<b>Bijsluiter</b>. De hyperlink naar het originele document werkt niet meer. Daarom laat Woogle de tekst zien die in dat document stond. Deze tekst kan vreemde foutieve woorden of zinnen bevatten en de opmaak kan verdwenen of veranderd zijn. Dit komt door het zwartlakken van vertrouwelijke informatie of doordat de tekst niet digitaal beschikbaar was en dus ingescand en vervolgens via OCR weer ingelezen is. Voor het originele document, neem contact op met de Woo-contactpersoon van het bestuursorgaan.<br><br>====================================================================== Pagina 1 ======================================================================

<pre>            Wate      erbod        demo         onderzoek
                          Kraliingse plas
             Module 1: Heterogenitteit en eigen   nschappen waterbodem
                                                              w
        Mod
          dule 2: P-nalevering en aalkaliene dessorptie in ee en labexperim ment
                    Moddule 3: Een vveldexperime  ent met Phosslock
                              Eind  drapporttage
          O
          Opdrachtgever r: Gemeente RRotterdam • Projectnumme
                                                  P            er: PR 19.191 •
R
Rapportnumm
          mer: RP-19.191
                       1.20.60 • Auteeur: Moni Poelen & Fons Sm
                                                              molders • Datuum: 20-02-202
                                                                                        21
                                                                                           1
</pre>

====================================================================== Einde pagina 1 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 2 ======================================================================

<pre>Niets uit dit rapport mag worden gereproduceerd, opnieuw vastgelegd, vermenigvuldigd of
uitgegeven door middel van druk, fotokopie, microfilm, langs elektronische of elektromagnetische
weg of op welke andere wijze dan ook zonder schriftelijke toestemming van de auteurs.
Titel rapport:
Waterbodemonderzoek Kralingse plas; Module 1: Heterogeniteit en eigenschappen waterbodem,
Module 2: P-nalevering en alkaliene desorptie in een labexperiment en Module 3: Een
veldexperiment met Phoslock
Auteurs:
Moni Poelen & Fons Smolders
Opdrachtgever:
Gemeente Rotterdam
Rapportnummer:
RP-19.191.20.60
Contactgegevens:
Onderzoekcentrum B-WARE BV
Radboud Universiteit Nijmegen
Mercator III, Toernooiveld 1
6525 ED Nijmegen
Contactpersoon:
Moni Poelen
Tel: 024-2122203
m.poelen@b-ware.eu
www.b-ware.eu
© Onderzoekcentrum B-WARE, Nijmegen, 2021.
                                                                                               2
</pre>

====================================================================== Einde pagina 2 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 3 ======================================================================

<pre>INHOUD
1 Inleiding .................................................................................................................. 5
  1.1 Aanleiding .................................................................................................. 5
  1.2 Achtergrond biogeochemische processen in onderwaterbodems .............................. 6
2 Module 1: Heterogeniteit en eigenschappen waterbodem .................................................. 12
  2.1 Materiaal en methode ................................................................................. 12
    2.1.1 Veldwerkzaamheden .................................................................................. 12
    2.1.2 Waterbodem- en poriewateranalyses ............................................................... 13
    2.1.3 Elementenanalyse (ICP en auto-analysers) ........................................................ 13
    2.1.4 Psenner analyses ....................................................................................... 13
  2.2 Resultaten en discussie ................................................................................ 15
    2.2.1   Bodem ................................................................................................. 15
    2.2.2   Poriewater ............................................................................................ 18
    2.2.3   Psenner analyses .................................................................................... 24
3 Module 2: P-nalevering en alkaliene desorptie in een labexperiment .................................... 28
  3.1 Materiaal en methode ................................................................................. 28
    3.1.1   Veldwerkzaamheden ................................................................................ 28
    3.1.2   Opzet experiment ................................................................................... 29
    3.1.3   Analyses ............................................................................................... 31
    3.1.4   Elementenanalyse (ICP en auto-analysers) ...................................................... 31
  3.2 Resultaten en discussie ................................................................................ 32
    3.2.1   Aerobe versus anaerobe nalevering met en zonder Phoslock ................................ 32
    3.2.2   Alkaliene desorptie onder aerobe condities met en zonder Phoslock ...................... 39
    3.2.3   Lanthaanconcentraties in de kolommen ......................................................... 41
4 Module 3: Een veldexperiment met Phoslock .................................................................. 44
  4.1 Materiaal en methode ................................................................................. 44
    4.4.1 Veldwerkzaamheden .................................................................................. 44
    4.1.2   Analyses ............................................................................................... 45
    4.1.3   Elementenanalyse (ICP en auto-analysers) ...................................................... 46
  4.2 Resultaten en discussie ................................................................................ 47
                                                                                                                       3
</pre>

====================================================================== Einde pagina 3 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 4 ======================================================================

<pre>5 Algemene discussie, conclusies en aanbevelingen ............................................................ 54
  5.1 Algemene discussie ..................................................................................... 54
  5.2 Conclusies ................................................................................................ 59
  5.3 Aanbevelingen ........................................................................................... 59
6 Literatuur .............................................................................................................. 62
                                                                                                                      4
</pre>

====================================================================== Einde pagina 4 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 5 ======================================================================

<pre>1 INLEIDING
1.1    Aanleiding
In de Kralingse plas (circa 100 ha, gelegen in de Rotterdamse wijk Kralingen) wordt al meerdere
jaren gewerkt om de waterkwaliteit en de ecologische toestand te verbeteren. Meer specifiek heeft
de Gemeente Rotterdam samen met het Hoogheemraadschap van Schieland en Krimpenerwaard het
volgende doel geformuleerd voor het project Kralingse Plas:
Het project Kralingse Plas heeft als doel een voedselarm milieu in de plas te creëren waardoor
blauwalg minder kans krijgt om te bloeien en voor overlast te zorgen èn te komen tot een
biologisch gezond en helder watersysteem dat voldoet aan de eisen van de Europese Kaderrichtlijn
Water (KRW)
Onderzoekcentrum B-WARE is gevraagd voor een vooronderzoek om te bepalen of door een dosering
van Phoslock het in de bodem vrijkomende fosfor kan worden gebonden en de nalevering van
fosfaat uit de onderwaterbodem naar de waterlaag (sterk) kan afnemen.
Phoslock is een gemodificeerd bentoniet dat bestaat uit 95% bentoniet met 5% lanthaan. Tijdens het
productieproces van Phoslock worden de aanwezige kationen op de geladen kleioppervlakte
vervangen door lanthaanionen. Door de elektrostatische binding van de lanthaanionen met de
bentonietklei komen ze niet gemakkelijk meer vrij, maar blijven wel beschikbaar om te reageren
met fosfaationen wanneer ze daarmee in contact komen. Lanthaan en fosfor binden in een 1 op 1
verhouding waarbij het uiterst slecht oplosbare rhabdofaan (LaPO4) wordt gevormd. Phoslock staat
dan ook bekend als een potentieel zeer krachtige P-binder (Van Oosterhout & Lürling, 2013). Een
succesvolle toepassing van Phoslock op grote schaal is echter afhankelijk van de specifieke fysisch-
chemische eigenschappen van de plas zelf. Onder andere een te lage pH (lager dan 5) of een pH
hoger dan 9 kunnen een negatief effect hebben op de binding van P aan Phoslock (Spears et al.,
2013). Een potentieel risico van toxische effecten op biota zoals bijvoorbeeld zoöplankton is klein,
mede ook vanwege de veelal lage doseringen die worden gebruikt. Phoslock additie kan dan ook een
veilige en kansrijke maatregel zijn om fosfaat te binden in de bodem, waardoor het sterk kan
bijdragen aan de bestrijding van blauwalgen-overlast (Van Oosterhout & Lürling, 2013).
In deze opdracht zal specifiek voor de Kralingse Plas worden beoordeeld of en hoe deze maatregel
effectief kan worden toegepast. Onderzoekcentrum B-WARE voert het onderzoek uit aan de hand
van 3 modules; (1) een ruimtelijke inschatting van de potentiele mobilisatie van fosfor in het
sediment en een inschatting van de interne nalevering van fosfor in de Kralingse plas aan de hand
van bodemanalyses, dit om de vereiste Phoslock dosering te kunnen berekenen (2) een
labexperiment waarbij wordt gekeken hoe groot de P-nalevering is op verschillende locaties bij
verschillende omstandigheden (met en zonder Phoslock en met en zonder zuurstof) en of Phoslock
chemische P-desorptie bij een stijgende pH kan tegengaan en (3) een in-situ enclosure-experiment
waarbij in het veld het effect van het toedienen Phoslock wordt getest op het vastleggen van
fosfaat.
                                                                                                   5
</pre>

====================================================================== Einde pagina 5 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 6 ======================================================================

<pre>1.2       Achtergrond biogeochemische processen in onderwaterbodems
Bij de afbraak van reactief organisch materiaal wordt organische stof omgezet in anorganisch
koolstof (TIC = Total Inorganic Carbon = CO2 plus bicarbonaat) en ammonium. Onderwaterbodems
zijn permanent waterverzadigd en hierdoor overwegend zuurstofarm. Dieper in de waterbodem (>
0,5-1 cm diepte) is meestal geen zuurstof meer beschikbaar. Onder anaerobe omstandigheden vindt
de afbraak van organisch materiaal plaats door bacteriën die in plaats van zuurstof andere stoffen
als elektronenacceptor gebruiken. Dit worden alternatieve elektronacceptoren genoemd (Smolders
e.a., 2006). Na zuurstof zijn respectievelijk nitraat, mangaan(V), ijzer(III) en sulfaat de energetisch
meest gunstige elektronenacceptoren. Kwantitatief zijn ijzer en/of sulfaat meestal de belangrijkste
alternatieve elektronacceptoren in anaerobe bodems (figuur 1). Bij een voldoende beschikbaarheid
van reactief organisch materiaal kan het slecht oplosbare driewaardige ijzer (aanwezig in
ijzer(hydr)oxides) gaan functioneren als alternatieve elektronenacceptor. Hierbij wordt het
omgezet naar het beter oplosbare tweewaardige ijzer (Fe2+). Het fosfor dat aan de
ijzer(III)hydroxides was gebonden en het fosfor dat in het organische materiaal aanwezig was komt
hierbij vrij. Dit fosfor kan vervolgens weer gebonden worden in de bodem, maar kan ook (deels)
accumuleren in het poriewater.
Bij de anaerobe afbraak van reactief organisch materiaal in de onderwaterbodem komt ook
ammonium vrij. Omdat koolstof en stikstof veelal in een min of meer vaste verhouding in het
organische materiaal aanwezig zijn is de TIC concentratie van het poriewater meestal gecorreleerd
met de ammonium concentratie. Dit opgeloste ammonium kan vrij naar de waterlaag diffunderen
waar het kan worden geoxideerd tot nitraat (nitrificatie). Het nitraat uit de waterlaag kan in de
anaerobe onderwaterbodems weer worden gedenitrificeerd tot stikstofgas (N2) of lachgas (N2O)
waarna het verdwijnt uit het systeem. Nitrificatie en denitrificatie zijn microbiële processen die in
de winter langzaam verlopen. Dit is de reden waarom ammonium- en nitraatconcentraties in de
winter kunnen stijgen in de waterlaag, terwijl ze in de zomermaanden meestal erg laag zijn.
Behalve deze microbiële processen speelt ook opname door algen en waterplanten in het
groeiseizoen een rol bij de lage stikstofconcentraties in de zomer. Alleen wanneer de waterlaag
anaeroob wordt kan er geen nitrificatie van ammonium meer plaatsvinden en kan ook in de zomer
ammonium accumuleren in de waterlaag.
In permanent anaerobe bodems fungeren onder andere nitraat (NO3-), driewaardig ijzer (Fe3+) en
sulfaat (SO42-) als alternatieve elektronenacceptor voor de afbraak van organisch materiaal (figuur
1). De beschikbaarheid van deze alternatieve elektronenacceptoren binnen een watersysteem zal
dan ook bijdragen aan de afbraak van organisch materiaal in de anaerobe onderwaterbodem. Bij de
reductie van sulfaat komt sulfide vrij. Het sulfide bindt aan ijzer dat aanwezig is in de
onderwaterbodem, waardoor de mobiliteit van ijzer afneemt, en tevens de binding van fosfor aan
ijzer(hydr)oxiden vermindert (Lamers e.a., 1998; Smolders e.a., 2006). Hierdoor kan er ook minder
fosfaat gebonden worden in de bodem, met een stijging van de fosfaatconcentratie in het
bodemwater van de onderwaterbodem als gevolg. (Smolders e.a., 2006). Naarmate een groter deel
van het ijzer in de bodem gebonden is aan sulfide zal ook de ijzerconcentratie van het poriewater
dalen. In relatief ijzerarme bodems en/of extreem sulfaat belaste systemen kan er ook sulfide
ophopen in de onderwaterbodem. Dit sulfide is giftig voor veel soorten wortelende waterplanten
(Lamers e.a., 2013).
                                                                                                      6
</pre>

====================================================================== Einde pagina 6 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 7 ======================================================================

<pre>                                      Electronen acceptor
                                      SO42-, NO3-, Fe(III)
                       N2
                                      Decompositie                NH4+
                    S2-               Organisch materiaal.
  FeS
                 Fe(II)
                                        CO2      HCO3-
                                                 (alkalinity)
           Fe(O)OH           PO4 3-
              Komt vrij
             Stimuleert                   CaCO3
             Reageert met
             Wisselt uit met
Figuur 1: Schematische weergave van de processen die betrokken zijn bij de anaerobe afbraak van organisch
materiaal (naar van der Heide e.a. 2010).
Hoge ijzerconcentraties in het bodemwater kunnen, zolang de waterlaag voldoende zuurstof bevat,
de nalevering van fosfaat naar de waterlaag tegengaan. Dit heeft te maken met het feit dat relatief
goed oplosbaar gereduceerd ijzer (Fe2+) in het geoxideerde toplaagje van het sediment wordt
geoxideerd tot slecht oplosbaar Fe3+. Dit Fe3+ kan in de bodem samen met fosfaat neerslaan als
ijzerfosfaat of als slecht oplosbaar ijzer(III)(hydr)oxide waaraan fosfaat kan adsorberen (de
“ijzerval”) (figuur 2). Zolang er dus voldoende gereduceerd ijzer in oplossing is in het bodemwater,
en de waterlaag voldoende zuurstof bevat, zal de nalevering van fosfaat naar de waterlaag beperkt
zijn. Wanneer door een toename van de sulfaatreductie, de ijzerconcentraties van het bodemwater
dalen en/of de fosfaatconcentraties stijgen, kan er op een gegeven moment onvoldoende ijzer in
het toplaagje voorhanden zijn om het fosfaat te binden. Hierdoor zal de nalevering van fosfaat naar
de waterlaag toenemen (Smolders e.a., 2001; Geurts e.a., 2010, figuur 2).
De ijzerval kan functioneren zolang er voldoende zuurstof in de waterlaag boven de
onderwaterbodem aanwezig is. Wanneer de waterlaag zuurstofarm wordt, kan ijzer niet meer
worden geoxideerd en zal fosfaat samen met het ijzer naar de waterlaag diffunderen. Dit kan met
name in de zomermaanden gebeuren wanneer het warm is, en er veel reactief organisch materiaal,
dode algen en plantenresten in de toplaag aanwezig zijn. De hoge microbiële activiteit kan er dan,
samen met het feit dat er in warmer water minder zuurstof kan oplossen, voor zorgen dat de
zuurstofconcentratie in de waterlaag sterk daalt.
                                                                                                        7
</pre>

====================================================================== Einde pagina 7 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 8 ======================================================================

<pre>Figuur 2:: Interacties tussen de zw wavel-, ijzer-- en fosforkrringloop in wateren
                                                                            w         met een zuurstoffhoudende
waterlaagg (A) en wate eren met een zuurstofarmee waterlaag (B B). In oranje is het geoxideeerde toplaag
                                                                                                       gje van de
onderwatterbodem (he   et sediment) weergegevenn. Dit laagje is meestal maarm      enkele mmillimeters dik
                                                                                                       d (Bron:
Smolderss e.a. (2019))
Zolang d de waterlaa  ag aeroob iss, is de rattio tussen de   d ijzer- en de fosforco    concentratie van het
bodemw water bepale   end voor de mate van ffosfornaleverring uit de waterbodem
                                                                             w           m naar de waterlaag.
Smolderss e.a. (2001) vonden, gebaseerd op een naleveringsexp               periment, eeen toename     e van de
nalevering van P na    aar de wate erlaag bij ee  en Fe/P rattio lager dan 5 en vondden een extra forse
nalevering van P uitt het sediment bij een Fe/P ratio in het bode           emwater lageer 1 (mol/m   mol). Ook
Geurts ee.a. (2010) vonden
                      v        in na
                                   aleveringsprooeven een grrenswaarde van   v 1 (mol/m    mol) waaron nder de P
                                                                                                                8
</pre>

====================================================================== Einde pagina 8 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 9 ======================================================================

<pre>nalevering fors toeneemt. De nalevering uit het sediment neemt vervolgens toe bij toenemende P
concentraties van het bodemwater.
Als vuistregel kunnen we hanteren dat bij een Fe/P ratio hoger dan 1 de bodem waarschijnlijk
vooral fosfor zal naleveren wanneer de toplaag van de bodem anaëroob wordt. Onder anaerobe
omstandigheden heeft de Fe/P ratio namelijk geen invloed meer op de nalevering, omdat de
ijzerval dan niet meer werkt.
IJzer is belangrijk voor de binding van fosfaat in de waterbodem, waarbij veel fosfor gebonden kan
zijn aan ijzer(hydr)oxides maar ook aan aluminium(hydr)oxides. Onder zuurstofloze omstandigheden
kan als gevolg van de reductie van ijzer, fosfaat vrijkomen. De pH (zuurgraad) heeft echter ook
invloed op de binding van fosfaat aan deze ijzer- en aluminium(hydr)oxides. Bij een lagere pH
ontstaan positief geladen bindingsplaatsen waaraan fosfaat kan binden. Bij een hoge pH wordt
fosfaat verdrongen door hydroxide (OH-) en verliezen ijzer- en aluminium(hydr)oxides de positieve
lading waardoor fosfaat in een relatief korte periode vrij kan komen in de waterlaag (Parker e.a.,
2003). Dit proces heet alkaliene desorptie en kan met name optreden in (sterk) gebufferde wateren
wanneer door de fotosynthese van ondergedoken waterplanten en/of algen de pH van het
oppervlaktewater sterk stijgt (tot pH-waarden >> 9,0). Ook in de Kralingse Plas kan de pH in de
zomermaanden soms hoog oplopen. Als gevolg van alkaliene desorptie neemt de
fosfaatbeschikbaarheid toe en dit kan via een koppeling van processen leiden tot een nog sterkere
mobilisatie van fosfaat (
Figuur ) en uiteindelijk ook tot problemen met (blauw)algen.
                                          Reactief organisch materiaal
  Fotosynthese algen en/of waterplanten      Groei algen en/of waterplanten
              Stijging pH (>> pH 9)
                                                                                                 9
           Alkaliene desorptie                     Toename fosfaat          IJzerreductie
</pre>

====================================================================== Einde pagina 9 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 10 ======================================================================

<pre>Figuur 3: Schematische weergave van de gevolgen van alkaliene desorptie voor de waterkwaliteit. Wanneer de
pH als gevolg van de fotosynthetische activiteit van algen en/of waterplanten sterk stijgt (>> pH 9) kan er
alkaliene desorptie plaatsvinden waarbij ijzer(hydr)oxides geen fosfaat meer kunnen binden. Bij een toename
van de fosfaatbeschikbaarheid kan de fotosynthetische activiteit verder toenemen waardoor de pH verder
stijgt en de fosfaatbeschikbaarheid verder toeneemt. Bij de afbraak van het organisch materiaal van de algen
en/of waterplanten wordt onder anaerobe omstandigheden ijzer gereduceerd waarbij het aan ijzer gebonden
fosfaat ook versneld vrij kan komen. Op deze wijze ontstaat er een koppeling van processen die elkaar
versterken en de waterkwaliteit negatief beïnvloeden waardoor een (blauw)algen bloei kan ontstaan.
                                                                                                          10
</pre>

