Vervuiling van infiltratievoorzieningen - Bestuur

Nederlandse Organisatie voor
toegepast-natuurwetenschappelijk
onderzoek / Netherlands Organisation
for Applied Scientific Research
Laan van Westenenk 501
Postbus 342
7300 AH Apeldoorn
www.mep.tno.nl
TNO-rapport
T 055 549 34 93
F 055 549 32 01
[email protected]
R 2002/618
Vervuiling van infiltratievoorzieningen
Datum
oktober 2002
Auteurs
M. Oosterhuis
R.H.J. Korenromp
Projectnummer
31934/01.07
Trefwoorden
Regenwater
Infiltratie
Metalen
Bestemd voor
Stichting Duurzaam Bouw Metaal, Zoetermeer
Alle rechten voorbehouden.
Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk,
fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande toestemming van TNO.
Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van
opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor
onderzoeksopdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten
overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan.
© 2002 TNO
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
2 van 38
Summary
The foundation “Duurzaam Bouwmetaal” has funded an investigation on contamination of infiltration devices for run off water infiltration. This investigation was
performed by TNO and is described in the underlying report. Several questions had
to be answered in this project:
– What is the state of the art of run off infiltration?
– What is the contamination load of metals to infiltration devices?
– What is the fate of contamination in the infiltration device?
To answer these questions, literature was used and platforms on urban drainage
were contacted to get information.
State of the art of infiltration
Many municipalities have started to disconnect rainwater from the sewer and infiltrate it into the soil. Most infiltration projects are known from new districts in
towns and villages. Due to governmental regulations on emission reduction from
the sewer system, the number of infiltration projects is still increasing. Since the
hydraulic load of sewer systems is decreased by rainwater infiltration, the number
of combined sewer over flows will be reduced significantly when rainwater is infiltrated. For municipalities this is the cheapest way to achieve the emission reduction which is defined in the “basis inspanning”.
The sewer platform “Rioned” is still investigating the amount of surface area which
is disconnected from sewers in the Netherlands.
Metal load
Many data on run off water quality can be found in literature. From these data, and
corrosion factors an average flux of Zu, Cu and Pb to infiltration devices was
calcu-lated in this report (Chapter 4). In the table below, the emissions of metals
are com-pared to the load to infiltration devices. The emission of metals is the sum
of metal emission by traffic, buildings and deposition. The load to the infiltration
device is based on run off and deposition. The metal load to infiltration devices
depends on the dimensions (1 ha infiltration area/10 ha paved area) and the amount
of rainwater, which runs off via paved area (50%). Due to this the metal load is
circa 50% of the metal emission.
Tabel 1-1
Metal contamination, related to rainwater infiltration.
Emission (g/ha.jr)
Load to infiltration devices (kg/ha.jr)
Cu
Pb
Zn
75
38
574
295
1838
939
It has to be noted that it is difficult to estimate the contamination load to infiltration
devices, since it is unknown which part of the metals adsorbs to sand and other
particles and never reaches the infiltration device.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
3 van 38
Removal of contamination in infiltration devices
It has been known that metals are strongly adsorbed by soil particles. Many data
are available from literature, which show strong adsorption behaviour of Cu, Pb
and Zn. The adsorption is very dependent on pH. In general the metal-adsorption of
soils decreases below pH 7 because of an increased solubility of metals. Besides
pH, the fraction organic carbon in the soil is of great importance. The higher this
fraction, the higher is the adsorption capacity of the soil.
Research on metal-retention in infiltration devices, has been performed by the
Grontmij. The results of this research are in line with other research and show high
retention capacities for metals in soils of infiltration devices.
The overall conclusion of this investigation is that metals are strongly adsorbed in
infiltration devices and risks of ground water contamination are very low. Saturation times of the first 30 cm of the soil in an infiltration device are at least a few
hundred years. It is recommended however to keep the pH in infiltration soils
above pH 7 to maximize metal-adsorption.
Since in the long term, infiltration devices become saturated with metals it is recommended to develop infiltration systems, which can be easily regenerated. Phytoextraction of metals and increased adsorption with low cost adsorbents are interesting techniques to make use of.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
4 van 38
Inhoudsopgave
Summary ...................................................................................................................2
2.
Werkwijze ..................................................................................................7
3.
Stand van zaken met betrekking tot regenwaterinfiltratie..........................8
3.1
Mate van regenwaterinfiltratie....................................................8
3.2
Wet en regelgeving...................................................................10
4.
Vervuilingsbelasting van infiltratiesystemen...........................................13
4.1
Afstromend regenwater ............................................................13
4.2
Achtergrondgehalte in de bodem..............................................14
4.3
Emissiebronnen ........................................................................14
4.4
Andere factoren ........................................................................16
4.5
Kwantitatieve schatting van de belasting .................................17
5.
Gedrag van vervuiling in het infiltratiesysteem .......................................19
5.1
Metalen .....................................................................................19
5.2
Organische microverontreinigingen .........................................24
5.2.1
PAK...........................................................................25
5.2.2
Minerale olie .............................................................25
5.2.3
Bestrijdingsmiddelen.................................................26
6.
Discussie ..................................................................................................27
7.
Conclusies en aanbevelingen ...................................................................33
7.1
De volgende conclusies kunnen getrokken worden..................33
7.2
Aanbevelingen:.........................................................................34
8.
Referenties ...............................................................................................35
9.
Verantwoording .......................................................................................38
Bijlagen
1.
Wetgeving
2.
Adsorptie en afbraak organische microverbindingen
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
5 van 38
1.
Inleiding
Regenwater dat op verhard oppervlak valt, wordt in de meeste gevallen afgevoerd
naar het riool en gezamenlijk met het huishoudelijk afvalwater afgevoerd naar een
centrale rioolwaterzuiveringsinstallatie. Een nadeel van dit systeem is dat bij hevige regenval, het riool overbelast raakt en rioolwater overstort op het oppervlaktewater. Door de hoge zuurstofvraag van de vervuiling in het rioolwater verslechtert
de kwaliteit van het oppervlaktewater wat in bepaalde situaties vissterfte tot gevolg
kan hebben.
Om de kwaliteit van het oppervlaktewater te verbeteren heeft de Coördinatiecommissie Uitvoering wet verontreiniging oppervlaktewateren (CUWVO) gekozen
voor een tweesporen aanpak:
– De basisinspanning
– Het waterkwaliteitsspoor
Met de basisinspanning wordt een reductie van vuiluitworp uit de afvalwaterketen
beoogd van 50% voor 2005. Als de basisinspanning niet leidt tot een acceptabele
waterkwaliteit, moeten in principe verdergaande maatregelen getroffen worden
volgens het waterkwaliteitsspoor. Dit kan betekenen dat afhankelijk van de specifieke situatie bepaalde vervuilingsbronnen aangepakt moeten worden.
Om aan de basisinspanning te voldoen wordt in de meeste gevallen gekozen voor
het afkoppelen van regenwater van het riool of de aanleg van bergbezinkbasins
waardoor de totale capaciteit van de riolering vergroot wordt.
Als circa 30 % van het verharde oppervlak in een gemeente afgekoppeld wordt,
neemt het overstortvolume met circa 40 – 60% af. Dit blijkt uit literatuuronderzoek
door Lambrechts [4].
Een risico van het afkoppelen van regenwater ligt in het feit dat regenwater vervuiling opneemt bij het afstromen via verharde oppervlakken. Deze “diffuse verontreiniging” belandt in de bodem en kan mogelijk de kwaliteit van het grondwater in
gevaar brengen. Om deze risico’s zoveel mogelijk te beperken worden richtlijnen
uitgegeven voor het veilig afkoppelen van regenwater. Onduidelijk is echter in
welke mate de bodem vervuilt als gevolg van regenwaterinfiltratie en welke processen in de bodem een rol spelen.
Het doel van deze studie is om de bodem- en grondwaterverontreiniging als gevolg
van regenwaterinfiltratie in kaart te brengen. De volgende aspecten worden daarbij
onderzocht:
– De stand van zaken met betrekking tot regenwaterinfiltratie (in welke mate
wordt afgekoppeld en wat is het beleid).
– Belasting van infiltratiesystemen met metalen en organische verontreinigingen.
– Vervuiling van infiltratiesystemen (welke processen spelen een rol in de bodem, hoe worden metalen vastgelegd, etc.)
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
6 van 38
Aan de hand van deze onderzoeksvragen wordt getracht om een kwantitatief beeld
te krijgen van de mate van vervuiling van infiltratiesystemen.
Het rapport is als volgt opgebouwd:
Hoofdstuk 2 beschrijft kort de werkwijze die is gevolgd in het project. Hoofdstuk 3
gaat in op de huidige stand van zaken met betrekking tot regenwaterinfiltratie
waarbij vooral gekeken wordt naar het “afkoppelbeleid”. In Hoofdstuk 4 wordt
ingegaan op de kwantificering van de vervuilingsbelasting van infiltratiesystemen
en in hoofdstuk 5 wordt het gedrag van de vervuiling in het infiltratiesysteem nader
beschreven. In hoofdstuk 6 worden enkele onderzoeken naar infiltratiesystemen
bediscussieerd en wordt een worst case scenario doorgerekend. In hoofdstuk 7
worden tenslotte conclusies getrokken en aanbevelingen gedaan.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
7 van 38
2.
Werkwijze
De volgende vragen staan centraal in het onderzoek:
– Wat is de stand van zaken met betrekking tot regenwaterinfiltratie (in welke
mate wordt afgekoppeld en wat is het beleid);
– Wat is de belasting van infiltratiesystemen met metalen en organische verontreinigingen?
