goed ingeschat kan worden aan de hand van het debiet. Deze analyse is minder betrouwbaar voor fluoride en bromide vanwege het kleine aantal metingen over de periode 2001-2003. Het verband tussen fluoride/bromide en het debiet heeft dezelfde vorm als het verband voor chloride (zie figuur 3).. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 11 -. KWR 05.061 december 2005.

(15) 200. 0,25. 180 160. 0,2 fluoride (mg/l). chloride (mg/l). 140 120 100 80. 0,15. 0,1. 60 40. 0,05. 20 0. 0 0. 2000. 4000. 6000. 8000. 10000. 0. 2000. 4000. 6000. 8000. 10000. debiet (m3/s). debiet (m3/s). 0,35 0,3. bromide (mg/l). 0,25. Figuur 3. Verband tussen chloride, fluoride en bromide en de afvoer te Lobith (data 2001 t/m 2003).. 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0. 2000. 4000. 6000. 8000. 10000. debiet (m3/s). De relatie tussen chloride en de afvoer kan worden gebruikt om een inschatting te maken van de chloride concentratie in de Rijn bij nog lagere afvoeren. Hierbij wordt uitgegaan van de huidige menselijke belasting (100 kg/s) en achtergrondbelasting (43 mg/l) zoals afgeleid uit tabel 2. De laagst gemeten afvoer in de Rijn te Lobith is 620 m3/s (november 1947) (15). Bij de huidige belasting zou dit resulteren in een chloride concentratie van 204 mg/l. Maar er is ook een extremer scenario denkbaar, nl. “de Rijn als regenrivier”. In dit scenario is de bijdrage van de Alpen (afsmelten van sneeuw en ijs) aan het debiet van de Rijn geheel weggevallen. Een schatting van het debiet dat dan resteert in de zomer kan worden gebaseerd op het feit dat gedurende de periode juni-september 2003 ruim 60% van de afvoer bij Lobith voortkwam uit het Zwitserse deel van het Rijnstroomgebied (ca. 20% van het stroomgebied) (15). Een overzicht van de maandgemiddelde debieten te Lobith in de zomer van 2003 en een prognose van deze debieten bij het volledig wegvallen van de voeding vanuit de Alpen wordt gegeven in tabel 3 (40% van het 2003 debiet), waarin eveneens een prognose van de chloride concentraties wordt gegeven (bij de huidige belasting). Onder dergelijke extreme condities kan de chloride concentratie stijgen tot boven 300 mg/l. Dat zou de waterleidingbedrijven die afhankelijk zijn van Rijnwater in grote problemen brengen. Men dient zich te realiseren dat dit een extreme prognose betreft, maar de richting van het effect is duidelijk. Chloride concentraties boven 200 mg/l lijken dus zeer wel mogelijk te zijn bij toekomstige (extreme) laagwater situaties.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 12 -. KWR 05.061 december 2005.

(16) Tabel 3. Maandgemiddelde afvoer en chlorideconcentratie in de Rijn (Lobith) in de zomer van 2003, en prognose hiervan bij het wegvallen van de basisvoeding vanuit de Alpen. Q-2003 Cl-2003 Q-prog (m3/s) (m3/s) (mg/l) Juni 1614 97 646 Juli 1246 122 498 Augustus 1016 130 406 September 935 150 374 Q-prog = 40% van het debiet in 2003 maand. 2.1.3. Cl-prog (mg/l) 198 244 289 310. Chroom, Nikkel, Lood nikkel. chroom. 20. 30. 25. 2001. 2001. 2002. 2002. 2003. 2003. 15. nikkel (ug/l). chroom (ug/l). 20. 15. 10. 10. 5 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. lood. 35 2001. 30. 2002 2003. lood (ug/l). 25. Figuur 4: Concentraties van totaal chroom, lood en nikkel in de Rijn te Lobith in 2001, 2002 en 2003.. 20 15 10 5 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. De dataset voor zware metalen is gebaseerd op tweewekelijkse monstername en betreft ongefiltreerde watermonsters (totaal concentraties). Opvallend zijn de lage concentraties in 2001 ten opzichte van die in 2002 en 2003. Dit wijst op problemen met de analyse of op een (decimale) fout bij de invoer van de data. Het jaar 2001 zal hier daarom verder niet worden beschouwd. Zware metalen zijn voor een deel gebonden aan zwevend stof. Daardoor vertoont de totaal metaal concentratie vaak een sterke relatie met het zwevend stof gehalte. Doorgaans worden de hoogste gehaltes aan zwevend stof en zware metalen aangetroffen tijdens afvoergolven in de natte winter en het voorjaar. Een voorbeeld hiervan zijn de hoge metaalconcentraties van 8 januari 2003, die een orde van grootte. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 13 -. KWR 05.061 december 2005.

(17) hoger liggen dan de concentraties die twee weken later zijn gemeten (zie tabel 4). Deze verklaring gaat echter niet altijd op. Zo worden op 23 juli 2003 wederom hoge metaalconcentraties gemeten (zie figuur 4), terwijl de zwevend stof concentratie dan relatief laag is (25 mg/l). Vermoedelijk zijn deze hoge concentraties niet realistisch, omdat de kwaliteit van het zwevende stof op die dag vergelijkbaar is met die welke twee weken eerder of later is gemeten (bron: www.waterbase.nl).. Tabel 4: Voorbeeld van de invloed van de zwevend stof concentratie op het (totaal) metaalgehalte in de Rijn (Lobith). Zw. Stof Cadmium Chroom Koper Kwik Lood Nikkel Zink. mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l. 08-01-2003 168 0,3 27 18 0,12 23 19 107. 22-01-2003 19 0,05 1,8 3,1 0,02 1,7 1,8 16. In 2003 worden bij Lobith de RIWA-normen voor chroom (25 µg/l) en nikkel (10 µg/l) eenmaal van de 26 metingen overschreden, niet tijdens de droge periode, maar in januari (zie tabel 4). De RIWA-norm voor lood (5 µg/l) wordt 5 maal overschreden (20%) en dat is niet meer dan in voorgaande jaren. Er lijkt wel een verhoogde lood concentratie op te treden van augustus t/m oktober 2003. Een vergelijking van de gemiddelde metaalconcentratie in de periode augustus t/m oktober 2003 t.o.v. dezelfde periode in 2002 wordt gemaakt in Tabel 5. Naast lood lijkt er sprake te zijn van een concentratieverhoging voor cadmium, koper, kwik en zink in de zomer van 2003. Het aantal metingen is echter te beperkt om dit hard te kunnen concluderen.. Tabel 5: Vergelijking van de totaal metaal concentraties in de Rijn (Lobith) in de periode augustus t/m oktober 2003 t.o.v. dezelfde periode in 2002 (n = 7). Zw. Stof Cadmium Chroom Koper Kwik Lood Nikkel Zink. mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l. 2002 30 ± 12 0,06 ± 0,01 3,5 ± 2,9 4,9 ± 0,8 0,02 ± 0,01 2,9 ± 0,8 2,4 ± 0,7 16 ± 6. 2003 23 ± 4 0,14 ± 0,06 3,7 ± 1,1 7,4 ± 1,3 0,08 ± 0,07 5,2 ± 1,6 2,7 ± 0,5 25 ± 9. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 14 -. 2003/2002 0,8 2,3 1,1 1,5 4,0 1,8 1,1 1,6. KWR 05.061 december 2005.