====================================================================== Einde pagina 10 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 11 ======================================================================

<pre>11</pre>

====================================================================== Einde pagina 11 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 12 ======================================================================

<pre>2 MO     ODULE 1:: HETERO              OGENITE IT EN EIG             GENSCHA       APPEN WA         ATERBOD     DEM
2.1        M
           Materiaal en Method         de
2.1.1 Ve  eldwerkzaam     mheden
In figuurr 4 worden de 23 locatties weergeggeven waar in februari en maart 20020 monsterss van de
onderwatterbodem van     n de Kralingse plas werden verzameld. Met   M behulp van een zuigerbboor werden per    p locatie
         ment cores gesstoken. Deze werden gesch
vijf sedim                                           heiden in de sliblaag
                                                                     s        (indien
                                                                                    n aanwezig) een de hieronde er gelegen
‘vaste’ on  nderwaterbod dem, tot een maximum die     epte van 10 centimeter.
                                                                     c             Wanneer
                                                                                   W          er spprake was van
                                                                                                               n een zeer
dunne sliiblaag (1 a 2 centimeter) kon deze nie     et apart worden verzameld       d, en is deze gecombineerrd met de
zandlaag eronder als één monster verzameld. P         Per locatie werden
                                                                     w        de mo onsters van dde sliblaag enn de vaste
onderwatterbodem ap      part gemengd  d in een lu  uchtdicht afge    esloten emm  mertje. Op ieedere locatie   e werden
aanteken ningen gemaa    akt van de wa aterbodem en   n de slibdikte e. Direct na monstername
                                                                                     m             e werden rhizzons in de
emmers a   aangebracht. De teflon buittenkant van d deze rhizons be   evat poriën met
                                                                                   m een doorsnnede van onge    eveer 0,15
micrometter. De rhizon    ns werden viaa een slangettje verbonden    n met een injectiespuit, w  waarmee onde  erdruk kan
worden a  aangebracht. Hiermee werd    d poriewater uit de bodem    ms gezogen. De  e bodems en het poriewate    er werden
daarna biij 4˚C bewaarrd voor verderre analyse.
Figuur 4: llocaties waar monsters
                         m        werden
                                       n verzameld vann de sliblaag en
                                                                     n de vaste onderrwaterbodem.
                                                                                                                        12
</pre>

====================================================================== Einde pagina 12 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 13 ======================================================================

<pre>2.1.2 Waterbodem- en poriewateranalyses
Poriewater:
De pH werd gemeten met een standaard Ag/AgCl2 elektrode verbonden met een radiometer
(Copenhagen, type TIM840). De hoeveelheid opgelost anorganisch koolstof (TIC: CO2 en HCO3) werd
bepaald met behulp van infrarood gas analyse (ABB Advance Optima IRGA). Het EGV (Elektrisch
Geleidend Vermogen) werd bepaald met een HACH EGV-probe verbonden met een HQD-meter. Een
deel van het bodemvocht werd gefixeerd met een 4% HCl-oplossing. De monsters voor de auto-
analyzer (voor bepaling van NH4+, NO3-, K+, Na+ en Cl-) werden bewaard bij een temperatuur van –20
ºC tot aan de analyse. De monsters voor de ICP-OES (voor bepaling van Al, Ca, Mg, P, Na, K, Fe, S Mn
en Zn) werden aangezuurd voor analyse en bewaard bij 4 ºC.
Waterbodem:
Een bekend volume van de sedimentmonsters werd gedroogd waarna het vochtgehalte en het massa
volume (kilogram droge stof per liter bodemvolume) werd berekend. Van het gedroogde monster
werd een deel verast/uitgegloeid (gedurende 5 uur bij 550 oC). Uit de afname van de massa tijdens
verassen (gloeiverlies) werd het organisch stofgehalte berekend.
Van het gedroogde monster werd een deel ontsloten met geconcentreerd salpeterzuur en
waterstofperoxide in een gesloten destructiemagnetron. Hierbij wordt de verweerbare fractie aan
elementen van een bodem vrijgemaakt. Het destruaat werd doorverdund waarna de concentraties
fosfor (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K), ijzer (Fe), mangaan (Mn), zwavel (S), silicium
(Si) en aluminum (Al) werden bepaald met een ICP.
2.1.3 Elementenanalyse (ICP en auto-analysers)
De concentraties calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminium (Al), ijzer (Fe), mangaan (Mn), fosfor
(P), zwavel (S; als maat voor sulfaat), silicium (Si) en zink (Zn) werden bepaald met behulp van een
Inductively Coupled Plasma Spectrofotometer (ICP-OES, ICAP 6300, Thermo Fisher Scientific of,
ARCOS MV, Spectro). De concentraties nitraat (NO3-), ammonium (NH4+) en fosfaat (PO43-) werden
colorimetrisch bepaald met een Seal auto-analyser III met behulp van resp. salicylaatreagens,
hydrazinesulfaat en ammoniummolybdaat/ascorbinezuur. Chloride (Cl-) werd colorimetrisch bepaald
met een Bran+Luebbe auto-analyser ΙΙI systeem met behulp van mercuritiocyanide. Natrium (Na+) en
kalium (K+) werden vlamfotometrisch bepaald met een Sherwood Model 420 Flame Photometer.
2.1.4 Psenner analyses
De studie omvatte ook een gedetailleerde Psenner-fractionering van het sediment die werd
uitgevoerd om de potentieel mobiliseerbare fosforfracties van het sediment te bepalen zodat een
advies kan worden opgesteld voor de Phoslock-dosering. Deze analyses werden uitgevoerd door Dr.
Said Yasseri en Dr. Maíra Mucci van ‘Limno solutions international’. De monsters zijn geëxtraheerd
volgens Psenner (1984) en voorbereid in Wageningen. De Psenner-extracten en het sediment werden
vervolgens naar het geaccrediteerde laboratorium Chemisch-Technisches Laboratorium Luers GmbH
& Co. KG in Bremen gestuurd voor verdere analyse.
In de Psenner analyses wordt het sediment geëxtraheerd met verschillende extractiemiddelen met
oplopende sterkte. Allereerst wordt het direct beschikbare P uit het poriewater vrijgemaakt door te
schudden met anaeroob gedestilleerd water. Nadat het sediment is gecentrifugeerd wordt de pellet
geëxtraheerd met een bicarbonaat/dithioniet oplossing. In dit extract wordt zowel ‘Soluble
                                                                                                   13
</pre>

====================================================================== Einde pagina 13 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 14 ======================================================================

<pre>Reactive Phosphorous’ (SRP) en totaal-P in het extract gemeten. Het verschil tussen beiden is het
‘Non Reactive Phosphorous’ (NRP). Het SRP in deze extractiestap staat voor het als gevolg van
reductieprocessen mobiliseerbare P dat gebonden is aan ijzer en mangaan in de bodem. Het NRP in
deze stap bestaat uit organisch P dat gemobiliseerd kan worden onder gereduceerde condities.
Beide fracties in de bodem behoren tot de beschikbare P fractie die door Phoslock moet kunnen
worden geïmmobiliseerd.
Hierna wordt het pellet geëxtraheerd met 1 M natronloog. Ook hier wordt er een SRP en NRP fractie
bepaald. De NRP fractie van deze extractiestap staat voor organisch P dat gebonden is in detritus,
humuszuren en micro organismen. Ook deze fractie behoord tot de beschikbare P fractie. De SRP
fractie van deze extractie staat voor de aan ijzer- en aluminium (hydr)oxiden gebonden P fractie
die kan worden vrijgemaakt bij een sterke stijging van de pH. Deze fractie behoord in principe niet
tot de beschikbare P fractie omdat deze alleen bij een sterk verhoogde pH waarde wordt
vrijgemaakt.
Tot slot wordt het pellet verast bij 520°C en geëxtraheerd met 1 M HCl om het refractaire (inerte) P
te bepalen.
De som van het direct beschikbare P in het poriewater, de SRP en de NRP fractie van de
bicarbonaat/dithioniet extractiestap en de NRP fractie van de Natronloog extractie stap wordt als
potentieel mobiliseerbaar P gezien en moet kunnen worden geïmmobiliseerd door Phoslock. Omdat
de pH in de Kralingse plas in de zomer sterk kan oplopen tot waarden hoger dan 9 waardoor
alkaliene desorptie kan plaatsvinden, is het raadzaam om ook de SRP fractie uit de
natronloogextractie stap te immobiliseren.
                                                                                                  14
</pre>

====================================================================== Einde pagina 14 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 15 ======================================================================

<pre>2.2       R
          Resultaten     n en discu   ussie
2.2.1 Bo odem
De wate  erbodem van de Kralingse plas be             estaat over het algemeen uit een dunne slibllaag met
daaronder zand. De      e zandlaag is in het reccente verled      den aangebrracht om dee hieronder liggende
veenbod  dem af te de   ekken en hie   ermee de fossfaatnaleverring te vermiinderen. Op negen locatties werd
geen slib blaag aangettroffen, bij negenn       locati es werd min
                                                                 nder dan 10 centimeter
                                                                               c            sslib aangetro
                                                                                                         offen. Op
vijf locaaties werd 10   0 cm of mee   er aan slib aaangetroffen (tot maxima  aal 20 centimmeter): locattie 4, 10,
18, 19 en 20 (tabel 1 en figuur 5).
Tabel 1: SSlibdikte van alle bemonsterde locaties,, gemeten in februari
                                                                  f       en maart
                                                                             m      2020.
 Locatie    Slibdikte (cm)     Locatie    Slibdikte (cm
                                                      m)
     1             0             13              1
     2             0             14              2
     3             0             15              0
     4            20             16              6
     5             0             17              1
     6             6             18           15 ‐ 20
     7             4             19           15 ‐ 20
     8             2             20             10
     9             0             21              1
    10          5 ‐ 20           22              0
    11             0             23              0
    12             2
Figuur 5: Verdeling van  n de slibdiktee, gemeten in het voorjaar van 2020, in de Kralingse pplas.
                                                                                                                15
</pre>

====================================================================== Einde pagina 15 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 16 ======================================================================

<pre>In tabel 2 zijn alle door B-WARE gemeten parameters in de bovenste 10 centimeter van de
waterbodem weergegeven. In figuur 6 worden een aantal correlaties tussen de bodemparameters
gegeven. Op locatie 2 en locatie 20 is ook de iets diepere waterbodem verzameld en geanalyseerd.
Het organisch stofgehalte is gemiddeld 2,5%, echter in het ‘veen’ van locatie 2 en de sliblaag van
locatie 4 en 6 werd meer organisch stof aangetroffen: tussen 9 en 11%.
Tabel 2: Gemeten totaalgehalten aan verschillende elementen en het organisch stofpercentage,
vochtpercentrage en de ‘bulk density’ (kg droge stof per liter bodemvolume) voor de verzamelde bodems. Alle
elementgehalten zijn in mmol per kilogram droge bodem.
                           Vocht‐ Bulk Org.
  Loc. Bodem Diepte                              Al‐t Ca‐t Fe ‐t K‐t  Mg‐t  Mn‐t Na‐t    P‐t  S‐t  Si‐t Zn‐t  Fe/S
                          gehalte density Stof
                   cm        %       kg/l  %                            mmol/kg DW                           mol/mol
    1    Zand     0‐10      23,1      1,5 0,96 86,9   433   81,5 9,3   59,2 2,0     2,8  5,7 12,2 15,2   0,7   6,7
    2    Zand     0‐10      21,9      1,1 3,41 47,1   485   50,3 4,5   45,2 1,6     3,0  4,2 21,8 15,5   0,3   2,3
    2    Veen    15‐20      39,2      1,0 9,48 123,2  238  105,0 12,1  59,4 2,3     5,8 17,7 82,1 14,0   1,4   1,3
    3    Zand     0‐10      28,1      1,3 1,49 53,6   660   59,0 5,4   57,7 2,2     3,2  5,4 35,6 14,5   0,5   1,7
    4    Slib     0‐10      72,2      0,4 11,88 304,7 1101 339,3 37,3 162,9 11,0   25,1 29,7 284,4 25,4 3,1    1,2
    5    Zand     0‐10      27,0      1,3 0,85 58,0   640   76,9 6,4   67,8 3,9     3,1  8,5 41,2 15,2   0,5   1,9
    6    Slib      0‐6      63,7      0,5 9,38 282,8  1080 327,3 34,6 162,5 12,0   20,8 31,0 236,6 17,1 3,2    1,4
    6    Zand     6‐10      23,6      1,5 0,86 37,0   659   46,5 5,4   42,9 1,4     4,3  5,1 14,3 11,2   0,3   3,3
    7    Slib      0‐4      46,9      0,9 3,17 85,6   953  107,3 12,3  64,3 3,6    12,4 11,1 46,4 13,0   1,0   2,3
    7    Zand     4‐10      25,0      1,4 1,16 49,9   600   53,9 6,1   43,7 1,4     3,5  4,6 20,0 13,7   0,4   2,7
    8   Zand*     0‐10      29,0      1,4 1,89 41,4   695   56,0 6,0   44,4 1,7     4,0  5,1 27,2 10,0   0,4   2,1
    9    Zand     0‐10      31,8      1,2 1,65 41,1   1243  50,2 5,3   36,4 1,9    24,6  7,5 37,0 13,5   0,5   1,4
   10    Slib     0‐10      37,5      1,0 2,74 70,9   838   78,8 9,1   56,9 3,3     9,5 16,1 58,8 10,5   0,9   1,3
   11    Zand     0‐10      27,9      1,3 0,81 39,4   646   52,4 5,9   42,7 1,5     3,8  5,1 18,5 11,6   0,4   2,8
   12   Zand*     0‐10      22,8      1,6 0,42 29,5   960   39,7 5,1   35,7 1,2     9,6  4,1  9,1   9,7  0,3   4,3
   13   Zand*     0‐10      21,0      1,5 0,70 31,8   680   43,0 5,2   42,5 1,8     3,1  5,3 10,4 8,6    0,3   4,2
   14   Zand*     0‐10      28,0      1,3 1,24 39,4   685   53,4 5,9   42,1 2,8     4,1  6,4 14,4 9,8    0,4   3,7
   15    Zand     0‐10      39,2      0,9 4,27 55,3   1169  78,7 6,9   64,6 5,1    10,3  6,8 73,5 9,4    0,5   1,1
   16    Slib      0‐6      21,6      1,4 0,96 44,6   499   55,6 5,0   52,2 2,5     2,6  4,8 20,8 10,1   0,4   2,7
   16    Zand     6‐10      16,0      1,4 0,50 33,0   425   41,7 3,3   40,6 1,3     1,2  2,3  9,2   7,4  0,2   4,5
   17   Zand*     0‐10      27,4      1,3 1,16 39,4   631   47,9 5,7   39,7 1,5     3,4  5,5 24,2 11,2   0,5   2,0
   18    Slib     0‐10      39,3      0,9 2,61 93,2   889  104,2 11,8  67,5 3,1     8,9  8,5 49,3 11,4   0,9   2,1
   19    Slib     0‐10      31,4      1,2 1,77 64,9   875   79,7 8,9   63,4 2,6     4,9  7,3 34,2 10,4   0,7   2,3
   20    Slib     0‐10      48,8      0,7 3,52 95,4   1544  98,3 13,6  76,1 3,9    11,6 11,0 93,8 11,5   1,0   1,0
   20    Zand    10‐20      19,1      1,3 0,34 31,7   732   45,9 5,3   50,5 1,4     3,1  4,4 12,3 7,1    0,2   3,7
   21   Zand*     0‐10      27,2      1,3 1,28 41,7   805   56,3 6,2   52,3 2,8     4,2  6,8 17,3 9,2    0,4   3,3
   22    Zand     0‐10      16,8      1,4 0,47 33,1   547   42,0 3,8   45,5 1,2     1,3  3,0 11,0 6,9    0,2   3,8
   23    Zand     0‐10      17,5      1,3 0,37 24,4   782   38,7 4,4   36,1 1,1     7,3  3,7 10,5 7,3    0,2   3,7
       * zand incl 1 of 2 cm laagje slib
In figuur 6 is te zien dat een aantal bodemparameters sterk met elkaar gecorreleerd zijn. De
correlatie tussen totaal-Al (aluminium) en totaal-K (kalium) wordt veroorzaakt doordat in
verweerbare lutumdeeltjes aluminium en kalium in een vast verhouding voorkomen. Ook het ijzer-
en het zinkgehalte (totaal-Fe en totaal-Zn) van de bodem is gecorreleerd met het
aluminiumgehalte. We zien dat slibbodems over het algemeen hogere gehalten hebben aan deze
elementen dan de zandbodems (figuur 6, tabel 2). Dit hangt samen met de samenstelling van de
bodems. Wanneer deze rijker is aan fijne deeltjes bevat deze ook meer lutum, ijzer(hydr)oxide,
organisch stof en fosfor (totaal-P). Het fosfor in de bodem is waarschijnlijk voor een groot deel aan
ijzer- of aluminium(hydr)oxides gebonden en deels in de vorm van organisch materiaal aanwezig.
Ook het zwavelgehalte (totaal-S) van het sediment is gecorreleerd met het ijzergehalte en het
organisch stofgehalte. Dit kan ook betekenen dat een deel van het ijzer in de bodem gebonden is
aan sulfide.
                                                                                                                     16
</pre>

====================================================================== Einde pagina 16 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 17 ======================================================================

<pre>                       35                                                                                        35
                                 Slib
                                 Zand
                       30                                                                                        30
                                 Zand met beetje slib
                                 Veen
                       25
 Totaal‐P (mmol/kg)                                                                      Totaal‐P (mmol/kg)
                                                                                                                 25
                                                                      loc 4 en loc 6
                       20                                                                                        20
                       15                                                                                        15
                       10                                                                                        10
                        5                                                                                         5
                        0                                                                                         0
                             0            100           200           300        400                                  0              5                10                     15
                                                Totaal‐Fe (mmol/kg)                                                                  Organisch stof (%)
                       300                                                                                      3,5
                       250                                                                                      3,0
                                                                                                                2,5
  Totaal‐S (mmol/kg)                                                                      Totaal‐Zn (mmol/kg)
                       200
                                                                                                                2,0
                       150
                                                                                                                1,5
                       100
                                                                                                                1,0
                       50
                                                                                                                0,5
                         0                                                                                      0,0
                             0            100           200           300        400                                  0   50         100        150        200         250        300
                                                Totaal‐Fe (mmol/kg)                                                                      Totaal‐S (mmol/kg)
                       40
                                                                                                                400
                       35
                                                                                                                350
                       30
  Totaal‐K (mmol/kg)
                                                                                                                300
                                                                                       Totaal‐Fe (mmol/kg)
                       25
                                                                                                                250
                       20
                                                                                                                200
                       15
                                                                                                                150
                       10
                                                                                                                100
                         5
                                                                                                                 50
                         0
                             0            100           200           300        400                             0
                                                                                                                      0        100              200              300              400
                                                Totaal‐Al (mmol/kg)
                                                                                                                                     Totaal‐Al (mmol/kg)
Figuur 6: Correlaties tussen chemische parameters in de bodem (sliblaag en vaste bodem) van de bemonsterde
locaties. Het gaat om totaalgehaltes per kg droge bodem.
De als slib gecategoriseerde monsters hebben hogere organische stof-, lutum- ijzer- en
fosforgehalten dan de zandbodems. Met name op locatie 4 en 6 worden hoge gehaltes gemeten. Het
slib heeft op deze locaties ook de laagste ‘bulk density’ (kg droge stof per liter bodem).
Waarschijnlijk gaat het hier om slib dat in de oever is aangebracht en hieruit is weggelekt de plas in
(Geurts et al., 2013). Ook de verzamelde zandlagen zijn in verschillende mate verrijkt met deze
elementen. Waarschijnlijk door een verschillende mate van vermenging van fijn slib met het zand.
                                                                                                                                                                              17
</pre>

