KRW-nummer: 08091
Contact: Gerwin Koopmans (gerwin.koopmans@wur.nl)
 
Samenvatting uit IP/KRW eindrapport
 
De werkzaamheden in dit project waren opgedeeld in verschillende werkpakketten, namelijk: (i) voorstudie, (ii) onderzoek op laboratoriumniveau, (iii) testen en toepasbaar maken van kennis op meetlocaties in het veld, en (iv) eindrapportage. De eerste drie werkpakketen van dit project worden op deze plaats kort samengevat.
 
(i) Voorstudie
Op basis van literatuuronderzoek is de bestaande kennis verzameld, over het gebruik van ijzeroxiden in het algemeen en over ijzerslib en –zand in het bijzonder om fosfaat uit bodemwater te binden. Daarnaast is een inventarisatie en selectie gemaakt van organische stofbronnen, waarmee nitraat kan worden omgezet in stikstofgas. Deze kennis is gebruikt om de opzet voor eenvoudige schud- en kolomproeven met deze materialen vast te stellen. Op basis van bestaande datasets van Alterra is informatie verzameld over de omvang van fosfaat- en stikstofverliezen en bijbehorende waterafvoerdebieten naar het oppervlaktewater via drainagebuizen. De werkzaamheden binnen dit werkpakket zijn voornamelijk uitgevoerd door Alterra. Informatie over de herkomst van het ijzerslib en –zand was afkomstig van het drinkwaterbedrijf Brabant Water N.V.
 
(ii) Onderzoek op laboratoriumniveau
Het onderzoek op laboratoriumniveau is uitgevoerd om de meest effectieve materialen te kunnen selecteren met betrekking tot de verwijdering van fosfaat uit bodemwater en de omzetting van nitraat in gasvormig stikstof en om de belastbaarheid en de optimale dosering van de materialen in de veldproeven te kunnen berekenen. Het ijzergehalte van ijzerslib en –zand is zeer hoog en bedraagt respectievelijk circa 33 en 20% op gewichtsbasis. Zowel ijzerslib als –zand bezitten een hoge fosfaatbindingscapaciteit. Met name de waterdoorlatendheid van ijzerslib is beperkt, waardoor dit restproduct niet geschikt is voor toepassing in filters of in een reactieve barrière. De waterdoorlatendheid van ijzerzand is veel hoger dan die van ijzerslib. Tijdens de kolomproeven, gericht op het verwijderen van nitraat uit bodemwater, bleek de omzetting van nitraat onder invloed van organische stof (houtsnippers) een relatief traag proces. Dit heeft gevolgen voor de omvang van een filter. Dit filter zou erg groot moeten zijn om een voldoende hoog omzettingsrendement van nitraat in het veld te bewerkstelligen. Dit is niet haalbaar in de praktijk. Andere aandachtspunten zijn het vrijkomen van lachgas, door onvolledige omzetting van nitraat, en van fosfaat. Door deze ongewenste effecten is geen veldproef uitgevoerd gericht op het verwijderen van nitraat uit het afvoerwater van landbouwgronden met organische stof. De werkzaamheden binnen dit werkpakket zijn voornamelijk uitgevoerd door Alterra. Op basis van de resultaten van het laboratoriumonderzoek zijn in overleg met o.a. PPO-Bloembollen en Brabant Water drie verschillende veldproeven met ijzerzand ontworpen, gericht op het verminderen van fosfaatuitspoeling.
 
(iii) Testen en toepasbaar maken van kennis op meetlocaties in het veld
In dit project zijn drie veldproeven uitgevoerd, namelijk: (i) een met ijzerzand omhulde drainagebuis, (ii) een met ijzerzand gevulde reactieve barrière en (iii) een met ijzerzand gevuld nafilter in een zuiveringsmoeras. Het zuiveringsrendement van de barrière was voor zowel ortho-fosfaat als voor totaal opgelost fosfaat 99%. In grove kalkrijke duinzandgronden, waar de proeven met de omhulde drain en de barrière zijn uitgevoerd, wordt het grootste deel van het overtollige regenwater afgevoerd naar de sloot door middel van drainagebuizen. Onder dergelijke omstandigheden is een barrière geen effectieve maatregel. Het zuiveringsrendement van de met ijzerzand omhulde drainagebuis bedroeg 94%, terwijl de kosteneffectiviteit wordt geschat op € 15 kg-1 P jaar-1. De levensduur van deze maatregel wordt geschat op circa 10 jaar. Het zuiveringsrendement van het nafilter in het zuiveringsmoeras was 43% voor ortho-fosfaat en 50% voor totaal-fosfaat. Hierdoor lagen de ortho-fosfaatconcentraties in het uitstromende water grotendeels beneden de geldende normen. De kosteneffectiviteit van deze maatregel wordt geschat op € 46 kg-1 ortho-P jaar-1 en op € 34 kg-1 totaal-P jaar-1. De maatregelen met de omhulde drain en het nafilter in een zuiveringsmoeras hebben dus met een hoog tot zeer hoog zuiveringsrendement voor het verwijderen van fosfaat uit het afvoerwater van landbouwgronden en een gunstige tot zeer gunstige kosteneffectiviteit. De toepasbaarheid van de omhulde drainagebuis is groot, niet alleen in het gebied met kalkrijke duinzandgronden maar eveneens in andere Nederlandse landbouwgronden met buisdrainage.