(18) 2.1.4. Atrazin, diuron, isoproturon diuron. atrazine. 0,08 2001. 2001. 0,08. 2002. 2002. 2003. 0,06. 2003. diuron (ug/l). atrazine (ug/l). 0,06. 0,04. 0,02. 0 1-1. 0,04. 0,02. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. isoproturon. 0,2 2001. 0,18. 2002. 0,16. 2003. isoproturon (ug/l). 0,14. Figuur 5: Concentraties van atrazine, diuron en isoproturon in de Rijn te Lobith in 2001, 2002 en 2003.. 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. De concentratie aan bestrijdingsmiddelen is niet sterk afhankelijk van de afvoer, maar vooral van de periode van gebruik. Isoproturon, diuron en atrazine worden toegepast in de landbouw voor onkruidbestrijding, met name in maart, april, mei, oktober en november. Daarnaast wordt diuron ook op verhard oppervlak gebruikt. In de perioden van gebruik komen pieken in de concentratie voor. In een langdurige periode van droogte (zomer 2003) vindt accumulatie van bestrijdingsmiddelen op en in de bodem plaats. Ook vindt accumulatie plaats op verharde oppervlakken in stedelijk gebied. Bij de eerstvolgende bui na een droge periode kunnen deze stoffen in een verhoogde concentratie uit- en afspoelen naar het oppervlaktewater (18). Dit zou de toename van het isoproturon gehalte aan het eind van 2003 kunnen verklaren. Waarom dit bij atrazine en diuron niet optreedt is niet duidelijk. De monitoring van bestrijdingsmiddelen heeft vaak te kampen met de detectiegrens. Desalniettemin kan geconcludeerd worden dat er bij Lobith tussen het jaar 2003 en de jaren 2001 en 2002 geen duidelijk verschil is in de gehaltes aan bestrijdingsmiddelen. Alleen voor diuron zou kunnen worden gesteld dat het gehalte in juni en juli 2003 iets hoger ligt dan in de voorgaande jaren. De RIWA-norm van 0,1 ug/l wordt alleen in 2001 overschreden: twee maal door isoproturon.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 15 -. KWR 05.061 december 2005.

(19) 2.2. Nieuwegein Bij de innamelocatie Nieuwegein wordt water ingenomen uit het Lekkanaal, vlak achter de Beatrixsluizen. Het water van de Lek is grotendeels afkomstig van de Rijn, maar de aanvoer van water wordt beïnvloed door het stuwprogramma. Als bij lage Rijnafvoeren de stuw gesloten wordt, neemt het aandeel van overig water, zoals de aanvoer van water vanaf de Utrechtse Heuvelrug toe. Hierdoor kan de waterkwaliteit in de Lek en het Lekkanaal enigszins verschillen van de waterkwaliteit te Lobith (11). De afvoer van de Lek en de waterkwaliteit in het Lekkanaal ter hoogte van de inname door WLB is weergegeven in de figuren 6 (algemene variabelen), 7 (halogenen), 8 (zware metalen) en 9 (bestrijdingsmiddelen). Elke stofgroep wordt behandeld in een aparte paragraaf.. 2.2.1. Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC In het begin van 2003 voert de Lek nog een grote hoeveelheid water af maar daarna daalt het debiet sterk. In de tweede helft van 2003 is het debiet nihil, in tegenstelling tot de jaren 2001 en 2002 waarin de Lek bijna het gehele jaar stroomvoerend is. De nagenoeg stagnante conditie van de Lek in de tweede helft van 2003 kan nadelige gevolgen hebben gehad voor de waterkwaliteit. Dit geldt met name voor de kans op algenbloei, waarvoor de omstandigheden bijzonder gunstig waren in 2003: hoge concentraties nutriënten, hoge temperaturen en een lange verblijftijd. De watertemperatuur is in juni-augustus 2003 iets hoger dan in de voorgaande jaren, maar er zijn geen meetwaarden die de norm van 25 °C overschrijden. De maximale watertemperatuur in 2003 is 23,7 °C, ruim 4 °C lager dan de maximum temperatuur bij Lobith. Het zuurstofgehalte in 2003 is vergelijkbaar met dat in de voorgaande jaren, behalve in juni 2003 waarbij het gehalte relatief laag is (6,1 mg/l, 55% verzadigd). Het aantal metingen is te beperkt om een zinvolle uitspraak te kunnen doen over de effecten van de stagnante situatie in de Lek op de zuurstofhuishouding. Niettemin kan worden opgemerkt dat zuurstofverzadiging in de Lek in de periode juni t/m september 2003 slechts 64% bedraagt, tegenover 77% in de Rijn te Lobith (19). Enig effect van de stagnante condities in de Lek op de zuurstofhuishouding lijkt dus wel aannemelijk. Het zwevend stofgehalte te Nieuwegein is over het algemeen lager dan dat bij Lobith en er is, in tegenstelling tot Lobith, geen duidelijk verband tussen het debiet en het zwevend stofgehalte. Er is geen systematisch verschil tussen 2003 en de vorige jaren. De BKMO-norm van 50 mg/l zwevend stof wordt in 2003 wel vaker overschreden dan in voorgaande jaren. DOC is in het najaar van 2003 hoger dan in voorgaande jaren en overschrijdt dan de RIWA-norm van 3 mg/l. Deze hogere gehaltes kunnen het gevolg zijn van algenbloei en het afsterven van algen toen de stuwen van de Lek gesloten waren. Maar het kan ook een gevolg zijn van de afstroming van water van de Utrechtse Heuvelrug.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 16 -. KWR 05.061 december 2005.

(20) debiet. temperatuur 30. 2000. 2001. 2001 2002. 2003. 2003 temperatuur (oC). 1500 debiet (m3/s). 2002. 25. 1000. 20. 15. 10. 500 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. zw evend stof. zuurstof. 200. 14. 2001 2002 150 zwevend stof (mg/l). zuurstof (mg/l). 12. 10. 2003. 100. 50. 8. 2001 2002 2003. 6 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. DOC. 8 2001 2002. DOC (mg/l). 6. 2003. Figuur 6: Debiet van de Lek en temperatuur, zuurstof, zwevend stof en DOC in het Lekkanaal (Nieuwegein) in 2001, 2002 en 2003.. 4. 2. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 17 -. KWR 05.061 december 2005.

(21) 2.2.2. Chloride en Fluoride fluoride. chloride 0,25. 175 2001 150. 2002 0,20. 2003. fluoride (mg/l). chloride (mg/l). 125 100 75. 0,15. 0,10. 50 2001. 0,05. 25. 2002 2003. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0,00 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. Figuur 7. Concentraties van chloride en fluoride in het Lekkanaal (Nieuwegein) in 2001, 2002 en 2003.. Net als voor Lobith werd vastgesteld is de chlorideconcentratie in het Lekkanaal in de tweede helft van 2003 duidelijk hoger. Bij Nieuwegein (max. 150 mg/l) worden echter niet dezelfde hoge waardes bereikt als bij Lobith (max. 184 mg/l). Dit kan worden verklaard door de invloed van het stuwprogramma en de verdunnende werking van afstromend water van de Utrechtse Heuvelrug (11). Ook het fluoridegehalte lijkt in de tweede helft van 2003, in overeenstemming met Lobith, iets hoger dan in de voorgaande jaren. De gemeten fluoridegehaltes zijn ongeveer hetzelde als bij Lobith. De norm van 1 mg/l geeft geen problemen. Bromide is in 2001 t/m 2003 niet bemeten. De verklaring voor de fluctuaties in chloride en fluoride wordt in paragraaf 2.1 gegeven. Het is overigens wel opvallend dat chloride bij Nieuwegein dezelfde trend volgt als bij Lobith, terwijl de Lek nauwelijks stroomvoerend is in de zomer van 2003. Dat impliceert de aanwezigheid van een alternatieve aanvoer van Rijnwater naar het Lekkanaal. Dit kan water uit de Waal zijn geweest, dat via het Amsterdam-Rijnkanaal het Lekkanaal zou kunnen bereiken.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 18 -. KWR 05.061 december 2005. 1-11.