– Wat is de belasting van infiltratiesystemen (welke processen spelen een rol in
de bodem, hoe worden metalen vastgelegd, etc.).
Er is voornamelijk gebruik gemaakt van beschikbare publicaties over regenwaterinfiltratie en gedrag van metalen in de bodem. Naast specifieke onderzoeken naar
infiltratiesystemen zijn meer algemene onderzoeken geraadpleegd over speciatie en
partitie van metalen in de bodem en afbraak van organische microverontreinigingen. Aan de hand van deze gegevens is een overzicht geschetst van de vervuiling
van infiltratiesystemen. Daarbij is geprobeerd om de gegevens zoveel mogelijk te
kwantificeren. Vanwege de complexiteit van bodemsystemen is het erg moeilijk
om precieze voorspellingen te doen over het gedrag van verontreinigingen in het
infiltratiesysteem. De relevante parameters die van invloed zijn op de vervuiling
van infiltratiesystemen zijn daarom zo volledig mogelijk besproken.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
8 van 38
3.
Stand van zaken met betrekking tot regenwaterinfiltratie
In dit hoofdstuk wordt ingegaan op de stand van zaken met betrekking tot afkoppelen en infiltratie van regenwater. Er wordt daarbij ingegaan op de volgende aspecten:
–
–
–
3.1
Infiltratiesystemen
Wet en regelgeving (normen voor oppervlaktewater, grond en grondwater)
Beleid ten aanzien van diffuse bronnen (overstorten e.a. bronnen) en infiltratie
Mate van regenwaterinfiltratie
Er zijn nog maar weinig kwantitatieve gegevens beschikbaar over de hoeveelheid
afgekoppeld verhard oppervlak. Door de stichting Rioned is een eerste inventarisatie gedaan bij waterschappen [28]. In totaal was per 1 juli 2000 circa 2500 ha verhard oppervlak niet aangesloten op het riool. Circa 60 hectare was aangesloten op
infiltratievoorzieningen. De inventarisatie geeft echter een verkeerd beeld omdat
een groot deel van de waterschappen geen gegevens verstrekt heeft. Een nieuwe
inventarisatie wordt binnenkort opgestart.
Door Rioned is een boek uitgegeven met circa 50 voorbeeldprojecten op het gebied
van afkoppelen van hemelwater [1] waaruit blijkt dat veel gemeentes er mee bezig
zijn.
Er wordt aangenomen dat door het afkoppelen van circa 30% van het verharde
oppervlak de vuiluitstoot uit de afvalwaterketen met ongeveer 50% kan worden
teruggedrongen doordat het overstortvolume met circa 50% afneemt [4]. Het is niet
duidelijk hoever gemeenten zijn met maatregelen om aan de basisinspanning te
voldoen. Een ambitieuze gemeente zoals Nijmegen verwacht tot 2010 circa 26%
verhard oppervlak af te kunnen koppelen van de riolering. Deze gemeente heeft als
lange termijn doelstelling om voor 2050 circa 80% verhard oppervlak afgekoppeld
te hebben [3]. Het zal overigens duidelijk zijn dat regenwaterinfiltratie beter mogelijk is in hogere delen van Nederland dan in poldergebieden vanwege de grondwaterstand die in lage delen van Nederland beperkend is. Infiltreren in laag Nederland
is wel mogelijk maar heeft als nadeel dat er harder gepompt moet worden om de
grondwaterstand laag te houden.
Infiltratiesystemen
Voor de infiltratie van regenwater kan gebruik gemaakt worden van verschillende
systemen. De meest gebruikte systemen zijn:
–
–
Bovengrondse infiltratie (wadi’s);
Ondergrondse infiltratie (infiltratiekratten, infiltratieriolen en infiltratiesleuven).
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
9 van 38
Bij ondergrondse infiltratiesytemen wordt het regenwater via een infiltratiekrat of
infiltratieriool ondergronds geïnfiltreerd. Deze vorm van infiltratie is mogelijk bij
een hoge infiltratiecapaciteit van de grond (> 2 m/d).
De Leidraad riolering [6] geeft het volgende aan over Wadi’s:
Wadi’s zijn in feite greppels met een infiltratiecapaciteit van 0,5 – 1,5 m/d. De
oppervlakte van de wadi bedraagt ongeveer 5 – 10% van het aangesloten verharde
oppervlak. Een wadi moet verder uitgerust zijn met een overstortvoorziening naar
het oppervlaktewater (slokop). Bij het ontwerp wordt uitgegaan van een
overstortfrequentie van 1 keer per 2 - 5 jaar. De maximale waterstand in de greppel
bedraagt 0,2 meter en de ledigingstijd van de wadi is 8 – 24 uur.
Figuur 3-1
Wadi.
De toplaag is circa 30 cm dik en is afhankelijk van de samenstelling soms verrijkt
met organische stof en lutum, om verontreinigingen te binden en een infiltratiesnelheid van 1 m/d na te streven. Onder de toplaag bevindt zich een percolatievoorziening om het regenwater mee af te voeren. De percolatievoorziening is gevuld met grind of een ander grof materiaal en is doorgaans omwikkeld met geotextiel om verstopping met kleine deeltjes te voorkomen.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
11 van 38
Dak en
Regenwater
bas s in
mogelijk
ja
Benutting
ne e
Vegetatiedak
mogelijk
ja
Vegetatiedak
ne e
Zinken dak goot
&
regenpijp
ja
ne e
Loods labben
ne e
Nadere beoordeling
noodzak elijk
zie 8.3.2
ja
ne e
Afkoppelen
Figuur 3-2
Bron
maatregelen
mogelijk
zie 8.3.2
Beslisboom voor daken [4].
ja
Afkoppelen
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
10 van 38
3.2
Wet en regelgeving
De wet en regelgeving die in verband staat met infiltratie van regenwater betreft
voornamelijk de water- en bodemkwaliteitsnormen. Deze zijn bepaald in:
–
–
–
–
Streefwaarden oppervlaktewater
Wet bodembeheer (leidraad bodembescherming) (streef- en interventiewaarden
voor grond en grondwater)
Infiltratiebesluit1
Wet Milieubeheer
De streef- achtergrond- en interventiewaarden in deze richtlijnen en de normen uit
het infiltratiebesluit zijn opgenomen in bijlage 1.
Daarnaast is de wetgeving voor riolering en emissiewetgeving van kracht. Door de
CIW (Commissie Integraal Waterbeheer) is de basisinspanning riolering vastgesteld [2]. Deze basisinspanning houdt in dat afhankelijk van het type stelsel de
totale emissie vanuit de afvalwaterketen naar het oppervlaktewater terug gedrongen
moet worden naar een bepaald niveau (50 kg CZV/ha.jr voor gemengde rioolstelsels). Deze regelgeving is de belangrijkste drijfveer voor gemeentes om regenwater
af te koppelen van de riolering en te infiltreren.
Naast de basisinspanning is ook het waterkwaliteitsspoor gedefinieerd. De bedoeling hiervan is dat gemeenten voldoende maatregelen treffen om de oppervlaktewaterkwaliteit te verbeteren. Als door middel van de basisinspanning is voldaan aan
de emissiereductie kan het namelijk zo zijn dat de oppervlaktewaterkwaliteit nog
niet het gewenste niveau heeft. Aanvullende maatregelen zijn dan nodig om die
gewenste oppervlaktewaterkwaliteit te bereiken. Maatregelen in dezen zullen vooral de bestrijding van andere diffuse bronnen zijn dan riooloverstorten.
Afkoppelbeslisboom
Omdat afstromend regenwater van vervuilde oppervlakken in meer of mindere
mate vervuild is met bouwmetalen en organische microverontreinigingen (PAK’s,
bestrijdingsmiddelen en minerale olie) wordt door adviesbureaus in het algemeen
afgeraden om bepaalde verharde oppervlakken af te koppelen van de riolering. Een
wettelijk kader is hiervoor nog niet beschikbaar. Door adviesbureaus zijn afkoppelstrategieën ontwikkeld, zoals de afkoppelbeslisbomen van Tauw [4]:
1
Dit besluit heeft betrekking op de infiltratie van oppervlaktewater voor de bereiding van drinkwater.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
12 van 38
Straatoppervlakken
Bedrijventerrein
ja
Niet afkoppelen +
ev entueel nadere
beoordeling (zie 8.4.2)
nee
Winkelstraat
ja
N i et afkoppelen
ja
N i et afkoppelen
nee
Marktterein
nee
Parkeerterrein
ja
Niet afkoppelen +
ev entueel nadere
beoordeling (zie 8.4.2)
nee
Straat
ja
nee
Voet-/
fietspad
Verkeersintensiteit
> 500
N i et afkoppelen
ja
afkoppelen door
middel van infiltratie
nee
ja
Door groen
gescheiden van
straat
ja
nee
nee
N adere beoordeling
noodzakelijk zie 8.4.2
Verkeersintensiteit
> 1.000
Afkoppelen
nee
ja
Afkoppelen
Figuur 3-3
Beslisboom voor straten en verharde terreinen [4].
Het criterium van een verkeersintensiteit > 1000 voertuigen per dag is beperkt.
Andere omstandigheden zoals het type wegbedekking en de rijsnelheid, bepalen
voor een groot deel de kwaliteit van het afstromende wegwater waardoor een verkeersweg met een lage verkeersintensiteit toch een aanzienlijke emissie kan hebben
en niet afgekoppeld zou moeten worden.
Momenteel dringt steeds meer het besef door dat geen eenduidige beslisboom ontwikkeld kan worden voor het wel of niet afkoppelen van regenwater. Per situatie
zal bekeken moeten worden of afkoppelen van regenwater verantwoord is.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
13 van 38
4.