====================================================================== Einde pagina 17 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 18 ======================================================================

<pre>2.2.2 Poriewater
De gemeten concentraties in het poriewater zijn weergegeven in tabel 3. De pH van het poriewater
varieert weinig en is gemiddeld 7,3. De concentratie ijzer is over het algemeen vrij laag (gemiddeld
18 µmol/l) en varieert sterk (1 – 167 µmol/l). Het poriewater bevat niet heel veel fosfor (maximaal
47 µmol/l), maar mede door de lage ijzerbeschikbaarheid komt de Fe/P ratio vaak lager uit dan 1,
en dat is ongunstig. Daarnaast is de ammoniumconcentratie van het poriewater op een aantal
plekken, met name in de zandlaag, hoog. Op locatie 6, 20 en met name locatie 16 (met een NH4-
concentratie van 1368 µmol/l) is het ammoniumgehalte erg hoog in de zandlaag.
Tabel 3: De gemeten parameters in het poriewater, alle concentraties behalve pH en EGV, worden gegeven in
µmol/l
 Loc. Bodem Diepte pH          EGV    CO2 HCO3 Al   Ca   Cl   Fe    K   Mg     Mn  Na    P   S   Si Zn NO3 NH4    Fe/P
                 cm           µS/cm                                     µmol/l                                   mol/mol
  1    Zand 0‐10 7,13 1508 1808 10170 0,1          4224 4124 83,9  424 1080 56,0  3191  4,7 179 377 0,2 0,7 299   18,0
  2    Zand 0‐10 7,14 1262 1491 8543 0,0           2974 3931 32,4  568 864 19,8   3119 18,6 174 425 0,1 0,6 475    1,7
  2    Veen 15‐20 7,11 1110 1302 6896 0,2          2593 3838 26,8  403 714 18,9   2993 35,1 157 472 0,2 0,7 48     0,8
  3    Zand 0‐10 7,35 968 495 4544 0,1             2064 3671  5,3  197 589 31,1   2749  5,2 604 241 0,2 0,5 93     1,0
  4     Slib    0‐10 7,21 843 485 3296 0,2         1515 3604 45,8  182 481 14,5   2677 17,4 588 269 0,2 0,5 187    2,6
  5    Zand 0‐10 7,31 1019 665 5644 0,1            2243 3708  7,3  196 607 97,4   2786  8,1 350 282 0,2 0,5 161    0,9
  6     Slib     0‐6 7,31 853 365 3075 0,1         1586 3603 62,2  187 502 17,1   2724 18,8 678 304 0,4 0,5 81     3,3
  6    Zand 6‐10 6,95 1187 2129 7894 0,0           2479 3709 56,0  272 769 35,7   2944 46,7 199 651 0,3 0,5 965    1,2
  7     Slib     0‐4 7,55 874 199 2892 0,2         1679 3640  5,8  194 517 25,3   2706  1,6 805 209 0,4 0,5 24     3,7
  7    Zand 4‐10 7,11 1094 1129 6048 0,1           2317 3806 28,4  271 666 21,3   2889 32,2 301 476 0,5 0,5 509    0,9
  8   Zand* 0‐10 7,33 958 567 5029 0,0             1878 3777 13,7  196 538 18,0   2733 30,2 231 424 0,2 0,5 424    0,5
  9    Zand 0‐10 7,25 1132 891 6515 0,0            2428 3883  7,9  233 657 22,2   2912 17,5 309 450 0,4 0,4 637    0,5
  10    Slib    0‐10 7,29 997 498 4061 0,6         2146 4023 11,1  233 659 37,1   3104 10,7 500 345 0,2 2,5 246    1,0
  11   Zand 0‐10 7,24 1036 841 6119 0,2            2108 3810 26,5  202 668 23,4   2902 24,1 268 449 0,2 0,4 420    1,1
  12  Zand* 0‐10 7,33 979 576 5125 0,2             1973 3926 29,3  215 606 21,4   2888 15,7 261 409 0,2 0,4 236    1,9
  13  Zand* 0‐10 7,60 882 159 2622 0,2             1727 3933 10,7  201 579 22,0   3061  5,4 758 222 0,2 4,2 38     2,0
  14  Zand* 0‐10 7,62 879 174 2999 0,2             1698 3904  0,3  201 566 27,4   3027  2,5 753 222 0,3 4,1 36     0,1
  15   Zand 0‐10 7,55 936 226 3293 0,3             1949 3933  0,8  223 605 33,3   3034  2,9 630 253 0,3 1,9 71     0,3
  16    Slib     0‐6 7,57 938 219 3370 0,5         1906 3943  1,8  206 594 59,0   3025  3,1 629 245 0,2 4,6 125    0,6
  16   Zand 6‐10 6,78 1541 3986 9853 0,2           3986 4260 166,9 305 1089 98,5  3333  2,4 184 546 0,6 3,2 1368  69,0
  17  Zand* 0‐10 7,08 1193 1621 8068 0,1           2561 3768 38,5  292 873 20,1   2849 21,5 222 582 0,1 0,4 751    1,8
  18    Slib    0‐10 7,42 913 256 2778 0,6         1903 4040 13,9  205 600 21,5   3057  2,3 881 249 0,2 2,3 53     6,0
  19    Slib    0‐10 7,54 905 212 3075 0,6         1862 4198 31,8  220 633 29,3   3167 15,4 655 311 0,1 2,3 87     2,1
  20    Slib    0‐10 7,50 975 321 4240 0,8         1956 4093  1,0  213 728 25,3   3077 26,8 332 415 0,1 2,2 210    0,0
  20   Zand 10‐20 6,98 1298 2196 8744 0,5          3028 3871 46,5  282 961 37,5   3196 31,6 44  761 0,1 6,7 978    1,5
  21  Zand* 0‐10 7,45 990 353 4159 0,7             1997 3927 24,7  277 551 20,9   3025  5,5 521 301 0,6 2,9 593    4,5
  22   Zand 0‐10 7,91 959 97              3272 0,6 1778 4128  2,8  232 725 7,0    3246  2,5 750 165 0,3 3,1 214    1,1
  23   Zand 0‐10 7,63 883 148 2618 0,5             1675 3945  3,0  214 567 53,5   3045  2,3 753 223 2,0 7,9 39     1,3
      * zand incl 1 of 2 cm laagje slib
In figuur 7 worden correlaties weergegeven voor enkele parameters uit het poriewater. In anaërobe
onderwaterbodems wordt, door gebrek aan zuurstof, driewaardig ijzer (Fe(III)) en sulfaat gebruikt
als alternatieve electronenacceptor voor de afbraak van organisch materiaal. Bij afbraak van
organisch materiaal komt anorganische koolstof (TIC = ‘Total Inorganic Carbon’) en ammonium vrij
in het poriewater. Omdat bij de afbraak van organisch materiaal anorganisch koolstof en ammonium
in een min of meer vaste verhouding vrijkomen, zijn de TIC en ammoniumconcentratie van het
poriewater met elkaar gecorreleerd.
                                                                                                                      18
</pre>

====================================================================== Einde pagina 18 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 19 ======================================================================

<pre>                            180                                                                                                  1000
                                              Slib
                                                                                                                                      900
                            160               Zand
                                              Zand met beetje slib                                                                    800
                            140
                                              Veen
                                                                                                         Sulfaat (pw) (µmol/l)
                                                                                                                                      700
   IJzer (pw) (µmol/l)
                            120
                                                                                                                                      600
                            100
                                                                                                                                      500
                            80                                                                                                        400
                            60                                                                                                        300
                            40                                                                                                        200
                            20                                                                                                        100
                                                                                                                                       0
                             0
                                                                                                                                            0         5000                 10000         15000
                                      0                    5000                10000            15000
                                                               TIC (µmol/l)                                                                                 TIC (µmol/l)
                            50                                                                                                        50
                            45                                                                                                        45
                            40                                                                                                        40
   Fosfor (pw) (µmol/l)                                                                                        Fosfor (pw) (µmol/l)
                            35                                                                                                        35
                            30                                                                                                        30
                            25                                                                                                        25
                            20                                                                                                        20
                            15                                                                                                        15
                            10                                                                                                        10
                                                                                           Loc 1 en 16
                             5                                                                                                         5
                                                                                                                                       0
                             0
                                                                                                                                            0   200         400       600          800   1000
                                      0                    5000                10000            15000
                                                               TIC (µmol/l)                                                                                  Sulfaat (µmol/l)
                            1600                                                                                                      50
                            1400                                                               6 cm                                   45
                                                                                                                                      40
                            1200
   Ammonium (pw) (µmol/l)
                                                                                                               P (pw) (µmol/l)
                                                                                                                                      35
                                                                           6 cm        10 cm
                            1000
                                                                                                                                      30
                             800                                                                                                      25
                             600                                                                                                      20
                                                                        4 cm                                                          15
                             400
                                                                                                                                      10
                             200
                                                                                                                                       5
                                  0                                                                                                    0
                                          0                5000                10000            15000                                       0         500                  1000          1500
                                                                  TIC (µmol/l)                                                                          Ammonium (µmol/l)
Figuur 7: Relaties tussen een aantal concentraties van TIC, ammonium, ijzer, sulfaat en fosfor in het
poriewater van de onderwaterbodems
                                                                                                                                                                                         19
</pre>

====================================================================== Einde pagina 19 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 20 ======================================================================

<pre>Verder is ook te zien dat in de waterbodems zowel driewaardig ijzer als sulfaat worden gebruikt als
alternatieve electonenacceptor voor de afbraak van reactief organisch materiaal. Voor bodems
waarin maar weinig afbraak plaatsvindt (lage TIC en ammoniumconcentratie) is de ijzerconcentratie
laag en de sulfaatconcentratie hoog. Er wordt immers weinig sulfaat gebruikt voor de afbraak en
ook relatief weinig goed oplosbaar tweewaardig ijzer gevormd. Voor bodems met veel afbraak van
reactief organisch materiaal (hoge TIC en ammoniumconcentratie) is de sulfaatconcentratie meestal
laag omdat sulfaat wordt gebruikt als alternatieve electronenacceptor. De ijzerconcentratie kan
hoog zijn (omdat er tweewaardig ijzer wordt gevormd) maar kan ook laag zijn omdat tweewaardig
ijzer kan binden aan het bij de sulfaatreductie gevormde sulfide waarna het neerslaat als het slecht
oplosbaar FeS. We kunnen in ieder geval concluderen dat in de bodems zowel driewaardig ijzer als
sulfaat worden gebruikt als alternatieve electronenacceptor.
Opvallend is dat de TIC en ammoniumconcentraties het laagste zijn voor de slibbodems. Het lijkt
erop dat er in deze bodems het minste reactief organische materiaal wordt afgebroken. Dit is
contra-intuïtief. De zandbodems waarin de hoogste TIC- en ammoniumconcentraties werden
gemeten waren zandbodems van de locaties 6, 16 en 20 waarop een laagje van 6 tot 10 cm slib lag
(figuur 8). De hogere anaerobe afbraak in de zandbodem kan samenhangen met de structuur van de
bodems. Het is ook mogelijk dat de uit afbraak vrijkomende ammonium en TIC ontwijkt naar de
waterlaag door opwerveling van het sediment als gevolg van windwerking en vissen.
Bij de afbraak van organisch materiaal en de reductie van driewaardig ijzer (ijzer(hydr)oxides
waaraan P is gebonden) komt ook fosfor vrij in het poriewater. De P concentratie is hierdoor ook
gecorreleerd met de TIC concentratie. De correlatie is niet erg sterk omdat de mate waarin P
beschikbaar komt in het poriewater ook wordt beïnvloed door de mate waarin P dat vrijkomt weer
kan worden geadsorbeerd in de bodem, bijvoorbeeld aan nog niet gereduceerde ijzerverbindingen.
Hoewel er in de slibbodems maar weinig TIC en ammonium accumuleert worden hier soms wel hoge
P concentraties gemeten. Dit suggereert dat P dat vrijkomt bij reductieprocessen gemakkelijker
accumuleert in het poriewater van de slibbodems (minder goede P binding).
De concentratie P in het poriewater varieert tussen 1 µmol/l en 47 µmol/l. Deze concentraties zijn
veel lager dan de waarden die in april 2007 werden gemeten in de onderwaterbodems (figuur 8),
dus ruim voordat er maatregelen werden genomen (Smolders en Lucassen 2007). We zien dat de
fosforconcentraties in het poriewater in het voorjaar van 2020 dus veel lager zijn bij min of meer
vergelijkbare TIC- en ammoniumconcentraties. In de zandbodems komt dus minder P vrij en/of
wordt P beter gebonden dan in de oorspronkelijk veen en kleibodems die hiermee zijn afgedekt. In
de oorspronkelijke bodems werd er nauwelijks ijzer in het poriewater gemeten omdat alle
tweewaardige ijzer werd gebonden aan sulfide.
                                                                                                  20
</pre>

====================================================================== Einde pagina 20 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 21 ======================================================================

<pre>                         2500                                                                                               250
                                           Slib
                                           Zand
                         2000              Zand met beetje slib                                                             200
                                                                                                         P (pw) (µmol/l)
 NH4 (pw) (µmol/l)
                                           Veen
                                           2007
                         1500                                                                                               150
                         1000                                                                                               100
                          500                                                                                                50
                               0                                                                                                 0
                                       0                5000               10000   15000                                                 0    5000              10000    15000
                                                            TIC (µmol/l)                                                                            TIC (µmol/l)
                        1000                                                                                               180
                        900                                                                                                160
                        800                                                                                                140
                                                                                           IJzer (pw) (µmol/l)
Sulfaat (pw) (µmol/l)
                        700                                                                                                120
                        600
                                                                                                                           100
                        500
                                                                                                                           80
                        400
                                                                                                                           60
                        300
                                                                                                                           40
                        200
                        100                                                                                                20
                          0                                                                                                 0
                                   0                  5000                 10000   15000                                             0       5000              10000    15000
                                                            TIC (µmol/l)                                                                        TIC (µmol/l)
    Figuur 8: Relaties tussen een aantal poriewater en bodemchemische parameters voor de onderwaterbodems.
    Tevens worden ook de in april 2007 gemeten concentraties in de nu afgedekte veenlaag (van 1 locatie)
    weergegeven.
                                                                                                                                                                                 21
</pre>

====================================================================== Einde pagina 21 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 22 ======================================================================

<pre>In figuurr 9 zijn fosfo
                      or en ammonium in het p      poriewater weergegeven
                                                               w                per locatie. Voor zowel fosfor
als ammonium geldtt dat er verde     eeld over de  e hele plas bepaalde plek   kken zijn diee hogere P off NH4
gehaltess hebben. He  et is niet zo dat
                                     d er een h ele duidelijk    ke ruimtelijkke verdeling is tussen bepaalde
zones in de plas.
Figuur 9: De concentra atie fosfor en
                                    n ammonium iin het poriew  water weergeg  geven per locaatie. Op locattie 6, 7 en
16 zijn eer twee bode emlagen geanalyseerd tot 10 cm diepte. Op locatie       e 2 en 20 zijjn diepere bo odemlagen
verzamelld. Locatie 2:: een veenlaa  ag van 15-20 cm diepte. Locatie 20: een   e   zandlaag van 10-20 centimeter
diepte. H
        Het bovenste blokje
                       b      is steed
                                     ds de sliblaagg en het onderrste blokje de zandlaag.
                                                                                                                   22
</pre>

====================================================================== Einde pagina 22 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 23 ======================================================================

<pre>De nalevvering van fo osfaat wordtt niet alleenn bepaald do  oor de conce  entratie fosffor in het pooriewater
maar oo ok door de ra atio tussen ijzer
                                   i     en fosffor in het po
                                                            oriewater. Dit komt omddat in het ox      xidatieve
toplaagje tussen water
                    w       en sed diment het opgeloste gereduceerd
                                                             g              e ijzer weeer wordt ge   eoxideerd
waardoo or fosfaat wordt
                    w        gebonden aan de   e ijzer(hydr))oxides en/o   of ijzer en fosfaat gezzamenlijk
neerslaaan als FePO4 in de toplaa  ag. Als gevoolg hiervan wordt
                                                            w       de nalevering van P naar de waterlaag
                                                                                                     w
beperkt zolang de Fe/P
                     F      ratio in
                                   n het bodem mvocht voldo  oende hoog is (>>1) en zolang de waterlaag
                                                                                                     w
aeroob ((zuurstofhou udend) is. Sm molders e.a . (2001) von nden een toename van de nalevering van P
naar de waterlaag bijb een Fe/P ratio lager dan 5 (de groene lijn in      n figuur 10). De naleveriing van P
naar de waterlaag blijkt
                     b      echter zeer sterk ttoe te neme  en wanneer de  d Fe/P ratioo in het bod  demvocht
lager woordt dan 1 (SSmolders e.a., 2001; Geu  urts e.a. 2010).
Figuur 10
        0: Fosforconce
                     entratie van het
                                   h poriewateer uitgezet teggen de IJzer/ffosfor ratio va
                                                                                        van het poriew
                                                                                                     water voor
een groot aantal ondeerwaterbodem ms uit Nederlaand. De locatties voor de slibbodems
                                                                           s           enn de vaste onderwater-
bodems vvan dit onderzzoek en de bemonsterde boodems in 20077, worden apart weergevenn.
De in 20020 bemonstterde waterb    bodems van de Kralingsse plas liggen over het aalgemeen la        aag in de
grafiek; de fosforco oncentratie isi gemiddeld  d gezien duss niet erg hoog.
                                                                          h       Er ligggen echter ook
                                                                                                      o maar
weinig bbodems aan de d rechterka  ant van de ggroene lijn. Daarnaast
                                                             D           is er ook geenn duidelijke verdeling
                                                                                                      v
tussen d de zandbod  dems en de   e slibbodem ms. De bode    ems links van v    de rodee lijn leveren zeer
waarschiijnlijk fosfaaat na aan dee waterlaag, zowel slib alsa zand als de venige w     waterbodem bevinden
zich aann deze ongunstige zijde van de graafiek. Overig     gens zien we   e dat de oudde situatie (data uit
2007) veele malen on ngunstiger was en dat de  e nalevering uit de bodems door difffusie toen ve      eel hoger
moet zijjn geweest dan nu. Hiierbij moet opgemerkt worden dat de naleveering als ge                  evolg van
alkalienee desorptie e niet is meegenomen
                                  m            n in deze beschouwin       ng. Verder is het zo dat de
onderwa aterbodems in het voorjjaar van 20020 genomen        n zijn en da  at de fosforcrconcentratie es in het
poriewatter hoger kunnen/zullen zijn in de z omermaande      en.
                                                                                                             23
</pre>

====================================================================== Einde pagina 23 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 24 ======================================================================