(22) 2.2.3. Chroom, Nikkel, Lood chroom. nikkel. 8. 5. 2001. 2001. 2002. 2002. 2003. 4. nikkel (ug/l). chroom (ug/l). 6. 4. 2003. 3. 2. 2 1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. lood. 20 2001 2002. lood (ug/l). 15. Figuur 8: Concentraties van totaal chroom, lood en nikkel in het Lekkanaal (Nieuwegein) in 2001, 2002 en 2003.. 2003. 10. 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. De totaal concentraties aan chroom en nikkel zijn in 2003 niet verhoogd ten opzichte van 2002 en 2001. Lood lijkt toe te nemen in het najaar van 2003 (idem Lobith). De RIWA-grenswaarde van 5 µg/l voor lood wordt in 2003 door 4 van de 7 metingen overschreden. Dat is meer dan in de voorgaande jaren het geval was. De RIWAgrenswaarden voor chroom en nikkel (25 resp. 10 µg/l) worden niet overschreden.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 19 -. KWR 05.061 december 2005.

(23) 2.2.4. Atrazin, diuron, isoproturon. diuron. atrazin. 0,140. 0,2. 2001. 2001. 0,120. 2002 0,15. 2003 0,100 diuron (ug/l). atrazine (ug/l). 2002. 2003. 0,1. 0,080 0,060 0,040. 0,05. 0,020 0,000 1-1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 1-11. isoproturon. 0,6 2001 2002. isoproturon (ug/l). 0,5. 2003. Figuur 9: Concentraties van atrazine, diuron en isoproturon in het Lekkanaal (Nieuwegein) in 2001, 2002 en 2003.. 0,4. 0,3. 0,2. 0,1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. De meting van de bestrijdingsmiddelen heeft vaak te kampen met de detectiegrens. Over atrazin is vanwege de detectiegrens van 0,1 µg/l (gelijk aan de BKMO-norm) weinig te zeggen, behalve dat het maximum in 2003 lager is dan in de voorgaande jaren. De maximale diurongehaltes zijn in 2003 hoger dan in de voorgaande jaren (idem Lobith) en de gebruiksgerelateerde pieken (zie paragraaf 2.1.4) rond juli en oktober komen duidelijk naar voren. De BKMO norm voor diuron wordt eenmaal overschreden in 2003. Het isoproturon gehalte heeft eveneens duidelijke pieken, in april-mei en november-december. In tegenstelling tot diuron is het isoproturon gehalte in 2003 veel lager dan in de voorgaande jaren.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 20 -. KWR 05.061 december 2005.

(24) 2.3. Andijk Andijk heeft een specifieke situatie door de ligging aan het IJsselmeer. Menging van het Rijnwater in het IJsselmeer zou de kwaliteitsfluctuaties in het Rijnwater kunnen afvlakken, maar ook aanvoer vanuit andere bronnen en verdamping in de zomer kan de waterkwaliteit beïnvloeden. Het water van het IJsselmeer bestaat voor ca. 70% uit Rijnwater (20).. 2.3.1. Temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC zuurstof. 25. 16. 20. 14. zuurstof (mg/l). temperatuur (oC). temperatuur. 15. 10. 12. 10. 8. 5. 6. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. zw evend stof. 200. 2001 zwevend stof (mg/l). 150. 2002 2003. 100. Figuur 10: Watertemperatuur, zuurstof en zwevend stof in het IJsselmeer (Andijk) in 2001, 2002 en 2003.. 50. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. De maximumtemperatuur van het ingenomen water in 2003 (augustus) is 3 °C hoger dan in de voorgaande jaren. De BKMO-norm van 25 °C wordt niet bereikt, maar het komt in de buurt (max. 24,5 °C). Het zwevend stofgehalte heeft een laag basisniveau van rond 20 mg/l. Er komen pieken voor die vermoedelijk samenhangen met het optreden van stormen in het voorjaar (2001) en het najaar (2003). De BKMO-normen van 25 (klasse I) en 50 mg/l (klasse III) worden regelmatig overschreden. Er is geen effect van de droge zomer van 2003 te ontdekken op het zwevend stof gehalte.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 21 -. KWR 05.061 december 2005.

(25) Zuurstof is te weinig bemeten om daarover een uitspraak te kunnen doen en van DOC zijn geen gegevens beschikbaar. Op de locatie Vrouwezand echter, centraal in het IJsselmeer gelegen, zijn wel meetgegevens beschikbaar (hoofdmeetpunt RWS). Uit deze data blijkt dat zuurstof en DOC in de droge periode van 2003 (juni t/m oktober) niet significant verschilden van de concentraties in 2002 en 2001 (zie tabel 6).. Tabel 6: Gemiddelde zuurstof en DOC concentratie in het IJselmeer (Vrouwezand) in de periode juni t/m oktober voor de jaren 2001, 2002 en 2003 (maandelijks gemeten). Jaar 2001 2002 2003. 2.3.2. O2 (mg/l) 10,8 ± 1,1 10,4 ± 1,2 10,1 ± 1,5. DOC (mg/l) 6,5 ± 1,2 6,9 ± 0,7 6,1 ± 1,7. Chloride, Fluoride, Bromide fluoride. chloride. 0,25. 200 175. 0,2. 125. fluoride (mg/l). chloride (mg/l). 150. 100 75 50. 0,15. 0,1. 0,05. 25 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. bromide. 0,3. 2001 2002 2003. bromide (ug/l). 0,2. Figuur 11: Gehalten aan chloride, fluoride en bromide in het IJsselmeer (Andijk) in 2001, 2002 en 2003.. 0,1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Het chloride-gehalte te Andijk is in de tweede helft van 2003 beduidend hoger dan in de twee voorgaande jaren. Waar het maximum in 2001 en 2002 rond 110 mg/l ligt, is het maximum in 2003 180 mg/l. Het chloridegehalte overschrijdt een aantal keren het waarschuwingsniveau van 175 mg/l. Te Vrouwezand wordt, op 23 september 2003, zelfs een maximum concentratie van 264 mg/l bereikt.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 22 -. KWR 05.061 december 2005.