Vervuilingsbelasting van infiltratiesystemen
Om de vervuiling van infiltratiesystemen goed in te schatten moeten de verschillende emissiebronnen in kaart worden gebracht. In dit hoofdstuk wordt aan de hand
van literatuurgegevens over regenwatersamenstelling en emissiebronnen van verschillende stoffen een inschatting gemaakt van de vervuilingsbelasting van een
gemiddeld infiltratiesysteem. Om het overzichtelijk te houden wordt alleen gekeken naar verharde oppervlakken en stoffen die representatief zijn voor een woonwijk met regenwaterinfiltratie.
4.1
Afstromend regenwater
In Tabel 4-1 zijn enkele literatuurgegevens over samenstellingen van afstromend
regenwater van verhard oppervlak en emissies van verontreinigingen weergegeven.
De gegevens geven gemiddelde waarden voor afstromend regenwater in woonwijken en verkeerswegen.
Tabel 4-1
Samenstellingen van afstromend regenwater en emissies van
verontreinigingen.
Concentraties (µg/l)
Koper
Lood
Zink
PAK’s
Olie (mg/l)
Bestrijdingsmiddelen
Type oppervlak
Referentie
30
61
278
2,2
0,1
7-33
54-77
257-361
1,5-4,5
regenwaterriool
[5]
woonwijk
[10]
Emissies (g/ha.jr)
3
17
1
woonwijk
[25]
88
209
1811
4,7
218,5
71
180
703
woonwijk
[5]
woonwijk
[6]
Achtergrond van de gegevens:
De getallen in Tabel 4-1 geven een indicatie van de regenwatersamenstelling in
woonwijken. De vermelde referenties verwijzen terug naar andere literatuur of naar
metingen:
– Referentie 5: literatuuronderzoek (8 à 10 referenties);
– Referentie 7: verwijzing naar metingen in bewoond gebied in de Verenigde
Staten (> 125 inwoners/ha);
– Referentie 11: literatuuronderzoek (11 referenties);
Referentie 28: analyse van straatwater in woonwijk in Houten.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
14 van 38
4.2
Achtergrondgehalte in de bodem
Metalen komen van nature in de bodem voor. Minerale olie wordt gevonden op
grote diepte, PAK’s komen voor zover bekend niet van nature in de bodem voor.
De leidraad bodembescherming [27] geeft achtergrond-, streef- en interventiewaarden weer voor PAK-, olie-, koper-, lood- en zinkgehalten in de bodem (Tabel 4-2).
Tabel 4-2
Achtergrondwaarden, streefwaarden en interventiewaarden van metalen,
PAK’s en minerale olie in de bodem (mg/kg) [19, 27].
Stof
Achtergrond
Koper
Lood
Zink
PAK’s (totaal)
Minerale olie (koolwaterstoffen)
Bestrijdingsmiddelen
36
85
140
0,1 – 50
1–5
Streefwaarde
Interventiewaarde
36
85
140
1
50
190
530
720
40
5000
0,00001 – 0,01
2–6
De streefwaarden voor schone grond (mg/kg) voor metalen zijn in de leidraad bodembescherming [27] gerelateerd aan het percentage lutum en organische stof, zie
bijlage 1. De streefwaarden in Tabel 4-2 gelden voor een standaard grond met een
lutumgehalte van 25% en een organische stof gehalte van 10%.1
4.3
Emissiebronnen
De vervuilingsbelasting van een infiltratiesysteem wordt veroorzaakt door verschillende emissiebronnen. Het is moeilijk om een goede inschatting te maken van de
grootte van elke emissiebron maar de belangrijkste gegevens worden hier kort
weergegeven.
Dakbedekking
Emissie van de bouwmetalen lood, koper en zink. De emissie is onder andere afhankelijk van de pH van het regenwater en de hoeveelheid bouwmetaal in m2. In
Tabel 4-3 zijn enkele corrosiesnelheden van bouwmetalen uit de literatuur weergegeven. Naast emissies door bouwmetalen vinden waarschijnlijk PAK-emissies
plaats door bitumen dakbedekkingen. Voor zover bekend zijn hier geen emissiedata van beschikbaar.
1
Aangezien de toplagen van wadi’s soms verrijkt zijn met organische stof, zullen
streefwaarden voor wadi’s iets hoger zijn. De samenstelling van een waditoplaag
is echter niet eenduidig omdat de bodemsamenstelling kan verschillen en afhankelijk van de infiltratiecapaciteit wel of niet verrijkt wordt met organische stof.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
15 van 38
Tabel 4-3
Afspoelsnelheden metalen.
Metaal
Afspoelsnelheid
Koper
Lood
Zink
Referentie
1,5 g/m .jr
2
2
2
5 g/m /jr
[18]
9 g/woning.jr
2,3 – 3,1 (+/- 50%) g/m .jr
[24]
[30]
Opmerkingen bij de tabel:
– De afspoelsnelheden van zink variëren van 2-5 g/m2.jr. Het zinkoppervlak per
woning varieert van 5-10 m2.
– Koper afspoelsnelheden zijn wel bekend uit de literatuur maar het gebruik van
koper in dakbedekkingen is voornamelijk beperkt tot monumentale gebouwen.
In woonwijken zal de koperemissie door dakbedekking te verwaarlozen zijn.
– Voor lood is een afspoelsnelheid afgeleid uit de emissiejaarrapportage van
TNO. Deze totaal emissie van 60.000 kg is gedeeld op 6,6 miljoen woningen in
Nederland.
Atmosferische depositie en neerslag
Atmosferische depositie en neerslag dragen eveneens bij aan de input van metalen
naar de bodem en het oppervlaktewater. Er zijn weinig gegevens bekend van de
depositie van organische microverontreinigingen. Het landelijk meetnet regenwatersamenstelling [19] geeft alleen waarden voor lindaan. TNO doet onderzoek naar
de belasting van het oppervlaktewater door depositie van verschillende bestrijdingsmiddelen.
Tabel 4-4
Metaal
Koper
Lood
Zink
Referentie
Depositie van metalen.
Droge depositie (g/ha/jr)
15
[29]
Neerslag (µg/l)
Natte depositie (g/ha.jr)1
1,27
12,43
26,16
[19]
10
95
200
[19]
Opmerkingen:
Referentie [29] betreft berekeningen door TNO en referentie [17] is gebaseerd op
gemiddelde meetwaarden in regenwater. Het is moeilijk om natte en droge depositie strikt te scheiden omdat een deel van de droge depositie in de natte depositie
komt als het regent. Voor een balansberekening kan daarom het beste uitgegaan
worden van de natte depositie gegevens.
1
De natte depositie is gebaseerd op een nationaal gemiddelde. Regionaal zijn er
echter vrij grote verschillen in zink deposities.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
16 van 38
Verkeer
Het verkeer is een belangrijke emissiebron van metalen en organische microverontreinigingen. Slijtage van banden, asfalt, uitlaatgassen, corrosie van auto-onderdelen
en lekkages dragen bij aan de emissie van metalen, PAK’s en olie. Enkele gegevens van emissies door het verkeer zijn opgenomen in onderstaande tabel. De totale metaal emissie is daarbij gerelateerd aan het aantal woningen.
Tabel 4-5
Afspoeling Emissies van zware metalen door bandenslijtage van verkeer
[30].
Metaal
Koper
Lood
Zink
Totaal woonwijken (kg)
2057
812
56759
g/woning.jr
0,3
0,12
8,6
In deze emissiefactoren is het gedeelte dat afspoelt naar het riool reeds meegenomen. Door de taakgroep verkeer wordt bandenslijtage als de belangrijkste emissiebron aangemerkt. Koperemissies door lekkage van remvloeistof is mogelijk een
grote emissiebron die nog niet in kaart gebracht is.
4.4
Andere factoren
Naast de verschillende bronnen die verantwoordelijk zijn voor de emissie van vervuilende stoffen spelen andere factoren een rol:
Hoeveelheid van verhard oppervlak afstromend regenwater.
De hoeveelheid afstromend regenwater is onder andere afhankelijk van de verdamping en dus van de buitentemperatuur en luchtvochtigheid. Ook de neerslagintensiteit en de openheid van de verharding spelen een rol. Een gemiddelde waarde voor
de hoeveelheid regenwater die tot afstroming komt is ongeveer 50%. Bij een jaarlijkse neerslag hoeveelheid van 760 mm is dit dus 190 mm/jr. De oppervlakte van
een infiltratievoorziening bedraagt gemiddeld 5-10% van het aangesloten verharde
oppervlak. De hydraulische belasting van een wadi is bij 50% afstroming dus ongeveer 4-8 m3/m2.jr. In onderstaande tabel zijn een aantal karakteristieken van verhard oppervlak, afstroming van regenwater en wadi dimensionering samengevat.
Tabel 4-6
Factoren van invloed op de vervuilingsbelasting van
infiltratievoorzieningen.
Factor
Omvang
Woningen per ha
% verhard oppervlak
Afstroming regenwater
Oppervlakte wadi’s
20-25
35-45%
25%
5-10% van aangesloten verhard oppervlak
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
17 van 38
Adsorptie van verontreiniging aan zwevende stof.