<pre>2.2.3 Psenner analyses
De resultaten van de Psenner analyes worden gegeven in tabel 4 en figuur 11. De resultaten laten
zien dat het grootse deel van het P in de bodem in een niet mobiliseerbare vorm aanwezig is
(gemiddeld 73%). Alleen voor de slibbodems van de locaties 4 en 6 is iets meer dan de helft van de
totaal-P voorraad mobiliseerbaar (niet recalcitrant). Over het algemeen zien we dus dat de
slibbodems niet alleen een hoger gehalte aan P, maar ook een hoger percentage potentieel
mobiliseerbaar P hebben dan de zandbodems.
Bij de addities van Phoslock wordt er gekozen voor een dosering waarmee (een deel van) het
potentieel beschikbare P in de bodem irreversibel kan worden gebonden aan lanthaan. Hierbij
wordt lanthaanfosfaat (rhabdopfaan) gevormd. Hiervoor is het van belang te weten hoeveel
potentieel mobiliseerbaar P er per oppervlakteeenheid aanwezig is. In figuur 12 worden de
berekende potentieel mobiliseerbare hoeveelheden P voor een bodemlaag van 10 cm gegeven.
Hierbij is rekening gehouden met de massa volumes van de bodem (kg droge stof per liter
bodemvolume). We zien dat de verschillen tussen de bodems behoorlijk kunnen zijn. Over het
algemeen moet er voor slibbodems ongeveer driemaal zoveel P geimmobilseerd worden als voor de
zandbodems (figuur 12). Hiermee kan bij de dosering van phoslock in verschillende delen van de
plas rekening worden gehouden.
De resultaten van de Psenner analyses kunnen worden gebruikt om vast te stellen hoeveel Phoslock
zal worden toegediend. Hierbij moet gekozen worden voor hoeveel P er geimmobiliseerd wordt.
Bijvoorbeeld: alle mobiliseerbare P in de bovenste 10 cm of alle mobiliseerbare P in de bovenste 5
cm. Daarnaast kan er voor worden gekozen om eenmalig te doseren of een bepaalde dosering te
herhalen in de tijd. Omdat in de Kralingse plas de pH hoog kan oplopen in de zomermaanden, is het
verstandig om ook het P te immobiliseren dat door alkalinisatie (sterke stijging van de pH van het
oppervlaktewater) kan vrijkomen. In principe moet er voor elke gram te immobiliseren fosfor, 100
gram phoslock worden toegevoegd. Hierbij wordt er vanuit gegaan dat phoslock 4,5 % actief
lanthaan bevat.
                                                                                                24
</pre>

====================================================================== Einde pagina 24 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 25 ======================================================================

<pre>Tabel 4: Resultaten van de Psenner analyses. Labiel-P staat voor de vrij beschikbare in water oplosbare
fractie. BIC-Dith SRP staat voor het als gevolg van reductieprocessen mobiliseerbare P dat gebonden is aan
ijzer en mangaan in de bodem. BIC-Dith NRP bestaat uit organisch P dat gemobiliseerd kan worden onder
gereduceerde condities. NAOH NRP staat voor de fractie organisch P gebonden in detritus, humuszuren en
micro organismen. NaOH SRP staat voor de aan ijzer- en aluminium (hydr)oxiden gebonden P fractie die kan
worden vrijgemaakt bij een sterke stijging van de pH. Recalcitrant P staat voor de inerte P fractie die niet
gemobiliseerd kan worden. % Mob P staat voor het percentage niet recalcitrant P. Ook wordt de te
immobiliseren hoeveelheid P in bovenste 10 cm van de slib of waterbodem gegeven (in mmol per vierkante
meter en in gram per vierkante meter). BeschP staat voor de hoeveelheid fosfor die bij een normale pH kan
worden gemobiliseerd in anaerobe bodems (de som van de Labiel-P en de BicDith NRP, BiCDith SRP en de NaOH
NRP fracties). Al/Fe-P staat voor de hoeveelheid P die gemobiliseerd kan worden door een plotselinge
verhoging van de pH (Alkalien mobiliseerbaar P, de NaOH SRP fractie).
                                                                                          2         2        2      2         2         2
                          mmol/kg mmol/kg mmol/kg mmol/kg mmol/kg mmol/kg         mmol/m mmol/m mmol/m          g/m      g/m        g/m
                                                                                     te immobiliseren 10 cm      te immobiliseren 10 cm
 Loc. Bodem Diepte         Bidest  Bic‐Dith Bic‐Dith NaOH  NaOH    Zuur   %Mob. P
                                                                                            bodem                       bodem
                    cm    Labiel‐P   SRP      NRP     SRP   NRP   Recal‐P          BeschP   Al/Fe‐P     Som    BeschP   Al/Fe‐P     Som
   1     Zand      0‐10     0,03      0,2      0,3    0,2   0,1     4,3    17,7    100,9     34,2      135,2     3,1      1,1        4,2
   2     Zand      0‐10     0,05      0,4      0,5    0,7   0,2     5,2    27,0    158,3     93,5      251,9     4,9      2,9        7,8
   2     Veen 15‐20         0,15      1,2      1,0    2,3   1,7    14,3    30,8    255,3     143,6     398,9     7,9      4,4       12,3
   3     Zand      0‐10     0,04      1,1      0,3    0,9   0,4     5,6    33,3    207,1     101,5     308,6     6,4      3,1        9,5
   4      Slib     0‐10     0,10      2,2      1,5    4,9   4,6    12,2    52,3    284,9     165,9     450,8     8,8      5,1       13,9
   5     Zand      0‐10     0,05      0,1      0,7    0,1   0,2     3,0    28,6    147,3     16,3      163,6     4,5      0,5        5,1
   6      Slib      0‐6     0,09      2,5      1,8    4,5   3,7    12,3    50,6    313,5     172,2     485,7     9,7      5,3       15,0
   7      Slib      0‐4     0,06      1,6      1,3    0,5   1,4     6,1    44,5    448,0     52,7      500,7    13,8      1,6       15,5
   7     Zand      4‐10     0,05      0,2      0,4    0,2   0,2     4,5    18,4     72,2     12,9       85,1     2,2      0,4        2,6
   8    Zand* 0‐10          0,04      0,2      0,4    0,2   0,3     4,0    22,3    109,1     17,0      126,1     3,4      0,5        3,9
   9     Zand      0‐10     0,05      0,3      0,5    0,2   0,3     4,5    22,6    157,8     22,0      179,8     4,9      0,7        5,6
  10      Slib     0‐10     0,06      1,6      0,5    0,9   0,9    12,2    24,5    492,5     137,3     629,9    15,2      4,2       19,4
  10     Zand               0,03      0,2      0,4    0,1   0,1     4,0    17,6     72,3     11,9       84,2     2,2      0,4        2,6
  11     Zand      0‐10     0,03      0,1      0,3    0,1   0,0     3,6    13,5     71,6     13,7       85,3     2,2      0,4        2,6
  12 Zand* 0‐10             0,03      0,1      0,3    0,1   0,0     4,0    12,0     70,8      8,9       79,7     2,2      0,3        2,5
  13 Zand* 0‐10             0,04      0,5      0,4    0,1   0,2     4,5    22,3    162,6     20,2      182,8     5,0      0,6        5,6
  14 Zand* 0‐10             0,03      1,4      0,5    0,3   0,5     6,0    31,4    264,7     36,4      301,2     8,2      1,1        9,3
  15     Zand      0‐10     0,04      0,5      0,5    0,5   0,4     4,8    29,0    144,4     50,6      195,0     4,5      1,6        6,0
  16      Slib      0‐6     0,02      0,5      0,4    0,2   0,3     5,4    20,8    183,8     36,4      220,3     5,7      1,1        6,8
  16     Zand      6‐10     0,00      0,3      0,4    0,1   0,1     2,3    28,4    108,2     20,4      128,5     3,3      0,6        4,0
  17 Zand* 0‐10             0,03      0,1      0,4    0,1   0,1     3,5    16,0     80,6     11,6       92,2     2,5      0,4        2,8
  18      Slib     0‐10     0,00      0,8      0,4    0,5   0,5     5,1    31,2    239,5     66,4      305,8     7,4      2,0        9,4
  19      Slib     0‐10     0,03      1,5      0,7    0,6   0,8     7,0    34,1    248,3     50,6      298,9     7,7      1,6        9,2
  20      Slib     0‐10     0,00      0,4      0,5    0,5   0,6     7,0    22,2    131,2     44,7      175,9     4,1      1,4        5,4
  21 Zand* 0‐10             0,03      1,4      0,5    0,4   0,5     4,9    37,3    268,2     42,9      311,1     8,3      1,3        9,6
  22     Zand      0‐10     0,00      0,2      0,3    0,1   0,0     2,9    17,0     69,7     15,8       85,4     2,2      0,5        2,6
  23     Zand      0‐10     0,00      0,2      0,3    0,1   0,1     3,9    14,0     74,6      6,5       81,2     2,3      0,2        2,5
* zand incl 1 of 2 cm laagje slib
                                                                                                                                   25
</pre>

====================================================================== Einde pagina 25 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 26 ======================================================================

<pre>                            30
                                                                                                                                                                      Labiel‐P
                                                                                                                                                                      Bic‐Dith SRP
                            25
                                                                                                                                                                      Bic‐Dith NRP
                                                                                                                                                                      NaOH NRP
     P (mmol/kg DW)
                            20                                                                                                                                        NaOH SRP
                                                                                                                                                                      Recalcitrant‐P
                            15
                            10
                             5
                             0
                                 Zand   Zand   Veen   Zand   Slib   Zand   Slib   Slib   Zand   Zand*   Zand   Slib   Zand   Zand   Zand*   Zand*    Zand*   Zand   Slib   Zand   Zand*
                                                                                                                                                                                          Slib   Slib   Slib
                                                                                                                                                                                                               Zand*   Zand   Zand
                                 1      2      2      3      4      5      6      7      7       8      9 10 10 11 12 13 14 15 16 16 17 18 19 20 21 22 23
                           700
                                                                                                                                                    Alkalien mobiliseerbaar P
                           600
                                                                                                                                                    Potentieel mobiliseerbaar P
P in top 10 cm (mmol/m2)
                           500
                           400
                           300
                           200
                           100
                            0
                                                             Slib          Slib   Slib
                                                                                                Zand*
                                                                                                               Slib
                                                                                                                                    Zand*   Zand*    Zand*
                                                                                                                                                                    Slib
                                                                                                                                                                                  Zand*
                                                                                                                                                                                          Slib   Slib   Slib
                                 Zand   Zand   Veen   Zand          Zand                 Zand           Zand          Zand   Zand                            Zand          Zand                                Zand*   Zand   Zand
                                 1      2      2      3      4      5      6      7      7      8       9 10 10 11 12 13 14 15 16 16 17 18 19 20 21 22 23
Figuur 11: A. Verschillende fosforfracties zoals gemeten in de Psenneranalyses. BIC-Dith SRP staat voor het als
gevolg van reductieprocessen mobiliseerbare P dat gebonden is aan ijzer en mangaan in de bodem. Labiel-P
staat voor de vrij beschikbare in water oplosbare fractie, BIC-Dith SRP staat voor het als gevolg van
reductieprocessen mobiliseerbare P dat gebonden is aan ijzer en mangaan in de bodem en BIC-Dith NRP
bestaat uit organisch P dat gemobiliseerd kan worden onder gereduceerde condities. NAOH NRP staat voor de
fractie organisch P gebonden in detritus, humuszuren en micro organismen. NaOH SRP staat voor de aan ijzer-
en aluminium (hydr)oxiden gebonden P fractie die kan worden vrijgemaakt bij een sterke stijging van de pH.
Recalcitrant P staat voor de inerte P fractie die niet gemobiliseerd kan worden.
B. De totale hoeveelheid te immobiliseren P. Hierbij is onderscheid gemaakt in potentieel mobiliseerbaar P
onder normale condities (de som van de BicDith NRP, BiCDith SRP en de NaOH NRP fracties en het fosfor dat
gemobiliseerd kan worden door een plotselinge verhoging van de pH (Alkalien mobiliseerbaar P, de NaOH SRP
fractie). De hoeveelheden worden uitgedrukt in mmol per m2 voor de bovenste 10 cm van de bodem.
                                                                                                                                                                                                                                     26
</pre>

====================================================================== Einde pagina 26 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 27 ======================================================================

<pre>                                            20
Te immobiliseren P per 10 cm bodem (g/m )
2
                                            18
                                            16
                                            14
                                            12
                                            10
                                            8
                                            6
                                            4
                                            2
                                            0
                                                 Slib   Zand   Zand met beetje slib
Figuur 122: Boxplot va an de totaal te immobiliiseren hoevee elheid fosfor (potentieel mobiliseerba
                                                                                                  aar P plus
alkalien m
         mobiliseerbaa ar P) per vierrkante meter voor een laa
                                                             ag met een dikte van 10 ccm, in de verschillende
bodemtyp pes uit dit ond
                       derzoek.
Figuur 13
        3: De hoeveellheid te immo
                                 obiliseren fossfor, weergeg
                                                           geven op kaarrt. Hierbij woordt uitgegaan
                                                                                                   n van alle
mobilisee
        erbaar P in de
                     e bovenste 10           bodem, inclussief het P dat als gevolg vaan sterke pH stijgingen
                                 0 cm van de b
kan word
       den gemobilise
                    eerd
                                                                                                          27
</pre>

====================================================================== Einde pagina 27 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 28 ======================================================================

<pre>3 MO     ODULE 2:       2 P-NAL         LEVERING        G EN ALKALIENE DESOR                       RPTIE IN   N EEN
      LAABEXPERIIMENT
3.1       M
          Materiaal en methode
3.1.1 Ve eldwerkzaam     mheden
In figuur 14 worden de   e 8 locaties weergegeven
                                        w               w
                                                        waar in juni 2020
                                                                     2    intacte kolommen
                                                                                   k           vann de onderwaaterbodem
van de Krralingse plas werden
                         w        verzam meld. De locaatienummerin   ng komt overeeen met die vaan figuur 4. Met
                                                                                                              M behulp
van een ‘Uwitec core     er’ werden per p locatie viier intacte kolommen
                                                                     k           gesstoken die quua profiel enn slibdikte
vergelijkb
         baar waren. De  D kolommen     n werden gekkoeld in het donker
                                                                      d      bewaa ard en binnenn enkele dage en gereed
gemaakt voor de startt van het exp      periment. Daaarnaast werd er al in mei 2020 oppervllaktewater va      an de plas
verzamelld in grote ton nnen. Dit wate  er werd koel e en donker bew waard tot de sttart van het eexperiment.
Figuur 14: locaties waar steeds
                         s      vier verg
                                        gelijkbare intactte kolommen werden
                                                                     w      verzameeld van de wateerbodem.
                                                                                                                       28
</pre>

====================================================================== Einde pagina 28 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 29 ======================================================================

<pre>3.1.2 Op  pzet experim  ment
In het llaboratorium   m werd het oppervlakte     ewater (na bezinking va     an deeltjes)) voor de helft
                                                                                                     h      met
stikstofggas doorborrreld (zuursto   ofloos, anaerroob). De andere helft werd blootggesteld aan de lucht
(zuurstofhoudend, aeroob).
                       a         Het ‘oude’ opstaaande waterr werd uit de    e kolommen geheveld en   n er werd
20 cm n   nieuw water op gezet;; ofwel zuu rstofhoudend (aerobe behandeling   b            ) ofwel zuuurstofloos
(anaerob be behandelling). Dit wa    ater bevatte steeds minder dan 1 µmol/l aan foosfor en had       d een pH
van 8,0. Vervolgens werd een ve       erlengde rhi zon (5 cm) aangebracht
                                                                 a             in de toplaaag van de bo
                                                                                                      odem om
porievoccht te kunnen verzame        elen en een  n verlengde rhizon halv    verwege de waterlaag voor het
verzame  elen van op   ppervlaktewa  ater. Aan d  de helft van   n de kolommen werd vervolgens Phoslock
toegedie end (1,99 gram per kolo     om, komt ovvereen met een   e dosering  g van 707 g//m2). Dit vonnd plaats
met zo min mogelijjk verstoring      g en bijmengging van zuu    urstof. Aan de zuurstoflloze kolomm men werd
direct ee en 2 cm dikk  ke paraffine laag opgebrracht om te voorkomen
                                                                 v           dat
                                                                              d er zuursttof kan indriingen. De
kolomme   en werden in  n een donkerre klimaatce  el geplaatst bij
                                                                 b een consttante tempeeratuur van 18 1 °C.
Er werde  en op 4 mom   menten wate   ermonsters vverzameld uit u de komm   men (figuur 115): na 1 we eek, na 2
weken, na 4 weken en na 8 we         eken. Op T= 1 en T=8 we     erden tevens poriewaterrmonsters ve  erzameld
van de toplaag van     n waterbode   ems. De nettto naleverin    ngssnelheden n van fosforr naar de waterlaag
                                                                                                      w
werden bepaald door regressie        e van de lin neaire conce  entratiestijgingen in de waterlaag, waarvan
steeds sprake wass. De nalev         veringssnelhe eid is in principe
                                                                 p         de richtingscooëfficiënt van
                                                                                                     v     deze
regressieelijn. Negatieve naleveriingen, deze w     waren steed ds heel laag, werden geliijk gesteld aan nul.
Figuur 15: Met behulp van
                        n vacuümflesje
                                     es worden samp
                                                  ples verzameld uit
                                                                 u de kolommeen.
Vervolge ens werd van   n de aerobe kolommen vvoorzichtig de    d waterlaag  g verwijderd en werd een nieuwe
waterlaa ag op de kollommen gezet. Het opge        ebrachte wa  ater werd ve erzameld uitt de Kralingsse Plas in
juni 2020. Tijdens het hierboven     n beschreven  n naleveringsexperimentt onder aero be dan wel anaerobe
                                                                                                       a
omstand  digheden wa   as de pH wa    aarde van h  het water in de kolom    m steeds pH 8. Voor de    e aerobe
kolomme   en was de pH p na het ve   ervangen van n de waterla  aag pH 8,5. Vervolgens
                                                                              V           w
                                                                                          werd na 10 dagen
                                                                                                       d      de
                                                                                                              29
</pre>

====================================================================== Einde pagina 29 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 30 ======================================================================

<pre>pH van de waterrlaag verhoo        ogd door vvoorzichtig natronloog (1 M) te mengen door             d     het
oppervlaaktewater. DeD pH werd vervolgens
                                   v          eelke twee we eken stapsge ewijs verhooggd met een halve pH
eenheid tot pH 10. Op negen tijdstippen        n werd het oppervlakte     ewater bem  monsterd (fig  guur 16).
Dagelijks werd de pH  H van de kollommen gecoontroleerd en  e indien nod  dig bijgesteldd door het toedienen
van natrronloog. De pHp waarden daalden ged     durende het experiment met maxim      maal 0,2 pH eenheden
                                                                                                     e
gedurende een dag.
De netto o naleveringgssnelheden van fosfor n   naar de watterlaag werd  den weer beepaald door regressie
van de  e lineaire concentratiestijgingen in de waterlaag. w              De
                                                                          D     naleverringssnelheidd is de
richtingsscoëfficiënt van deze re egressielijn. Op dag 50 (21 oktober) werd voor elke kolom ook nog
een kee er de fosforcconcentratie e in het porriewater be   epaald. De opzet
                                                                          o      van dde kolomproef wordt
schemattisch weergegeven in figu   uur 16.
                                                                 datum           Dag            pH
                                                                 1‐sep            0           pH 8,5
                                                                 4‐sep            3           pH 8,5
                                                                 11‐sep          10           pH 8,5
                                                                 18‐sep          17           pH 9,0
                                                                 25‐sep          24           pH 9,0
                                                                  2‐okt          31           pH 9,5
                                                                  9‐okt          38           pH 9,5
                                                                 16‐okt          45           pH 10.0
                                                                 21‐okt          50           pH 10.0
Figuur   16:   Schemattische weerg gave  van   oopzet  van   de   alkaliene
                                                                          e   desorptiepproef  (links)) en  de
bemonste eringsmomentten (rechts). Na
                                   N dag 10, 244 en 38 werd de
                                                             d pH waarde  e van het opppervlaktewateer met een
halve een
        nheid verhooggd door het to
                                  oedienen van nnatronloog (n
                                                            natriumhydrox xide).
                                                                                                            30
</pre>

