chroom-koper-kwik-en-zink-in-de-bodem-van-het-dronter

RIJKSDIENST
VOOR DE IJSSELMEERPOLDERS
SMEDINGHUIS
L E L Y S T A D
BIBLIOTHEEK
RIJKSDIENST V O G R DE
NSSELMEERPOLDERS
Werkdocument 1975-516 Bbw
CHROOM, KOPER, KWIK EN Z I N K I N DE BODEM
VAN HET DRONTER-
EN VELUWEMEER
INHOUD
INLEIDING
I . METALEN
1.1. Potentieel giftige metalen
1 . 2 . Kenmerken van potentieel giftige metalen
1 . 3 . Sporenelementen
1.4. Giftigheid van metalen
2. METALEN IN WATER
2 . 1 . Kringloop van water en afvoer van metalen
2 . 2 . Vervoer van metalen in water
2 . 2 . 1 . Metalen gebonden aan zwevende stoffen '
2 . 2 . 2 . Metalen niet-gebonden aan zwevende stoffen
2 . 2 . 3 . Verdeling van metaalgebonden en niet-gebonden aan
zwevende stoffen
3. METALEN IN SEDIMENT
3.1. Vast materiaal in stromend water en sediment
3 . 2 . Sedimentmonsters van metalen
3 . 2 . 1 . Watermonsters
3 . 2 . 2 . Monsters van zwevende stof
3 . 2 . 3 . Sedimentmonsters
3 . 2 . 4 . Andere meetmethoden van metaalvervuiling
3 . 3 . Sedimentgehalten van "schoon" en vervuild sediment
4. WISSELWERKINGEN TUSSEN SEDIMENT EN WATER
4 . 1 . Herkomst en milieu van zwevende stof en sediment
4 . 2 . Metaalverrijking van sediment
4 . 2 . 1 . Metaalverrijking door kationenuitwisseling en
4.2.2.
adsorptie
Metaalverrijking door neerslag en co-precipatie;
stabiliteitsrelaties
4 . 2 . 2 . 1 . Neerslag
4 . 2 . 2 . 2 . Co-precipitatie
4.2.2.3.
Stabiliteitsbetrekkingen
Metaalverrijking door in water onoplosbare humuszuren
4 . 3 . Mobilisatie van metalen uit het sediment
4.3.1. Mobilisatie tengevolge van veranderingen in het '
watermilieu
4 . 3 . 2 . Mobilisatie door synthetische complexvormers
4.2.3.
5. DRONTER- EN VELUWEMEER: ONTSTAANSWIJZE BODEM, BODEM, WATERHUISHOUDING EN WATERKWALITEIT
5 . 1 . Ontstaanswijze bodem van het Dronter- en Veluwemeer
5 . 2 . Bodem van het Dronter- en Veluwemeer
5 . 3 . Waterhuishouding van het Dronter- en Veluwemeer
5 . 4 . Waterkwaliteit en wateraanvoer wat betreft metalen naar het
Dronter- en Veluwemeer
6. SEDIMENTMONSTERS UIT HET DRONTER- EN VELUWEMEER
6 . 1 . Bemonstering
6 . 2 . Analyse
6.3. Resultaten van de bemonstering en analyse
Vervolg inhoud
6 . 3 . 1 . Chroom
6 . 3 . 2 . Koper
6.3.3. Kwik
6 . 3 . 4 . Zink
6 . 4 . Discussie
SAMENVATTING
LITERATUURLIJST
Bijlage 1 .
2.
3.
4.
5.
6.
Grondmonster Noordoostpolder
Bodemkaart Drontermeer
Gegevens metalen Cr, Cu, Hg en Zn
Codes monsterplaatsen
Chroomgehalten-kaart
Kopergehalten-kaart
7. Kwikgehalten-kaart
8. Zinkgehalten-kaart
<?
I. METALEN
1.1
Potentieel giftige metalen
Een element heeft in een bepaald'gebied een speciale concentratie, die
voor dat gebied kenmerkend is. Uit het water, uitde bodem en uit de
mineralogische samenstelling blijkt dit natuurlijke gehalte. Metalen
kunnen, wanneer de natuurlijke concentratie wordt verhoogd, remend of
dodelijk inwerken op organismen. De metalen die reeds bij geringe concentraties storend werken worden meestal met "zware" metalen aangeduid.
De naam is vermoedelijk ontstaan, doordat kwik, her gifstigste metaal,
met een soortelijke massa van 13,6,g/cm3,,zwaar is. De grens tussen a1
dan niet zware metalen leggen FORSTNER en MULLER (1974) bij 6 g/cm3
VISSER en De VOR (2 j.) nemen 4 g/cm3 als grens aan. De grens tussen
zwaar en niet zwaar wordt ook we1 gelegd bij 60 atomaire massa eenheden:
De term "zwaar" is dus niet exact, door de.arbitraire grens, waarboven
een metaal zwaar zou zijn. Het is m.i. dan ook beter van "metalen" te
spreken en eventueel van "potentieel giftige
metalen".
.
~~
1.2. Kenmerken van potentieel giftige metalen
De metalen, die in verhoogde concentratie giftig zijn, hebben een aantal
gemeenschappelijke kenmerken.
- De metalen komen in schoon, niet door menselijke invloed vervuild water, in zeer lage concentraties voor.
- In gering verhoogde cencentraties, door menselijke invloed, storen de
metalen reeds in processen in organisemen. De concentratie van het metaal is dan in vergelijking met andere in het water aanwezige stoffen
(zoals HCO3, SO4 en C1 en ook de niet giftige metalen als Ca, Mg en K)
zeer laag.
- De metalen accumuleren door verschillende mechanismen in zowel organische als anorganische substanties en worden over lange perioden opgeslagen. De metalen kunnen in de biologische keten tot in de mens
doordringen en ,acute of chronische schade veroorzalien.
- De metalen zijn niet afbreekbaar via natuurlijke processen in het water. Vele andere giftige stoffen kunnen'wel worden afgebroken.
1.3. Sporenelementen
Metalen als Fe, Mn, Zn, Co, Cu en Mo
..
zijn elementen die nodig zijn voor
een gezonde omgeving van mens, plant en dier. Mogelijk Ni, Cr en V en
misschien zelfs Sn heeft de mens ook nodig (BRINKMAN, 1973). In de stofwisselingsprocessen zijn de sporenelementen onmisbaar als bestanddeel
voor een aantal natuurlijke katolysatoren (enzymen). De concentratie van
metalen in water is bijzonder belangrijk, omdat sporenelementen een zeer
klein concen~ratiegebiedhebben, waarin zij optimaal werken.
~
1.4. Giftigheid van metalen
De enzymen sturen de s t o f w i s s e l i n g s p r o c e s s e n . In een aantal enzymen zijn
metalen ingebouwd. Doordat andere metalen zich in een enzym inbouwen
verandert he functievaardigheid van de compl$xen veelal in negatieve
zin. In het,bijzonder de metalen zilver, cadmium, zink, kwik en lood
ook de metalen met een hogere elektronegatlviteit, zoals kopper, nikkel en
kobalt zijn erg actief. Deze metalen bezitten "een &rote affiniteit tot
de bijzander reGtievaardige amino- en sulfydrylgroepen" (BOWEN, 1966).
Bij complexering van deze &olucul&n door de genoemde metalen verliezen
;
de enzymen de vaardigheid sturend in te grijpen in het stofwisselingsproces (F~PISTNERen MULLER, 1 9 7 4 ) .
Tussen de verschillende metalen is het verschil in giftigheid nog niet
overal even duidelijk. De volgorde van afnemende elektronegativiteit
zou met de volgorde van afnemende toxiteit kunnen overeenstemmen
(FBRNSTER en MULLER, 1 9 7 4 ) .
Hg > Cu > Sn > Pb > Ni > Co > Cd > Fe > Zn > Mn > Mg > Ca > Sr.
Of deze volgorde in een natuurlijk systeem van toepassing is op de giftigheid van de metalen in nog niet bevestigd. Als zeker kan gelden,
IIdat alle twee-waardige overgangsmetalen en andere elektronegatieve
metalen, welke onoplosbare sulfiden vormen, zoals zilver, molybdeen,
antimoon, hallium en wolfraam, door hun reactievaardigheid met rotei in en
en speciaal met enzymen, bij verhoogde concentraties op,een of andere
manier toxisch werken" (BOWEN, 1 9 6 6 ) .
37
2. METALEN IN WATER
2.1. Kringloop van water en afvoer van metalen
De rivieren voeren het water in de hydrologische kringloop van de hogere delen van het continent naar zee. Door erosie en verwering slijt de
aardkorst van Europa gemiddeld ca. 4 cm per 1000 jaar.SCHUILING (1974)
beschrijft de processen die plaatsvinden bij afvoer van water met opgelost en zwevend materiaal naar de zee:
Erosiesnelheid x samenstelling gezrodeerd materiaal = concentratie op-.
gelost en vast materiaal in de rivieren x debiet van de rivieren = samenstelling oceaansedimenten x sedimentatiesnelheid.
Deze beschrijving is zeer globaal en SCHUILING vermeldt dan ook dat andere tijdelijke opslagplaatsen, zoals de biosfeer, zijn weggelaten. De
randmeersedimenten kunnen in het laatste deel van de formule worden ingevuld i.p.v. de oceaansedimenten binnen'deze studie.
De toevoegingen door menselijke oorzaak kunnen worden berekend door de
nat.m.rlijkeafvoer van de totaal te meten afgevoerde hoeveelheid metaal
af te trekken.SCHUILING (1974) berekent de afgevoerde hoeveelheden in
de Rijn. De vergelijking van de huidige hoeveelheid metalen in:de Rijn
t.0.v. de natuurlijke afvoer voor verschillende metalen in de Rijn:
- koper ca. 2 x de natuurlijke afvoer
11
I,
-zinkca. 1 4 x "
<.,,.
- cadmium ca. 80 x de natuu.rlijke afvoer
- kwik ca. 25 x de natuurlijke afvoer
11
It
- lood ca. 8 x "
- chroom ca. 2 x dematuurlijke afvoer
De'elementen silicium, aluminium, ijzer, magnesium en mangaan worden in
dermate grote hoeveelheden getransporteerd, dat zelfs vrij grote menselijke toevoeging van weinig invloed zijn op de afgevoerde kwaliteit
(SCHUILING, 1974).
2.2. Vervoer van metalen in water
.
..