(26) Het verhoogde chloridegehalte bij Andijk is verrassend omdat werd verwacht dat de aanvoer van Rijnwater met een verhoogd chloridegehalte niet direct doorwerkt op het IJsselmeer vanwege de menging die daar optreedt. De verblijftijd van het water in het IJsselmeer bedraagt immers ca. 5 maanden (21). De afvlakking van de piekgehaltes bij Lobith zoals die in voorgaande jaren optrad, is relatief beperkt in 2003. Het maximum gehalte bij Andijk (180 mg/l) is dan ook ongeveer gelijk aan het maximum bij Lobith (185 mg/l). Het maximum bij Andijk wordt wel 25 dagen later bereikt ten opzichte van Lobith (zie figuur 12).. 200 lobith Andijk 2 per. Mov. Avg. (lobith). 160. 2 per. Mov. Avg. (Andijk). 120. 80. 40. 0 1-1-01. 1-7-01. 1-1-02. 1-7-02. 1-1-03. 1-7-03. 1-1-04. Figuur 12: vergelijking van de chloridegehaltes te Lobith en Andijk in de jaren 2001 t/m 2003.. Andere chloridebronnen dan het Rijnwater kunnen een rol spelen. Uitslagwater van aanliggende polders en boezemgebieden en brakke kwel kunnen hebben bijgedragen aan de hoge chloride gehaltes, maar ook verdamping speelt een rol. Gezien het grote wateroppervlak en de geringe waterdiepte van het IJsselmeer kan het gevolg van verdamping voor het chloridegehalte tijdens de warme droge zomer significant zijn. Dit wordt ook geconstateerd in Vrind et al. (1994) (21) voor de droge jaren 1972 en 1976. Meetgegevens van het KNMI bij Schiphol laten zien dat er in de periode mei t/m oktober 2003 een neerslagtekort (neerslag-potentiële verdamping) is opgetreden van 26 cm. In 2001 en 2002 was er in deze maanden een neerslagtekort van ongeveer 10 cm. Een waterschijf 26 cm is, bij een gemiddelde waterdiepte van 4 m, ongeveer 6 % van de totale inhoud van het IJsselmeer. De verdamping in de droge periode van 2003 kan daarmee tot een verhoging van het initiële chloridegehalte van 6% leiden (ca. 6 mg/l). Dat is niet voldoende om de hoge gehaltes van 2003 te verklaren. Wat wel de oorzaak is, is niet duidelijk; brakke kwel, aanvoer van uitslagwater en een neerslagtekort in de zomer treden immers ook in de andere jaren op (maar wellicht met minder impact). Om de oorzaak te achterhalen zou een chloridebalans van alle aan- en uitvoerbronnen opgesteld moeten worden. Gelet op de plannen die leven rond de herinrichting van het IJsselmeergebied lijkt het sowieso raadzaam om een goed inzicht in de chloridebelasting van het meer te hebben. In tegenstelling tot chloride daalt het fluoridegehalte in de zomer van 2003. Dit is mogelijk het gevolg van kalkneerslag in het IJsselmeer waarbij fluoride gebonden wordt in de neergeslagen kalk. Kalkneerslag is afhankelijk van de algenbloei in het meer (22) en die zou in 2003 vanwege de hoge watertemperatuur verhoogd kunnen zijn. De BKMO-norm van 1,0 mg/l geeft geen problemen.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 23 -. KWR 05.061 december 2005.

(27) Bromide is te weinig bemeten in 2003 om een uitspraak te kunnen doen over de gevolgen van een lage afvoer. Van de tweede helft van 2003, toen de gehaltes in de Rijn verhoogd waren (zie figuur 2), zijn helaas geen metingen beschikbaar.. 2.3.3. Chroom, Nikkel, Lood. nikkel. chroom 5. 20. 4. nikkel (ug/l). chroom (ug/l). 15. 10. 3. 2. 5 1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. lood. 8. 2001 2002. 6. lood (ug/l). 2003 4. 2. 0 1-1. Figuur 13: Gehalten aan totaal chroom, nikkel en lood in het IJsselmeer (Andijk) in 2001, 2002 en 2003. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Met het metalengehalte bij Andijk lijkt in 2003 niks bijzonders te gebeuren. Het kleine aantal metingen is hier opnieuw een beperkende factor. De RIWA-grenswaarde voor nikkel (10 µg/l) werd eenmaal overschreden in oktober 2001 met een waarde van 25 µg/l. Dit meetpunt staat niet in de figuur; mogelijk is er sprake van een komma-fout. De RIWA-grenswaarde voor lood (5 µg/l) werd in 2001 tweemaal overschreden; in 2002 en 2003 gebeurde dit niet.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 24 -. KWR 05.061 december 2005.

(28) Atrazin, diuron, isoproturon. diuron. 0,07. 0,06. 0,06. 0,04 diuron (ug/l). atrazine (ug/l). atrazine. 0,02. 0,05. 0,04 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. isoproturon. 0,08. 2001. 0,06. 2002 isoproturon (ug/l). 2.3.4. 2003 0,04. Figuur 14: Gehalten aan atrazin, diuron en isoproturon in het IJsselmeer (Andijk) in 2001, 2002 en 2003.. 0,02. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Atrazin, diuron en isoproturon worden te Andijk vrijwel nooit aangetoond (d.w.z. gehalten < detectiegrens). Het enige wat uit de gegevens kan worden geconcludeerd is dat de BKMO-norm van 0,1 niet wordt overschreden en dat de maximale gehaltes bij Andijk lager zijn dan bij Lobith en veel lager dan bij Nieuwegein. Dit is het gevolg van afbraak en verdunning.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 25 -. KWR 05.061 december 2005.

(29) 2.4. Samenvattend Een samenvatting van de waargenomen veranderingen in de waterkwaliteit van de Rijn en het IJsselmeer in de tweede helft van 2003 ten opzichte van de kwaliteit in de voorgaande jaren wordt gegeven in tabel 7.. Tabel 7: Effecten van de droogte in 2003 op de waterkwaliteit van de Rijn en het IJsselmeer. Lobith Debiet -Temperatuur ++ Zuurstof + Zwevend stof 0 DOC 0 Chloride ++ Fluoride + Bromide ? Chroom 0 Nikkel 0 Lood + Atrazin 0 Diuron + Isoproturon 0 “+ “ = toename van de concentratie “-“ = afname van de concentratie “0” = geen effect waargenomen “?” = onvoldoende gegevens. Nieuwegein -+ 0 + ++ + ? 0 0 + + --. Andijk ++ 0 0 0 ++ ? 0 0 0 0 0 0. Uit tabel 7 kan worden geconcludeerd dat een periode van (extreem) lage afvoeren in de Rijn vergezeld gaat van hogere temperaturen (in de zomer), een sterke verhoging van de chlorideconcentratie en een lichte verhoging van de fluorideconcentratie. Dit geldt voor alle innamelokaties van Rijnwater, behalve voor fluoride in het IJsselmeer. Voor bromide wordt eveneens vermoed dat de concentraties zullen stijgen tijdens perioden van lage afvoer, omdat bromide een vergelijkbaar gedrag vertoont als chloride en fluoride. De gehalten aan zware metalen in de Rijn lijken toe te nemen bij extreem lage afvoeren (cadmium, koper, kwik, lood, zink); voor nikkel en chroom geldt dit echter niet (tabel 5). Voor de bestrijdingsmiddelen geldt dat de gehalten aan diuron duidelijk toenemen tijdens lage afvoeren (Lobith, Nieuwegein); atrazin wordt niet beinvloed door de afvoer, en voor isoproturon is het beeld wisselend.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 26 -. KWR 05.061 december 2005.

(30) 3 Maas De waterkwaliteit van de Maas wordt beschouwd op het grensmeetstation Eijsden, op de referentielocatie Keizersveer en bij het innamepunt van DZH in de afgedamde Maas (Brakel). 3.1 3.1.1. Eijsden Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC Het jaar 2003 begint met een hoogwater (net als in de Rijn) maar vervolgens daalt de afvoer bij Eijsden sterk. In de tweede helft van het jaar is de afvoer nihil tot medio december. Het gemiddelde debiet in de periode juli t/m oktober bedraagt slechts 28 m3/s in 2003, tegen 77 m3/s in 2002 en 128 m3/s in 2001. Een zomerperiode met lage debieten is niets bijzonders voor de Maas; dit komt elk jaar voor. Afwijkend in 2003 is echter dat het debiet extreem laag blijft tot in december, terwijl in 2001 en 2002 het debiet weer aantrekt in september (2001) of oktober (2002). De watertemperatuur komt in augustus 2003 met 26,2 °C éénmaal boven de norm van 25 °C. Wellicht gebeurde dit vaker, maar er zijn slechts weekcijfers beschikbaar. De maxima in 2001 (23,6 °C) en 2002 (22,6 °C) voldeden wel aan de norm. In de maanden juni t/m augustus van 2003 is de temperatuur (veel) hoger dan in voorgaande jaren. Het gemeten zuurstofgehalte is juist iets beter (hoger) dan in de voorgaande jaren. De norm van 4 mg/l (BKMO, klasse III) wordt in 2003 niet onderschreden. De norm van 6 mg/l (BKMO, klasse I) wordt wel in alle jaren regelmatig onderschreden. Het hogere zuurstofgehalte in de zomer van 2003 kan het gevolg zijn van een verhoogde primaire productie (algenbloei). Als dat het geval is, zal het zuurstofgehalte in de nacht een omgekeerd beeld vertonen. Het zwevend stof gehalte is, analoog aan het debiet, lager in de droge periode van 2003 dan in de voorgaande jaren. In de Maas bestaat een duidelijke relatie tussen de zwevend stof concentratie en het aantrekken van de afvoer in het najaar (23). DOC varieert niet over de jaren. DOC komt in alle jaren regelmatig boven de RIWA-norm van 4 mg/l uit.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 27 -. KWR 05.061 december 2005.