====================================================================== Einde pagina 30 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 31 ======================================================================

<pre>3.1.3 Analyses
Oppervlaktewater en poriewater:
De pH werd gemeten met een standaard Ag/AgCl2 elektrode verbonden met een radiometer
(Copenhagen, type TIM840). De hoeveelheid opgelost anorganisch koolstof (TIC: CO2 en HCO3) werd
bepaald met behulp van infrarood gas analyse (ABB Advance Optima IRGA). Het Elektrisch
Geleidingsvermogen (EGV) werd bepaald met een HACH EGV-probe verbonden met een HQD-meter.
De alkaliniteit (alleen van oppervlaktewatermonsters) werd bepaald door een deel van het monster
te titreren met 0,01 mol l-1 zoutzuur tot pH 4,2. De toegevoegde hoeveelheid equivalenten zuur per
liter is hierbij de alkaliniteit. De extinctie (450 nm) van de oppervlaktewatermonsters werd bepaald
met een Biotek plaatreader. Het oppervlaktewater werd zowel ongefilterd als gefilterd (1,2 μm
poriegrootte) verzameld voor verschillende element analyse. Een deel van het bodemvocht werd
gefixeerd met een 4% HCl-oplossing. De monsters voor de auto-analyzer (voor bepaling van NH4+,
NO3-, K+, Na+ en Cl-) werden bewaard bij een temperatuur van –20 ºC tot aan de analyse. De
monsters voor de ICP-OES (voor bepaling van Al, Ca, Mg, P, Na, K, Fe, S Mn en Zn) werden
aangezuurd voor analyse en bewaard bij 4 ºC.
.
3.1.4 Elementenanalyse (ICP en auto-analysers)
De concentraties calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminium (Al), ijzer (Fe), mangaan (Mn), fosfor
(P), zwavel (S; als maat voor sulfaat), silicium (Si) en zink (Zn) werden bepaald met behulp van een
Inductively Coupled Plasma Spectrofotometer (ICP-OES, ICAP 6300, Thermo Fisher Scientific of,
ARCOS MV, Spectro). De concentraties nitraat (NO3-), ammonium (NH4+) en fosfaat (PO43-) werden
colorimetrisch bepaald met een Seal auto-analyser III met behulp van resp. salicylaatreagens,
hydrazinesulfaat en ammoniummolybdaat/ascorbinezuur. Chloride (Cl-) werd colorimetrisch bepaald
met een Bran+Luebbe auto-analyser ΙΙI systeem met behulp van mercuritiocyanide. Natrium (Na+) en
kalium (K+) werden vlamfotometrisch bepaald met een Sherwood Model 420 Flame Photometer.
                                                                                                  31
</pre>

====================================================================== Einde pagina 31 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 32 ======================================================================

<pre>3.2                              Resultaten en discussie
3.2.1 Aerobe versus anaerobe nalevering met en zonder Phoslock
De gemeten P-nalevering in de verschillende sedimentkolommen wordt gegeven in figuur 7. Hierbij
worden links de waarden voor de onbehandelde controle kolommen gegeven met op de x-as de
nummers van de locaties waar de kolommen verzameld zijn (figuur 17)). Rechts worden de waarden
gegeven voor de met Phoslock behandelde kolommen. Hierbij wordt steeds onderscheid gemaakt
tussen de kolommen met een zuurstofhoudende waterlaag (Aeroob) en de kolommen met een
zuurstofloze waterlaag (Anaeroob). In de controle behandeling is de P-nalevering duidelijk hoger
voor de anaerobe kolommen. In de anaerobe kolommen varieert de nalevering tussen 2,1 en 12,3
mg/m2/dag met een mediane waarde van 6,3 en een gemiddelde waarde van 6,5 mg/m2/dag. In de
aerobe kolommen varieert deze tussen 0 en 0,98 mg/m2/dag met een mediane waarde van 0,71 en
een gemiddelde waarde van 0,59 mg/m2/dag.
In de Phoslock behandelingen werden geen of zeer lage naleveringen gemeten, overwegend lager
dan 0,05 mg/m2/dag, met voor zowel de aerobe als de anaerobe kolommen een mediane nalevering
van 0,00 mg/m2/dag. Alleen in één aerobe kolom (locatie 6) en één anaerobe kolom (locatie 4)
werd een nalevering van respectievelijk 0,16 en 0,34 mg/m2/dag gemeten.
We zien dus heel duidelijk dat zonder toediening van Phoslock de nalevering van P naar de
waterlaag bijna 9 maal hoger is wanneer de waterlaag boven de bodem anaeroob wordt en dat het
toedienen van Phoslock zowel onder anaerobe als aerobe omstandigheden de nalevering van P naar
de waterlaag zo goed als volledig stillegt.
                            14
                                                                                          12,26
                            12
                                                                                                                9,74
 P nalevering (mg/m2/dag)
                            10
                                                                                                                                            8,91
                            8                                                                                                 7,39
                            6                                                                                                        5,11
                                                                                                         3,78
                            4
                                                                                                  2,75
                                                                                                                       2,09
                            2
                                  0,93          0,85                        0,98   0,98
                                                                     0,56                                                                                                                                  0,34
                                         0,22          0,00   0,17                                                                                 0,00   0,16   0,04   0,00   0,00   0,02   0,00   0,00          0,00   0,00   0,00   0,00   0,00   0,00   0,00
                            0
                                  4 6 8 10 12 16 19 22 4 6 8 10 12 16 19 22 4 6 8 10 12 16 19 22 4 6 8 10 12 16 19 22
                                                       Aeroob                                             Anaeroob                                                      Aeroob                                            Anaeroob
                                                                              Controle                                                                                                         Phoslock
Figuur 17: De nalevering van fosfor in de aeroob en anaeroob geïncubeerde kolommen met (Phoslock) en
zonder (controle) Phoslock toediening. Alle waarden worden gegeven in mg per vierkante meter per dag. De
getallen op de x-as verwijzen naar de locaties in de Kralingse plas waar de kolommen zijn verzameld.
                                                                                                                                                                                                                                                                   32
</pre>

====================================================================== Einde pagina 32 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 33 ======================================================================

<pre>We kunnen de nalevering van P naar de waterlaag koppelen met de P concentraties van het
poriewater in de toplaag van de onderwaterbodems (figuur 18). We zien dat voor de anaerobe
kolommen zonder Phoslock de P nalevering sterk gecorreleerd is met de P concentratie van het
poriewater. Verder zien we dat in de controle behandelingen de P concentraties in het poriewater
in de anaerobe kolommen (veel) hoger zijn dan in de aerobe kolommen.
                                      14                 Controle Aeroob
                                                         Controle Anaeroob
                                      12                 Phoslock Aeroob
                                                         Phoslock Anaeroob
           P nalevering (mg/m2/dag)
                                      10
                                       8
                                       6
                                       4
                                       2
                                       0
                                             0                   50            100           150           200     250
                                                                       P in poriewater (µmol/l)
                                                                                 14
                                             Controle Aeroob
                                             Controle Anaeroob
                                                                                 12
                                             Phoslock Aeroob
                                             Phoslock Anaeroob
  P nalevering (mg/m2/dag)
                                                                                 10
                                                                                  8
                                                                                  6
                                                                                  4
                                                                                  2
                                                                                  0
                                      0,01                       0,1                  1               10         100
                                                                         Fe/ P poriewater (mol/mol)
Figuur 18: Fosfornalevering in de aeroob en anaeroob geïncubeerde kolommen met (Phoslock) en zonder
(controle) Phoslock toediening, uitgezet tegen de fosforconcentratie (boven) en de ijzer/fosfor ratio (onder)
van het poriewater aan het einde van het experiment.
                                                                                                                         33
</pre>

====================================================================== Einde pagina 33 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 34 ======================================================================

<pre>Zolang er voldoende zuurstof aanwezig is zal voor de afbraak van organisch materiaal vooral
zuurstof worden gebruikt. Dit zuurstof wordt verbruikt als elektronenacceptor voor de afbraak,
maar in de bodems neemt de zuurstofconcentratie snel af waardoor een groot deel van de afbraak
dieper in de bodem (en in de anaerobe kolommen ook in de toplaag van de bodem) anaeroob
plaatsvindt. Na zuurstof zijn respectievelijk nitraat (NO3-), vierwaardig mangaan (Mn(IV)),
driewaardig ijzer (Fe(III)) en sulfaat (SO42-) de meest gunstige elektronenacceptoren. Als gevolg van
de anaerobe afbraak nemen de ijzer- (Fe) en mangaan- (Mn) concentraties in het poriewater toe.
Dit komt omdat slecht oplosbaar driewaardig ijzer en vierwaardig mangaan wordt gereduceerd tot
beter oplosbaar Fe2+ en Mn2+. De toename van de fosforconcentraties in het poriewater van
anaerobe onderwaterbodems wordt veroorzaakt doordat fosfor dat geadsorbeerd was aan de
anaerobe ijzer(III)(hydr)oxides en mangaan(IV)(hydr)oxides vrijkomt wanneer deze worden
gereduceerd.
Wanneer de toplaag van de onderwaterbodem zuurstof bevat dan zal hier weinig ijzerreductie
plaatsvinden en zal gereduceerd ijzer hier juist worden geoxideerd tot ijzer(III)(hydr)oxides
waaraan P kan binden. Hierdoor is de P concentratie in het poriewater lager en is ook de nalevering
naar de waterlaag lager (figuur 18). We zien dat er in twee aerobe kolommen (de twee meest rechts
gelegen punten in figuur 18 boven) nog hogere P-concentraties worden gemeten in het poriewater.
Omdat het poriewater hier ongeveer evenveel ijzer als P bevatte leveren deze kolommen toch
relatief maar weinig fosfor na naar de waterlaag. Dit komt omdat in het oxidatieve toplaagje tussen
water en sediment het opgeloste gereduceerde ijzer weer wordt geoxideerd. Hierbij worden
ijzer(hydr)oxides gevormd waar fosfor aan bindt. Dit wordt de ijzerval genoemd. Als gevolg hiervan
wordt de nalevering van P naar de waterlaag beperkt zolang de Fe/P ratio in het poriewater
voldoende hoog is (>1) en zolang de waterlaag aeroob (zuurstofhoudend) is.
Voor de Phoslock behandelingen zien we dat, onafhankelijk van de zuurstoftoestand van de
waterlaag, de P nalevering laag is en dat dit gepaard gaat met relatief lage P concentraties in het
poriewater van de toplaag van de bodem (figuur 18). Het is duidelijk dat dit wordt veroorzaakt door
de binding van fosfor aan lanthaan waarbij het onoplosbare LaPO4 wordt gevormd en P wordt
geïmmobiliseerd. Wanneer het nog opgeloste P richting de waterlaag diffundeert, zal het in
aanraking komen met het Phoslock dat op de bodem ligt en worden gebonden. De nalevering van P
wordt hierdoor zo goed als gestopt.
Bij de afbraak van organisch materiaal komt kooldioxide (CO2) vrij. Onder anaerobe condities
worden in plaats van zuurstof zogenaamde alternatieve elektronenacceptoren gebruikt voor de
afbraak van organisch materiaal. Omdat bij de anaerobe reacties ook protonen worden
geconsumeerd (Smolders e.a., 2006) wordt een deel van het CO2 dat vrijkomt omgezet in HCO3-
(bicarbonaat):
CO2 + H2O ←→ H2CO3 ←→ HCO3- + H+
(doordat er protonen geconsumeerd worden verschuift het evenwicht naar rechts).
Hierdoor neemt de oplosbaarheid van anorganisch koolstof (koolzuur plus bicarbonaat) toe. In de
sedimenten van de Kralingse Plas worden Fe(III) en Mn(IV) (beiden slecht oplosbaar) en sulfaat
gebruikt als alternatieve electronenacceptoren (figuur 19). Hierbij komt het goed oplosbare Fe2+ en
Mn2+ vrij en wordt sulfaat omgezet in sulfide dat samen met Fe2+ neerslaat. We zien dan ook dat bij
een toename van de TIC concentratie de Fe en Mn concentratie in het poriewater toenemen en de
sulfaatconcentratie afneemt. Verder neemt ook de fosforconcentratie alsmede de concentratie aan
anorganisch stikstof (vooral ammonium) toe. Omdat koolstof en stikstof in een bepaalde verhouding
voorkomen in het organisch materiaal komen ze ook in een min of meer vaste verhouding vrij als
gevolg van afbraak.
                                                                                                   34
</pre>

====================================================================== Einde pagina 34 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 35 ======================================================================

<pre>We zien dat Phoslock geen effect heeft op de anaerobe afbraakprocessen in de bodems. Alleen
fosfor wordt duidelijk geïmmobiliseerd.
                                        14000                                                                                                         250
                                                    Controle Aeroob
  Bicarbonaat in poriewater ( µmol/l)
                                                    Controle Anaeroob
                                        12000
                                                    Phoslock Aeroob                                                                                   200
                                                                                                                 Fe in poriewater ( µmol/l)
                                                    Phoslock Anaeroob
                                        10000
                                                                                                                                                      150
                                        8000
                                        6000
                                                                                                                                                      100
                                        4000
                                                                                                                                                      50
                                        2000
                                           0                                                                                                           0
                                                0   2000   4000       6000   8000   10000    12000   14000                                                      0       2000   4000    6000     8000    10000    12000   14000
                                                             TIC in poriewater (µmol/l)                                                                                          TIC in poriewater (µmol/l)
                                         900                                                                                                          250
                                         800
                                                                                                                         Mn in poriewater ( µmol/l)
                                         700                                                                                                          200
   S in poriewater ( µmol/l)
                                         600
                                                                                                                                                      150
                                         500
                                         400
                                                                                                                                                      100
                                         300
                                         200                                                                                                           50
                                         100
                                           0                                                                                                            0
                                                0   2000   4000       6000   8000    10000   12000   14000                                                      0       2000   4000     6000     8000    10000   12000   14000
                                                             TIC in poriewater (µmol/l)                                                                                          TIC in poriewater (µmol/l)
                                         250                                                                                                          1400
                                                                                                             Anorg . N in poriewater ( µmol/l)
                                                                                                                                                      1200
                                         200
 P in poriewater ( µmol/l)
                                                                                                                                                      1000
                                         150                                                                                                           800
                                                                                                                                                       600
                                         100
                                                                                                                                                       400
                                          50
                                                                                                                                                       200
                                           0                                                                                                                0
                                                0   2000   4000       6000   8000    10000   12000   14000                                                          0   2000   4000     6000     8000    10000   12000   14000
                                                             TIC in poriewater (µmol/l)                                                                                         TIC in poriewater (µmol/l)
Figuur 19: Correlaties tussen verschillende poriewaterparameters aan het einde van de naleveringsproef. Het
gaat om concentraties uitgedrukt in µmol per liter poriewater. TIC staat voor de totaal anorganische
koolstofconcentratie (kooldioxide plus bicarbonaatconcentratie).
                                                                                                                                                                                                                           35
</pre>

====================================================================== Einde pagina 35 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 36 ======================================================================

<pre>Zoals we fosfornalevering kunnen meten in de kolommen, zo kunnen we ook de nalevering van
anorganische stikstof uit de bodem meten. Hierbij accumuleert onder aerobe omstandigheden het
anorganische stikstof als nitraat in de waterlaag en meten we dus een nitraatnalevering. Dit komt
omdat ammonium dat uit de bodem in de waterlaag terecht komt hier wordt geoxideerd tot nitraat.
Onder anaerobe omstandigheden wordt het ammonium dat uit de bodem komt niet geoxideerd en
accumuleert ammonium in de waterlaag. We meten dan een ammoniumnalevering (zie figuur 20).
Wanneer we beiden bij elkaar optellen dan hebben we de totale anorganische N nalevering naar de
waterlaag. We zien dat de nalevering van anorganisch N naar de waterlaag steeds sterk is
gecorreleerd met de anorganische N concentratie van het poriewater en dat deze hoger is voor de
anaerobe kolommen (gemiddeld 22,5 mg N/m2/dag) dan voor de aerobe kolommen (gemiddeld 3,8
mg N/m2/dag). We hebben bij een anaerobe waterkolom boven de waterbodem dus niet alleen te
maken met een hogere P nalevering maar ook met een hogere N nalevering. Overigens zien we dat
de Phoslock toediening geen effect heeft op de nalevering van anorganisch N naar de waterlaag.
Ook de ijzerconcentratie van de anaerobe waterkolommen nam (lineair) toe (zie figuur 21, boven)
terwijl er voor de aerobe kolommen geen sprake was van een nalevering van ijzer. Dit komt omdat
het goed oplosbare gereduceerde ijzer in de zuurstofhoudende waterlaag wordt geoxideerd tot
slecht oplosbare Fe(III)(hydr)oxides. De nalevering voor de anaerobe kolommen is gecorreleerd met
de ijzerconcentratie in het poriewater, en het toedienen van Phoslock heeft geen effect op de
nalevering.
Voor sulfaat zien we duidelijk een afname van de concentratie in de waterlaag voor zowel de
anaerobe als de aerobe kolommen (figuur 21, beneden). Dit laat zien dat sulfaat in de
onderwaterbodems wordt gereduceerd tot sulfide. Sulfide kan ijzer vastleggen in de vorm van FeS
waardoor de capaciteit van de bodem om fosfaat te binden afneemt. Teven neemt de
ijzerconcentratie in het poriewater af waardoor de ijzer/fosfor ratio van het poriewater zal
afnemen, waardoor de nalevering kan toenemen. Op de langere termijn moet er dan ook rekening
mee worden gehouden dat de nalevering van P vanuit de waterbodems van de Kralingse plas verder
kan toenemen bij relatief hoge sulfaatbelastingen van het oppervlaktewater. De consumptie
(negatieve nalevering) van sulfaat is het hoogste voor de anaerobe kolommen en gaat gepaard met
lagere sulfaatconcentraties in het poriewater van de toplaag van de bodems. Ook op de
sulfaatreductie in de bodem heeft het toedienen van Phoslock geen effect.
                                                                                               36
</pre>

====================================================================== Einde pagina 36 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 37 ======================================================================

<pre>                                     16
                                                                                    Controle Aeroob
                                     14
                                                                                    Controle Anaeroob
    NO3‐ nalevering (mg N/m2/dag)
                                     12
                                                                                    Phoslock Aeroob
                                                                                    Phoslock Anaeroob
                                     10
                                     8
                                     6
                                     4
                                     2
                                     0
                                          0   200   400        600       800      1000      1200      1400
                                                          Anorg. N in poriewater (µmol/l)
                                     60
                                     50
    NH4+ nalevering (mg N/m2/dag)
                                     40
                                     30
                                     20
                                     10
                                      0
                                          0   200   400        600       800      1000      1200      1400
                                                          Anorg. N in poriewater (µmol/l)
                                     60
 Anorg. N nalevering (mg N/m2/dag)
                                     50
                                     40
                                     30
                                     20
                                     10
                                      0
                                          0   200   400        600       800      1000      1200      1400
                                                          Anorg. N in poriewater (µmol/l)
Figuur 20: Anorganische N-nalevering in de aeroob en anaeroob geïncubeerde kolommen met (Phoslock) en
zonder (controle) Phoslock toediening, uitgezet tegen anorganisch stikstof van het poriewater aan het einde
van het experiment.
                                                                                                             37
</pre>

====================================================================== Einde pagina 37 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 38 ======================================================================