Di door erosie en verwering in het water aanwezige deeltjes worden verdeeld op grond van de afmetingen in:
- opgeloste stoffen
r i < < 0,001 pm
'
- kolloidale deeltjes
tussen 0,001 pm en 0,l pm
- vaste stoffen
> 0,2 pm
De kolloiden vormen een overgang tussen echte:opl~ssingenen vaste stoffen. Bij chemische-analyse worden deze meestal met de opgeloste komponenten gemeten, afhankelijk van het gebruikte filter of de separatietechniek. De grens tussen kolloiden en vaste stoffen in engere zin ligt daarom bij ongeveer 0,2 - 0,5 bm. Binnen dit bereik wordt in de praktijk de
vaste fase afges6heiden.
'
Het vervoer van metalen kan gescheiden worden in:
2.2.1. metalen gebonden aan zwevende stoffen
2.2.2. metalen niet gebonden aan zwevende stoffen (vnl. opgeloste metalen)
.
2.2.1. Metalen gebonden aan gwevende stoffen
De metalen binden zich in natuurlijk water voor.een deel aan zwevende
vaste stoffen. De aard van de binding aan zwevende stof resp. sediment
kan worden onderscheiden volgens GIBBS (1973) in 4 bindingsmanieren:
a..:.Kationenuitwisseling als gevolg van absorptie aan oppervlakken van
fijnkorrelige partikeltjes, vooral aan lutummineralen, ijzer- en
mangaanoxiden resp. -hydroxiden alsook aan organische substanties
(vnl. humuszuren).
b. Als co-precipitaat in ijzer- en mangaanoxiden resp. -hydroxiden. Dergelijke bindingen ontstaan tijdens de verwering bij samenkomen van
Fez+ en Mn2+ -houdende oplossingen met zuurstof ~oo;nameli jk minerale partikeltjes worden van een "coating" voorzien.
c. Organische binding. Het metaal is ingebouwd(of er zijn sporen - bestanddee1,van de organische substantie. Sommige metalen (b.v.. Fe en
Mg) komen in grotere hoeveelheden in organische substantie voor.
d. Minerale binding. Het metaal is in de mineraal ingebouwd en is hoofd-,
neven-, ondergeschikt of sporen bestanddeel van deze mineralen.
Oxide- en sulfideverbindingen zijn het belangrijkst, daarnaast treden karbbnaten, sulfaten en silicaten op. Volledig ondergeschikt zijn
elementair optredende (kwik, edelmetaal) bindingen of bindingen als
chloride, arsenaat, fosfaat enz.
Een betrekking tot een bepaald uitgangsmateriaal (gesteente, ertslaag), waarin het overeenkom~ti~e
mineraal een primair bestanddeel ,
was, is in veel gevallen voorgekomen.
.
GIBBS (1973) geeft een aantal bindingsverdelingen op van metalen, gebonden aan zwevende stof. De gegevens zijn afkomstig uit de Amazone
(Braziliz) en uit de Yukon (Alaska). De gegevens werden door FORSTNER
en MULLER enigszins omgerekend. Zie tabel 1, blz. 6.
MAXFIELD e.a. (1974) constateerden de volgende rangorden in de binding .
van resp. lood, zink en cadmium aan sediment:
klei > organisch materiaal > silt > zand
klei > silt > organisch materiaal > zand
silt >> klei = organisch materiaal = zand
CLIFTON en VIVIAN (1975) legden in figuur I de relatie vast tussen kwikconcentratie en organische stofgehalte van sedimenten uit de Swansea Bay
(Groot-~rittanig).
Tabel 1. Verdeling tussen de verschillende bindingstypen in Amazone en Yukon (naar FORSTNER en W L L E R , 1974)
Fe
-
Mn
-
Ni
-
Cr
-
Co
-
Cu
-
Amazonas Yukon Amazonas Yukon Amazonas Yukon Amazonas Yukon Amazonas Yukon Amazonas Yukon
kationenuitwisseling (%) 0 . 0 2
in hydroxidelaagjes (Z)
0.01
0.8
0.6
2.8
3.2
8.1
4.8
3.9
2.6
5.3
2.4
40.7
60.6
50.8
45.4
48.9
27.8
29;8
3.2
8.2
8.7
3.9
11.0
5.7
7.3
13.1
1 6 . 3 19.6
13.1
8.5
15.1
6.2
,
47.6
organisch
ingebouwd (%)
6.6
.
.
3.4
...
i n m i x d e(%)
ing.e66uwd..
n
45.8
I
48.3
32.9
41.3
38.7
31.6
ri4.5
52.3
84.4
I
74.0
79.8
90.3
Figuur 1. Verband tussen kwikconcentratie en organische stofgehalte van
sediment uit de Swansea Bay (U.K.). (~aarCLIFTON en VIVIAN, ::
1975.)
De verschillende bindingwijzen van metalen aan zwevende stof en sediment
geven aan dat het niet verantwoord is om alle metalen te relateren aan
66n enkele parameter. De onderzoekers prefereren een relatie met G n
parameter om verschillende gebieden met elkaar te kunnen vergelijken
wat betreft de vervuilingsgraad. Men extrapoleerd dan naar 100% van b.v.
slib, lutum of organische stof. Het gevonden gehalte bij 100% van de
parameter is een maat voor de vervuilingsgraad van b.v. slib of lutum.
DE GROOT, DE GEOIJ en ZEGERS (.1971) en VAN DRIEL en DE GROOT (1974) relateren de gehalten van Mn, Cu, Co, Fe en Hg rechtstreeks aan het slibgehalte, DE GROOT en ZSCHUPPE (1973) doen voor Zn, Cr, Cu, Pb en Cd hetzelfde. Het gevaar bij het zoekkn naar eenvoud in d@ ~elatietussen metaalconcentratie en 66n andere parameter is dat men soms niet-aanwezig
verbanden legt.
De verzamelde gegevens uit tabel 1 en van MAXFIELD e.a. (1971) geven
aan dat Cr, Cu, Cd en vermoedelijk ook Zn, Co en Pb sterk aan minerale
~libdeelt~jes
uit het zwevende stof gebonden zijn. De metalen Ni, Mn en
Fe kunnen aanslib gebonden worden, maar ook aan grotere zand- of grinddelen, dit is vooral belangrijk in sedimenten. Kwik bindt zich vooral
aan organisch koolstof. De "relatie" tussen slib en Hg is vermoedelijk
alleen aanwezig, wanneer er een relatie is tussen slib en organische
stof. Dergelijke onechte relaties bieden geen houvast bij vergelijkingen
met andere situaties.
2.2.2. Metalen niet gebonden aan zwevende stoffen
Metalen komen in het water voor a,ls metaalionen of als zeer fijn verdeeld elementair metaal. De elementaire deeltjes zakken, mits groot genoeg, door hun gewicht naar de bodem. Door chemische.reactjes kunnen
r.
deze vaste deeltjes oplossen of de zwevende stof bindt de deeltjes en
. .
vervoert deze in het water.
De opgeloste metalen kunnen als vrij ion voorkomen en ook gebonden aan
andere moleculen of complexen. Het gewicht van de opgeloste delen bedraagt ongeveer 113 van de hoeveelheid zwevende stof.
De stabiliteitsdiagrammen van verschillende metalen- en metaalverbindingen in water worden in 4 . 2 . 3 . 3 . behandeld. Deze zijn bijzonder belangrijk bij neerslagprocessen.
2.2.3.
Verdeling van metaalgebonden en niet-gebonden aan zwevende
stoffen
De hoeveelheden aan zwevende stof gebonden metaal zijn bijzonder belangrijk. De slibverwijdering van rioolwaterzuivering, sedimentatieprocessen enz. zijn bijzonder belangrijk bij metaalverrijking van de bodem van
meren en rivieren.
Tabel 2 . Percentage metalen gebonden aan zwevend materiaal.
*
t
Maas bij*
(1973)**
Rijn bij
Lobith ' 7 3 en ' 7 4 Eijsden ' 7 3 en 174 Waal.
% gebonden
70.1
27.1
49.1
75.3
56.4
80.6
81.4
43.9
37.4
52.7
87.0
21 .O
14.0
62.2
34.9
58.3
57.9
69.1
88.1
80.1
75.2
24.7
44.8
82.9
27.2
20.1
* Gegevens uit RIJKSWATERSTAAT ( 1 97.4).
65
15
30
60
45
70
2 75%
2 30%
2 45%
5 80%
2 60%
5 80%
-
30 2 50%
-
De percentages zijn berekend uit kwartaalgemiddelden over
1973 en 1974.
** ~ e ~ e v e ui
n st
BRINKMANN ( 1 9 7 3 ) .
3. METALEN IN SEDIMENT
3.1:Vast
materiaal in stromend water en sediment
De stromende oppervlkatewateren bevatten 2 te onderscheiden vaste stoftransporten. Allereerst de zwevende delen en ten tweede het zand- en
grondtransport over de rivierbedding. De zwevende stoffen omvatten bijna uitsluitend deeltjes van slib- en lutumafmetingen. De hoeveelheid
materiaal die over de rivierbedding wordt getransporteerd, is zelfs
bij snelstromende ribieren in verhouding tot de hoeveelheid zwevende
stof vrij gering. De rijn in de Alpen transporteert maar ca:l%
vast
materiaal over de bodem (F~RSTNERen MULLER, 1974).
De gemiddelde hoeveelheid zwevende stof in rivieren ligt bij ca. 330
mg/l (JUDSON en RITTER, 1964; TURERIAN, 1969).
De overeenkomstige hoeveelheid opgeloste stoffenis ca. 114 mg/l
(GIBBS, 1967). Door een verhoogse verweringsgraad, meer relief, erosiegevoeliger materiaal of door wijzigingen in de riviergeometrie kan de
hoeveelheid zwevend materiaal we1 toenemen tot 100.000 mg/l. Dergelijke
hoge concentraries aan zwevende stof komen in Nederland niet voor.
.
De afnemende stroomsnelheid bij verwijding aan de rivier- of beekmonding veroorzaakt sedimentatie van aanvankelijk zwevend materiaal. De
bezonken deeltjes kunnen tijdelijk blijven liggen of tot (permanent)
sediment worden.
Het gedrag van een rivier, wat betreft bezinking van zwevende delen,
heeft invloed op concentratieverloop van een metaal vanaf het lozingspunt. In figuur 2 is de afname van de concentraties van lood en zink
uitgezet tegen de afstand vanaf het lozingspunt. KOPPE (1973) deed
zijn proeven in het stroomgebied van Ruhr met kunstmatige lozingen van
Zn en Pb. Zink komt voor een groter gedeelte opgelost (zie 2.2.3.) in
water voor dan lood. Door bezinking van vervuild zwevend materiaal verdwijnt het lood sneller uit de rivier dan zink.