(31) temperatuur 30. 2500. 25. 2000. 20. temperatuur (oC). 3000. 1500. 1000. 15. 10. 5. 500. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. zuurstof. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 1-9. 1-11. zw evend stof. 250. 16 200 zwevend stof (mg/l). zuurstof (mg/l). 12. 8. 4. 0 1-1. 150. 100. 50. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. DOC. 2001. 10. 2002 8. DOC (mg/l). debiet (m3/s). debiet. 2003. 6. 4. Figuur 15. Debiet, watertemperatuur, zuurstof, zwevend stof en DOC in de Maas te Eijsden in 2001, 2002 en 2003.. 2. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 28 -. KWR 05.061 december 2005.

(32) 3.1.2. Chloride en Fluoride fluoride. chloride 2. 100 2001 2002 2003. 1,5 fluoride (mg/l). chloride (mg/l). 75. 50. 1. 0,5. 25. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Figuur 16. Gehalten aan chloride en fluoride in de Maas te Eijsden in 2001, 2002 en 2003.. Het chloridegehalte in de Maas is tijdens de tweede helft van 2003 beduidend hoger dan in 2002 en 2001, maar het blijft nog wel onder de BKMO-norm van 150 mg/l. De RIWA-grenswaarde van 75 mg/l wordt in de tweede helft van 2003 regelmatig overschreden; in de twee voorgaande jaren is dat niet het geval. Het chloridegehalte is overigens lager dan in de Rijn. Net als voor chloride geldt ook voor fluoride dat het gehalte in de tweede helft van 2003 gemiddeld hoger is dan dat in de voorgaande jaren. Het fluoridegehalte is in alle jaren hoog in het zomerhalfjaar (veel hoger dan in de Rijn). De oorzaak hiervan is een grote puntbron bij Luik, die in de droge zomerperiode onvoldoende wordt verdund. In 2003 is het fluoridegehalte langdurig (5 maanden) hoger dan de BKMO-norm van 1,0 mg/l die ook geldt voor complexe zuivering. De hoge fluoridebelasting vormt een directe bedreiging voor de bereiding van drinkwater uit Maaswater in Limburg in tijden van droogte. Hierbij moet worden opgemerkt dat het belangrijkste innamepunt van Maaswater in Limburg ca. 50 km stroomafwaarts van Eijsden is gelegen, in het Lateraalkanaal bij Heel (WML). Door de instroom van enkele zijwateren in de Maas zal de fluorideconcentratie hier wat lager zijn dan bij Eijsden. Net als in de Rijn geldt ook voor de Maas dat de chloride- en fluorideconcentraties sterk afhankelijk zijn van het debiet (zie figuur 17). De door de mens geloosde vrachten en de achtergrond concentraties van chloride en fluoride kunnen worden bepaald met dezelfde formule als hiervoor toegepast voor chloride in de Rijn (zie paragraaf 2.1.2). Het resultaat is vermeld in tabel 8.. Tabel 8. Menselijke belasting (a) en achtergrond concentratie (b) van chloride en fluoride in de Maas te Eijsden (dataset 2001 t/m 2003). Chloride Fluoride. a (g/s) 1090 25,5. b (mg/l) 25,2 0,21. R2 0,70 0,68. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 29 -. KWR 05.061 december 2005.

(33) 100. 2. 80. fluoride (mg/l). chloride (mg/l). 1,5 60. 40. 1. 0,5 20. 0. 0 0. 500. 1000. 1500. 0. 2000. 500. 1000. 1500. 2000. debiet (m3/s). debiet (m3/s). Figuur 17: Verband tussen chloride, fluoride en de afvoer in de Maas (Eijsden). Data 2001 t/m 2003.. 3.1.3. Chroom, Nikkel, Lood. nikkel. chroom. 35. 20. 30 25 nikkel (ug/l). chroom (ug/l). 15. 10. 20 15 10. 5. 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. lood. 2001. 35. 2002. 30. 2003. lood (ug/l). 25 20 15 10. Figuur 18: Gehalten aan totaal chroom, nikkel en lood in de Maas (Eijsden) in 2001, 2002 en 2003.. 5 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 30 -. KWR 05.061 december 2005.

(34) De concentraties aan zware metalen in de Maas (figuur 18) hangen sterk samen met de zwevend stof gehalten. Dit is weergegeven in figuur 19. Daarnaast zijn er enkele uitbijters in de dataset die niet in figuur 18 zijn vermeld. Dit betreft een uitbijter van 43 µg/l voor chroom in november 2002 en drie uitbijters (41 tot 47 µg/l) voor lood in november-december 2002. Chroom en lood hebben, parallel aan het zwevend stof gehalte, lagere gehaltes gedurende de periode van augustus t/m november 2003. Het aantal overschrijdingen van de RIWA-norm voor chroom (2 µg/l) en lood (10 µg/l) in 2003 is daardoor lager dan in voorgaande jaren. Het nikkelgehalte neemt daarentegen toe tijdens de droogte periode, van juli t/m november 2003 is nikkel relatief hoog. De RIWA-norm voor nikkel (10 µg/l) wordt in 2003 echter niet vaker overschreden dan in voorgaande jaren.. 25. 20. Pb = 0,11x + 1,8. chroom. Ni = 0,05x + 2,4. nikkel. Cr = 0,09x + 0,5. lood. chroom, nikkel, lood (ug/l). Linear (lood) Linear (nikkel) Linear (chroom). 15. Figuur 19: Relatie tussen zwevend stof gehalte en concentraties aan totaal chroom, nikkel en lood in de Maas (Eijsden). (data 2001 t/m 2003.. 10. 5. 0 0. 20. 40. 60. 80. 100. 120. 140. zw evend stof (mg/l). Nikkel komt met name voor in opgeloste vorm en heeft daardoor een minder sterk verband met het zwevend stof gehalte dan lood en chroom. Het gehalte aan totaal nikkel wordt daardoor vooral beïnvloed door het verdunningseffect. Dit blijkt nog duidelijker voor opgelost nikkel, waarvan het gehalte in de droge periode van 2003 twee maal zo hoog ligt als dat in de voorgaande jaren. Een kleiner effect zou kunnen gelden voor opgelost koper en zink (zie tabel 9). De gehalten aan opgelost cadmium, chroom, kwik en lood zijn niet verhoogd in 2003 (zie tabel 9).. Tabel 9: Vergelijking van de opgeloste metaalconcentraties in de Maas (Eijsden) in de periode juli t/m november 2003 t.o.v. dezelfde periode in 2002 en 2002. Mediaan van wekelijkse metingen (www.waterbase.nl). Cadmium Chroom Koper Kwik Nikkel Lood Zink. µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l. 2001. 2002. 2003. < 0,05. < 0,05 1,0 2,1 < 0,001 2,7 0,10 8,6. < 0,05 1,0 2,4 < 0,001 4,9 0,08 10. 1,6 < 0,001 1,3 0,10 5,9. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 31 -. KWR 05.061 december 2005.