<pre>                                                            250          Controle Aeroob
                                                                         Controle Anaeroob
                                                                         Phoslock Aeroob
                           Fe nalevering (µmol/m2/dag)
                                                            200
                                                                         Phoslock Anaeroob
                                                            150
                                                            100
                                                             50
                                                              0
                                                                   0         50               100           150         200         250
                                                                                    Fe in poriewater (µmol/l)
                                                            0,00
                                                                   0   100    200       300         400   500     600   700   800    900
                                                         ‐500,00
                                               ‐1000,00
S nalevering (mg/m2/dag)
                                               ‐1500,00
                                               ‐2000,00
                                               ‐2500,00
                                               ‐3000,00
                                               ‐3500,00
                                               ‐4000,00
                                                                                  SO42‐ in poriewater (µmol/l)
Figuur 21: De nalevering van IJzer in de aeroob en anaeroob geïncubeerde kolommen met (Phoslock) en zonder
(controle) Phoslock toediening, uitgezet tegen de ijzerconcentratie in het poriewater (boven). De
sulfaatnalevering in de aeroob en anaeroob geïncubeerde kolommen met (Phoslock) en zonder (controle)
Phoslock toediening uitgezet tegen de sulfaatconcentratie van het poriewaterwater (onder).
                                                                                                                                           38
</pre>

====================================================================== Einde pagina 38 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 39 ======================================================================

<pre>3.2.2 Alkaliene desorptie onder aerobe condities met en zonder Phoslock
De gemeten P-nalevering in de verschillende kolommen bij de verschillende ingestelde pH waarden
wordt gegeven in figuur 22. In de controle behandeling is de P-nalevering duidelijk hoger dan in de
kolommen die met Phoslock zijn behandeld. Verder zien we heel duidelijk dat de nalevering
toeneemt bij een toename van de pH van de waterlaag. Voor de controlebehandeling is de
gemiddelde nalevering bij pH 8,5 / 9 / 9,5 / 10 respectievelijk 0,8 / 2,6 / 9,1 / 14,9 mg/m2/dag.
Voor de Phoslock behandeling bedraagt deze afgerond respectievelijk 0,1 / 0,1 / 1,0 / 2,0
mg/m2/dag. Er is dus sprake van een sterke toename van de nalevering onder aerobe
omstandigheden als gevolg van alkaliene desorptie, met name bij een pH van 9,5 en hoger, waarbij
de additie van Phoslock leidt tot een veel minder sterke toename van de nalevering. Dit kan
verklaard worden doordat fosfor dat bij een hoge pH door het hydroxide ion wordt verdrongen van
de ijzer- en aluminium(hydr)oxides in de Phoslock behandelingen (deels) weer kan worden
gebonden door lanthaan en dat fosfor dat al aan lanthaan is gebonden niet meer vrijkomt bij een
verhoging van de zuurgraad tot pH 10.
                                                            19,37                                                                                                                                                                               pH 8,5
                            20                                                 18,91
                                                                                                                    18,08                                                                                                                       pH 9,0
                                                                                                                                      16,70
                                         15,99                                                                                                                                                                                                  pH 9,5
 P nalevering (mg/m2/dag)
                            15                          14,21                                                                                                                                                                                   pH 10,0
                                                                                                 10,72                             10,95
                                                                                                                                                      10,31
                            10                                                                                                                                       7,48                      8,80
                                     7,81                                                                      8,04
                                                                                                                                                                         8,79
                                                                      6,50                                                                        6,90
                                                                       6,71
                            5                                                                                                 4,00
                                                                                                                                                                2,92
                                                                                                                                                                                           3,33          2,18
                                                                                            2,84
                                                   1,98                                                  1,27                                                                                               3,34            0,34
                                                                    1,53                                                                      0,90
                                 0,50                                                  0,25                  2,56                              1,31           1,16                                                 0,00     0,24
                                                                                                                                                                                                                                1,48
                                                                                                                                                                                                                                                0,00
                                                                                                                                                                                                                                                0,00
                                                                                                                            0,52                                                       0,00           0,34
                                                                                                                                                                                0,00                               0,00                 0,00              0,00
                                                 0,23
                                                                                                                                                                                                                                        0,00     0,34     0,00
                                                                                          1,07
                                  0,58                                                                                                                                          0,00                  0,28         0,09          1,67
                                                                                                                                                                                0,11
                                                                                                                                                                                0,14    0,38                         0,61               0,12
                                                                                                                                                                                                                                         0,32      0,96   0,13
                                                                                                                                                                                                                                                           0,33
                            0
                                    4                   6                  8              10                 12                16               19               22              4        6             8           10        12         16      19        22
                                                                                             Aeroob                                                                                                                   Aeroob
                                                                                            Controle                                                                                                                 Phoslock
Figuur 22: De nalevering van fosfor in de aeroob geïncubeerde kolommen met (Phoslock) en zonder (controle)
Phoslock toediening. De pH is stapsgewijs verhoogd. Alle waarden worden gegeven in mg per vierkante meter
per dag. De getallen op de x-as verwijzen naar de locaties in de Kralingse plas waar de kolommen zijn
verzameld.
We zien dat in de controlebehandeling bij pH 10, de nalevering in 7 van de 8 kolommen oploopt tot
waarden die (veel) hoger zijn dan 10 mg/m2/dag. Voor de Phoslock behandeling blijft de nalevering
in 5 van de 8 kolommen lager dan 1 mg/m2/dag en bedraagt de hoogste nalevering 8,8 mg/m2/dag
in de kolom afkomstig van locatie 6. In de sliblaag van deze kolommen bedraagt per laag van 10 cm
de te immobiliseren P fractie 15,0 g/m2 waarvan 5,3 g/m2 gemobiliseerd kan worden als gevolg
van een sterke pH verhoging (tabel 4). Om alle P hier te kunnen binden zou er 1500 g/m2 aan
Phoslock gedoseerd moeten worden terwijl er in het kolomexperiment steeds 707 g/m2 aan Phoslock
                                                                                                                                                                                                                                                                39
</pre>

====================================================================== Einde pagina 39 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 40 ======================================================================

<pre>is gedoseerd. Er is voor deze specifieke kolom dus sprake geweest van een onderdosering wat deze
relatief hoge nalevering bij pH 10 kan verklaren.
In figuur 23 wordt de fosfornalevering uitgezet tegen de gemeten concentraties van fosfor in het
poriewater. We doen dit voor de nalevering bij pH 8 en voor de nalevering bij pH 10. We zien dat de
fosforconcentraties in het poriewater aan het einde van het alkaliene desorptie experiment iets
hoger liggen dan aan het einde van het ‘aeroob versus anaeroob’ experiment. Verder zien we dat de
poriewaterconcentraties nog steeds hoger zijn voor de controle behandeling dan voor de Phoslock
behandeling. De nalevering bij pH 10 neemt toe naarmate de P concentratie van het poriewater
hoger is. In tegenstelling tot de nalevering als gevolg van anaerobie is de nalevering als gevolg van
alkaliene desorptie het gevolg van het verdringen van fosfor van ijzer- en aluminium(hydr)oxiden op
de overgang van de onderwaterbodem naar de waterlaag en is er in principe geen direct oorzakelijk
verband tussen de concentraties in het poriewater en de nalevering. Wel laat het zien dat de
nalevering hoger is voor bodems die rijker zijn aan fosfor.
                            25       Controle Aeroob
                                     Controle Aeroob pH10
 P nalevering (mg/m2/dag)
                            20       Phoslock Aeroob
                                     Phoslock Aeroob pH 10
                            15
                            10
                            5
                            0
                                 0                50               100    150
                                               P in poriewater (µmol/l)
Figuur 23: Fosfornalevering in de aerobe kolommen met (Phoslock) en zonder (controle) Phoslock toediening,
uitgezet tegen de fosforconcentratie van het poriewater voor de incubatie bij pH 8 en bij pH 10.
                                                                                                       40
</pre>

====================================================================== Einde pagina 40 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 41 ======================================================================

<pre>3.2.3 Lanthaanconcentraties in de kolommen
In figuur 24 worden de gemeten lanthaan (La) concentraties in de waterlaag gegeven voor de
verschillende tijdstippen (zowel totaal (La-t), als na filtratie (La-nf)). Tevens worden de gemeten La
concentraties in het poriewater (La(pw)) gegeven. Het gaat hierbij om mediane- en minimum- en
maximumwaarden. We zien dat als gevolg van het toedienen van Phoslock de lanthaanconcentratie,
zowel totaal als na filtratie, toeneemt. Hetzelfde geldt voor de lanthaanconcentraties in het
poriewater.
Nergens wordt echter de norm voor totaal-lanthaan (1030 nmol/l =1,03 µmol/l; 0,15 mg/l)
overschreden. De gemeten waarden blijven ver onder deze norm. Ook blijven de mediane waarden
voor lanthaan na filtratie onder de norm van 70 nmol/l (=0,07 µmol/l; 0,01 mg/l). Slechts twee
maal werd er in de waterlaag in een gefiltreerd monster een waarde gemeten die hoger lag dan
deze normwaarde voor lanthaan na filtratie. Dit ging om de kolom van locatie 16 op tijdstip 4 in de
aerobe Phoslock behandeling (171 nmol/l) en om de kolom van locatie 22 op tijdstip 54 in de
anaerobe Phoslock behandeling. Tenslotte valt nog op dat de lanthaanconcentraties onder anaerobe
condities iets hoger lijken te zijn dan onder aerobe omstandigheden. De verhoging van de pH leidt
niet tot een toename van de lanthaanconcentraties in het oppervlaktewater van de kolommen van
de controle of de met Phoslock behandelde kolommen. Ook gedurende het alkaliene desorptie
experiment bleven de concentraties voor totaal-lanthaan, die steeds werden gemeten, zeer ruim
onder de norm voor La-t.
We kunnen dus concluderen dat additie van Phoslock in het experiment niet leidde tot een
overschrijding van de normen voor totaal-lanthaan en lanthaan na filtratie. Hierbij moet opgemerkt
worden dat de waterlaag in de kolommen steeds 20 cm bedroeg en dat het water in de Kralingse
plas gemiddeld meer dan 2 meter diep is. Dit betekent dat in de veldsituatie de concentraties
lanthaan in het oppervlaktewater nog minimaal 10 maal lager uit zullen vallen.
                                                                                                    41
</pre>

====================================================================== Einde pagina 41 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 42 ======================================================================

<pre>                                        1000,00
                                                                                                                                                                              Norm La‐t
                                                         A
                                               100,00
   Lanthaan concentratie (nmol/L)
                                                                                                 Norm La‐nf
                                                10,00
                                                 1,00
                                                 0,10
                                                 0,01
                                                         4 11 25 53 4 53 4 11 25 53 4 53 4 11 25 53 4 53 4 11 25 53 4 53 25 53 25 53 25 53 25 53
                                                              La‐nf      La(pw)          La‐nf        La(pw)        La‐nf         La(pw)       La‐nf    La(pw) La‐t      La‐t     La‐t        La‐t
                                                                Aeroob                    Anaeroob                      Aeroob                   Anaeroob          Aer   Anaer    Aer     Anaer
                                                                             Control                                                Phoslock                        Control           Phoslock
                                                 1000                                            Norm La‐t
                                                          B
                                                  100
              Lanthaan concentratie (nmol/L)
                                                   10
                                                    1
                                                   0,1
                                                  0,01
                                                          0       3     10    17       24        31   38       45   50       50     0      3     10    17   24     31    38      45      50     50
                                                               pH 8,5             ph 9            ph 9,5        pH 10       pH 10       pH 8,5          ph 9        ph 9,5        pH 10       pH 10
                                                                                     La‐t                                La(pw)                             La‐t                              La(pw)
                                                                                         Control                                                            Phoslock
Figuur 24: De gemeten lanthaan concentraties in ongefilterde (totaal, -t) en gefilterde (na filtratie La-nf)
watermonsters uit de kolommen en lanthaanconcentraties in het poriewater van de kolommen (La(pw)). Er
worden per tijdstip de mediane waarde en de hoogste (pijltje boven) en laagste (pijltje onder) waarden
gegeven. De horizontale rode lijnen geven de normconcentraties aan voor totaal-La (La-t) en lanthaan na
filtratie (La-nf). A: De data voor het aeroob versus anaeroob experiment. 4, 11, 25 en 54, staan voor het
aantal dagen na de start van het experiment. B: voor het alkaliene desorptie experiment 0, 3, 10, 17, 24, 31,
45 en 50 staan voor het aantal dagen na de start van het experiment.
                                                                                                                                                                                                     42
</pre>

====================================================================== Einde pagina 42 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 43 ======================================================================

<pre>43</pre>

====================================================================== Einde pagina 43 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 44 ======================================================================

<pre>4 MO   ODULE 3:: EEN VELDEXPER                   RIMENT MET   M PHOSLOCK
4.1 M  Materiaal en   e methode
4.4.1 Veeldwerkzaam    mheden
Op 28 a april 2020 werden
                      w        zevenn enclosuress (diameter 105 cm, ho     oogte 130 cm m) geplaatst aan de
zuidzijdee van de Kra  alingse plas (figuur 25). De enclosures werden zo   z goed mogeelijk in het sediment
gedrukt en er werde    en houten pa alen omheen  n geslagen, zodat
                                                               z     ze op hun plek bleeven. Vier enclosures
werden op 6 mei 2020   2     behand deld met Ph hoslock waarrbij per enc   closure 612 gram Phoslo   ock werd
toegedieend. Drie encclosures blev  ven onbehan  ndeld en dien nde als onbehandelde coontrole.
De gebruikte enclossures zijn alls alternatie    ef gebruikt voor
                                                               v    12 enclosures met een lengte van 130
centimeter, die oo     orspronkelijkk werden ggeïnstalleerd    d maar die  e kort na installatie allemaal
beschadigd bleken te    t zijn. De oorspronkel ijke enclosu   ures stonden n ook iets ddieper (verde er uit de
kant). Nadat we dezze eerste velldproef stop    p moesten ze  etten, is er op
                                                                           o korte termmijn nieuw materiaal
                                                                                                     m
geregeldd. Er waren op dat mom     ment maximaaal 7 enclosu    ures direct beschikbaar.
                                                                           b             Naar aanleiding van
de hooggte van dezze enclosure      es is gezoch ht naar een plek iets dichter bij de oever, met een
waterhoogte van circa 100 cm, passend b          bij deze enc closures. Tev vens was heet met deze   e nieuwe
enclosurres moeilijke  er om ze in het sedime     ent te drukk ken omdat zez geen mettalen pinnen    n hadden
waarmee  e ze stevig   g in de bod   dem konden   n worden verankerd.
                                                               v            Maar
                                                                            M     vanweege het beginnende
groeiseizzoen was err geen tijd om te wacchten op and          dere oplossiingen. Vand aar dat er met een
kleinere en aangepa   aste opzet is gewerkt.
Figuur 25
        5: Ligging van  n het veldexpperiment (rodde cirkel) aan
                                                               n de zuidkant van de Kraalingse plas, vlakbij
                                                                                                     v       de
oorspronkkelijke locatie
                       e van de veldp
                                    proef (zwart kkruisje)
                                                                                                             44
</pre>

====================================================================== Einde pagina 44 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 45 ======================================================================

<pre>De enclosures (en 1 locatie buiten de enclosures, een controle voor het vaststellen van een
eventueel enclosure effect) werden in totaal 8 keer bemonsterd volgens het schema in tabel 2. Het
oppervlaktewater werd verzameld in een 500 ml pot. Het poriewater werd verzameld door middel
van een lysimeter (met keramische cup), verbonden met een vacuüm 60 ml spuit. Behalve de
bemonstering werden er ook veldmetingen uitgevoerd (HQD, verbonden met probes) op een diepte
van 25 en 90 cm in de enclosures: de concentratie zuurstof, de temperatuur en de pH. Daarnaast
werden de enclosures wekelijks geroerd. Eenmalig, aan het einde van het experiment, werd de
waterbodem (0-15 cm) bemonsterd met behulp van een bodemhapper. Hierbij werd een deel van
het sediment bewaard voor analyse, en een ander deel voor het uitzoeken van bodemfauna
(macrobenthos genoemd). De macrobenthos-monsters werden een dag later uitgezocht op
hoofdgroepen, en er werd per enclosure een analyse gedaan op totaalconcentraties, inclusief totaal
lanthaan.
Tabel 5: Bemonsteringsmomenten van de veldproef
    Datum       Oppervlaktewater Poriewater  Sediment
   6‐5‐2020            x                               voor toediening
   6‐5‐2020            x                                na toediening
   12‐5‐2020           x
   3‐6‐2020            x              x
   1‐7‐2020            x
   29‐7‐2020           x
   25‐8‐2020           x
   23‐9‐2020           x              x          x
4.1.2 Analyses
Oppervlaktewater en poriewater:
De pH werd gemeten met een standaard Ag/AgCl2 elektrode verbonden met een radiometer
(Copenhagen, type TIM840). De hoeveelheid opgelost anorganisch koolstof (TIC: CO2 en HCO3) werd
bepaald met behulp van infrarood gas analyse (ABB Advance Optima IRGA). De EGV werd bepaald
met een HACH EGV-probe verbonden met een HQD-meter. De alkaliniteit (alleen van
oppervlaktewatermonsters) werd bepaald door een deel van het monster te titreren met 0,01 mol l-
1 zoutzuur tot pH 4,2. De toegevoegde hoeveelheid equivalenten zuur per liter is hierbij de
alkaliniteit. De extinctie (450 nm) van de oppervlaktewatermonsters werd bepaald met een Biotek
plaatreader. Het oppervlaktewater werd zowel ongefilterd als gefilterd (1,2 μm poriegrootte)
verzameld voor verschillende element analyse. Een deel van het bodemvocht werd gefixeerd met
een 4% HCl-oplossing. De monsters voor de auto-analyzer werden bewaard bij een temperatuur van
–20 ºC tot aan de analyse. De monsters voor de ICP-OES werden aangezuurd voor analyse en
bewaard bij 4 ºC.
Chlorofyl-a in oppervlaktewater:
De chlorofyl-a concentratie (welke een maat is voor de hoeveelheid fytoplankton in het
oppervlaktewater) werd bepaald met een spectrofotometrische methode volgens de NEN-6520
Norm. Het oppervlaktewatermonster (volume 1 liter) werd binnen 24 uur gefiltreerd. De filters
werden gedurende maximaal 3 maanden bewaard in de vriezer bij –20 ºC. De filters werden
                                                                                                45
</pre>

====================================================================== Einde pagina 45 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 46 ======================================================================