Figuur 2. Het verloop van het zink- en loodgehalte ten gevolge van immobilisering van kunstmatig ingebrachte lood- en zinkoplossingen.
KOPPE.deed deze onderzoekingen in een deel van het afwateringsgebied
van de Ruhr (naar KOPPE, 1973)'.
-
3.2. Sedimentmonsters van metalen
De belasting van oppervlaktewater met metalen is op verschillende ma-.
nieren te meten. Men kan werken met watermonsters, monsters van zwevende stof, sedimentmonsters en nog verschillende andere manieren van bemonstering.
3.2.1. Watermonsters
De concentraties in water van HC03, SO4, C1, Ca, Mg en Na (zgn. hoofdionen) blijken in de praktijk vrij constant (FURSTNER en MULLER, 1974).
De metaalconcentraties veranderen echter sprongsgewijs. Er zijn metingen in de Neckar, die binnen 24 uur tienvoudige verhogingen te zien
gaven. Wanneer men met statistische bewerkingen, b.v. mediaanbepaling,
de gegevens verwerkt, dan blijkt de met metalen vervuilde rivier moeilijk te onderscheiden van een onbelaste rivier (F~RSTNERen MULLER, :
1974).
3.2.2. Monsters van zwevende stof
Metingen van metaalconcentraties in zivevend materiaal vereisen zeer
grote hoeveelheden monsters en meerdere monsterpunten. FURSTNER en
MULLER hebben de indruk dat de gehalten van metalen in het zwevend materiaal op korte afstand van elkaar grote variaties vertonen. Betrouwbare bemonstering van zwevende stof is (te) moeilijk.
3.2.3. Sedimentmonsters
Enkele voor- en nadelen van sedimentmonsters zijn:
- analytisch voordeel. De concentraties in sedimenten en zwevende stof
zijn 1000 tot 100.000 maal hoger dan in water
- beter .totaalbeeld. Een klein deel van metalen wordt als vast elementair metaal gegmitteerd. De grootte van de deeltjes bepaalt of de
deeltjes bezinken. Bij sedimentmonsters 'worden de bezonken deeltjes
we1 meegenomen, bij watermonsters niet. Deze deeltjes kunnen in oplossingkomen en weergaan deelnemen aan het afvoerproces
- plotselinge kortdurende metaallozingen. Een veelvoorkomend verschijnsel bij vervuilersis het plotseling lozen van opgespaarde hoeveelheden metaal. Wanneer dit op tijdstippen gebeurt zonder watermonstercontrole (b.v. zon- en feestdagen) kan een sedimentmonster aangeven
dat een tijdelijke grote concentratie aanwezig is geweest
- vergelijking met vroegere afzettingen. De aard van de sedimenten verandert langzaam wat betreft het gehalte aan metalen. Oude dieper gelegen sedimenten kunnen aanwijzingen geven over vroegere gehalten.
Het bepalen van oude gehalten van metalen om een zgn. "nulniveau" uit
een industrieloos tijdperk te verkrijgen heeft ook zijn gevaren. Vooraldoor bodemprocessen kan de concentratie aanzienlijk veranderen, zodat het beeld niet juist behoeft te zijn (DRIEL, 1974).
3.2.4. Andere meetmethoden van metaalvervuiling
Verschillende onderzoekingen worden en zijn verrichtmet zgn. "indicator-organismen". Dit zijn planten of dieren, waarvan men de accumelatiefactor t.0.v. de omgeving bepaalt.
DIETZ (.1972) heeft van hogere planten en mossen accumulatiefactoren
trachten te bepalen. In tabel 3 zijn de accumulatiefactoren voor verschillende metalen weergegeven. De proeven zijn genomen in het stroomgebied van de Ruhr.
Tabel 3 . Gemiddelde accumulatiefactoren voor metalen in waterplanten.
£A = (plant (mglkg natgewicht))/(water
(mgll)).
Sporenelementen
Hogere planten
Ranunculus fluitans
Nuphar luteum
Sagittaria sagittifolia
Myriophyllum
...
.........
...
I..............
.
Mossen
Fontinalis antipyretics
Hygroamblystegium
Zn
Fe
Mn
210
100
580
460
1420 2000
1400 165
7 3 0 400
1000 1400
Ni
Cu
Pb
330
550
120
320
350
78
220
870
575 120
100 >430
290 >230
182 200
... 3000
.........
20800 9400 1500 1050 3200
3200 15300 2500 770 2800 4600
Hg
740
930
3 . 3 . Sedimentgehalten van "schoon" en vervuild sediment
,.
De bepaling van de metaalgehalten van "schoon" sediment is in de geindustrialiseerde gebieden moeilijk. Ook in de randmeren is een nulniveau
moeilijk te bepalen. De meest vervuilde plaatsen (met name de vaargeul)
hebben door scheepvaart, baggeractiviteiten, oeverrecreatie enz. geen
keurig gelaagde opbouw. Bovendien zijn sinds 1900 verschi.llende afsluitwerkzaamheden van invloed op het sediment. Er zijn enkele andere methoden om een nulniveau te beanderen.
De "Tongestein-standaard" ( k l e i m i n e r a a l - s t a n d a a r d ) wordt 0.a. door
FORSTNER en MULLER ( 1 9 7 4 ) genoemd. Een zeer groot aantal sedimentmonsters van onvervuilde sedimenten leverden de volgende gemiddelde nulniveau's van metaalgehalten in puur lutum:
Cr Zn .Mn
Cd Hg
Co Pb Cu Ni 0.3
0.4
19
20
45
68
90
95
850 ppm
De metaalgehalten van de monsters uit de randmeren worden in 6 . 3 .
vergeleken met deze Tongestein-standaard. De afwijkingen worden niet alleen veroorzaakt door ongelijke situaties van aanvoer van metaal, maar
ook doordat de metaalgehalten van de randmeren betrokken zijn op het
totale monster.
Voor de oriktatie van een "natuurlijk" gehalte is ook uit de Noordoostpolder een monster opgenomen bij de vergelijkingen van de metaalgehalten van Zn, Cr, Cu en Hg. De situatie wat betreft metaalaanvoer en
verder gedrag moet ongeveer gelijkwaardig zijn geweest binnen de oude
Zuiderzee. Dit monster uit kavel S 57 van de Noordoostpolder is afgezet tussen 1670 en 1800 A.D. In bijlage 1 zijn de gegevens van dit monster opgenomen. De gegevens'ge&trapoleerd naar 100% lutum (gehalte was
33.8%)
4. WISSELWERKINGEN TUSSEN SEDIMENT EN WATER
4.1. Herkomst van milieu van zwevende stof en sediment
~e zwevende stof sedimenteert'op een plaats met lage stroomsnelheid en
kan dan sediment worden genoemd. De, gehalten van metalen in de zwevende stof is sterk afhankelijk van de aard van de zwevende stof en het
milieu waar het "in heeft gezweefd". De wisselwerking tussen'water en
sediment'brengt hierna nog wijzigirigen in de concentratie van de metalen
en andere stoffen.
De metaalgehalten in het sediment in sterk vervuilde gebieden bestaan
uit 2 componenten:
- het nathrlijke aandeel door vsrwering en transport ontstaan
- het door menselijke oorzaak ontstane deel van het metaalgehalte dat
in vele oppervlaktewateren een veelvoud van het natuurlijke deel bedraagt.
4.2. Metaalverrijking van sediment
4.2.1. Metaalverrijking door kationenuitwisseling en adsorptie
De sedimentdelen met grote oppervlakken zijn in-staatkationen uit het
water op te nemen en equivalente hoeveelheden andere kationen aan de oplossing af te geven. Sedimentdelen als kleimineralen, neergeslagen ijzerydioxiden, amorfe kiezelzuren en anorganische substanties zijn tot
deze k'ationenuitwisseling in staat. De oorzaak van kationenuitwisseling berust op uitwisseling van negatief geladen groepen (silicium- en
aluminium (I) en (11) groepen bij lutumineralen; Fe(0H)--groepen bij
ijzerhydroxiden; carboxyl- en phenolische OH--groepen bij organische
substanties). Kationen worden door de negatief geladen delen aangetrokken.
De deeltjes met grote oppervlakt'en zijn o6k in staat metaalionen'op de
grensoppervlakken vast te leggen op grond &n moleculaire wisselwerkin-.
gen (van de Waals-krachten!). Tussen..de zodanig geabsorbeerde metaalionen en de ionen in oplossing bestaat een evenwicht. Bij concentratieverhoging van de metaaloplossing in water stijgt ook de hoeveelheid geabsorbeerde ionen, er is dan een nieuw evenwicht ontstaan. Bij concen-:
tratiedaling neemt de hoeveelheid geabsorbeerde metaalkationen af.
Over de verhouding tussen geabsorbeerde en uitgewisselde kationen in.
zwevend materiaal of sediment zijn nog geen cijfers bekend. De hoeveelheid uitsluitend geabsorbeerde ionen speelt ten opzichte van de hoeveelheid uitgewisselde kationen een vdlledig ondergeschikte rbl (F~RSTNER
en MULLER, 1974).
+
De som van de uitwisselbare kationen (incl. H ) wordt.de uitwisselingscapaciteit genoemd (engels: C:E.C.
= Cation Exchange Capacity),
uitgedrukt in meq./IOO g materiaal. Tabel 4 geeft de C.E.C. voor verschillende sedimentmaterialen.
Tabel 4. Uitwisselingscapaciteit voor belangrijke sedimentmaterialen
(naar SCHEFFER-SCHACHTSCHABEL,
1966 ; tlumuszuren baarde naar
MARSCHALL, 1964) .
'
materiaal:
kaoliniet ,. .
chloriet
illiet
montmorriloniet
,
.
.
C.E.C. meq.1100 g
3-15
10-40
20-50
80-120
vers neergeslagen Fe-hydroxide
amorfe kiezelzuren
organische substantie (uit bodem)
humuszuren (uit bodem)
10-25
I 1-34
150-250
170-590
De sterkte van binding van de 'in tabel 4 genoemde sedimentcomponenten
wordt niet in dit verslag behandeld. Hiervoor - wordt verwezen naar
SCHEFFER-SCHACHTSCHABEL (1 966), KELLEY (I 948) en WEISS en AMSTUTZ ( 1 966).