Aangezien metalen en organische micro’s goed adsorberen aan klei en organische
stof, zal waarschijnlijk een groot deel van de vervuiling achterblijven met onopgelost vuil. Dit deel wordt vertraagd afgevoerd richting de infiltratievoorziening of
belandt in bermen en dergelijke. Uit onderzoek van Berbee [9] blijkt dat bij bezinking van snelwegwater met een bezinksnelheid van 0,5 m/d metalen voor circa
60% verwijderd worden. Bij zeer lage bezinksnelheden (0,07 m/d) worden koper,
lood en zink voor respectievelijk 79%, 95% en 61% verwijderd uit snelwegwater
(DAB, dicht asfalt beton). Deze gegevens maken duidelijk dat metalen in wegwater
voor een belangrijk deel hechten aan zwevend stof.
Zuurgraad.
De pH van het regenwater beïnvloedt de oplosbaarheid van metalen. Bij lagere
pH’s (pH 5 –6) zal meer metaal in het regenwater oplossen.
4.5
Kwantitatieve schatting van de belasting
Op basis van de gegevens in dit hoofdstuk kan een samenvattende tabel gepresenteerd worden waarin de vuilbelasting van een infiltratiesysteem met een oppervlakte van circa 1000 m2 is weergegeven (Tabel 4-7). Hierbij zijn de volgende aannames gedaan:
Aannames:
– Aangesloten verhard oppervlak: 1 ha
– Oppervlakte van de wadi: 1000 m2 (10% van het aangesloten verhard oppervlak)
– Afstroming regenwater naar wadi: 50%
– Bronnen van metalen: bouwmateriaal, verkeer en atmosferische depositie
– Aantal woningen per ha verhard oppervlak: (130)
Tabel 4-7
Belasting van een infiltratiesysteem (1000 m2) (g/jr).
Koper
Atmosferische
depositie
Bouwmaterialen
Verkeer
Overig
Totaal
Lood
Zink
4
33
120
0
34
?
38
248
14
?
295
344
475
?
939
PAK’s
2,5
Olie
100
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
18 van 38
In de onderstaande berekening is voor zink weergegeven hoe bovenstaande getallen zijn afgeleid:
Zink:
Atmosferische depositie:
– Wadi: 1000 m2*200 g/ha.jr
– Verhard oppervlak: 10.000 m2 * 200 g/ha.jr*50% runoff1
Totaal:
Verkeer:
8,6 g/woning per jaar (tabel 4-5) * 55 woningen per ha verhard opp. =
(Tabel 4-4)
= 20 g/jr
= 100 g/jr
120 g/jr
475 g/jr
Bouwmaterialen:
55 woningen per hectare verhard opp.*5 m2 zink/woning*2,5 gr/m2.jr*50%
runoff1
= 344 g/jr
Totale zinkbelasting van wadi:
1
Er is vanuit gegaan dat 75% van het regenwater achterblijft in bermen, poreuze
wegbedekkingen, etc. Een deel van het water zal echter verdampen waardoor de
concentratie metalen in het afstromende regenwater hoger wordt. Met dit effect is
in de berekening geen rekening gehouden. De belasting van het infiltratiesysteem
zal in werkelijkheid dus naar alle waarschijnlijkheid iets hoger liggen.
= 939 g/jr
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
19 van 38
5.
Gedrag van vervuiling in het infiltratiesysteem
Om de mate van bodemvervuiling als gevolg van regenwaterinfiltratie te beoordelen is het van belang om te weten welke processen van invloed zijn op het gedrag
van zware metalen en organische microverontreinigingen in de bodem. Achtereenvolgens wordt ingegaan op het gedrag van metalen en organische microverontreinigingen in de bodem.
5.1
Metalen
Het gedrag van metalen is voornamelijk afhankelijk van de verdeling over de verschillende fasen in de bodem (vaste fase, vloeibare fase en gasfase). Metalen zijn
nauwelijks vluchtig1, dus de gasfase kan buiten beschouwing gelaten worden. Om
inzicht te krijgen in de mobiliteit van metalen en de mate van adsorptie is het van
belang om een overzicht te hebben van de verschillende omgevingsfactoren die een
rol spelen en de verschillende vormen van immobilisatie in de bodem. Vervolgens
kan aan de hand van literatuurgegevens het transport en de adsorptie van metalen
gekwantificeerd worden.
Speciatie
Metalen kunnen voorkomen als vrij kation of anion of als mineraal of
(an)organisch complex. De speciatievorm bepaalt mede de mobiliteit.
De speciatie van het metaal wordt bepaald door de volgende omgevingsfactoren:
– Concentratie van andere anionen en kationen (ionsterkte)
– Concentratie van organische verbindingen met complexerende eigenschappen
– De pH
– De redoxpotentiaal (Eh)
– De aard van de grond (het type en aantal adsorptieplaatsen; % organische stof,
% lutum)
Concentratie van andere ionen (ionsterkte)
Bij vastlegging van metalen door middel van ionenuitwisseling is de ionsterkte van
belang. Ook het vóórkomen van anorganische complexen is afhankelijk van de
concentratie van andere ionen (met name anionen).
Concentratie organische verbindingen
Metalen hebben de eigenschap om complexen te vormen met organische moleculen. Met name koper wordt sterk gebonden aan DOC (dissolved organic carbon).
Dit verhoogt de mobiliteit van koper in de bodem. Binding aan onopgeloste organische stoffen in de bodem vertraagt het transport van metalen in de bodem.
1
Met uitzondering van kwik (Hg).380
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
20 van 38
De pH
In het algemeen worden metalen mobieler bij een afnemende pH.
De redoxpotentiaal
Bij lage redoxpotentialen (zuurstofloze condities) kunnen metalen makkelijk precipiteren als metaalsulfides. Deze metaalsulfides worden gevormd door microbiologische processen (reductie van sulfaat) en hebben zeer lage oplosbaarheidsproducten. Het oplosbaarheidsproduct van ZnS is 2*10-23 mol2l-2. Bij equivalente hoeveelheden zink en sulfide is de zinkconcentratie 29 ng/l.
Aard van de grond (type en aantal adsorptieplaatsen)
De aard van de grond is zeer bepalend voor de mate van adsorptie. Adsorptie vindt
vooral plaats aan de organische fractie, klei (lutum) en ijzer-, aluminium- en mangaanhydroxiden.
Immobilisatieprocessen in de bodem
Immobilisatie van metalen gebeurt in de bodem op verschillende manieren. Specifieke adsorptie speelt een belangrijke rol. Daarbij worden metalen gebonden aan
zogenaamde liganden in de grond. Deze liganden kunnen deel uitmaken van de
organische fractie van de grond of zich bevinden aan de rand van kleimineralen of
op het oppervlak van oxiden en hydroxiden van mangaan, ijzer en aluminium. Na
adsorptie kunnen de metalen alsnog gemobiliseerd worden als de liganden in oplossing gaan. Veel organische zuren in de bodem kunnen complexen vormen met
metalen. In het algemeen neemt de metaalconcentratie in de vloeistoffase toe
naarmate er een grotere hoeveelheid metaal geadsorbeerd is aan de grond. Deze
toename kan worden beschreven aan de hand van een adsorptie isotherm1. De adsorptiecapaciteit en de verdeling van het metaal over de vaste fase en de vloeistoffase worden zeer sterk bepaald door de fractie organische stof van de grond en de
pH. Daarnaast spelen het kleigehalte en het ijzerhydroxidegehalte een rol. Bij verlaging van de pH tot waarden < 6 neemt de adsorptiecapaciteit van de bodem snel
af, wat resulteert in een hogere mobiliteit van de metalen.
Naast specifieke adsorptie spelen ionenwisseling en precipitatie een rol bij de vastlegging van metalen. Ionenwisseling is afhankelijk van de totale kation- of anionconcentratie in de bodemvloeistof. Aangezien metalen voornamelijk als kation
aanwezig zijn en de kationen Ca2+, Mg2+, K+, en Na+ in veel grotere hoeveelheden
voorkomen dan zink, koper en lood, speelt ionenwisseling een ondergeschikte rol.
Precipitatie daarentegen kan wel degelijk van belang zijn als de bodem anaëroob
wordt. Metalen kunnen dan neerslaan als metaalsulfide (dit is slecht oplosbaar).
1
De beschrijving van het gedrag van metalen in de bodem met behulp van adsorptie isothermen geeft een vereenvoudigd beeld van de werkelijkheid. Lange termijn
effecten waarbij verontreinigingen ver in kleine poriën doordringen zijn bijvoorbeeld niet meegenomen in adsorptie isothermen die gebaseerd zijn op kolomproeven in laboratoria.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
21 van 38
Kwantificering van metaaladsorptie in de bodem
Om het gedrag van metalen in de bodem kwantitatief te beschrijven, moeten bepaalde aannames gedaan worden ten aanzien van de pH en de samenstelling van de
grond. Vervolgens kan aan de hand van verdelingscoëfficienten en adsorptiemaxima een inschatting gemaakt worden van de mate van adsorptie en de transportsnelheid van het metaal door de bodem.
Verdelingscoëficiënten (Kd)
De verdeling van metalen over de vaste fase en de vloeibare fase wordt vaak beschreven met de Kd-waarde. De Kd-waarde is de verhouding tussen de hoeveelheid
verontreiniging geadsorbeerd/opgelost (l/kg) in een evenwichtssituatie. In feite is
de Kd-waarde een sterk vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid omdat ze
afhankelijk is van bovengenoemde factoren zoals pH en organische stof gehalte.