<pre>geëxtraheerd met 80% ethanol waarna de extinctie van de extracten voor en na aanzuren met HCl
bij een golflengte van 665 en 750 nm werden gemeten met een Biotek plaatreader. Via een
gestandaardiseerde formule werd de chlorofyl-a concentratie berekend.
PhytoPam voor hoofdgroepen fytoplankton :
Chlorofylconcentraties in algenhoofdgroepen in de oppervlaktewatermonsters werden bepaald met
behulp van een niet-destructieve PHYTO-PAM fytoplankton-analyzer (Heinz Walz GmbH, Effeltrich,
Duitsland). Het onder liggende principe van deze techniek is dat de minimale fluorescentie van een
donker geadapteerd monster (F0) proportioneel is met de chlorofyl-a-concentratie over een traject
tot zeker 500 μg/l (Geel, 1997; Schreiber, 1998). De PHYTO-PAM kan in elk monster de hoeveelheid
chlorofyl-a bepalen van drie spectrale fytoplanktongroepen, te weten blauwalgen, groenalgen en
diatomeeën/cryptofyten/ dinoflagellaten. Door gebruik te maken van vier kleuren licht diodes die
vier verschillende excitatie golflengtes (470, 525, 590 en 650 nm) emitteren, kan met de PHYTO-
PAM op basis van fluorescentie van specifieke additionele pigmenten onderscheid gemaakt worden
in de genoemde hoofdgroepen fytoplankton (Beutler et al 2002; Kobolski & Schreiber, 1995).
Waterbodem:
Een bekend volume van de sedimentmonsters werd gedroogd waarna het vochtgehalte en het massa
volume (kilogram droge stof per liter bodemvolume) wordt berekend. Van het gedroogde monster
werd een deel verast/uitgegloeid (gedurende 5 uur bij 550 oC). Uit de afname van de massa tijdens
verassen (gloeiverlies) werd het organisch stofgehalte berekend.
Van het gedroogde monster werd een deel ontsloten met geconcentreerd salpeterzuur en
waterstofperoxide in een gesloten destructiemagnetron. Hierbij wordt de verweerbare fractie aan
elementen van een bodem vrijgemaakt. Het destruaat werd doorverdund waarna de concentraties
fosfor (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), kalium (K), ijzer (Fe), mangaan (Mn), zwavel (S), silicium
(Si) en aluminum (Al) werden bepaald met een ICP.
Macrobenthos:
Een bekend volume van een sedimentmonster per enclosure werd binnen 48 uur na het verzamelen
uitgezocht en geteld op het voorkomen van macrobenthos. Ieder sedimentmonster werd zorgvuldig
uitgespoeld (poriegrootte 1 mm), waarna de macrobenthos kon worden gedetermineerd en geteld.
Per enclosure werd 1 totaalsample gewogen en gedroogd, en daarna bewaard voor analyse aan
totaal concentraties en totaal-lanthaan.
4.1.3 Elementenanalyse (ICP en auto-analysers)
De concentraties calcium (Ca), magnesium (Mg), aluminium (Al), ijzer (Fe), mangaan (Mn), fosfor
(P), zwavel (S; als maat voor sulfaat), silicium (Si) en zink (Zn) werden bepaald met behulp van een
Inductively Coupled Plasma Spectrofotometer (ICP-OES, ICAP 6300, Thermo Fisher Scientific of,
ARCOS MV, Spectro). De concentraties nitraat (NO3-), ammonium (NH4+) en fosfaat (PO43-) werden
colorimetrisch bepaald met een Seal auto-analyser III met behulp van resp. salicylaatreagens,
hydrazinesulfaat en ammoniummolybdaat/ascorbinezuur. Chloride (Cl-) werd colorimetrisch bepaald
met een Bran+Luebbe auto-analyser ΙΙI systeem met behulp van mercuritiocyanide. Natrium (Na+) en
kalium (K+) werden vlamfotometrisch bepaald met een Sherwood Model 420 Flame Photometer.
                                                                                                   46
</pre>

====================================================================== Einde pagina 46 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 47 ======================================================================

<pre>4.2 Resultaten en discussie
Uiteindelijk werd slechts in één van de behandelde enclosures Phoslock teruggemeten in de bodem
en waterlaag. Het sterke vermoeden bestaat dat drie van de vier met Phoslock behandelde
enclosures als gevolg van zeer sterke wind enkele dagen na het inzetten van de proef tijdelijk deels
los zijn gekomen van de bodem waardoor er water over de bodem kon stromen en het Phoslock uit
de enclosures werd afgevoerd. Enclosure P7 liet wel een behandelingseffect zien. Deze enclosure
stond ook het meest stevig in de bodem en ook het meest beschut voor de wind. Ook het feit dat in
enclosure P7 hogere lanthaanconcentraties werden gemeten in de waterlaag terwijl deze nauwelijks
afweken van de controle behandelingen in de overige drie enclosures (m.u.v. het tijdstip
onmiddellijk na toediening) wijst in deze richting. Wij kunnen er dan ook vanuit gaan dat het
achterwege blijven van een behandelingseffect in drie van vier behandelde enclosures werd
veroorzaakt door een artefact en hebben deze niet meer verder meegenomen in de uitwerking van
het experiment.
In figuur 26 wordt het verloop van de totaal-P- en orthofosfaat- (ortho-P)concentraties gegeven
buiten de enclosures (buiten), in de niet behandelde enclosures (Controle) en in de met Phoslock
behandelde enclosure (Phoslock). We zien dat in de controle enclosures de totaal-P- en ortho-P
concentraties oplopen gedurende het experiment. Hetzelfde geldt voor het monster dat buiten de
enclosures werd verzameld. In de met Phoslock behandelde enclosure daalt de totaal-P
concentratie na toedienen van Phoslock tot een lage concentratie van gemiddeld 0,52 μmol/l. We
zien hier dus duidelijk dat de P concentratie van het oppervlaktewater afneemt na het toedienen
van Phoslock en dat de concentratie vervolgens laag blijft gedurende de rest van het groeiseizoen.
Behalve fosfor lopen ook de chlorofylconcentraties op in de niet behandelde enclosures en buiten
de enclosures tot gemiddeld meer dan 20 µg/l (figuur 27). In de met Phoslock behandelde enclosure
blijven de chlorofylconcentraties gedurende het gehele groeiseizoen lager dan 2 µg/l. De met de
Phytopam bepaalde totaal-chlorofylconcentraties komen goed overeen met de concentratie die
bepaald werden aan de hand van de extractie. We zien dat met de Phytopam vanaf begin augustus
cyanochlorofyl (een maat voor de aanwezigheid van blauwalgen) wordt gemeten in de controle
enclosures en buiten de enclosures. In de met Phoslock behandelde enclosure wordt geen
cyanochlorophyl gemeten tot aan het eind van het experiment (figuur 27).
                                                                                                  47
</pre>

====================================================================== Einde pagina 47 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 48 ======================================================================

<pre>                       7
                                Phoslock
                       6        Buiten
                                Controle
                       5
   P‐totaal (µmol/l)
                       4
                       3
                       2
                       1
                       0
                       29‐apr              18‐jun      7‐aug                  26‐sep
                       4
                       3
  ortho‐P (µmol/l)
                       2
                       1
                       0
                       29‐apr              18‐jun      7‐aug                  26‐sep
Figuur 26: Het verloop van de fosfor en de orthp-fosfaatconcentratie in de enclosures gedurende het experiment.
                                                                                                                  48
</pre>

====================================================================== Einde pagina 48 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 49 ======================================================================

<pre>                                       45
                                                     Phoslock
                                       40
                                                     Buiten
                                       35
   Chlorofyl extractie (µgram/l)
                                                     Controle
                                       30
                                       25
                                       20
                                       15
                                       10
                                        5
                                        0
                                            29‐apr              18‐jun   7‐aug   26‐sep
                                       35
                                       30
  Chlorofyl‐totaal Pytopam (µgram/l)
                                       25
                                       20
                                       15
                                       10
                                        5
                                        0
                                            29‐apr              18‐jun   7‐aug   26‐sep
                                       25
   Cyanochlorofyl Phytopam (µgram/l)
                                       20
                                       15
                                       10
                                        5
                                        0
                                        29‐apr                  18‐jun   7‐aug   26‐sep
Figuur 27: Het verloop van chlorofyl-a bepaald aan de hand van een extractie, en de som van blauw-, groen- en
bruinalgenchlorofyl (totaal) en het cyanochlorofyl (blauwalgchlorofyl) bepaald met de phytopam gedurende het experiment.
                                                                                                                     49
</pre>

====================================================================== Einde pagina 49 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 50 ======================================================================

<pre>De totaal-lanthaan (La-t) concentratie en de lanthaanconcentraties na filteren (La-nf) laten
duidelijke verschillen zien tussen de enclosure waaraan Phoslock is toegediend en de enclosures
waaraan geen Phoslock is toegediend (figuur 28). Onmiddellijk na Phoslock toediening is de totaal-
La concentratie verhoogd in de behandelde enclosure. De gemeten concentratie ligt met 30.000
nmol/l ruim boven de MTR norm van 1030 nmol/l (0,15 mg/l) die geldt voor totaal-lanthaan in
oppervlaktewater. Een dergelijke tijdelijke overschrijding van deze norm direct na toediening van
Phoslock is normaal. Een week later zien we dan ook dat de totaal-La concentratie in de
behandelde enclosures is gezakt tot waarden die ver onder de MTR norm liggen. De totaal-La
concentraties blijven gedurende het experiment hoger in de behandelde enclosure dan in de
controle enclosures en in de plas buiten de enclosures. In de met Phoslock behandelde enclosure
daalt de La-t concentratie van 700 naar 40 nmol/l. Dit is zeer ruim onder de MTR norm van 1030
µmol/l.
De concentratie lanthaan na filtratie bestaat uit de lanthaanfractie die in colloïdale vorm en
mogelijk deels ook opgeloste vorm in de waterlaag aanwezig is. Ook deze concentratie neemt
onmiddellijk na toedienen van Phoslock toe maar neemt ook weer af (figuur 28). De norm voor
lanthaan na filtratie in het oppervlaktewater bedraagt 70 nmol/l. Voor de met Phoslock behandelde
enclosure stijgt de concentratie La-nf tot een waarde van ruim 500 nmol/l tussen 6 mei en 3 juni.
Vervolgens dalen de La-nf concentraties tot waarden die onder de MTR normwaarde liggen. Voor
niet behandelde enclosures blijven de La-nf concentraties altijd onder de norm. Buiten de
enlcosures wordt een gemiddelde La-t concentratie van 2,82 nmol/l (0,0004 mg/l) en een La-nf
concentratie van 1,67 nmol/l (0,0002 mg/l) gemeten.
                                                                 Phoslock
               100000,00
                                                                 Buiten
                                                                 Controle
                           10000,00
                                                                 La‐t norm
                                                                 La‐nf norm
                              1000,00
Lanthaan‐totaal (nmol/l)
                               100,00
                                10,00
                                 1,00
                                 0,10
                                 0,01
                                       29‐apr   18‐jun   7‐aug          26‐sep
               10000,00
                           1000,00
       Lanthaan‐nf (nmol/l)
                              100,00
                               10,00
                                1,00
                                0,10
                                0,01
                                   29‐apr       18‐jun   7‐aug         26‐sep
Figuur 28: Het verloop van de lanthaan totaal (La-t) en lanthaan na filtratie (La-nf) in de enclosures gedurende het
experiment.
                                                                                                                 50
</pre>

====================================================================== Einde pagina 50 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 51 ======================================================================

<pre>De waterbodem is eenmalig, aan het einde van het experiment bemonsterd (tabel 6). Deze
metingen laten zien dat de bodems in alle enclosures overeenkomen qua samenstelling. Wel wordt
in de enclosure die behandeld werd met Phoslock (P7) een duidelijk hogere concentratie totaal
lanthaan gemeten dan in de overige enclosures. In de overige enclosures waaraan initieel Phoslock
was toegevoegd werden lanthaangehalten in de bodem gemeten die lager waren dan 0,05 mmol/kg.
Dit bevestigt het vermoeden dat het toegediende Phoslock uit deze enclosures is verdwenen kort na
toediening (zie materiaal en methode).
Tabel 6: Analyseresultaten van de waterbodem uit de enclosures, aan het einde van het experiment, inclusief totaal
lanthaan.
  Enclosure  Org. Stof    tot. Al  tot.Ca  tot.Mg   tot. Fe     tot. P   tot. S   tot. La
                 %                                 mmol/kg droge stof
     C2         0,59       31,6     595      38,4    35,7         3,5     9,0      0,04
     C5         0,53       37,6     651      46,0    46,6         4,5     22,9     0,03
     C6         0,75       39,7     810      47,5    48,3         4,8     17,6     0,05
     P7         1,14       47,9     777      49,9    52,0         5,7     28,5     2,28
   Buiten       1,37       40,7     904      48,9    52,4         5,4     30,6     0,03
In tabel 7 zijn de tellingen van de in het sediment aangetroffen macrobenthos weergegeven in
hoofdgroepen. Hieruit blijkt dat zowel de behandelde als de niet behandelde enclosures
macrobenthos werd aangetroffen (zie voorbeeld in figuur 29). Er lijkt verder geen verschil te zijn
tussen behandelde en onbehandelde enclosures. Het grootste aantal macrobenthos werd gevonden
buiten de enclosures (125, waarvan 71 slakken). Binnen de enclosures variëren de aantallen tussen
slechts 4,5 waarnemingen per liter bodem (enclosure C6) tot 23 waarnemingen per liter bodem (in
enclosure P7). Het gewicht aan macrobenthos (exclusief schelpdelen), per liter sediment is het
hoogst in enclosure C5 en buiten (> 1 g/L). In enclosure C2 werd de kleinste hoeveelheid
macrobenthos aangetroffen (0,24 g/L). Er lijkt dus geen sprake van een behandelingseffect maar
wel sprake van een enclosure effect waardoor de slakken ontbraken in de enclosures. De slakken
waren naar alle waarschijnlijkheid afwezig op het moment dat de enclosures werden geplaatst.
Omdat het drooggewicht van de verzamelde macrobenthos gering was, was het niet mogelijk om
per groep een analyse uit te voeren. Daarom is er een analyse uitgevoerd op de verzamelde weke
delen per enclosure. We zien dat de La concentratie steeds lager is dan 1 mg/kg (µg/g = ppm) voor
de niet behandelde enclosures. Macrobenthos uit de met Phoslock behandelde enclosure (P7) had
een lanthaangehalte van 336 mg/kg (ppm). Dit is een waarde die goed overeenkomt met waarden
die elders in macrofauna uit bodem van met Phoslock behandelde meren worden gemeten (Finsterle
e.a., 2020). Zo hebben Van Oosterhout e.a. (2020) waarden van 1400 mg/kg gemeten in
chironomide-larven direct na het toedienen van Phoslock in ‘de Rauwbraken’ in 2008. In 2011 waren
deze concentraties afgenomen tot 200 ppm.
                                                                                                               51
</pre>

====================================================================== Einde pagina 51 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 52 ======================================================================

<pre>Tabel 7: Resultaat va an de determinatie en tellling van de macrobenthos
                                                                      m               , inclusief heet totale gew
                                                                                                                wicht. Alle
worden ggegeven per liter sedimen      nt. Tevens w   wordt de gem   meten La concentratie geggeven. Enclossure P7 is
behandelld met Phoslocck en de enclo   osures C2, C5 en C6 zijn niet behandeld met Phoslockk.
                                                                                                                    La in
              Twee‐               Mugggen‐                   Kreeft‐     Kokker‐                  Tot gewicht
                                                                                                      g
 Enclosuree            W
                       Wormen                   Slakkenn                              otaal #
                                                                                     To                       macrrobenthos
            kleppigen               larvven                 achtigen      juffers                     (gg/l)
                                                                                                                 (m
                                                                                                                  mg/kg)
     C2        0,9        3,7         2,3          0,0         0,0          0,0        6,9            0
                                                                                                      0,24      tee weinig
     C5        3,8        2,7         4
                                      4,3          0,0         1,1          0,5        12,4           1
                                                                                                      1,04          0,07
     C6        1,5        1,5         0
                                      0,0          1,0         0,5          0,0        4,5            0
                                                                                                      0,45          0,42
     P7        5,9        9,1         2,1          0,5         5,4          0,0        23,1           0
                                                                                                      0,39         335,9
   buiten      2,7        9,9         7
                                      7,1         39,0         3,3          6,6        68,6           1
                                                                                                      1,15          0,24
Figuur 29: Het macrobentthos-sample uitt enclosure P7, nna het uitspoellen en uitzoeken
                                                                                      n uit het sedime
                                                                                                    ment.
                                                                                                                           52
</pre>

====================================================================== Einde pagina 52 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 53 ======================================================================

<pre>53</pre>

====================================================================== Einde pagina 53 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 54 ======================================================================

<pre>5 ALGEMENE DISCUSSIE, CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN
5.1 Algemene discussie
In deze rapportage is onderzoek gedaan naar de geschiktheid van het toedienen van Phoslock voor
de immobilisatie van fosfor in de onderwaterbodems van de Kralingse plas. Hierbij wordt fosfor
gebonden aan lanthaan waarbij het zeer slecht oplosbare rhabdofaan (LaPO4) wordt gevormd.
Eenmaal als rhabdofaan gebonden fosfor is niet meer mobiel en kan dus ook niet meer in de
waterlaag terecht komen waar het de groei van algen kan stimuleren.
De veldmetingen laten zien dat de fosforconcentraties in het poriewater nu veel lager zijn dan in
2007, voor het afzanden van de plas. Verder zijn de ijzerconcentraties in het poriewater nu hoger
waardoor de ijzer/fosfor ratio nu ook hoger is. Het afzanden van de plas in 2010 heeft dus geleid tot
een lagere beschikbaarheid van fosfor in de onderwaterbodem. Op grond hiervan zal de nalevering
als gevolg van diffusie van fosfor vanuit de bodem naar de waterlaag zijn afgenomen en nu al veel
lager zijn dan in 2007.
De fosforconcentraties in het oppervlaktewater van de Kralingse plas (figuur 30; data van het
Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard) laten, overeenkomstig deze
verwachting, zien dat na het afzanden van de plas in 2010 de fosforconcentraties in de
zomermaanden veel minder hoog oplopen. Vanaf 2014/2015 zien we echter dat de P concentraties
in de zomermaanden weer pieken laten zien die weer zeer hoog kunnen oplopen. Opvallend is dat
ook de pH waarden vanaf 2015 veel hoger oplopen dan in de voorafgaande jaren en dat deze in de
zomer waardes kan bereiken die hoger liggen dan pH 9,5. Wanneer we meer in detail kijken dan
zien we dat deze hoge pieken in de pH worden gevolgd door een zeer stijle toename van de
fosforconcentratie van het water (figuren 30 en 31). Dit patroon suggereert sterk dat de
fosfortoename in de zomermaanden het gevolg is van alkaliene desorptie waarbij geadsorbeerd
fosfor wordt verdrongen van ijzer- en aluminium(hydr)oxides door OH-. Er vindt met name een
sterke nalevering van fosfor plaats die samengaat met een sterke toename van de groei van algen,
wanneer de pH stijgt tot een waarde hoger dan 9,5. De hogere pH waardes vanaf 2015 vallen
samen met de ontwikkeling van uitgebreide vegetaties van ondergedoken waterplanten in de
Kralingse plas (Deelen-van Zanten & Meijer, 2019).
Deze toename van de groei van waterplanten is het gevolg van de sterke toename van het doorzicht
in de plas in de zomermaanden vanaf 2010 (figuur 30). Deze toename van het doorzicht is het
directe gevolg van het afzanden van de plas waardoor minder slibdeeltjes in suspensie gaan en er
ook minder fosfor wordt nageleverd uit de onderwaterbodem waardoor er minder algengroei
optreedt. De waterplanten gebruiken kooldioxide (CO2)en bicarbonaat (HCO3-) voor de fotosynthese.
De opname van CO2 en HCO3- leidt tot een stijging van de pH van het water, waarbij vooral de
opname van HCO3- leidt tot een sterke stijging van de pH omdat hierbij OH- vrijkomt. In het geval
van de Kralingse plas gaat het vooral om Smalle waterpest (Elodea nuttallii), Tenger fonteinkruid
(Potamogeton pussilus) en Gewoon kransblad (Chara vulgaris), soorten die in staat zijn om
bicarbonaat te gebruiken voor de fotosynthese.
                                                                                                   54
</pre>

====================================================================== Einde pagina 54 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 55 ======================================================================