4.2.2. Metaalverrijking door neerslag en co-precipatie; stabili-,
teitsrelaties
4.2.2.1. Neerslag
Neerslag ontstaat als het p;odukt van de betreffende ionenconcentratie
de waarde van het oplosbaarheidsprodukt te boven gaat. De concentratie,
waarbij het oplosbaarheidsprodukt overschreden wordt hangt vooral af
van de oplosbaarheid van d e i n oplossing aanwezige anionen af en van
de pH (FaKSTNER en MULLFR, 1974).
In de oppervlaktewateren en in hetporienwater van sedimenten treden
vooral chloride-, sulfaat- en bicarbonaatanionen op. Onder reducerende
....
omstandigheden treden ook sulfideranionen qp. '.~ij
de.hier behandelde
metalen zijn chloriden (behalve Hg(1)Cl) en sulfaten goed oplosbaar,
de carbonaten, hydroxiden en sulfiden zijn daarentegen weinig oplosbaar.
~
De hydroxiden hebben een oplosbaarheid, die sterk afhangt van de pH.
De relatie tussen de pH en de maximale oplosbaarheid van metalen in
evenwicht met hun hydroxiden is in figuur 3 weergegeven.
-
I
Figuur 3. Maximale oplosbaarheid van metalen in evenwicht met hun hydroxiden in afhankelijkheid van de pH (naar JENNE, 1968; curve
voor Fe(0~)3: MORGAN en STUMM, 1965).
De oplosbaarheid van deze hydroxiden is volgens F~RSTNERen MULLER (1974)
in deze volgorde afnemend:
Fe (111) < Cu < Zn (krist.) ( Ni = zn (amorph) < Co < Pb
< Fe (11) < Cd < Mn (11).
De minimale oplosbaarheid ligt bij alle hydroxiden in het pH-bereik
9-12. Bij pH = 7 is de oplosbaarheid a1 iets hoger:,.terwijl bij p H = 4
een zeer grote oplosbaarheid wordt bereikt.
De sulfiden van de metalen zijn bij pH = 7 zeer weinig oplosbaar. De oplosbaarheid van carbonaten van metdlen in waterige oplossingen is sterk
afhankelijk van de conc'entratie C 0 2 De volgende reactie treedt bij
b.v. 2-waardige metalen op:
Me (11) Co3 = H20 ; ,Co2 ~e'+ + 2 (HCO~)- (F~RSTNERen MULLER, 1974).
Onder medeneerslag wordf een proces verstaan, waarbij een bepaalde stof
aan een neerslag wordt gebonden. De stof, die nu mede neer wordt geslagen' zou oplosbaar zijn geweest als die neerslag niet was ontstaan. De
aard van binding van medeneergeslagen stoffen kan verschillen:
- echte gemengde kristalbinding '
- vlueibare insluiting
- zuiging (kationenuitwisseling en adsorptie)
.
De Fe- en Mn-hydroxiden laten metalen door adsorptie en kationenuitwisseling aan de oppervlakken in de neerslag mede neerslaan.
Onderzoekingen van GIBBS (1973) wijzen uit dat vooral Ni en Co met hydroxiden mee neerslaan en in de hydroxidehuidjes (coatings) van de sedimentdeeltjes ingebouwd zijn.
\
4.2.2.3.
Stabiliteitsbetrekkingen
Stabiliteitsbetrekkingen van minefalen 'en chemische verbindingen in wa,ter worden steeds meer voorgesteld met Eh-pH-diagrammen. De betrekkingen
gelden voor 1 temperatuur F n 1, concentratiebeeld van verschillende stoffen. Ter illustratie volgen sdabiliteitsbetrekkiqen van zink en cadmium.
Figuur 4. Oplosbaarheidsbetrekkingen in het systeem Zn + C02 + S + M20
bij 25'~ en 1 atm. in afhankelijkheid van Eh en pH.
molll, van opgelost
Oplosbaarheid van opgelost zink C0 en S =
moll1 (naar HEM, 1972).
Figuur 5. Op?osbaarheidsbetrekkingeil in het systeem Cd + CO + S + H20
bij 25OC en I atm. in afhankelijkheid van
en p
Oplosbaarheid van opgelo2t cadmium = 10-7r6' mo:/l, van het
opgeloste C02 en S = 10- moll1 (naar HEM, 1972).
4.
De Eh-pH-diagrammen voor de'meeste andere metalen zijn te vergelijken
met zink of cadmium. Bij afwezigheid van vrije zuurstof (positieve redoxp6tentiaal) is Pie2+ bij een pH r 7-8 stabiel, met stijgende pH wordt
eerst het carbonaat en daarna het hydroxide de stabiele fase. Bij negatieve redoxpotentiaal is over een groot bereik het sulfide de stabiele
fase. Het systeem met Fe + S :+C02 en H20 is'voor het sedimentatie-bereik
bijzonder belangrijk'(zie figuur 7). De metalen kunnen bij faseveranderingen van het ijzer uit- of in de oplossing gebracht worden (kationenuitwisseling, adsorptie, medeneerslag).
- 15 Ook voor de situatie zonder S is een diagram opgenomen (figuur 6).
Figuur 6. Oplosbaarheid'sbetrekkingen in het systeem Fe + C02 + H20 bij
25'~ en 1 atm. in afhankelijkheid van Eh en pH. Oplosbaarheid
van opgelost ijzer: 10-6 mol/l, van opgelost C02 = 10-2 moll1
(naar CARRELS en CHRIST, 1976).
Figuur 7. Oplosbaarheidsbetrekkingen in het systeem Fe + S + C02 + H20
bij 25'~ en 1 atm. in afhankelijkheid van Eh en pH. Oplosbaarheid van opgelost ijzer = 10-6 mol/l, van opgelost S =
mol/l en van opgelost C02 = 1
0
' mol/l (naar CARRELS en '
CHRIST, 1965).
Bij een p~ groter dan 7 Sn onder reducerende omstandigheden is de FeC03
de stabiele fase. Bij toetreden van zuurstof zet FeC03 zich snel om in
hydroxiden, waaruit enerzijds weer FeC03 ontstaan kan, wanneer bij aanwezigheid van C02 (uit de ontbinding van organisch materiaal) en ontbrekend zuurstof de redoxpotentiaal sterk negatief wordt.
Een directe afscheiding van FeC03 uit ~e2+-houdendeoplossingen in de
porignruimten van het rivierbed kan een oorzaak zijn van verdichting van
de rivierbodem. De kleine porizn worden opgevuld met FeC03 dat neerslaat
en inplaats van water is nu sideniet (FeC03) aanweiig (FURSTNER en
MULLER, 1974).
4.2.3. Metaalverrijking door in water onoplosbare humuszuren
De organische componenteri.van de zwevende stof in het water bevatten
ook'bnoplqsbare humuszuren. Deze zuren hebben een bijzondere grote affiniteit voor met'aalionen. Door 2 mechanismen worden metaalionen aan water
onttrokken:
- de hoge kationenuitwisselingscapaciteit, die door onverzadigde ladingen
wordt veroorzaakt
- de metaalionen worden in humuszuren complex ingebouwd en op deze wijze
gefixeerde metaalionen zijn normaliter'niet meer uitwisselbaar.
De gezamenlijke bindingskracht van de humuszuren varieert tussen 200 en
600 meq metaalion/lOO g humuszuur. Het uitwisselingsvermogen beslaat ongeveer een derde deel, de com~lexeringongeveer 213 van de beschikbare
portie (FORSTNER en MULLER, 1974).
Het bindingsvermogen van humuszuren is gerelateerd aan het molecuulgewicht, evenals aan de lading en de grootte van de metaalionen; RASHID
(1971) kon bewijzen, dat humuszuren met een molecuulgewicht onder de
7 0 0 a.m.e. een 8-voudige hoeveelheid ionen konden binden vergeleken met
humuszuren met een molecuulgewicht tussen 10.000 en 100.000 a.m.e.,
RASHID (1971) heeft ook ontdekt dat 2-waardige metalen een 3 t o t 4 maal
grotere bindingskracht hebben dan 3-waardige metalen.
.,ONG en'BISQUE (1968) wijzen erop dat de vaardigheid om humuszuren te laten samenklonteren toeneemt met de groottevan de.metalen.
4.3. Mobilisatie van metalen uit het sediment
4.3.1. Mobilisatie tengevolge van veranderingen in het watermilieu
.
De mobilisatie van metalen (of meestal remobilisatie van metalen) uit
het sediment en zwevende delen treedt vooral op als de zuurgraad van het
milieu daalt beneden pH 7.
De metaal-hydroxiden, -carbonaten en -sulfiden krijgen een groter oplosbaarheidsprodukt onder deze omstandigheden en gaan voor een deel in oplossing (F~RSTNERen MULLER, 1974).
Deze pH-aaling kan overal optreden waar,. door~biochemischereacties (omzetting van organische substanties door bacterien) C02 aanhet water wordt
toegevoegd en tegelijkertijd- O2 wordt onttrokken. Als het zuurs'tofgehalte nu1 wordt kan door anaerobe omzettingen H2S ontstaan, hetgeen ook
pH-verlagend werkt..
De metaalmobilisatie in het sediment zal in verschillende oppervlaktewateren in Nederlahd a1 kunnen plaatsvinden.
Door tijdelijke sterkere vervuiling van het water kan het sediment.sterk
vervuilen. Als daarna.een zuurder milieu ontstaat of de gehalten van opgeloste metalen dalen in het water dan is mobilisatie vanuit het sediment te verwachten.
HeLkwantitatieve effect van mobilisatie zal niet zo groot zijn in-rustig water, waar alleen mobilisatie optreedt/.inhetp~ri~ns~steern
van'het
bovenste sediment. Wordt echter door turbulentie tengevolge vanopenen'
en sluiten van sluizen, scheepvaart, baggeren of door vergroting van
.stroomsnelheid enz. hetsediment omgewoeld dan kan de mobilisatie belangrijke hoeveelheden metaal aan het water toevoegen.
In de Necker (B.R.D.) werd door FORSTNER en MULLER (1974) een 10-voudige
concentratie metaal gemeten bij hoge afvoeren t.g.v. turbulentie bij de
bodem.
4.3.2. Mobilisatie door synthetische complexvarmers
Een belangrijke stof, die complexvorming me't metalen kan veroorzaken,
is N.T.A. Een stof, die door v , ? r s c h i l l e n d e . o n d e r z o e k e r s als milieuprobleemloze vervanging van het e u t r o p h i ~ r e n d e . f o s f a a t ~ ~ o ~ d t ~ v e r w e l k o m d
(0.a. GOLTERMAN, 1974). N.T.A. blijkt echter metalen in te bouwen en
werkt in zeer lage concentraties zeer sterk mobilizerend voor metalen.