(35) 3.1.4. Atrazin, diuron, isoproturon. diuron. atrazine 0,7. 0,25. 0,6. 0,2. 0,15. diuron (ug/l). atrazine (ug/l). 0,5. 0,1. 0,4 0,3 0,2. 0,05 0,1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. isoproturon. 2001. 0,8. 2002 2003 isoproturon (ug/l). 0,6. 0,4. Figuur 20: Gehalten aan atrazine, diuron en isoproturon in de Maas (Eijsden) in 2001, 2002 en 2003.. 0,2. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Het atrazingehalte is in de tweede helft van 2003 iets lager dan in de voorgaande jaren. Ook het gehalte aan isoproturon is relatief laag in de tweede helft van 2003. Waarschijnlijk komt dit door de lagere uit- en afspoeling door de beperkte regenval. Het patroon voor diuron in 2003 is vergelijkbaar met dat in 2002 en 2001. De drie bestrijdingsmiddelen hebben een duidelijk seizoenseffect, karakteristiek voor een gebruiksgestuurd verloop. Diuron en atrazin komen vaak ver boven de BKMO norm van 0,1 µg/l. Isoproturon overschrijdt deze norm ook, maar minder vaak dan diuron en atrazin.. 3.2. Keizersveer Specifiek aan de locatie Keizersveer is het feit dat bij lage Maasafvoeren de bijdrage van de zijrivieren tussen Eijsden en Keizersveer relatief groot is. De belangrijkste zijrivieren van de Maas in Nederland zijn de Roer en de Dieze; kleinere zijrivieren zijn de Jeker, de Geul, de Swalm en de Niers. Bij lage afvoeren zal de waterkwaliteit bij Keizersveer dus anders zijn dan bij Eijsden, afhankelijk van de waterkwaliteit van de zijrivieren. Daarnaast spelen lozingen ook een rol van betekenis, met name tijdens perioden van lage afvoer.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 32 -. KWR 05.061 december 2005.

(36) 3.2.1. Debiet, temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC debiet. temperatuur 30. 2500. 25. temperatuur (oC). debiet (m3/s). 2000. 1500. 1000. 20. 15. 10. 500 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. zw evend stof. zuurstof 16. 35 2001. 30. 2003. 12. 25. zwevend stof (mg/l). zuurstof (mg/l). 2002. 8. 20 15 10. 4 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. DOC. 10. 2001 2002. DOC (mg/l). 8. 2003. 6. Figuur 21. Debiet, watertemperatuur, zuurstof, zwevend stof en DOC in de Maas (Keizersveer) in 2001, 2002 en 2003.. 4. 2. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Het basispatroon van het debiet te Keizersveer is vergelijkbaar met dat van Eijsden. Na het hoogwater van begin januari daalt de afvoer snel, en van juli t/m december 2003 is de afvoer veel lager dan in de voorgaande jaren. Belangrijk verschil is dat de afvoer bij Keizersveer in de droge periode hoger is dan die te Eijsden, vanwege de invloed van de zijrivieren. Zo bedraagt het gemiddelde debiet in de periode juli t/m oktober 64 m3/s te Keizersveer tegenover 28 m3/s te Eijsden.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 33 -. KWR 05.061 december 2005.

(37) De temperatuur is in de zomermaanden wat hoger maar de BKMO norm van 25 °C wordt niet overschreden (max. 24,2 °C). Het zuurstofgehalte is in juni t/m september 2003 wat lager dan in de voorgaande jaren. De gemeten waarden liggen altijd boven de norm van 6 mg/l. Het zuurstofgehalte te Keizersveer is over het algemeen hoger dan bij Eijsden. Zwevend stof en DOC zijn in 2003 niet onderscheidend. Van 2001 zijn geen gegevens van DOC beschikbaar. In 2002 en 2003 ligt het DOC-gehalte meestal boven de RIWAnorm van 4 mg/l. Het zwevend stof gehalte blijft ruim onder de BKMO-normen van 25 en 50 mg/l.. 3.2.2. Chloride en Fluoride fluoride. chloride 0,6. 75 2001 2002 2003. 0,4 fluoride (mg/l). chloride (mg/l). 50. 0,2. 25. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Figuur 22. Gehalten aan chloride en fluoride in de Maas (Keizersveer) in 2001, 2002 en 2003.. Het chloridegehalte te Keizersveer is in 2003, net zoals bij Eijsden, met name in het najaar hoger dan in de voorgaande jaren. Het gehalte blijft wel onder de RIWAgrenswaarde van 75 mg/l en is lager dan bij Eijsden. Ook het fluoridegehalte is in het najaar van 2003 verhoogd, maar met een maximum van 0,5 mg/l veel lager dan bij Eijsden (maximaal 1,8 mg/l) en ruim onder de BKMO norm van 1,0 mg/l. Hier speelt verdunning met water vanuit de zijrivieren een belangrijke rol. Van bromide zijn bij Keizersveer geen gegevens beschikbaar.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 34 -. KWR 05.061 december 2005.

(38) 3.2.3. Chroom, Nikkel, Lood nikkel. chroom. 8. 10 nikkel (ug/l). chroom (ug/l). 6. 4. 5 2. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. lood. 15. 2001 2002. 2003 lood (ug/l). 10. 5. 0 1-1. Figuur 23: Gehalten aan totaal chroom, nikkel en lood in de Maas (Keizersveer) in 2001, 2002 en 2003. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Het aantal metingen van lood, chroom en nikkel is te beperkt om harde uitspraken te kunnen doen over de effecten van droogte op de concentraties. Voor nikkel en lood lijkt het jaar 2003 niet onderscheidend te zijn. Voor chroom lijken de concentraties in 2003 relatief laag te zijn. De RIWA-grenswaarden van respectievelijk 10, 10 en 2 µg/l worden in 2003 niet overschreden.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 35 -. KWR 05.061 december 2005.

(39) 3.2.4. Atrazin, diuron, isoproturon atrazine. diuron. 0,35. 2001 2002. 0,15. 0,3. 2003. diuron (ug/l). atrazine (ug/l). 0,25 0,1. 0,05. 0,2 0,15 0,1 0,05. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. isoproturon. 0,35. 2001 2002. 0,3. 2003. isoproturon (ug/l). 0,25 0,2 0,15 0,1. Figuur 24: Gehalten aan atrazine, diuron en isoproturon in de Maas (Keizersveer) in 2001, 2002 en 2003.. 0,05 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. De gehaltes aan atrazin en diuron zijn in 2003 iets lager dan in de voorgaande jaren; isoproturon is in 2003 veel lager dan in de voorgaande jaren. Dit was ook bij Eijsden het geval. Waarschijnlijk komt dit door de lagere uit- en afspoeling door de beperkte regenval. Voor alle stoffen geldt dat de concentraties lager zijn dan bij Eijsden, maar de BKMO norm van 0,1 µg/l wordt wel vaak overschreden.. 3.3. Brakel De waterkwaliteit bij Brakel wordt sterk beïnvloed door de ijzersulfaatdosering in de Afgedamde Maas en het relatief grote aandeel (20-50%) van uitgeslagen polderwater uit de Bommelerwaard. De ijzersulfaatdosering resulteert naar verwachting in lage zwevend stof- en metalengehaltes. Het grote aandeel van polderwater zal zich naar verwachting vertalen in relatief hoge gehaltes aan bestrijdingsmiddelen en nutriënten (in deze studie niet beschouwd). Tijdens de droge periode van 2003 is de invloed van het polderwater beperkt doordat in een droge periode weinig tot geen polderwater wordt uitgeslagen.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 36 -. KWR 05.061 december 2005.