Aan de hand van een Kd-waarde kan echter een retardatiefactor berekend worden
die de verhouding aangeeft tussen de transportsnelheid van de vloeistof en de
transportsnelheid van de verontreiniging door de bodem:
Vstof = Vwater / Rd
Rd =
1 + Kd * r
θ
Waarin:
– V: snelheid (m/s)
– Rd: retardatiefactor (-)
– Kd: verdelingscoëfficiënt tussen vaste fase en vloeistoffase (l/kg)
– r: droge bulkdichtheid van de grond (1,5 kg/dm3)
– θ: volumefractie vocht in de grond (0,15)
Lambrechts geeft in de Leidraad aan- en afkoppelen verharde oppervlakken [4],
indicaties voor Kd-waarden van metalen en organische microverontreinigingen, zie
onderstaande tabel. Deze waarden zijn deels afgeleid uit de literatuur en deels door
ons afgeleid uit uitgevoerde experimenten bij Tauw.
Tabel 5-1
Enkele Kd-waarden voor metalen en org. micro’s [4].
Stof
Leemarme zandgrond
Minimum
Lood
Zink
Cadmium
Koper
PAK
Minerale olie
250
50
50
200
30
112
Maximum
2.500
500
150
1.000
14.000
727
Lemige zandgrond
Minimum
1.500
200
100
1.000
30
112
Maximum
10.000
1.000
1.000
3.000
14.000
727
Uit deze Kd-waarden wordt niet duidelijk hoe de Kd-waarde afhankelijk is van pH
en andere factoren. Door het RIVM zijn formules ontwikkeld om Kd-waarden te
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
22 van 38
berekenen voor cadmium, koper en zink onder verschillende omstandigheden [15].
De formules voor koper en zink staan hieronder weergegeven:
Cu: log(Q) = -0,775 +0,57log(c) +0,45logCEC +0,23pH –0,63SV
Zn: log(Q) = -1,07 +0,70log(c) +0,68logCEC +0,28pH
Waarin:
– Q: geadsorbeerde hoeveelheid metaal (mg/kg)
– c: totale metaalconcentratie in oplossing (mg/l)
– CEC: kation uitwissel capaciteit (meq/kg)
– Ca: Ca-concentratie in oplossing (mol/l)
– SV: grond/vloeistof verhouding (kg grond/kg vloeistof)
In een later onderzoek van het Rivm [16] is voor een groot aantal sites metingen
gedaan aan de verdeling van zware metalen over de vaste fase en de vloeistoffase.
De verschillen tussen de Kd-waardes zijn te verklaren door de sterk uiteenlopende
bodemkarakteristieken van de verschillende sites.
Tabel 5-2
Kd-waarden voor koper, lood en zink bij verschillende pH’s [16].
pH
Cu
Pb
Zn
3,99
14
817
12
5,6
634
5670
201
6,65
7,26
282
241
1250001
53300
744
5680
In het rapport wordt geconcludeerd dat de Kd-waardes voor zware metalen zeer
goed correleren met de pH. De mobiliteit van koper, lood en zink neemt bij niet te
lage pH, toe in de volgorde lood, zink, koper.
Naast de Kd-waarde speelt ook de adsorptiecapaciteit van de grond een rol. Uit de
literatuur zijn gegevens bekend over adsorptiecapaciteiten van grond voor koper,
lood en zink:
Tabel 5-3
Adsorptiemaxima grond voor verschillende metalen.
Metaal
Adsorptiecapaciteit (mg/kg)
Bronnen
Koper
Lood
Zink
30.000
20.000 – 40.000
2.000 – 80.000
14, 25
15, 16, 26
8, 9, 24
Aan de hand van een adsorptiecapaciteit en een Kd-waarde kan de doorslag van
metalen naar het grondwater berekend worden.
1
De Kd-waardes zijn afgeleid van verschillende sites. Waarschijnlijk spelen naast
pH verschillen ook andere verschillen zoals bodemsamenstelling een rol. Dit verklaart mogelijk de afwijkende hoge Kd-waarde voor lood.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
23 van 38
Lambrechts [4] heeft op basis van retardatiefactoren (Rd) voor wadi’s van 66 en
110 cm diep de volgende doorslagtermijnen naar het grondwater berekend:
Tabel 5-4
Doorslagtermijnen naar grondwater [4].
Doorslagtermijn (jaar)
Verontreiniging
Koper
Lood
Zink
PAK’s
Minerale olie
Leemarme zandgrond
7
9
2
1
4
–
–
–
–
–
36
90
18
500
26
Lemige zandgrond
36
54
7
1
4
–
–
–
–
–
108
358
36
500
26
Opvallend is dat voor zink relatief korte doorslagtermijnen berekend worden. Bij
deze berekeningen kunnen we de volgende opmerkingen plaatsen:
–
–
–
–
–
–
De Kd-waarden waarmee gerekend is, zijn afgeleid uit literatuuronderzoek en
Tauw experimenten. Het is niet duidelijk onder welke omstandigheden (pH,
organische stof gehalte, etc.) de lage Kd-waarden gevonden worden.
De berekening is theoretisch (op basis van berekende retardatiecoëfficiënten).
Dit geeft een beperkt beeld van de werkelijkheid, omdat geen lange termijn effecten beschreven worden. De berekening geeft een indicatie van een doorslagtermijn, maar geen kwantitatief beeld van de doorslag van verontreiniging naar
het grondwater (concentraties en vrachten).
De grondwaterstanden waarmee gerekend is, waren 66 cm en 110 cm beneden
maaiveld. Plaatselijk verschilt de grondwaterstand sterk. De risico’s van vervuiling van het grondwater zijn hier sterk van afhankelijk.
Er is geen rekening gehouden met transport van verontreinigingen in de breedte van de infiltratievoorziening (horizontaal transport). Doordat water niet alleen in de diepte wegloopt maar ook in de breedte, is de verticale transportsnelheid van het water lager, waardoor de doorslagtermijn naar het grondwater
lager wordt.
Er is geen rekening gehouden met het achterblijven van verontreiniging aan
slib en zanddeeltjes op het verharde oppervlak.
Er is gerekend met regenwatersamenstellingen zoals bepaald door de NWRW.
De studie van het NWRW is enigszins gedateerd. Het is niet duidelijk of de
waarden uit deze studie nog representatief zijn voor woonwijken anno 2002.
Naast de retardatieberekeningen van Lambrechts zijn enkele experimentele onderzoeken naar wadi’s en infiltratievoorzieningen bekend [25, 26]. Hier wordt nader
op ingegaan in hoofdstuk 6.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
24 van 38
Metaalopname door planten
Naast immobilisatieprocessen zoals adsorptie speelt metaalopname door planten
een rol. Als de planten niet gemaaid worden, sterft de vegetatie in het najaar af en
zullen opgenomen metalen weer in de toplaag van de grond belanden. Er is dan
sprake van een cyclus. Bij afvoer van plantenbiomassa als gevolg van frequent
maaien, wordt echter een deel van de metalen uit de grond afgevoerd. De meeste
wadi’s zijn begroeid met gras. De gemiddelde opbrengst van gras per hectare per
jaar bedraagt circa: 2 ton d.s./ha.jr. De gemiddelde concentratie van metalen in gras
bedraagt: respectievelijk 6, 2,5 en 58,3 mg/kg d.s. voor koper, lood en zink. De
metaalverwijdering door plantengroei op basis van deze gegevens is dus 12, 5 en
117 g/ha.jr voor respectievelijk koper, lood en zink. [Phyllis database, ECN].
Specifieke omstandigheden bij regenwaterinfiltratie
Specifieke omstandigheden bij regenwater infiltratie zijn eveneens van belang om
de vervuiling door metalen in te schatten.
– De pH van de grond is zeer belangrijk. Omdat de bodem een heterogeen systeem is, kan de pH variëren met de diepte, breedte en lengte van het infiltratiesysteem.
– Een groot deel van de metalen in het afstromende regenwater zal gebonden zijn
aan zand en slibdeeltjes die bovenin het infiltratiesysteem blijven liggen of
worden afgevangen door het geotextiel. Deze fractie draagt niet wezenlijk bij
aan de vervuiling van de bodem in het infiltratiesysteem.
Samengevat
Samenvattend kan gesteld worden dat metalen sterk adsorberen aan de vaste fase
van de bodem. De pH en de fractie organische stof in de bodem hebben de grootste
invloed op het adsorptiegedrag. Naast deze factoren is het van belang om goed
zicht te hebben op de hoeveelheid regenwater die afspoelt en in het infiltratiebed
terecht komt en de hoeveelheid metalen die geadsorbeerd zijn aan de onopgeloste
deeltjes in het regenwater (slib en zand). De berekening van doorslagtermijnen van
metalen naar het grondwater aan de hand van Kd-waardes heeft een beperkte waarde, omdat Kd-waardes veelal in het laboratorium bepaald zijn onder andere omstandigheden dan in de bodem. Daarnaast geeft een doorslagberekening aan de
hand van een afgeleide retardatiefactor geen kwantitatief beeld van de hoeveelheid
metaal die doorslaat naar het grondwater.
5.2
Organische microverontreinigingen
Naast metalen worden infiltratiesystemen in lichte mate belast met organische microverontreinigingen. Deze groep verontreinigingen bestaat o.a. uit PAK’s (polycyclische aromatische koolwaterstoffen), minerale olie en bestrijdingsmiddelen.
Over concentraties van deze verbindingen in afstromend regenwater zijn zeer weinig meetgegevens bekend, waardoor het moeilijk is om de belasting van het bodeminfiltratiesysteem met deze verontreinigingen in te schatten. Uit gegevens over
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
25 van 38
biodegradatie van met PAK of olie verontreinigde sites kunnen wel voorzichtige
conclusies getrokken worden over het gedrag van deze verbindingen in een infiltratiesysteem. Achtereenvolgens wordt nader ingegaan op PAK’s, minerale olie en
bestrijdingsmiddelen.