De metalen Cd, Zn en Cu vertonen zeer sterke mobilisatie-verschijnselen
bij een vrij geringe concentratie N.T.A.
De rangorde van mobilisatiegevoeligheid door N.T.A.
1974).
(FORSTNER en MULLER,
Cd = Zn > Cd > Ni > Pb > Co > Mn > Fe > Cr > Hg.
,
Als voorbeeld van mdbilisatie: GREGOR (1 972) constateerde een 1 2-voudige
mobilisatie van Pb (middelmatig gevoelig!) in stedelijke waterreservoirs
en in meren met N.T.A. houdend water.
De complexen van N.T.A. met .Cd en Hg zijn nog giftiger dan de metalen
op zich (SCHNEIDER, 1971).
5. DRONTER- EN VELUWEMEER: ONTSTAANSWIJZE BODEM, BODEM, WATERHUISHOUDING
EN WATERKWALITEIT
De sedimenten van de bodem van de meren hebben invloed op het gedrag
van zware metalen. De waterhuishouding kan inlichtingen verstrekken .
over eventuele bronen en mate van vervuiling. De waterkwaliteit handelt
over kwaliteit van aangevoerd water.
5.1. Ontstaanswijze bodem van het Dronter- en Veluwemeer
Pleistoceen zand is in geen van beide meren nog aan de oppervlakte aanwezig..De,laatste ijstijd (Weichselien) bracht zandig riviermateriaal:
het fluviatiele laagterras. Ook werd in het Pleistoceen nog dekzand gesedimenteerd. In het Holoceen zijn deze zanden gedeeltelijk weer verplaatst.
qo@
Het holocene tijdperk bracht klei en veen tengevolge van forse zeespiegelrijzingen. De IJssel zette voor de monding een pakket zand a£, het
zgn. Ramspolzand.
Het noordelijk deel van de bodem van het Drontermeer bestaat uit Ramspolzand, er komt hier en daar klei voor. De bodem van het zuidelijk
deel van het meer is gevormd uit verplaatst Pleistoceen zand. Bij Elburg
en tussen Bremerberg en Harderwijk (Veluwemeer) is klei afgezet. De rest
van het Veluwemeer bestaat uit verplaatst Pleistoceen zand.
5.2. Bodem van het Dronter- en Veluwemeer
~e bodemkaart (bijlage.2) toont de verschillende bodemtypen van de meren.
De kationenuitwisselingscapaciteit (C.E.C.) van het kleigebied in het
Veluwemeer ligt in de orde van 10 meq./100 g.(berekend met gegevens van
VAN DER MAREL, 1950).
5.3. Waterhuishouding van het Dronter- en Veluwemeer
De Dienst der ~uiderzeewerkenheeft van I962 t/m 1968 een waterbalans
voor het Drontermeer en Veluwemeer opgeste1d.-Door de open verbinding
bij Elburg is het niet mogelijk voor elk meer een aparte waterbalans te
geven.
'OD het meer van de Ro~gebotsluizentot de sluizen van Harderwiik werd
in de-jaren 1962 t/m i968 gemiddeld 437 cm water aangevoerd (BERGER,
1970).
Aanvoer
Afvoer
gemaal Lovink 24%
2 gemalen oude land (vnl. Drontermeer) 19%
lozing 80%
verdamping 15%
wegzijging 5%
beken van de Veluwe 37%
neerslag 20%
Behalve deze hoeveelheden zal ongeveer 250 cm kwelwater vanuit de Veluwe
worden aangevoerd. Deze hoeveelheid zijgt tevens weer weg door de bodem
van Roggebotsluis tot Harderwijk.
De meren worden naar schatting gemiddeld 5 maal per jaar ververst. Dit
is echfer een gemiddelde, er zijn delen van het meer die minder frequent
van ander water worden voorzien. Bij waterspiegeldalingen in de zomer
(0.a. door agrarisch gebruik) wordt sporadisch water ingelaten bij gemaal Lovink. Het water uit de Hoge Vaart (Oostelijk Flevolandj, dat dan'
wordt ingelaten, is van goede kwaliteit. Als de hoeveelheid suppletiewater groter wordt dan de inhoud van de Hoge Vaart dan wosdt door gemaal
Lovink het slechte water uit het Ketelmeer ingelaten.
De effluenten van de zuiveringsinstallaties van Harderwijk en Elburg
worden respectievelijk op.het Veluwe- en Drontermeer geloosd.
5.4. Waterkwaliteit en wateraanvoer wat betreftmetalen naar het Dronteren Veluwemeer
-
Het Dronter- en Veluwemeer werden respectievelijk af,gesloten:vanhet
IJsselmeer in het derde kwartaal van 1954 en in juli 1956. De vaargeul
werd gebaggerd tegen het einde van 1954. Voor de aflsuiting stonden de
meren ster onder invloed van de (vuile) IJssel.
De aanvoer van metaal is na de afsluiting vermoedelijk enigszins gedaald. De vaargeul wordt bijna elk jaar uitgebaggerd, dus de slibmassa
is steeds in beroering door baggeractiviteiten. Van een gelaagdheid
(b.v. in de vaargeul) is dan ook niets te merken. Beroering kan ook
ontstaan door schepen, wind, oeverrecreatie enz. Er moet rekening worden gehouden met metalen in sediment, dat dateert van voor de afsluit ing
.
De aanvoer van metalen op dit moment is te verdelen over de verschillende watertoevoerende punten:
- gemaal Lovink: Het gemaal werkt weinig. De aanvoer van metaalgebonden aan slib is bijna uit te sluiten door de lage
stroomsnelheden. Ook opgelost metaal za1,niet in belangrijke hoeveelheden worden aangevoerd.
- gemalen oude land (Drontermeer): Het water van de twee gemalen op het
oude lind lozen in de natte perioden het neerslagoverschot gedeeltelijk op het Drontermeer. De kwaliteit
zal vermoedelijk goed zijn. Er is weinig bioindustrie
in dit gebied.
- beken op de Veluwe: Het stroomgebied van de beken is wat zwaarder belast met bioindustrie dan de polders langs het Drontermeer. Mogelijk worden wat metalen (b.v. Cu) op deze
beken geloosd met gier- en mestlozingen.
- rioolwaterzuiveringsinstallaties (Harderwijk en Elburg): Deze effluenten zullen in de toekomst door het "'zuiverings~cha~
Veluwe" wordenbemonsterd. De metalen worden dan ook
bepaald (ZUIVERINGSSCHAP Veluwe, 1974). Vooral metalen, die voornamelijk in oplossing, zijn passeren
de zuiveringsinstallatie. Anqg-anischeen organische
stoffen binden een aantal metalen voor een groot deel
(zie 2.2.3.). De metalen komen dan grotendeels in
.terecht.
het slib van de z~iverin~sinstallatie
6. SEDIMENTSMONSTERS UIT HET DRONTER- EN VELUWEMEER
6.1. Bemonstering
,
.
.
De sedimentsmonsters zijn genomen met behulp van een zg. vrij-wit-boor,
(genoemd naar de uitvinders). Deze bo6r staat afgebeeld op figuur 8.
Het boorlichaam wordt het sediment (onder'water) ingedreven. VOOK het.
omhooghalen wordt de schuif gesloten en een praktisch ongeroerd monster
van de gewenste lengte kan worden opgehaald. . ~ ... .
De monsters zijn op 13 plaatsen in het Veluwemeer en op 18 plaatsen in
het Drontermeer genomen. De meeste meetpunten zijn &En maal bemonsterd
en de bemonsteringsdiepte varieert van 15 tot maximaal 50 cm beneden
de meerbodem.
De monsters zijn in het Drontermeer genomen tussen
20 juni 1972, het zgn. "punt 36" is meerdere malen
1 augustus en 15 oktober 1973.
De monsters uit het Veluwemeer -zijn genomen tussen
vember 1972, het "punt 47" is bemonsterd op 18 rnei
Figuur 8. Vrijwitboor
20 mei 1972 en
bemonsterd op l l 'rnei,
30 rnei 1972 en 27 noen 31 juli 1973.
6.2. Analyse
Voor de bepaling van koper (Cu), chroom (Cr), zink ( Z n ) en ijzer (Fe)
in bodemmonsters wordt de grond gedestrueerd met een mengsel van HNO3,
H2S04 en HC104. Voor de bepaling van kwik (Hg) in bodemmonsters wordt
de grond behandeld met een mengsel van HN03, H2S04 en K2S208 (kaliumpersulfaat, een oxiderende stof).
In de aldusverkregen extracten wordt de concentratie van de elementen
bepaald met a t o o m a b s o r p t i e s p e c t r o f o t o m e t r i e .
Atomen van een bepaald e1ement.b.v. Cu zijn in staat licht van een voor
dat element karakteristieke golflengte (voor Cu 3247,5 nm) te absorberen.
In de praktijk wordt het te bepalen element met behulp van een acetyleen-luchtvlam (+ 2 5 0 0 ~ ~in
) de lichtweg gebracht. De metaalionen in het
extract worden door energieafgifte van de Clam omgezet in atomen. Deze
atomen zijn in staat (ionen niet) om een gedeelte van het door de lichtbron uitgezonden licht te absorberen. De intensiteit van het doorgelaten licht wordt gedetecteerd. Met behulp van bekende hoeveelheden ele,ment (standaarden) kan de onbekende hoeveelheid element in het monster
worden bepaald. De gehalten worden uitgedrukt in microgramen element
per gram stoofdroge grond.
-
6.3. Resultaten van de bemonstering en analyse
De gegevens van alle metalen samen zijn in bijlage 3 opgenomen. De codes van de monsterplaatsen zijn in bijlage 4 op kaart gezet.
6.3.1. Chroom (delectiegrens ca. 5 ~ g / gsediment),
Chroom wordt voor ca. 80% in zwevend materiaa1,gebonden in het water
(zie 2.2.3.). Het merendeel van het chroom is in het zwevende materiaal
ingebouwd in kristaldeeltjes: 75-90% van het chroom.
Om een vergelijking mogelijk te maken met andere onderzoeken is voor
slibrijke monsters een extrapolatie naar 100% slib uitgevoerd.
De gegevens van chroom zijn in bijlage 5 op kaart geplaatst voor het
Dronter- en Veluwemeer.
Voor vergelijking van qhroomgehalten met het Ketelmeer zijn gegevens
van L)E GROOT en ZSCHUPPE (197.3) gebruikt.
. ..
.
Ook: het bodemmonster uit bijlage 1 en de Tongesteinstandaard (zie -oak
3.3.) worden genoemd.