(40) 3.3.1. Temperatuur, zuurstof, zwevend stof, DOC zuurstof. temperatuur 30. 16. 25. zuurstof (mg/l). temperatuur (oC). 12 20. 15. 10. 8. 4 5. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 2001 2002 2003. DOC. 20. 8. 15. 6 DOC (mg/l). zwevend stof (mg/l). zw evend stof. 10. 2. 5. 0 1-1. 4. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Figuur 25. Watertemperatuur, zuurstof, zwevend stof en DOC in de Afgedamde Maas (Brakel) in 2001, 2002 en 2003.. Het debiet is bij Brakel niet gemeten. De watertemperatuur overschrijdt in augustus een aantal keren de RIWA-grenswaarde van 25 °C. Dit gebeurt in alle jaren, maar het maximum is in 2003 met 25,7 °C iets hoger dan in de voorgaande jaren. Ook in juni en juli 2003 is de temperatuur relatief hoog. Het zuurstofgehalte is niet duidelijk anders in 2003. De BKMO-normen van 4 of 6 mg/l worden steeds gehaald. De zwevend stof gehaltes zijn laag, vanwege de uitvlokking door de dosering van ijzersulfaat. Het zwevend stof gehalte blijft steeds ruim onder de BKMO-norm van 50 mg/l. De RIWA norm voor DOC van 4 mg/l, daarentegen, wordt in 2001 t/m 2003 door 60% van de meetwaarden overschreden (net als bij Keizersveer). Zwevend stof en DOC zijn in 2003 niet afwijkend ten opzichte van de voorgaande jaren.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 37 -. KWR 05.061 december 2005.

(41) 3.3.2. Chloride en Fluoride Net zoals bij de overige locaties is het chloridegehalte bij Brakel in het najaar van 2003 verhoogd. De meetwaarden komen echter niet in de buurt van de RIWA-norm van 75 mg/l voor chloride. Voor fluoride wordt, op één uitzondering na (december), geen verschil waargenomen tussen 2003 en de voorgaande jaren. De BKMO norm van 1,0 mg/l voor fluoride wordt niet overschreden of zelfs maar benaderd. fluoride. chloride. 0,5. 70. 2001. 2002. 60. 0,4. fluoride (mg/l). 40. 0,3. 0,2. 0,1. 30. 20 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 0 1-1. 1-11. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Figuur 26. Gehalten aan chloride en fluoride in de Afgedamde Maas (Brakel) in 2001, 2002 en 2003.. 3.3.3. Chroom, Nikkel, Lood De chroom- en loodgehaltes zijn steeds lager dan de detectiegrens (2 µg/l voor chroom en 5 µg/l voorlood, in 2003 verlaagd tot 1 µg/l). Daarom zijn de figuren van chroom en lood niet afgebeeld. Hieruit valt te concluderen dat alle meetwaarden van chroom en lood onder de RIWA-normen van respectievelijk 2 en 10 µg/l hebben gelegen en dat de gehaltes aan chroom en lood over het algemeen lager zijn dan bij Keizersveer. De gehaltes zijn zo laag vanwege de uitvlokking van het zwevend stof en de daaraan gebonden metalen in de Afgedamde Maas. nikkel. 6. 5. 2001 4 nikkel (ug/l). chloride (mg/l). 2003 50. 2002 2003. 3. 2. 1. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Figuur 27. Gehalten aan nikkel in de Afgedamde Maas (Brakel) in 2001, 2002 en 2003.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 38 -. KWR 05.061 december 2005.

(42) Van nikkel is een kleiner deel gebonden aan zwevend stof. Het vlokt daardoor minder uit waardoor de gehaltes vergelijkbaar zijn met die te Keizersveer. Vanaf augustus zijn de gehaltes in 2003 hoger dan in de voorgaande jaren. De RIWAgrenswaarde van 10 µg/l wordt niet overschreden.. Atrazin, diuron, isoproturon. atrazine. diuron. 0,14. 0,5. 0,12 0,4. diuron (ug/l). atrazine (ug/l). 0,1 0,08 0,06. 0,3. 0,2. 0,04 0,1 0,02 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. isoproturon. 0,07. 2001. 0,06. 2002 2003. 0,05 isoproturon (ug/l). 3.3.4. 0,04 0,03. Figuur 28. Gehalten aan atrazin, diuron en isoproturon in de Afgedamde Maas (Brakel) in 2001, 2002 en 2003.. 0,02 0,01 0 1-1. 1-3. 1-5. 1-7. 1-9. 1-11. Het atrazingehalte neemt af van 2001 naar 2003. De gehaltes in 2003 zijn vergelijkbaar met die in 2002. De BKMO norm van 0,1 µg/l wordt na 2001 niet meer overschreden, op één uitzondering na. Het diurongehalte wordt niet beinvloed door de lage afvoer in 2003. Het gebruiksgerelateerde seizoensverloop is in alle jaren duidelijk en de norm van 0,1 µg/l wordt van juli tot en met november overschreden. Isoproturon vertoont geen verschil tussen de jaren. Ook isoproturon heeft een seizoensverloop, maar de BKMO norm wordt niet overschreden. De gehaltes van de drie beschouwde bestrijdingsmiddelen zijn vergelijkbaar met de gehaltes te Keizersveer.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 39 -. KWR 05.061 december 2005.

(43) 3.4. Samenvattend Een samenvatting van de waargenomen veranderingen in de waterkwaliteit van de Maas in de tweede helft van 2003 ten opzichte van de kwaliteit in de voorgaande jaren wordt gegeven in tabel 10.. Tabel 10: Effecten van de droogte in 2003 op de waterkwaliteit van de Maas. Eijsden Debiet -Temperatuur ++ Zuurstof + Zwevend stof -DOC 0 Chloride ++ Fluoride ++ Bromide ? Chroom Nikkel + Lood Atrazin Diuron 0 Isoproturon “+ “ = toename van de concentratie “-“ = afname van de concentratie “0” = geen effect waargenomen “?” = geen gegevens beschikbaar. Keizersveer -+ 0 0 + + ? 0 0 --. Brakel ? + 0 0 0 + 0 ? ? + ? 0 0 0. Uit tabel 10 kan worden geconcludeerd dat een periode van (extreem) lage afvoeren in de Maas vergezeld gaat van hogere temperaturen (in de zomer) en een verhoging van de gehaltes aan chloride en fluoride. De waterkwaliteit bij Eijsden is duidelijk slechter dan die van Keizersveer en Brakel; vooral fluoride vormt hier een probleem omdat de BKMO norm van 1 mg/l vaak en langdurig wordt overschreden (in 2003 gedurende vijf maanden). De gehalten aan nikkel (zowel opgelost als totaal) nemen toe bij lagere afvoeren, maar dit leidt niet tot overschrijding van de RIWA norm van 10 µg/l. De gehalten aan slibgebonden metalen nemen af bij lage afvoeren, vooral te Eijsden, in overeenstemming met de lagere zwevend stof gehaltes die dan heersen. De gehaltes aan bestrijdingsmiddelen in de Maas zijn doorgaans lager bij (extreem) lage afvoeren maar in de Afgedamde Maas zijn de gehalten aan bestrijdingsmiddelen niet gerelateerd aan het debiet van de Maas.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 40 -. KWR 05.061 december 2005.