5.2.1
PAK
PAK is een verzamelnaam voor een groot aantal verschillende aromatische verbindingen. Door de EPA is een lijst van 16 veel voorkomende PAK’s vastgesteld.
Daarnaast is door VROM een lijst van 10 PAK’s vastgesteld waarvoor bodemnormen opgesteld zijn (zie bijlage 1). De biologische afbreekbaarheid van PAK’s
wordt voor een belangrijk deel bepaald door de wateroplosbaarheid. Met het aantal
aromatische ringen neemt de wateroplosbaarheid en daarmee ook de biologische
afbreekbaarheid af. Afbraak vindt voornamelijk aëroob plaats, hoewel van sommige PAK’s bekend is dat ze ook anaëroob afgebroken kunnen worden. Het is niet
bekend tot welke diepte de toplaag van een infiltratiesysteem aëroob is. Bij hevige
regenval staat een wadi gedurende enkele dagen blank en zal er mogelijk sprake
zijn van anaërobe omstandigheden.
Adsorptie van PAK’s is afhankelijk van de fractie organische stof in de bodem. De
Kd-waarde van PAK’s in grond correleert goed met de Kow (octanol/water coefficient). Voor enkele PAK’s en minerale olie zijn in bijlage 2 Kd-waardes en halfwaarde tijden afgeleid. Uit de berekeningen wordt duidelijk dat hoog moleculaire
PAK’s zoals benzo[a]pyreen zeer langzaam afbreken. Uit Tabel 5-4 wordt duidelijk dat de doorslagtermijn van PAK sterk uiteenloopt (1-500 jaar). Dit kan verklaard worden door het grote aantal verschillende PAK’s. Laagmoleculaire PAK’s
zijn doorgaans mobieler dan hoogmoleculaire PAK’s. Er is geen verschil in doorslagtermijn tussen lemige en niet lemige grond.
5.2.2
Minerale olie
Minerale olie, afkomstig van motorvoertuigen zal met het regenwater afspoelen
naar het infiltratiesysteem. Het is moeilijk in te schatten hoe goed de minerale olie
geadsorbeerd wordt. Biologische afbraak is afhankelijk van de ketenlengte (aantal
C-atomen) en de mate van vertakking tussen de ketens. In bijlage 2 zijn voor minerale olie eveneens halfwaardetijden afgeleid. Deze variëren van 10 - > 300 dagen.
Voor infiltratiesystemen zal vooral dieselolie het meest representatief zijn. Dit
heeft een geschatte halfwaardetijd van 126 dagen. Voor doorslagtermijnen van
minerale olie, zie Tabel 5-4. De variatie in doorslagtermijn wordt veroorzaakt door
verschillen in ketenlengte en mate van vertakking tussen de ketens.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
26 van 38
5.2.3
Bestrijdingsmiddelen
Bestrijdingsmiddelen worden toegepast voor de bestrijding van onkruid, insecten,
schimmels, algen, etc. De persistentie van veel bestrijdingsmiddelen vormt een
belangrijk milieuprobleem. Veel oppervlaktewateren in Nederland bevatten nog te
hoge concentraties bestrijdingsmiddelen die bij drinkwaterbereiding uit oppervlaktewater voor problemen zorgen. Een belangrijk deel van deze problematiek zal
veroorzaakt worden door de intensieve landbouw. Er is echter weinig bekend van
concentraties pesticiden in afstromend regenwater in de bebouwde omgeving. Bij
chemische onkruidbestrijding in de bebouwde omgeving wordt vaak gebruik gemaakt van bestrijdingsmiddelen op basis van glyfosaat. De bestrijdingsmiddelen
breken over het algemeen langzaam af met afbraaktijden tot 1 jaar. Door TNO zijn
voor 10 bestrijdingsmiddelen modelberekeningen gedaan om in te schatten welke
hoeveelheden tot afstroming komen in de bebouwde omgeving. De resultaten van
deze berekeningen zijn nog niet gepubliceerd.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
27 van 38
6.
Discussie
Bij regenwaterinfiltratie in de bodem is men over het algemeen terughoudend met
het afkoppelen en infiltreren van verharde vervuilde oppervlakken, dit blijkt uit de
diverse afkoppelbeslisbomen die door adviesbureaus gehanteerd worden.
Uit algemene literatuurgegevens blijkt echter dat de verontreinigingen (bouwmetalen en organische microverontreinigingen) zeer goed geïmmobiliseerd worden in
de bodem. [4, 7, 8, 11-16, 19, 20, 21-23] De vraag kan dus gesteld worden of er
niet te voorzichtig regenwater wordt afgekoppeld en geïnfiltreerd.
De belangrijkste bevindingen uit de literatuur zijn hieronder opgesomd:
– Metalen worden sterk geadsorbeerd aan de bodem. De adsorptie is pH afhankelijk en neemt sterk af beneden pH 5.
– Een hogere organische stof fractie in de bodem geeft een hogere adsorptiecapaciteit voor zware metalen. Toplagen van wadi’s zijn vaak verrijkt met organische stof door toevoeging van humusachtige stoffen en natuurlijke ophoping
van organisch materiaal.
– Opgelost organische stof (DOC) in het regenwater werkt mobiliserend voor
koper en in geringe mate voor zink.
– Een belangrijk deel van de metalen zal gebonden blijven aan veegvuil en kolkenslib en niet in het infiltratiesysteem terecht komen.
– Anionen zoals Cl- kunnen complexerend werken en daardoor het adsorptiegedrag beïnvloeden.
Organische verontreinigingen
– Organische verontreinigingen zoals PAK’s en minerale olie worden sterk geadsorbeerd. De afbraaksnelheid van deze verbindingen neemt af met het aantal
aromatische ringen (PAK’s) of de ketenlengte en de mate van vertakking.
Naast algemene literatuur over het gedrag van verontreinigingen in de bodem, zijn
enkele onderzoeken bekend naar vervuiling van infiltratiesystemen.
Grontmij deed in 2001 onderzoek naar een wadi in Houten [25]. De toplaag van
deze wadi bevatte verhoogde concentraties metalen maar deze bleken zeer immobiel. De vervuiling in het veegvuil was eveneens immobiel. Met een geochemisch
model is de uitspoeling op lange termijn voorspeld (Tabel 6-1).
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
28 van 38
Tabel 6-1
Uitspoelingstermijnen metalen in wadi, berekend met geochemisch model
door Grontmij.
Infiltraat (µg/l)
Koper
Lood
Zink
93
108
4.909
Overschrijdingstermijn streefwaarde ondiep grondwater
Laag DOM (30 mg/l)
Hoog DOM (100 mg/l)
65 jr
> 80 jr
25 jr
0 jr
50 jr
5 jr
Opmerkingen bij de tabel:
– DOM (dissolved organic matter) gemeten in het percolaat bij de kolomproef
was 15 mg/l. De DOM-waarden in de modellering lijken dus aan de hoge kant.
– De voorspelde doorslagtermijnen gelden voor poriewater in de wadi (30 cm
dik). Hoe dieper de grondwaterspiegel zich onder de wadi bevindt, des te langer de doorslagtermijn in principe is.
– De concentratie zink in het infiltraat is onrealistisch hoog1. Concentraties van
circa 300 µg/l in afstromend regenwater zijn waarschijnlijker.
Het modelleringsonderzoek door Grontmij geeft aan dat lood zeer sterk geadsorbeerd wordt en koper en zink gevoelig zijn voor verhoogde DOM-concentraties in
het infiltraat.
Naast de voorspellingen met modellen is eveneens een kolomproef gedaan waarbij
een lange termijn voorspelling is gedaan met hetzelfde infiltraat. De bedoeling was
om een bedrijfstermijn van 80 jaar te beschrijven. Hiervoor is een L/S2 verhouding
van 440 l/kg aangenomen. De metaalbelasting per m2 wadigrond na 80 jaar was als
volgt:
–
–
–
1 kg zink
19 g koper
22 g lood
1
In het onderzoek van Grontmij is eerst geprobeerd om een realistische samenstelling van het infiltraat te bereiken door middel van extractie van veegvuil. Omdat
men de zinkconcentratie in dit infiltraat erg laag vond, is later zink toegevoegd.
2
L/S Liquid/solid verhouding. Dit is een maat voor de bedrijfstijd van een wadi.
Bij de wadi in Houten gold een L/S van 5,4 l/kg per jaar. Dit komt overeen met
een L/S van 432 l/kg voor 80 jaar.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
29 van 38
De samenstelling van de grond in de kolomproef is hieronder weergegeven:
Tabel 6-2
Kenmerken wadigrond kolomproef Grontmij.
Kenmerken
Wadigrond
Vochtgehalte (%)
pH
Lutum (%)
TOC (%)
Kalkgehalte (%)
IJzerhydroxides (mmol Fe/kg)
Aluminiumhydroxides (mmol Al/kg)
13,8
7,1
1,7
3,1
< 0,2
7,5
37
De inspoelingsfronten zijn weergegeven in Tabel 6-3. In Figuur 6-1 is grafisch het
zinkprofiel in de grondkolom weergegeven, waarbij een tweede lijn het zinkprofiel
weergeeft bij doorslag naar het grondwater na een infiltratieperiode van circa 200
jaar.
Tabel 6-3
Inspoelingsfronten metalen (mg/kg) bij kolomproef [25].
0 – 4 cm
5 – 12 cm
13 – 19 cm
20 – 27 cm
Koper
Lood
Zink
7,25
5,72
3,89
3,71
2,99
1,86
1,81
1,43
402,74
172,87
13,68
6,88
450
400
zink [mg/kg]
350
300
250
80 jaar
200
200 jaar
150
100
50
0
0
10
20
30
40
diepte kolom [cm]
Figuur 6-1
Zinkprofiel in grondkolom na simulatie van 80 jaar infiltratie.