. .... . .
..
2-
Tabel 5. Vergelijking chro6mcondentraties van de' slibrijke
.
. . . bodemmonst~rs
..
. van
.
Dronteren
yeluwemeer
met
andere
gebieden.
. . .
. .&
. . ~
1
I
R. 1J.P.
Plek
.:.0-5 c m ~
..
.
.
Ketelmeer (DE GROOT en ZSCHUPPE (1973)
0-5 cm
Plek
5-15 cm
Cr in
Slib CT Cr in
Slib . Cr
. Z
% ppm 100% slib
ppm 100% slib
D
D
D
D
10
13
14
16
4.2*
31.5
17
21
N 10 27
N1522
27
1 47
18
72
46
63
429*
229
27 1
301
15
27.7
17
28
64
66
70
237
300
259
27 59
32.5 60'
42 76
247
227
253
243
37
63
43
68
Cr P P ~ Cr ppm
IOOZ slit 100% slib
net voor monding IJssel
ca. 2 km van monding
3-6 km van monding
meer dan 8 km van monding
meer dan 10 km van monding'
1125
1048
85 1
950
663
2 19
185
181
L
* ~ e4.2% slib is geextrapoleerd naar 100%. De verkregen gehalten zijn niet betro"wbaar.
Af zettingen van IJsselmeersediment (DE GROOT en ZSCHUPPE, 1973)
ca. 2 km voor de monding IJssel 100% slib: 485 pgIg Cr
voor de mond'ing IJssel 100% slib: I49 ugIg Cr
3-6 km
ca. 9 km voor de monding IJssel 100% slib: 168 ugIg Cr ,
Oude afzettingen (DE GROOT en ZSCHUPPE, 1973)
. .
caC 2 km voor de monding IJssel (Zuiderzeeafzetting): 100% slib:
198 pg/g Cr
.
ca; 6 km voor de monding IJssel (Zuiderzeeafzetting): 100% slib:
.
129 uglg Cr
ca. 9 km voor de monding IJssel (oude zeeklei): 100% slib: 139 pg/g Cr
'
'
Zandige afzettingen (weinig slib, onbetrouwbaar) (DE GROOT en ZSCHUPPE,
1972)
eBovenlagen van sediment naast de IJsselmonding: 100% slib: 248 pg/g Cr
Onderliggende lageny 100% slib: 337 ug/g Cr
Grondmonster N.O.P. no. 28666 (Bijlage 1)
Slibgehalte:
57.5% slib"
Cr-gehalte:
87.5 ppm
Cr (100% slib): ca. 150 ppm
Tongestein-standaard
(FURSTNER en MULLER, 1974)
De gehalte van "schoon" sediment betrokken.0~ 100% lutum:. chroom 90 ppm.
Het chroom bindt zich in mindere mate aan kleimineralen, dit gegeven is
weinig interessant voor dit metaal.,
Rijnsediment (DE-GROOT en ZSCHUPPE, 1973)
1960: Cr geextrapleerd naar 100% slib: 990 ppm
,,
"
100% slib: 1238 ppm
1970: Cr
Havenslib Rotterdam: Cr geextrapoleerd naar 100% slib: 867 ppm.
,
I
De volgende punten vallen op bij de chroomgehalten van het Dronter- en
Veluwemeer (bijlage 5).
- De vaargeul heeft relatief hoge concentraties, varierend van 28 pg/g
Cr (D 9) tot 72 vg/g Cr (D 13).
-
-
.
+,
Voor Elburg is een dunne laag (ca. 10 cm) recent slibrijk materiaal
aanwezig met ca. 46ps/g Cr. In het zand onder-het laagje slibrijkmateriaal daalt het Cr-gehalte tot ongeveer de helft.
- ~ e teilandje in het'~rontermeer,dat het dichtst bij de RoggebotsluiZen is gelegen, is aan de oost- en zuidzijde wat slibrijker en heeft
eenhoger Cr-gehalte dan de omgeving.
- In de meetraai ter noorden van Elburg werd :op zavelgrond in de bovenste
15 cm concentraties van ca. 30-70 ug/g gevonden.
- De gehalten in de "kleihoek" van het Veluwemeer (polderzijde) zijn
hoger dan van de zandbodem van het Veluwemeer.
6.3.2. Koper (detectiegrens ca. 5 ug Cu/g sediment)
Koper bindt zich, evenals chroom, voor een groot deel aan zwevend materiaal in het water: ca. 60-75%. De binding bestaat voor + 80% uitbinding
aan kristaldeeltjes.'
De absolute kopergehalten in het.Veluwemeer en het Drontermeer zijn in
bijlage.6 in kaart gebracht.
De vergelijking van kopergehalten met gegevens van DE GROOT en ZSCHUPPE
(1973) vindt op dezelfde manier plaats als bij chroom (6.3.1.).
,
Tabel 6. Vergelijking koperconcentraties van Dronter- en Veluwemeer met andere gebieden
'
Ketelmeer (DE GROOT en' ZSCHUPPE, 1973)
R.1J.P.
0-5cm
Plek
.. .
5-15 cm
.
..
Plek
Slib Cu
Cu in
Slib Cu
0.1 in
% ppml00% slib
% p m 100% slit
D
D
D
D
3
13 31.5 31
14 17
16
21
17
16
104.2*
N I0 27
N1522
47 27
Z
17
26
!5
71*
98
94
81
63
118
56
'
45 . 7
27.7 28
14
17
28
19
47
101,
82 68
27
15
32.5 22
42
15
56
6.8
36
Cu ppm Cu ppm
1100% 1100%
net voor IJsselmonding
ca. 2 km van IJsselmonding
3-6' km van IJsselmonding
> 8 km van ~Jsselmonding
> 10 km van.IJsselmonding
6 13
511
465
481
384
Onbetrouwbaar wegen te gering slibgehalte.
Afzettingen van IJsselmeersediment (DE GROOT en.ZSCHUPPE, 1973)
ca. 2 km voor de monding van de IJssel 100% slib: 260 ug/g Cu
I,
11
I,
"
100% slib: 38 pg/g Cu
"
3-6Km
It
,I
I,
I,
"
100% slib: 27 pg/g Cu
c.a 9 km "
,I
'
552
503
41 1
444
335
Oude afzettingen (DE GROOT en ZSCHUPPE, 1973)
ca. 2 km voor IJsselmonding 100% slib: 87.ppm Cu
I,
ca. 6 km "
100% slib: 16,pprn Cu
,I
ca. 9 km "
100% slib: I 1 pprn Cu
Zandige afzettingen (weinig slib, onbetrouwbaar) (DE GROOT en ZSCHUPPE,
1973)
Bovenlagen van sediment naast IJsselmonding 100% slib
0nderiiggende lagen: 100% slib + 135 pprn Cu
-t
141 pprn Cu
Rijnsediment (DE GROOT en ZSCHUPPE, 1973)
1960: Cu geextrapoleerd naar 100% slib: 541 pprn Cu
-9
"
100% slib: 595 ppm Cu
1970: Cu
Havenslib Rotterdam: Cu geextrapoleerd.naar 100% slib: 440 pprn Cu
~rondmonsterN.O.P. no.. 28666 (Bijlage 1)
Slibgehalte: 57.5% slib
Cu-gehalte : 16.2 pprn
Cu-gehalte : 100% slib: ca. 28 pprn Cu
~on~estkin-standaard
(FORSTNER en MULLER, 1974)
De gehalten van "schoon" sediment betrokken op 100% lutum: koper 45ppm
Het koper bindt zich voor een klein deel aan kleimineralen, dit gegeven
is weinig interessant voor dit metaal.
De volgende opmerkingen kunnen wordengemaakt bij bijlage 6, over het
kopergehalte van de bodem van Dronter- en Veluwemeer:
- Het Drontermeer heeft merendeels Cu-concentraties < 10 ppm.
- Het noordelijke eilandje in het Drontermeer heeft aan oost- en zuidzijde een verhoogde koperconcentratie t.0.v. de omgeving evenals eep
verhoogde chroomconcentratie.
- De vaargeul heeft evenals bij chroom, de hoogste concentraties. Het
Drontermeer heeft alleen bij Elburg een hoge. koperconcentratie. Ten
noorden van punt 36 4s.de hoogste concentrakie 11,5 pprn Cu.
6.3.3. Kwik (detectiegrens 0,02 pg/g)
'
Kwik bindt zich vrij sterk aan organische stof, maar een nauwkeurige
bepaling van de bindingswijzen van kwik aan zwevende stof en sediment
is mij niet bekend. Kwik wordt voor ongeveer 60-80% aan zwevende stof
gebonden.
Vergelijkingen met andere gehalten waren mogelijk met gegevens van
,POELST@ e.a. ( 1973), SCHOLTE-UBING (1971), de Tonge-stein-standaard,
en hetgrondmonster uit de N.O.P. De vergelijkingen van kwikgehalten
zijn moeilijk, doordat menniet precies weet waar:kwik zich aan bindt.
De-resultaten .van deze vergelijkingen moeten dan ook zeer voorzichtig
worden gehanteerd.
-
Tabel 7. Vergelijking kwikconcentraties van de bodem van Drdnter- en Veluwemeer
met andere gebieden(al1es in ppm)
i
~ijksdienstvoor de IJsselmeerpolders
5-15 cm
0-5 cm
,
Plek
D
D
D
D
fraktie fraktie Hg Hg 100% Hg 100% fraktie fraktie
Hg 100% Hg 100%
< 16u
2 p p ~.< 1 6 ~< 2 p
< 2 u ppm < 1 6 u . < 2 p < 16p -
10 4.2
13 31.2
14 17.0
16 20.9
N 10 27
N 15 22
27
47
k
1.3
21.7
11.0
13.8
0.05 1.19*
0.24 - 0.76
0.14 0:82
0.23 1.10
16
13
17
0.12 0.44
0.17 . 0.77
0.13 0.48
3.85*
15
1.11
27.6
1.27
17.0
1.67. 28.0
,0.75
1.31
0.76
27
32.5
43
10.5 0.05
18.9 0.18
ll.O'~O.16
18.0 0.22
17
20
28
.
0.09
0.19
0.09
0133
0.65
0.94
0.79
0.48
0.95
1.45
1.22
0.33
0.58
0.21
0.53
0.95
0.32
Onbetrouwbaar wegens te gering slibgehalte of lutumgehalte.
~.
Gehalten aan-kwik.in.de bovenste 20 cm van Nederlandse gronden
(POELSTM *.a;, '1973) .
.. .'
... . .
.
'
.,
. .
.