(44) 4 Conclusies en aanbevelingen 4.1. Effecten van (extreem) lage afvoeren op de waterkwaliteit Het jaar 2003 werd gekenmerkt door een langdurige periode van droogte (mei t/m november) in combinatie met een hittegolf in juli en augustus. Deze uitzonderlijke omstandigheden hebben een duidelijk effect gehad op de afvoer van water door de Rijn en de Maas, en op de waterkwaliteit. De afvoer van de Rijn (Lobith) was twee maanden lager dan 1000 m3/s (minimum 780 m3/s); in de Maas (Eijsden) duurde de laagwaterperiode zelfs bijna zes maanden (eind juni tot medio december 2003). De gevolgen van het lage debiet en de lange duur daarvan voor de waterkwaliteit van de Rijn en de Maas kunnen als volgt worden samengevat: • een sterke verhoging van de watertemperatuur; • een sterke stijging van de gehalten aan chloride en fluoride; • wisselende effecten op de concentraties aan zware metalen (zie onder); • relatief beperkte effecten tot geen effect op bestrijdingsmiddelen (zie onder). De verhoging van chloride en fluoride kan kwantitatief worden verklaard door een constante lozing in combinatie met een afname van de verdunning tijdens een lageafvoer periode. Voor zware metalen is het beeld divers. In de Rijn (Lobith) lijken de gehalten aan zware metalen (cadmium, koper, kwik, lood, zink) tijdens de lage afvoer periode wat hoger dan die in de voorgaande jaren, echter het aantal metingen is te beperkt om dit hard te kunnen concluderen. In de Maas daalt de zwevend stof concentratie tijdens de lage-afvoer periode waardoor de totaal concentraties van zware metalen die sterk aan zwevend stof zijn gebonden (zoals lood en chroom) eveneens afnemen. Er is wel sprake van een toename van de nikkelconcentratie in de Maas in 2003, vermoedelijk door de beperkte verdunning (nikkel is grotendeels in opgeloste vorm aanwezig). Ook voor de bestrijdingsmiddelen is het beeld niet eenduidig. Het diuron-gehalte lijkt licht toe te nemen bij lage afvoeren van de Rijn; voor de Maas geldt dit echter niet. Voor isoproturon en atrazin is op sommige locaties een afname waargenomen tijdens lage afvoeren, op andere locaties echter niet. Duidelijk is wel dat de gehalten aan bestrijdingsmiddelen vooral door de dynamiek van het gebruik worden bepaald (seizoensgebonden toepassing), en pas in tweede instantie door variaties in de afvoer. Een combinatie van lage afvoeren en hoge temperaturen leidt doorgaans tot een verslechtering van het zuurstofgehalte. Vreemd genoeg is dit niet vastgesteld in de datasets voor Lobith en Eijsden, noch op de stroomafwaarts gelegen meetlocaties, afgezien van subtiele veranderingen bij Keizersveer en Nieuwegein. Een mogelijke verklaring hiervoor zou toename van de algengroei kunnen zijn. Een nadere analyse van de zuurstofhuishouding, op basis van tenminste dagcijfers, wordt aanbevolen om harde conclusies te kunnen trekken over het effect van (extreem) lage afvoeren.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 41 -. KWR 05.061 december 2005.

(45) 4.2. Mogelijke gevolgen van (extreem) lage afvoeren op de drinkwater productie Tijdens de zomer van 2003 is de watertemperatuur aanzienlijk hoger dan in de zomer van 2002 en 2001. De maximale temperaturen in 2003 waren 28 °C (Lobith), 23,7 °C (Nieuwegein), 24,5 °C (Andijk), 26,2 °C (Eijsden), 24,2 °C (Keizersveer) en 25,7 °C (Brakel). In 2003 wordt de BKMO norm (25 °C) overschreden te Brakel en benaderd te Andijk. Bij voortschrijdende klimaatsverandering moet rekening worden gehouden met een verdere stijging van de watertemperatuur in de zomer, leidend tot meer overschrijdingen van de 25 °C norm. Dit kan negatieve gevolgen hebben voor de kwaliteit van het ruwe water. De zuivering zal hierop wellicht moeten inspelen. In de Rijn lijkt chloride bezig aan een serieuze come-back als probleemstof. De innamegrens van 200 mg/l wordt weliswaar niet overschreden in 2003, maar wel benaderd te Lobith (max. 184 mg/l) en Andijk (max. 180 mg/l). Bij Nieuwegein is het beeld iets rooskleuriger (max. 150 mg/l), maar ook hier is chloride verhoogd in de zomer van 2003. De chloridenorm voor eenvoudige zuivering (BKMO, klasse I) is scherper dan de innamegrens, nl. 150 mg/l. In 2001 en 2002 wordt deze norm niet overschreden te Lobith; in 2003 gebeurt dit bij 6% van de metingen. Bij Andijk wordt de 150 mg/l grens in 2003 zelfs overschreden bij 18% van de metingen (ten opzichte van één overschrijding in 2001 en 2002). Het chloridegehalte bij Andijk in 2003 is hoger dan verwacht op basis van de menging in het IJsselmeer. Aanbevolen wordt om een chloridebalans op te stellen voor het IJsselmeer zodat beter kan worden geschat hoe de chloridegehaltes bij Andijk zich zullen ontwikkelen in de toekomst. Wanneer de klimaatsverandering doorzet komt een extreem scenario in beeld, nl. “de Rijn als regenrivier”. De bijdrage van de Alpen (afsmelten van sneeuw en ijs) aan het zomerdebiet van de Rijn is dan grotendeels weggevallen. In dat geval kan de afvoer tijdens warme zomers verder dalen tot ca. 400 m3/s. Bij de huidige chloridebelasting zou dit resulteren in een chloride concentratie te Lobith van ca. 300 mg/l. Dat zou aanleiding geven tot langdurige innamestops, tenzij de zuivering wordt aangepast. Dit scenario is extreem, maar niet ondenkbaar. Een discussie over de gevolgen van dit scenario voor de bedrijfsvoering van de Rijnwaterbedrijven wordt aanbevolen. In de Maas is chloride eveneens verhoogd in 2003, maar de concentraties zijn hier veel lager dan in de Rijn (< 100 mg/l) en lijken vooralsnog niet problematisch. Er is wel sprake van een fluoride probleem in de Maas, vooral in het Limburgse. In de tweede helft van 2003 ligt de fluorideconcentratie te Eijsden vijf maanden boven de BKMO norm (1,0 mg/l). Dat zal vooral gevolgen hebben voor de bedrijfsvoering van WML, dat water inneemt uit het Lateraalkanaal (50 km benedenstrooms). Verder stroomafwaarts daalt de fluorideconcentratie door de instroom van zijrivieren. Bij Keizersveer en Brakel ligt het fluoride gehalte ruim onder de BKMO norm, ook in 2003. Voor de bedrijfsvoering van Evides en DZH lijkt fluoride dus geen groot probleem te zijn, ook niet in droge zomers. De gesignaleerde toename van de gehalten aan zware metalen in de Rijn bij extreem lage afvoeren (cadmium, koper, kwik, lood, zink) lijkt vooralsnog niet problematisch, omdat dit niet leidt tot overschrijding van de BKMO normen. Bovendien worden de meeste zware metalen al bij eenvoudige zuivering (coagulatie en zandfiltratie) efficiënt verwijderd, met uitzondering van nikkel. De toename van nikkel in de Maas in 2003 (Eijsden, Brakel) is wel relevant, hoewel de nikkelgehaltes in het ruwe water in 2003 nog ruim onder de norm van het drinkwaterbesluit liggen (20 µg/l). Bestrijdingsmiddelen vormen een bekend probleem voor de drinkwaterproductie uit de Rijn en de Maas, maar dit wordt niet erger tijdens perioden van lage afvoeren.. Oppervlaktewaterkwaliteit bij lage afvoeren © Kiwa N.V. - 42 -. KWR 05.061 december 2005.