De concentraties metalen in het percolaat werden eveneens gemeten en varieerden
van 0-15 µg/l. Duidelijk is dat hoge metaalbelastingen, nauwelijks problemen geven met betrekking tot grondwaterverontreiniging en de inspoeling van metalen in
de bodem in de eerste 80 jaar beperkt blijft tot de bovenste 12 cm.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
30 van 38
Bij de extrapolatie van het zinkprofiel van 80 tot 200 jaar is uitgegaan van een
continue verzadiging van de bovenlaag tot 400 mg/kg zink. Verder is uitgegaan
van een schuin front zoals naar voren komt uit de proef van Grontmij.
De doorslag van zink naar het grondwater is afhankelijk van het evenwicht tussen
de vaste fase en het grondwater. Uit de kolomproef van Grontmij kan een Kd afgeleid worden van 160 l/kg. Bij een concentratie van 10 mg/kg zink op 30 cm diepte
is de concentratie in het grondwater ongeveer 65 µg/l.
Bij deze aannames treedt doorslag naar het grondwater dus op na circa 200 jaar bij
zinkbelastingen en bodemsamenstellingen die vergelijkbaar zijn met de proef van
Grontmij. In werkelijkheid zal de zinkbelasting lager zijn en de doorslagtermijn
hoger.
Met behulp van een geochemisch model1 is door TNO-NITG de doorslag naar het
grondwater eveneens uitgerekend voor de kolomproef van Grontmij. Het resultaat
staat weergegeven in onderstaande figuur. De doorslagtermijn die berekend wordt
met het model is vergelijkbaar met de berekende doorslag op basis van extrapolatie
van de kolomproef.
doorbraak zink
0,80
0,70
zink (ug/l)
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
100
150
200
250
300
350
400
tijd (jaar)
Figuur 6-2
Modelering van zinkdoorbraak op basis van kolomproef Grontmij.
In een onderzoek naar regenwater infiltratieputten in Berlijn [26] zijn negen infiltratieputten onderzocht op vervuiling met koper, lood en zink. De vervuilingsgraad
blijkt afhankelijk van ‘stofemissie’ in de omgeving en gebruikstijd (tot 18 jaar). Bij
één infiltratieput werden koperconcentraties van 10.000 mg/kg gemeten. Dit werd
1
Met het onverzadigde zone stromings- en stoftransportmodel Hydrus-1D is de
uitspoeling van zink berekend. Hydrus-1D is ontwikkeld voor simulatie van 1dimensionale verplaatsing van water, warmte en opgeloste stoffen in (variabele)
poreuse media. Het model berekent advectief-dispersief transport van stoffen in
de vloeibare fase en diffusie in de gasfase. Daarnaast kan het model afbraak,
sorptie van stoffen aan de vaste fase berekenen.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
31 van 38
veroorzaakt door een metalen dakbedekking van 80 m2 in de nabije omgeving. De
concentraties metalen in de infiltratieputten varieerden van (4 – 1759 mg/kg lood),
(25 – 5442 mg/kg, zink) en (9 – 10.010 mg/kg, koper). In de onderliggende grond
werden echter veel lagere concentraties metalen gevonden. De grond is bemonsterd
op 0-33 cm, 33-66 cm en 66 cm – 1m diep. De hoogste zinkconcentratie was 116
mg/kg in de bovenste laag grond. Lood- en koperconcentraties waren beduidend
lager. Daarmee blijven de metaalconcentraties beneden de streefwaarde voor een
standaardgrond van 10% organische stof en 25% lutum (zie Tabel 4-2).
Uit de algemene literatuurgegevens en de onderzoeken naar regenwaterinfiltratie
wordt duidelijk dat metalen sterk geadsorbeerd worden en achter blijven in de bovenste centimeters van de grond. Het is niet duidelijk in welke mate invloedrijke
parameters als pH, DOC, en samenstelling van de waditoplaag variëren. Eveneens
is onduidelijk welk deel van de metalen in afstromend regenwater uiteindelijk in
een wadi belandt. Door deze onzekerheden is het moeilijk om het gedrag van metalen in de bodem van infiltratievoorzieningen precies te voorspellen. Aan de hand
van enkele aannames kan wel een worst case berekening uitgevoerd worden voor
een situatie met een verhoogd metaalgehalte in afstromend regenwater. In Tabel
6-4 zijn de zinkbelastingen en doorslagtermijnen van een toplaag voor een realistische zinkbelasting, een worst case scenario en de kolomproef van Grontmij met
elkaar vergeleken. De aannames voor de berekeningen, behorend bij de tabel, zijn
opgenomen in bijlage 3. Het blijkt dat de doorslagtermijnen in alle drie scenario’s
veel hoger zijn dan 100 jaar.
Tabel 6-4
Zinkbelasting en –doorslag van een waditoplaag (bovenste 30 cm) in verschillende scenario’s.
Zinkbelasting
Extra zinkbelasting door bouwmateriaal.
Overschrijding streefwaarde toplaag
(140 mg/kg)
Overschrijding interventiewaarde toplaag
(720 mg/kg)
Doorslagtermijn toplaag.
–
–
–
Realistische
case
Worst case
Kolomproef
Grontmij
0,9-1,8 g/m2.jr
12,5 g/m2.jr
28 jr
1,8 g/m2.jr
2,4 g/m2.jr
9 jr
146 jr
47 jr
16 jr
2400 jr
660 jr
200 jr
3 jr
Realistische case: gemiddelde zinkbelasting van 900-1800 g /jr bij een wadi
oppervlak van respectievelijk 500 en 1000 m2/ha verhard oppervlak (zie
Tabel 4-7)
Worst case: extra zinkbelasting door woonhuizen: 2.400 g/ha.jr vanwege een
hoger zinkoppervlak en een hogere zinkafspoelsnelheid.
Kolomproef Grontmij: zinkbelasting van 12,5 g/m2.jr.
Opmerkingen:
– De zinkbelasting bij de kolomproef is afgeleid uit de gegevens van het Grontmij onderzoek. Uit de tabel wordt duidelijk dat deze zinkbelasting circa 3 keer
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
32 van 38
–
hoger ligt dan de zinkbelasting in de worst case. De zinkbelasting in het
Grontmij onderzoek kan derhalve ook als een worst case beschouwd worden.
De overschrijding van de streefwaarde in de toplaag is gerelateerd aan de gemiddelde concentratie in de toplaag.
De diverse praktijkonderzoeken wijzen allemaal op een sterke immobilisatie van
metalen in infiltratiesystemen en zeer lange doorslagtermijnen. In dit onderzoek is
gefocust op wadi’s. Een voordeel van wadi’s is, dat zich gedurende de bedrijfstijd
organische stof ophoopt in de toplaag waardoor de adsorptiecapaciteit langzaam
toeneemt. Dit geldt niet voor ondergrondse infiltratiesystemen zoals infiltratieriolen en infiltratiekratten. Een bijkomende beperking van ondergrondse infiltratiesystemen is, dat er geen toplaag verwijderd kan worden als op de lange termijn teveel
vervuiling is opgehoopt.
Het alternatief voor regenwaterinfiltratie is afvoer via de riolering naar een rwzi. In
een rwzi worden koper, lood en zink voor respectievelijk 88%, 82% en 72% verwijderd. Het restant wordt geloosd op het oppervlaktewater. In een infiltratievoorziening wordt daarentegen gedurende lange tijd 100% van de metalen uit het regenwater verwijderd. Bij regenwaterafvoer via de riolering is de emissie naar het
oppervlaktewater dus groter dan de emissie naar het grondwater bij infiltratie van
regenwater via wadi’s.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
33 van 38
7.
Conclusies en aanbevelingen
Het doel van deze studie was om de bodem– en grondwaterverontreiniging als
gevolg van regenwaterinfiltratie in kaart te brengen. Er is daarbij gekeken naar drie
aspecten:
– De stand van zaken met betrekking tot regenwaterinfiltratie (in welke mate
wordt afgekoppeld en wat is het beleid).
– Belasting van infiltratiesystemen met metalen en organische verontreinigingen.
– Vervuiling van infiltratiesystemen (welke processen spelen een rol in de bodem, hoe worden metalen vastgelegd, etc.)
– Op basis van het onderzoek komen we tot de volgende conclusies en aanbevelingen:
7.1
De volgende conclusies kunnen getrokken worden
Stand van zaken, beleid
Afkoppeling van regenwater en infiltratie is een trend en wordt steeds meer toegepast. De belangrijkste drijfveer is de basisinspanning waarin gemeenten verplicht
worden om de emissie uit het rioolstelsel terug te dringen tot een bepaald basisniveau. Er is nog geen eenduidig overheidsbeleid ontwikkeld over de vraag wanneer
afkoppelen van regenwater en infiltratie verantwoord is en wanneer niet.
Belasting van infiltratiesystemen
Infiltratiesystemen worden in lichte mate belast met metalen en organische verontreinigingen zoals PAK’s, minerale olie en bestrijdingsmiddelen. Ten aanzien van
metalen lijken de belangrijkste bronnen bouwmetaal, verkeer (autobanden) en atmosferische depositie te zijn.
De exacte metaalbelasting van een infiltratiesysteem is moeilijk te kwantificeren
doordat er veel onzekerheden zijn:
– Hoeveel regenwater komt werkelijk tot afstroming?
– Welk deel van de metalen blijft achter door adsorptie aan slib en zand?