<pre>                     35
                     30
                     25
 Totaal‐P (µmol/l)
                     20
                     15
                     10
                     5
                     0
                          j‐02        j‐03     j‐04     j‐05     j‐06     j‐07     j‐08     j‐09     j‐10    j‐11    j‐12    j‐13    j‐14    j‐15    j‐16    j‐17    j‐18   j‐19   j‐20   j‐21   j‐22
                          4
                     3,5
                          3
   Doorzicht (m)
                     2,5
                          2
                     1,5
                          1
                     0,5
                          0
                               j‐02     j‐03     j‐04     j‐05     j‐06     j‐07     j‐08     j‐09    j‐10    j‐11    j‐12    j‐13    j‐14    j‐15    j‐16    j‐17   j‐18   j‐19   j‐20   j‐21   j‐22
                     10
                     9,5
                      9
 pH
                     8,5
                      8
                     7,5
                      7
                              j‐02     j‐03     j‐04     j‐05     j‐06     j‐07     j‐08     j‐09     j‐10   j‐11    j‐12    j‐13    j‐14    j‐15    j‐16    j‐17    j‐18   j‐19   j‐20   j‐21   j‐22
Figuur 30: Verloop van de fosforconcentratie (boven), het doorzicht van de plas (midden) en de pH van het
water (onder) in de Kralingse plas. De data zijn van het Hoogheemraadschap van Schieland en
Krimpenerwaard.
                                                                                                                                                                                                        55
</pre>

====================================================================== Einde pagina 55 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 56 ======================================================================

<pre>                      35                                                                                        10
                                         Tot‐P
                      30                 pH
                                                                                                                9,5
                      25
  Totaal‐P (µmol/l)
                                                                                                                9
                      20
                                                                                                                      pH
                      15
                                                                                                                8,5
                      10
                                                                                                                8
                      5
                      0                                                                                         7,5
                           j‐10   j‐11   j‐12    j‐13   j‐14   j‐15   j‐16   j‐17   j‐18   j‐19   j‐20   j‐21
Figuur 31: Verloop van de fosforconcentratie en de pH van het water vanaf 2010. De data zijn van het
Hoogheemraadschap van Schieland en Krimpenerwaard.
De kolomexperimenten die werden uitgevoerd laten zien dat de nalevering van zowel fosfor als
stikstof uit het sediment gemiddeld acht tot negen maal hoger zijn wanneer de waterlaag boven de
onderwaterbodem zuurstofloos (anaeroob) wordt. Wanneer de toplaag van de onderwaterbodem
anaeroob wordt, neemt de beschikbaarheid van fosfor in de toplaag toe en wordt de nalevering niet
meer gestopt door de zogenaamde ijzerval (waarbij fosfor wordt gebonden aan ijzer). Voor stikstof
geldt dat onder anaerobe condities de oxidatie van ammonium naar nitraat niet meer kan
plaatsvinden waardoor ammonium kan accumuleren in de waterlaag.
Het toedienen van Phoslock leidt zowel onder aerobe als anaerobe omstandigheden tot lagere
fosforconcentraties in het poriewater en stopt de nalevering van fosfor naar de waterlaag bij pH 8
(figuur 32). Phoslock heeft een specifiek effect op de fosforbeschikbaarheid maar niet op de overige
bodemchemie, zoals de beschikbaarheid en nalevering van stikstof en ijzer. De gemeten afname van
sulfaat in het poriewater laat zien dat er veel sulfaatreductie plaatsvindt in het sediment. Op
termijn zou dit bij een hoe sulfaatbelasting van het oppervlakte water kunnen leiden tot een
hogere beschikbaarheid en nalevering van fosfaat uit het sediment in de controle situatie (zonder
toedienen van Phoslock).
Bij een stapsgewijze verhoging van de pH van het oppervlaktewater treedt er ook onder aerobe
omstandigheden nalevering van fosfor naar de waterlaag op (zie figuur 32). Bij een pH waarde van
9,5 en hoger kunnen naleveringen optreden die hoger zijn dan de naleveringen als gevolg van
anaerobie van het oppervlaktewater. Deze sterke nalevering van fosfor bij een pH waarde hoger dan
9,5 komt goed overeen met de metingen in het veld (figuur 31). Ook hier geldt dat de additie van
Phoslock de nalevering als gevolg van alkaliene desorptie sterk verlaagd. Gemiddeld werd een
afname van 88% bij pH 9,5 en een afname van 86 % bij pH 10,0 geconstateerd.
                                                                                                                           56
</pre>

====================================================================== Einde pagina 56 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 57 ======================================================================

<pre>                              18
                                                                          14,86
                              16
   P‐nalevering (mg/m2/dag)
                              14
                              12
                              10                                  8,12
                                    6,50
                               8
                               6
                               4                          2,62                                                          2,02
                                                                                                                 0,97
                               2           0,59   0,80
                                                                                   0,04   0,03   0,08    0,11
                               0
                                     8      8     8,5      9      9,5    10         8      8     8,5      9      9,5    10
                                   Anaer                 Aeroob                   Anaer                 Aeroob
                                                  Controle                                       Phoslock
Figuur 32: Gemiddelde P-nalevering (met standaard error) voor de verschillende behandelingen.
Zuurstofarme omstandigheden boven de waterbodem kunnen ontstaan in de zomer
(microstratificatie) en leiden tot een verhoogde nalevering van fosfor (maar ook stikstof) naar de
waterlaag, met dus mogelijk algenbloei als gevolg. Een sterke toename van de pH van de waterlaag
kan eveneens in de zomer optreden als gevolg van de fotosynthese van waterplanten en algen. In de
Kralingse plas zien we dat fosfornalevering als gevolg van deze stijging van de pH in de zomer de
belangrijkste oorzaak is van de sterk verhoogde fosforconcentraties in de zomer. In figuur 33
worden de processen die van invloed zijn op de fosforconcentratie in de waterlaag van Kralingse
plas weergegeven in een schema. Het toedienen van Phoslock is zeer efficiënt om de nalevering van
P naar de waterlaag als gevolg van anaerobie te stoppen en kan de nalevering als gevolg van een
verhoogde pH van de waterlaag zeer sterk verlagen. De resultaten van het veldexperiment laten ook
duidelijk zien dat Phoslock additie leidt tot veel lagere fosfor- en chlorofylconcentraties in de
waterlaag.
In de praktijk zal er zoveel Phoslock worden toegediend dat alle potentieel mobiliseerbare fosfor in
de toplaag van de bodem irreversibel kan worden gebonden aan lanthaan. Hierdoor zal in de loop
van de tijd de P mobilisatie, als gevolg van alkaliene desorptie en zuurstofloosheid, steeds verder
afnemen omdat alle gemobiliseerde fosfor wordt vastgelegd als LaPO4. Aan de hand van de
uitgevoerde Psenneranalyses is bepaald hoeveel Phoslock er moet worden toegediend om alle
mobiliseerbare fosfor in de bovenste 10 cm van de bodem te kunnen binden. De hoeveelheid te
immobiliseren fosfor in de bovenste 10 cm van de bodem bedraagt gemiddeld 12,3 gram/m2 voor de
slibbodems, 4,8 gram/m2 voor de zandbodem (met vaak dun laagje slib erop) en 4,1 gram/m2 voor
de zandbodems (mediane waarden). Om 1 gram fosfor te immobiliseren moet er 100 gram Phoslock
worden toegediend (er van uitgaande dat Phoslock voor 4,5 % uit actief lanthaan bestaat). In het
experiment is er voor een gemiddelde dosering gekozen. Hierdoor is er voor de kolom (van locatie
6) die na Phoslock dosering nog een relatief hoge nalevering liet zien als gevolg van alkaliene
desorptie, sprake geweest van een onderdosering. Het is dan ook belangrijk om voor specifieke
delen van de Kralingse plas in meer detail de juiste Phoslock dosering vast te stellen, waardoor
onderdosering wordt voorkomen.
                                                                                                                               57
</pre>

====================================================================== Einde pagina 57 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 58 ======================================================================

<pre>  Waterlaag Aeroob
                 Externe belasting (1)                           (2)
                                                       PO43-                 Planten/algen
                     O2
  SO42-
                                                 (7)                          OH-
                             Phoslock-P
                             Fe3+                              FeOOH-P
                                          (3)
                                                                                                          Toplaagje   sediment
  SO42-               O2                                               (6)
                                                                                                 Aeroob
                                                       PO43-                  OH-
                             Fe2+
               S2-
                      FeSx
               S2-           Fe2+
                           FeOOH-P                     PO43-
                                         (5)
                (4)
  SO42-                                         Org. Mat.
  Anaeroob sediment
Figuur 33: Processen die de fosfaatconcentratie in het oppervlaktewater van de Kralingse plas bepalen. (1)
externe belasting; (2) opname door algen en waterplanten (3) de ijzerval; (4) sulfaatreductie; (5)
ijzerreductie; (6) alkaliene desorptie en (7) immobilisatie van P door Phoslock (indien besloten wordt tot
Phoslock additie).
De lanthaanconcentraties in de waterlaag en het poriewater bleven in de kolomproeven in de
Phoslock behandeling (ruim) onder de vigerende normen. In de veldproef werden hogere
lanthaanconcentraties in het poriewater en het oppervlaktewater gemeten direct na de
behandeling. De toediening van Phoslock liet geen negatieve effecten zien op de samenstelling van
de macrobenthos. Wel was het lanthaan gehalte van de macrobenthos verhoogd ten opzichte van de
niet behandelde enclosures. Het gemeten lanthaangehalte in de macrobenthos was iets lager maar
in dezelfde orde van grootte als de gehalten die werden gemeten in pluimvedermuglarven in ‘de
Rauwbraken’ na behandeling van deze plas met Phoslock in 2008 (van Oosterhout e.a., 2020). Er is
recent een toxicologische evaluatie opgeteld voor het toedienen van Phoslock in de Kralingse plas
(Finesterle e.a., 2020). Deze concludeert dat op basis van de wetenschappelijke literatuur, en de
voor de Kralingse plas berekende Phoslock dosering, er geen toxische effecten op de aanwezige
aquatische organismen noch enig nadelig effect op vogels, huisdieren en mensen, verwacht worden
bij het behandelen van de Kralingse plas met Phoslock (zie bijlage).
                                                                                                                58
</pre>

====================================================================== Einde pagina 58 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 59 ======================================================================

<pre>5.2 Conclusies
   Module 1
      Er werd een sliblaag aangetroffen die maximaal 20 centimeter dik is. Op circa de helft van
       de onderzochte locaties werd geen slib of, of slechts een sliblaag van 1 centimeter dikte
       aangetroffen.
      De slibbodems zijn over het algemeen rijker aan lutum, organisch stof, ijzer, fosfor en
       zwavel dan de zandbodems. De rijkdom van de bodems lijkt te worden bepaald door het
       aandeel fijne bodemdeeltjes. De verschillen in de zandlaag worden waarschijnlijk bepaald
       door de mate waarin er fijn slib ingemengd is.
      De kwaliteit van de waterbodem is behoorlijk heterogeen; concentraties in de waterbodem
       en het poriewater variëren en er zijn geen duidelijke zones aan te wijzen waar de
       concentraties duidelijk hoger of lager zijn ten opzichte van de rest.
      Een vergelijking met de onderliggende bodems die in 2007 zijn verzameld laat zien dat de
       fosfor concentraties in het poriewater nu veel lager zijn. Verder zijn de ijzerconcentraties
       hoger waardoor de ijzer/fosfor ratio nu ook hoger is. Op grond hiervan zal nalevering als
       gevolg van diffusie van fosfor vanuit de bodem naar de waterlaag nu veel lager zijn dan voor
       het bezanden.
      De Psenner extracties laten zien hoeveel potentieel mobiliseerbaar P er in de bodems
       aanwezig is. De hoeveelheid te immobiliseren fosfor in de bovenste 10 cm van de bodem
       bedraagt 12,3 gram/m2 voor de slibbodems, 4,8 gram/m2 voor de zandbodem (met vaak dus
       laagje slib erop) en 4,1 gram/m2 voor de zandbodems (mediane waarden). Om 1 gram fosfor
       te immobiliseren moet er 100 gram Phoslock worden toegediend. Er van uitgaande dat
       Phoslock voor 4,5 % uit actief lanthaan bestaat.
   Module 2
      Phoslock legt de zeer hoge fosfornalevering die kan optreden bij anaerobie van de
       waterlaag nagenoeg stil.
      De nog hogere nalevering van fosfor die kan optreden als gevolg van alkaliene desorptie bij
       een sterke stijging van de pH van de waterlaag kan door Phoslock additie met 85-90%
       worden verlaagd ten opzichte van de controle behandeling en zal in de loop van de tijd
       waarschijnlijk steeds verder afnemen.
   Module 3
      We kunnen concluderen dat Phoslock ook in de veldsituatie de nalevering van fosfor naar de
       waterlaag kan stoppen en hiermee tevens de groei van algen en cyanobacteriën, zonder dat
       er sprake is van een negatieve beïnvloeding van de macrobenthos gemeenschap.
   Algemeen
      Phoslock toediening lijkt uitermate geschikt en effectief om nalevering van fosfor uit de
       onderwaterbodem naar de waterlaag te voorkomen, zowel bij zuurstofloosheid van de
       waterlaag als bij sterk oplopende pH waarden als            gevolg van de fotosynthese van
       ondergedoken waterplanten.
      De gemeten lanthaanconcentraties in de experimenten (zowel in water, bodem als
       macrobenthos) laten samen met de uitgevoerde risicoanalyse zien dat de toepassing van
       Phoslock niet zal leiden tot negatieve effecten voor aanwezige aquatische organismen
       vogels, huisdieren en mensen.
                                                                                                 59
</pre>

====================================================================== Einde pagina 59 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 60 ======================================================================

<pre>5.3  Aanbevelingen
    Wij raden aan om de te immobiliseren P gehalten van de onderwaterbodems in meer detail
     in kaart te brengen zodat voor elk deel van de plas de optimale dosering kan worden
     toegepast.
    Wij adviseren om een adequaat monitoringsplan op te stellen en uit te voeren om de
     effecten van de toediening goed te kunnen volgen, wanneer tot uitvoering over zou worden
     over gegaan.
                                                                                           60
</pre>

====================================================================== Einde pagina 60 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 61 ======================================================================

<pre>61</pre>

====================================================================== Einde pagina 61 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 62 ======================================================================

<pre>6 LITERATUUR
Beutler M., K.H. Wiltshire, B. Meyer, C. Moldaenke, C. Lurling, M. Meyerhofer, U.P. Hansen & H.
    Dau, 2002. A fluorometric method for the differentation of algal populations in vivo and in situ.
    Photosynthesis Research 72: 39-53.
Deelen-van Zanten R.H.W. & Meijer M., 2019.             Waterplanten Kralingse Plas. Hervestiging
    onderwater vegetatie na afzanden. Gemeente Rotterdam, 18 pp + bijlage.
Geurts J.J.M., A.J.P. Smolders, A.M. Banach, J.P.M. Van de Graaf, J.G.M. Roelofs & L.P.M. Lamers,
    2010. The interaction between decomposition, net N and P mineralization and their
    mobilization to the surface water in fens. Water Research 40: 3487-3495.
Geurts, J., Lamers L., Poelen M., van den Berg L. & Smolders A.J.P.,2013.
    Nutriëntenbeschikbaarheid van de onderwaterbodem van de Kralingse Plas in verband met
    problemen door cyanobacteriën (o.a. Gloeotrichia echinulata). Onderzoekcentrum B-WARE,
    Nijmegen. Rapport 2013-16.
Kobolski, J., and Schreiber, U. (1995). “Computer-controlled phytoplankton analyzer based on a 4-
    wavelength PAM Chl fluorometer,” in Photosynthesis: From Light to Biosphere, Vol. V, ed. P.
    Mathis (Dordrecht: Kluwer Academic Publishers), 825–828. doi: 10.1890/08-0906.1
Lamers L.P.M., H.B.M. Tomassen & J.G.M. Roelofs, 1998. Sulfate induced eutrophication and
    phytotoxicity in freshwater wetlands. Environmental Science & Technology 32: 199-205.
Lamers, L.P.M., L.L. Govers, I.C.J.M. Janssen, J.J.M. Geurts, M.E.W. Van der Welle, M.M. Van
   Katwijk, T. Van der Heide, J.G.M. Roelofs & A.J.P. Smolders, 2013. Sulfide as a soil phytotoxin -
   a review. Frontiers in Plant Science (2013) 4: 268.
Finsterle K., Mucci M., Verstijnen Y & Smolders F., 2020. Phoslock® Toxicity Evaluation, Kralingse
   Plas. Limnological Solutions International, Onderzoekcentrum B-WARE, Nijmegen. Rapport RP-
   19.191A.20.104.
Parker, A.K., Rasmussen T.C. & Beck M.B., 2003. The role of transported sediment in the cycling of
   phosphate in Georgia piedmont impoundments. In: Proceedings of the 2003 Georgia Water
   Resources Conference, April 23-24, 2003 at The University of Georgia, Kathryn J.Hatcher, Editor,
   Institute of Ecology, The University of Georgia, Athens, Georgia.
Psenner R., Pucsko R., & Sager M., (1984). Die Fraktionierung organischer und anorganischer
    Phosphorverbindungen von Sedimenten: Versuch einer Definition ökologisch wichtiger
    Fraktionen. Archiv für Hydrobiologie. vol: 70 pp: 111-155.
Smolders AJP, Lamers LPM, Moonen M, Zwaga K, Roelofs JGM, 2001. Controlling phosphate release
    from phosphate-enriched sediments by adding various iron compounds. Biogeochemistry 54:
    219-228.
Smolders A.J.P., L.P.M. Lamers, E.C.H.E.T. Lucassen, G. Van der Velde & J.G.M. Roelofs, 2006.
    Internal eutrophication: 'How it works and what to do about it', a review. Chemistry and Ecology
    22: 93-111.
                                                                                                   62
</pre>

====================================================================== Einde pagina 62 =================================================================

<br><br>====================================================================== Pagina 63 ======================================================================

<pre>Smolders A.J.P. & Lucassen E.C.H.E.T. 2007. Onderzoek gevoeligheid veenafbraak Kralingse Plas.
    Onderzoekcentrum B-WARE, Nijmegen. Rapport 2007-07.
Smolders, A.J.P., J.M.H. van Diggelen, J.J.M. Geurts, M.D.M. Poelen, J.G.M. Roelofs, E.C.H.E.T.
     Lucassen & L.P.M. Lamers, 2013. Waterkwaliteit in het veenweidegebied. De complex
     interacties tussen oever, waterbodem en het oppervlaktewater. Landschap (2013) 30: 145-153.
Smolders, A., M. van Mullekom, H. Tomassen & P. Westendorp, 2019 Waterkwaliteitsproblemen tot
     in de bodem uitgezocht. De relatie tussen waterbodem en waterkwaliteit. Brochure
     Onderzoekcentrum B-WARE, Nijmegen.
 Spears, B.M., M., Yasseri S., Castro-Castellon A.T., Gibbs M., Meis S., McDonald C., McIntosh J.,
     Sleep D., Van Oosterhout, F., 2013. Lake responses following lanthanum-modified bentonite
     clay (Phoslock) application: An analysis of water column lanthanum data from 16 case study
     lakes. Water Research 47, 5930-5942.
Van der Heide, T., A.J.P. Smolders, L.P.M. Lamers, M.M. van Katwijk MM & J.G.M. Roelofs, 2010.
    Nutrient mobility correlates with bicarbonate accumulation in marine and freshwater sediments
    – empirical evidence from pore water analyses. Applied Geochemistry 25: 1825–1829.
Van Oosterhout, F. & Lürling, M., 2013. The effect of phosphorus binding clay (Phoslock) in
    mitigating cyanobacterial nuisance: a laboratory study on the effects on water quality variables
    and plankton. Hydrobiologia 710, 265–277.
Van Oosterhout, F., Waajen, G., Yasseri, S., Manzi Marinho, M., Pessoa Noyma, N., Mucci, M.,
    Douglas, G., Lürling, M., 2020. Lanthanum in Water, Sediment, Macrophytes and chironomid
    larvae following application of Lanthanum modified bentonite to lake Rauwbraken (The
    Netherlands).         Science        of       the        Total        Environment.          706.
    https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135188.
                                                                                                  63
</pre>

====================================================================== Einde pagina 63 =================================================================

<br><br>