~
~g in.. ppm
. . . 0-20
.-..
~m ...
.
0.10
I Rijqsed. ~illi&?n
Valburg
3.35
Biesbosch
10.43
I1 Bollencult. Hillegon?
0.16
Anna-~awlbwna~older
0.13
:: 20- 100cm
0,Ol
0.45 20-I?!!
2.60
0.10
0.05
<
I11 Weiland
Biesbosch
Alkmaar
Hilversum
Amersfoort
Anna-Pawlo*apolder
Schoonebeek
'
0.35
0.09
0.09
0.09
0.08
0.07
0.26
0.02
0.02
0.01
0.03
0.04
SCHOLTE- UBING (1971)
"Natuurlijke" gemiddelde gehalten varieren van 0.01 tot 0.06 ppm in
sediment.
~on~estein-standaard(F~RSTNERen MULLER, 1974)
De gehalten van "schoon" sediment betrokken op 100% lufum: kwik 0,4 ppm.
Gro~dmonsterN.O.P. (Bijlage 1)
Slibgehalte : 57.5% slib
Hg-gehalte
C0.049
Hg (100% slib): 0.09 ppm
Bij de kaart met kwikgehalten, .bijlage 7, valt het volgende punt.0~:
- De vaargeul heeft vrij hoge kwikgehalten t.0.v. de .rest van demeren.
. .
.. .
6.3.4. Zink (detectiegrens 2 pg/g)
Zink bindt zich vrij sterk aanklei en silt (zie 2.2.1.) ,
Het percentage zink dat zich in water aan zwevend materiaal bindt is
kleiner dan van Cr, Cu en Hg: 30-60%.
De vergelijkingen zijn bij zink uitgevoerd als bij chroom en koper.
De kaart van zinkgehalten in het Dronter-'en Veluwemeer is als bijlage
8 opgenomen.
Tabel 8. Vergelijking van zinkconcentraties van de bodem van Dronter- en Veluwemeer
met ander gebieden
*
Onbetrouwbaar wegens te gering,slibgehalte.
Afzettingen van I~sselmeersediment(DE GROOT en ZSCHUPPE, 1973)ca. 2 k m voor IJsselmonding 100% slib 1949 pprn Zn
I,
9,
100% slib 420 ppm Zn
3-6 km
I,
"
100% slib 344 pprn
ca. 9 km
..
Oude afzettingen (DE GROOT en ZSCHUPPE, 1973)
ca. 2 km voor IJsselmonding (Zuiderzeeafzetting): 100% slib + 841 pprn Zn
11
11
ca. 6 km
"
) : 100% slib + 115 pprn Zn
(
11
(oude zeeklei)
: 100% slib + 115 ppm Zn
ca. 9 km
"
Zandige afzettingen (weinig slib, onbetrouwbaar) (DE GROOT en CSCHUPPE,
1973)
Bovenlagen van sediment naast IJsselmondig: 100% slib + 2331 pprn Zn
Onderligende lagen: 100% slib + 1070 pprn Zn
.
. .
~
~ijnsediment (DE GROOT en ZSGHIJPPE, l973)..
1960: gezxtrapoleerd naar 100% slib + 3821 pprn Zn
I,
"
100% slib + 2942 pprn Zn
1970:
Havenslib Rotterdam gesxtrapoleerd naar 100% slib + 2177 ppm,Zn
,
Tongestein-standaard (FORSTNER en MULLER, 1 974)
De gehalten van "schoon" sediment betrokken op 100% lutum: zink 95 ppm.
Grondmonster N.O.P. no. 28666 (Bijlage I)
Slibgehalte : 57.5% slib
Zink-gehalte: 75.5 ppm
.. ..
.;
- .. 131 ,pprq
Zink-gehalte: (100%-.slib)
Bij bijlage 8 de volgende opmerkingen:
..
- De vaargeul bevat veel zink.
- Het noordelijkste eilandje in.het Drontermeer heeft aan de randen
,
vrij veelzink.
,
6.4. Discussie,,
De ,ietaalgehalten in de bodem van he6 Veluwe- en ~rontermeermolten
een "waarde<ingU-'
krijgen t.O.V. de toestand met aanvoer op natuurlijk
niveau. Een vergelijking met een sterk vervuilde bodem, zoals de bodem
van Ketelmeer'en Rijn,'kunpen de toestand ook verduidelijken. De metaal-.
gehalten van monsters, gegxtrapol,eerdnaar 100% slib, kunnen worden vergeleken met andere gebieden. De slibgehalten van de bodemmonsters van
~ionter-en Veluwemeer zijn in de mee$,tq gevallen te gering om verantwoord te extrapoleren naar 100% s1ib.-Alleen de monsters met slibgehalten
groter dan 15% zijn naar 100% slib geextrapoleerd.
'
Het Dronter- en Veluwemeer zijn a1 ca. 20 jaar afgesloten van het :
IJsselmeer en van het IJsselwater, De vaargeul is ook ongeveer 20 jaar
geleden voor het eerst op diepte gebracht. Ieder jaar wordt de vaargeul
uitgebaggerd; de specie wordt elders in het meer geloosd. Deze activiteiten geven veel onzekere factoren omtrent de periode en de bron van
metaallozing.
De gegevens van de metalen zijn onvolledig. Er zijn noch gegevens bekend van metaalgehalten in water, dat tijdens de bemonstering aanwezig
was, noch gegevens van de invoer van metalen. Processen als neerslag,
co-precipitatie en stabiliteitsbefi-ekkingen van metalenen metaalverbindingen blijven bfiiten beschouwing; over de mobilisatie van metalen
kan, eveneens door gebrek aan gegevens, niets wordengezegd.
,~ .
.. . ...
In de bespreking van de metalen Cr, Cu, Hg en Zn wordt een vermoede.lijk "nulniveau" aangenomen. Dit nulniveau wordt bepaald met gegevens
uit 6.3. Door de beperkte hoeveelheid gegevens is het mogelijk dat de
nulniveaus niet correct zijn.
Een n.ul'niveau is het 'metaalgehalte in de bode?
.~ .zpnder mehselijke toevoegingen. De nulniveaus' zijn gegxtrapoleerd naar slib o£ lutum. D e gevaren van een dergelijke extrapolatie zijn a1 genoemd in 2.2.1.
- Chroom: Nulniveau
= ca. 100-150 ppm betrokkenop 100% slib. De nulniveaus van de oude afzettingen (Ketelmeergebied) en van.het
grondmonster uit de N.O.P. stemmen vrij goed overeen. De
sterk verontreinigde plaatsen in het Dronter- en Veluwemeer
hebben metaalgehalten van 200-300 ppm Cr betrokken op 100%
slib. De bovenste-lagen in het Ketelmeer hebben gehalte tot
maximaal-llb0 ppm Cr (100% slib). Rijnsediment (1970): ca.
1200 ppm Cr (100% slib)!
Vergeleken met Rijnen Ketelmeer is er een lichte mate van
verontreiniging van chroom.
De absolute gehalten blijven wat chroom betreft beneden de
50 ppm.
- Koper: Nulniveau = c a . 10-30 ppm, betrokken op 100% slib.
Het nulniveau is niet zo duidelijk als bij chroom. De sterkst
verontreinigde plaatsen in Dronter- en Veluwemeer bevatten
35-120 ppm Cu (100% slib). De mate van koperveruiling varieert sterk;,de hogere kopergehalten liggen niet altijd bij
de hoogste ~1ib~ehalte.n.
IA het ~etelme'er-en kijnslib komen gehalten tot ca. 600 ppm
Cu (100% slib) voor. De mate van verontreiniging is gering
t.0.V. ~etelmeeren Rijn.
De absolute gehalte blijven beneden 31 pprn Cu.
..
- Kwik:
-.
- Zink:
,
Nulniveau = ca. 0.01-0.06 pprn (SCHOLTE UBING, 1971).
Hef grondmonster uit de N.O.P. past in dit bereik: 0.049 ppm
Hg (op-helemonster!). Van kwik is nog te weinig bekend waar
het zich.aan bindt. DeTongestein-standaard is dus van wei- .
nig belang, deze meldt
0.4 pprn Hg (100% lutum). Een duidelijk
. ..
vervuilde bodem, zoals van de kijn (POELSTRA, 1973),, kan we1
I0 pprn Hg bevatten. DE GROOT, DE.GOEIJ en ZEGERS (1971) hebben Hg-gehalten van bodemmonsters ge;xtrapoleerd naar 100%
slib.
De Rijn bevatte 18 pprn Hg (100% slib) in de Biesbosch. De
absolute gehalten van Hg in de bodem van het Dronter- en
Veluwemeer variEren van < 0.02 tot 0.24 ppm. Ongeveer 213
van het monster blijft, wat Hg-gehalte betreft, onder de
0.06 ppm.
De gegxtrapleerde gehaltes inhet ~ronter-en Velbwemeer
..
naar 100% slib) lopen op tot I. I ppm. ~ezxtrapoleerdnaar
100% lutum komen waarden tot ca. 1.7 pprn Hg voor. .Vergeleken
met de Tongestein-standaard (0.4 ppm) betekent dit, op de
vuilsteplaats een verviervoudiging.
De ~ijnsedikeritenbevat-n aanzienlijk meer Hg dan de bodem
van Dronter- en Veluwemeer; De sterkst met Hg vervuilde
plaats, D 16, bevat.ca. 15 x minder kwik dan het Rijnsediment
in de Biesbosch.
Voor kwik is een nulniveua minder duidelijk te bepalen dan .
voor Cr, Cu en Zn. Toch kan een duidelijke kwiktoename warden geconstateerd.
Nulniveau = ca. 100-150 ppm, betrokken op 100% slib. De zinktoename is het duidelijkst van de 4 besproken metalen. De gegxtrapoleerde gehalten naar 100% slib lopen op tot 800 ppm
Zn.
De bovenstelagen van het Ketelmeer hebben plaatselijk ?inkgehalten boven 4000.ppm (100% slib)! In de Rijn (VAN DRIEL
en DE GROOT, 1974) komen gehalten voor van ca. 2900 pprn
(100% slib).
De zinkgehalten zijn dus vergeleken met het "natuurlijk niveau" duidelijk hoger; een factor 6-8 maal hoger dan het nulniveua, komt voor. Vergeleken met de sedimenten van Rijn en
Ketelmeer is de vervuiling gering!
.
'
SAMENVATTING
Metalen komen van nature in zeer lage concentraties in het milieu voor.
De "zware metalen" staan sterk in de belangstelling, 0.a. vanwege hun
giftigheid. De term "zware metalen" is niet gebruikt; het is moeilijk
aan te geven wat een "zwaar" metaal is.