Gedrag van vervuiling in het infiltratiesysteem
Metalen adsorberen sterk aan de grond. De adsorptie wordt versterkt door een hoge
pH en een hoog organische stof gehalte. In het algemeen wordt een goede correlatie gevonden tussen pH en adsorptiegedrag van metalen. Andere parameters die het
adsorptiegedrag beïnvloeden zijn: ijzer- en mangaanhydroxiden, complexerende
anionen (bijvoorbeeld Cl-) en opgelost organisch koolstof (DOM) in het infiltraat.
Uit kolomonderzoek en praktijkonderzoek bij infiltratieputten blijkt dat metalen
onder praktijkomstandigheden niet doorslaan naar het grondwater, maar vastgelegd
worden in de bovenste centimeters van een wadi. Berekeningen van doorslagtermijnen naar het grondwater wijzen op periodes van enkele honderden tot duizenden jaren.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
34 van 38
Door ontwikkeling van eenvoudige regeneratietechnieken kan evenwel voorkomen
worden dat op de lange termijn toplagen van infiltratiesystemen afgegraven moeten
worden. De haalbaarheid van dergelijke technieken zal nader verkend moeten worden.
Onduidelijk is hoe invloedrijke parameters zoals de pH en het organische stofgehalte van de grond variëren tussen verschillende wadi’s. Eveneens is niet duidelijk
hoe goed metalen vastgelegd worden in ondergrondse infiltratiesystemen. De afbraak van organische verontreinigingen hangt sterk af van het aantal aromatische
ringen (PAK’s) en de lengte en de mate van vertakking van de koolstofketens (minerale olie).
7.2
Aanbevelingen:
Afkoppelen van regenwater en infiltratie in de bodem heeft de voorkeur boven
afvoer van regenwater via de riolering. De immobilisatie van metalen dient geoptimaliseerd te worden door voldoende organische stof in de toplaag van het infiltratiesysteem en eventueel gebruik van kalk om een hoge pH te bereiken. Hoge DOC
gehaltes in het poriewater moeten voorkomen worden om versneld transport te
voorkomen.
Aanbevelingen voor vervolgonderzoek:
– Nader onderzoek naar de variatie van invloedrijke parameters zoals pH, wadisamenstelling en DOM-concentraties.
– Onderzoek naar adsorptie van metalen in ondergrondse infiltratiesystemen.
– Verbetering van infiltratiesystemen door toepassing van goedkope adsorbentia
met een hoge adsorptiecapaciteit. Hierdoor wordt de standtijd verhoogd en kan
ook sterk vervuild regenwater geïnfiltreerd worden.
– Ontwikkeling van duurzame regeneratietechnieken op basis van bijvoorbeeld
fyto-extractie (extractie van metalen met behulp van planten).
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
35 van 38
8.
Referenties
[1]
Schoon uit het riool, af- en niet aankoppelen in de praktijk, 2001 Stichting
Rioned, Ede
[2]
Riooloverstorten, deel 2: eenduidige basisinspanning, CIW rapport, 2001
[3]
Waterplan Nijmegen, 2001 gemeente Nijmegen
[4]
Leidraad aan- en afkoppelen verharde oppervlakken, Tauw, 1996, A.C.W.
Lambrechts, S.P. de Jong
[5]
Regenwater in de stad, deel 1 De samenstelling van afstromend regenwater,
RIZA werkdocument 98.090X, 1998, R.J.M Teunissen.
[6]
Water quality, prevention, identification and management of diffuse
pollution, V. Novotny en H. Olem, 1994, Van Nostrand Reinhold, Newyork
[7]
Zinc adsorption-desorption processes in natural and contaminated soils,
Szymura, I. / Agrochimica vol 37 afl 3 p219-224 / 1993
[8]
Effect of pH on Zinc adsorption and solubility in suspensions of different
clays and soils, Metwally, A.I. / Zeitschrift für Pflanzenernährung und
Bodenkunde vol 156 afl 2 p131-136 / 1993
[9]
Behandeling afstromend wegwater van snelwegen, Berbee, R.P.M. / RIZA,
1996
[10] Helofytenfilters voor de verwijdering van microverontreinigingen uit
afstromend wegwater : literatuurstudie, Graaf, I. de /RIZA, 1997
[11] M. Steiner, High capacity adsorents for coper and zinc removal in roof
runoff: applications and advantages, presentation at NATO ARW on source
control measures fro storm water runoff, nov 2000 Germany.
[12] Soil Chemistry - Adsorption of Copper(II) Ions by Soil as Influenced by
Organic Components of Soil Solutions, Ponizovskii, A.A. / Eurasian soil
science vol 32 afl 7 p766-775 / 1999
[13] Adsorption/Desorption Characteristics of Lead on Various Types of Soil,
Peters, Robert W. / Environmental progress vol 11 afl 3 p234-240 / 1992
[14] Soil Chemistry - Lead(II) Adsorption by Soils at pH from 4 to 6,
Ponizovskii, A.A. / Eurasian soil science vol 34 afl 7 p727-732 / 2001
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
36 van 38
[15] Freundlich-adsorptievergelijkingen voor cadmium, koper en zink in de
bodem op basis van literatuurgegevens, Elzinga, E.J. / 1997
[16] Heavy metals in Dutch field soils: an experimental and theoretical study on
equilibrium partitioning, Groot, A.C. de / 1998,
[17] Landelijk meetnet regenwatersamenstelling : meetresultaten 1999, Stolk,
A.P. / 2001
[18] Effects of exposure direction and inclination on the runoff rates of zinc and
copper roofs, Odnevall Wallinder, I. / Corrosion science vol 42 afl 8 p1471 /
2000
[19] Handboek voor milieubeheer. Dl. 4. Bodembescherming, Haan, F.A.M. de /
1984
[20] Contribution of Individual Sorbents to the Control of Heavy Metal Activity
in Sandy Soil, Weng, L. / Environmental science & technology vol 35 afl 22
p4436-4443 / 2001
[21] Zinc in the environment ; Pt. 1: Ecological cycling. - Pt. 2: Health effects,
Nriagu, J.O. / 1980
[22] Copper in the environment ; Pt. 1: Ecological cycling. - Pt. 2: Health effects,
Nriagu, J.O. / 1979
[23] Lead in the environment : a report and analysis of research at Colorado State
University, University of Illinois at Urbana-Champaign and University of
Missouri at Rolla, Boggess, W.R. / 1977
[24] Diffusive emission of zinc due to atmospheric corrosion of zinc and zinc
coated (galvanised) materials, TNO rapport R99/441, R. Korenromp.
[25] Kwaliteitsaspecten bij infiltratie van hemelwater, rapport Grontmij in
opdracht van Riza, Houten 2001
[26] Untersuchung der versicherung von niederslachwasser von dachflächen über
sickerschächte, 2001, A. Özgen, afstudeerverslag Technische universiteit
Berlijn.
[27] Leidraad bodembescherming, (1983-1995) Ministerie van Volkshuisvesting,
Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer Directoraat-Generaal voor de
Milieuhygiëne.
[28] Het riool in cijfers, Stichting Rioned, 2000.
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
37 van 38
[29] J.H. Duyzer, Bepaling van emissies naar water door atmosferische depositie,
2002, TNO-rapport R2002/268
[30] Emissie jaarrapportage TNO, 2000
[31] Koot ACJ, Inzameling en transport van afvalwater, 1997
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
38 van 38
9.
Verantwoording
Naam en adres van de opdrachtgever:
Stichting Duurzaam Bouw Metaal
Boerhavelaan 40
Postbus 190 2700 AD Zoetermeer
Namen en functies van de projectmedewerkers:
–
–
–
–
M. Oosterhuis
J. Hulskotte
R.H.J. Korenromp
J. Joziasse
TNO-NITG
B. van der Grift
Datum waarop, of tijdsbestek waarin, het onderzoek heeft plaatsgehad:
Ondertekening:
Goedgekeurd door:
R.H.J. Korenromp
Projectleider
Ir. H Buitenhek
Afdelingshoofd
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
1 van 1
Bijlage 1
Bijlage 1
–
–
–
Wetgeving
Leidraad bodembescherming
Infiltratiebesluit
Streefwaarden voor water, sediment en grondwater
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
1 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
2 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
3 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
4 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
5 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
6 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
7 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
8 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
9 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
10 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
11 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
12 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
13 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
14 van 14
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
Bijlage 2
Bijlage 2
Adsorptie en afbraak van organische microverontreinigingen
1 van 1
TNO-rapport
TNO-MEP − R 2002/618
1 van 1
Bijlage 3
Bijlage 3
Aannames bij scenarioberekeningen zinkdoorslag
Worst case:
Wadi waarop 1 hectare verhard oppervlak is aangesloten
Karakteristieken verhard oppervlak:
– Aantal woningen per hectare verhard oppervlak: 55
– Totaal aan zink per woning: 5 m2
– Afspoelsnelheid: 10 g/m2.jr
Neerslag
– Hoeveelheid neerslag: 800 mm/jr
– Percentage afstroming: 50%
– Gemiddelde concentratie zink in afstromend regenwater: 300 µg/l
Wadi
– Wadi oppervlak: 500 m2 (5% van aangekoppeld verhard oppervlak)
– Dikte toplaag: 30 cm
– Porositeit grond: 35%
– Dichtheid grond: 1400 kg/m3
Overschrijding streefwaarde grond: 9 jaar (140 mg/kg)
Overschrijding interventiewaarde grond: 47 jaar (720 mg/kg)
De lange termijn belasting (80 jr) van de wadigrond is in dit scenario veel lager dan
bij de kolomproef van Grontmij [28]; 320 g/m2 in plaats van 1 kg/m2.