I
In het watefworden de metalen voor een deel aan zwevend materiaal en
voor een deel in opgeloste toestand vervoerd. Het ene metaal bindt zich
meer aan zwevend materiaal dan het andere metaal.
Het zwevende materiaal bezinkt op rustige plaatsen en kan dan sediment
worden genoemd. Het sediment kent, evenals het zwevende materiaal, processen van opname en afgifte van metalen met het water. Het sediment
kan ook door neerslag verrijkt worden met metalen.
In het Dronter- en Veluwemeer zijn sedimentmonsters genomen. Op 2 monsterplekken na zijn de:sedimentmonsters 66n maal op G6n plaats genomen;
voornamelijk in de zomer van 1972. Bij de analyse werden de gehalten
van Cr, Cu, Hg en Zn bepaald in extracten van.het sediment. De betrouwbaarheid van de bepaling in het laboratorium is zeer groot (bepalingen
in duplo of triplo); de betrouwbaarheid van de bemonstering is veel
kleiner. Meerdere .bemonsteringenvan 66n plaats uit andere onderzoeken
bij de Rijksdienst hebben een grote spreiding in metaalgehalten te zien
gegeven, bovendien is er mogelijk een seizoeninvloed bij de bepaling
van metaalgehalten.
-,
Het slibgehalte is bij zeven van de 6Gnendertig monsters groter dan
15% in de onder- en/of bovenlaag (resp. 0-5 en 5-15 cm). Enke-le onderzoekers relateren het metaalgehalte van sediment aan het slibgehalte.
Extrapoleren we het slibgehalte van een monster naar 100% slib, dan
kunnen we verschillende gebieden vergelijken wat betreft metaalvervuiling van het slib. Het relateren van elk metaalgehalte aan slib heeft
grote gevaren.
.
De meest vervuilde monsterplekken (met > 15% slib) zijn vergeleken met
andere gegevens. Het "nulniveau" i<'het metaalgehalte, zoals dat vermoedelijk zou zijn zondek menselijke toevoegingen. De gehalten van chroom
in de bodem van het Dronter- en Veluwemeer zijn maximaal tweemaal hoger
dan het nulniveau van chroom. De absolute gehalten in het sediment zijn
. lager dan 50 ppm Cr. Het nulniveau van koper en kwik is veel moeilijker
te bepalen dan van C r e n Zn. De toename van kwik en koper is duidelijker
dan van chroom in de meest vervuilde delen van de meren. De gehalten
van zink lopen plaatselijk in de vaargeul op tot het vijfvoudige van
.ha vermoedelijke nulniveau.
Een vergelijking van het Ketelmeer- en Rijnsediment met het sediment
van het Dronter- en Veluwemeer geeft duidelijk aan hoeveel meer het
Ketelmeer en de Rijn vervuild zijn. De gehalten van Cr, Cu, Hg en Zn
blijven in het Dronter- en Veluwemeer op de meest vervuilde plekken
' 3 5 4 maal lager dan.in het recente Ketelmeer en Rijnslib.
De aanvoer van metalen naar de twee meren is naar verwachting niet
groot. De effluenten van de r i o o l w a t e r z u i v e r i n g s i n s t a ~ a t i e szullen in
de toekomst worden gecontroleerd op metaalgehalten. Ook de beken van
de Veluwe zullen door bet zuiveringsschap Veluwe op metalen worden onderzocht
. .
.
Het slib uit de vaargeul wordt'jaarlijks m.b.v. baggermolens weggebaggerd, om de vaargeul op diepte te houden. Aangezien in de vaargeul het
sterkst verontreinigde slib bezinkt, is het aan te raden deze specie.
zoals tot nu
toe het geval was.
niet elders in de meren te dumpen,
. .
. . .
LITERATULJRLIJST
ASPECTEN, Enkele, van de randmeren van Flevoland. Lelystad, 1971
(Flevobericht nr. 79, K1J.P.).
BERGER, C. Over de hoedanigheid van het water in de meren rondom Flevoland van 1966 tot 1970. Zwolle, 1970 (Flevobericht nr.
75, R.1J.P.).
BOWEM, H.J.M. TracG elements in biochemistry. London-New York, 1966.
Academic Press.
BRINKMANN, F.J.J. De verontreiniging van ~p~ervlaktewater
met zware
metalen H20; 6 (1973) p. 510-514.
CLIFTON, A.P. en VIVIAN. Retention of mercury from an industrial source
in Swansea Bay sedements. Nature 253 (1975) p. 621-622.
DIETZ, F. Die Anreicherung van Schwermetallen in submersen Pflanzen.
CWF Wasser/Abwasser 113 (1972) H6 p. 269-273.
DRIEL, W. VAN en DE GROOT. Zware metalen in rivieksedimenten. Chemisch
weekblad122 februari 1974 p. M7-8.
FORSTNER, U. en MULLER. Schwermetalle in Flcssen und Seen. (SpringerVerlag) Berlin, Heidelberg, New York, 1974.
GARRELS, R.M. en CHRIST. Solutions, minerals, equilibria. New YorkEvanston-London: Harper en Row, 1965.
GIBBS, R.J. Mechanisms coutrolling world water chennistry: ecaporationcrystallization process. Reply to J.H. FETH (1971)
Science 172 (1971) p. 871-872.
GIBBS, R.J. Mechanisms of Trace metaltransport in rivers. Science 180
(1973) p. 71-73.
GOLTERMAN, H.L. Natuurlijke en versnelde mobiliteit van fosfaat. Chemisch
Weekblad (22 februari 1974, p. M12-13).
GREGOR, C.D. Solubilization of lead in Lake and Reservoir. Sediments
bij N.T.A. Envivonmental Science and Technology 6 (1972)
p. 278-279.
GROOT, A.J. DE, DE GOEIJ en ZEGERS. Contents and behaniour of mercury as
compared with other heary metals in sediments from the
rivers Rhine and Ems. Ocologie en Mijnbouw; 3 (1071):
393-398.
GROOT, A.3. DE, ~~',ZSCHUPPE.
Zware metalen in slib uit het Ketelmeer.
Haren (Gr.) 1973 (Instituut voor bodemvruchtbaarheid no.
0124).
JENNE, E.A. Controls on Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn concentrations in soils
and water: the significant role of hydrous. Mn- and Fe-oxides.
In: Trace inorganics in water. American Chemical Society
Publications, Adrances in chemistry series 73 (1968) p.
337-387.
Vervolg literatuurlijst
JUDSON, S. en RITTER. Rates of ragional denudation in the United States.
J. Geophys. Res. 49 (1964) p. 3395-3401.
KELLEY, W.P. Cation Exchange in Soils. A.C.S. monographi no. 109. New
York: Reimhold 1948.
KOPPE, P. Untersuchungen iiber das verhalten von inhaltstoffen der ~bwssser der metallverarbeitende industrie im Wasserkreislauf
und ihnen Einfluss auf die Wasserrensorgung. G.W.F.-Wasserf
Abwasser 114 (1973).p. 170-175.
MAREL, H.W. VAN DER; The mineralogical composition of the clay (< 2 p )
seperate of the.Dutch soils and their cationic exchange
capacity. In: Fourth international Congres of soil science
Volume 2. Amsterdam, 1950 p..92-94.
MAXFIELD, D. e.a. Heavy metal pollution in the sediments of the coeur
d' AlSne River Delta. Environment Pollution 7 (1974) p. 1-6
MORGAN, J.J. en STUMM. The role of multivalent metal oxides in himnological transformations, as exemplified by iron and mangarese.
Adv. in Water Pollution Research (1965) p. 103-131.
ONG, L.H. en BISQUE. Coagulation of humic colloids by metal ions. Soil
Science 106 (1968) p. 220-224.
POELSTRA, P. e.a. Accumulation and distribution of mercury in ~u'tch soils.
Neth.J. agric. Sci; 21 (1973): 77-84.
RASHID, M.A. Role of humic acids of maine origin and their different
molecular weight fractions in complexing di- en trivalent
metals. Soil Science 1 1 1 (1971) p; 298-306.
RIJKSWATERSTAAT. Kwaliteitsonderzoek in de Rijkswateren. Verslag over de
resultaten over het 4e kwartaal 1974. RIZA, Lelystad.
SCHEFFER, F. en SCHACHTSCHABEL.. Lehrbuch der Bodemkunde 6e druk.
.
Stuttgart, 1966.
.
SCHNEIDER, E. Einige Anmerkungen zu den Ursachen der Wasserverunr_einigung. ~mweltschultz (I), gffentlichte Anhgrungen des Innenausschusses des Deutschen Bundestages (1971) p. 41-44.
SCHOLTE UBING, P.W. Milieuverontreiniging met kwik en kwikverbindingen.
T.N.0.-rapport; 2 pl, november I971 p. 37-44;
SCHUILING, R.D. De natuurli'jke erosie als bassisniveau voor het transport
van elementen. Chemisch weekbladl22 februari 1974 p. M2-M3.
VISSER, W. &n DE VOR. Geochemisch onderzoek naar het gedrag van zware metalen in het stroomgebied van de Eem. Z.pl. en j.
(scriptie R.U. Utrecht-Rijksdienst voor de IJsselmeerpolders).
WEISS, A. en AMSTUTZ. IOG-~~changere1ation.s
o n clay minerals and cation
selective membrane properties as possible .mechanisons of
economic metal concentration. Mineralium Deposita 1 (1966)
p. 60-66.
. . -
Vervolg .literatuurlijst
~UIVERINGSSCHAPVGLUWE.
..
Wateriuiveringsplan 1974, A p e l d o b m , 1'974.
ZWARE
. . . .METALEN in het aquatisch milieu Provinciale Waterstaat in Zuid- ,
., ~ o l
.~
l.a n..d. (onderafdeling Milieu), 1975.
..
GRONDMONSTER
NOORDOOST- POLDER
- BIJLAGE '2
BODEMGESTELDHEID VAN HET RANDMEER VANAF DE
KETEL TOT MUIDERBERG.
De kaad geefl de samenstelling aan van d e
bovenste 25 cm van de meerbodem
VERKLARING :
o zand
a lichte zavel
zware zavel
klei
0-5% lutum (overwegend grof zandmet minder don 3% lutum)
s-i?%
.
..
12-171
25 %
zuigerputten en storbgronden zuri 'niet aangegeven
,
Gegevens bodemmonster s. (Cr;Cu ,Hg , Z n )
a
*in
rg/g=
HI J L A G t 3
ppm

Download Report