Carbon inputs from Miscanthus displace older soil organic carbon without inducing priming

The carbon (C) dynamics of a bioenergy system are key to correctly defining its viability as a sustainable alternative to conventional fossil fuel energy sources. Recent studies have quantified the greenhouse gas mitigation potential of these bioenergy crops, often concluding that C sequestration in soils plays a primary role in offsetting emissions through energy generation. Miscanthus is a particularly promising bioenergy crop and research has shown that soil C stocks can increase by more than 2 t C ha−1 yr−1. In this study, we use a stable isotope (13C) technique to trace the inputs and outputs from soils below a commercial Miscanthus plantation in Lincolnshire, UK, over the first 7 years of growth after conversion from a conventional arable crop. Results suggest that an unchanging total topsoil (0–30 cm) C stock is caused by Miscanthus additions displacing older soil organic matter. Further, using a comparison between bare soil plots (no new Miscanthus inputs) and undisturbed Miscanthus controls, soil respiration was seen to be unaffected through priming by fresh inputs or rhizosphere. The temperature sensitivity of old soil C was also seen to be very similar with and without the presence of live root biomass. Total soil respiration from control plots was dominated by Miscanthus-derived emissions with autotrophic respiration alone accounting for ∼50 % of CO2. Although total soil C stocks did not change significantly over time, the Miscanthus-derived soil C accumulated at a rate of 860 kg C ha−1 yr−1 over the top 30 cm. Ultimately, the results from this study indicate that soil C stocks below Miscanthus plantations do not necessarily increase during the first 7 years

Groundwater wells in urban areas : An inventory in Amsterdam-Utrecht-The Hague-Rotterdam

Binnen de gemeentegrenzen van Amsterdam, Utrecht, Den Haag en Rotterdam zijn honderden grondwaterputten aanwezig. Een deel daarvan kan mogelijk gebruikt worden om het bestaande meetnet grondwaterkwaliteit voor de Kaderrichtlijn Water (KRW) uit te breiden. De geïnventariseerde grondwaterputten worden momenteel gebruikt om de grondwaterkwaliteit en/of de grondwaterkwantiteit te bepalen. Gemeten wordt op diepten (filterdiepten) die variëren van net onder het maaiveld tot tientallen meters daaronder. Dit blijkt uit een inventarisatie door het RIVM van de grondwaterputten in de vier grote steden, in opdracht van het ministerie van VROM. De putten voor grondwaterkwaliteit zijn in beginsel geschikt voor het KRW-meetnet grondwaterkwaliteit. Of de putten voor grondwaterkwantiteit daarvoor inzetbaar zijn hangt onder andere af van de staat van onderhoud, de gebruikte constructie en materialen. Deze geschiktheid kon tijdens deze inventarisatie nog niet voor alle putten worden vastgesteld. Hiervoor wordt een vervolgonderzoek aanbevolen. De geïnventariseerde grondwaterputten worden beheerd door gemeenten, provincies, het Rijk, TNO en enkele waterschappen. Het meetnet grondwaterkwaliteit voor de KRW is nu opgebouwd uit grondwaterputten van het Landelijk Meetnet Grondwaterkwaliteit en de Provinciale Meetnetten Grondwaterkwaliteit met filterdiepten van 10 en 25 meter onder het maaiveld. In het stedelijk gebied hebben deze meetnetten weinig grondwaterputten, waardoor het KRW-meetnet mogelijk niet representatief is.Hundreds of groundwater wells are present within the municipalities of Amsterdam, Utrecht, The Hague and Rotterdam. It may be possible to use a number of these wells to expand the existing monitoring network for groundwater quality for the Water Framework Directive (WFD). The inventoried groundwater wells are currently being used to determine groundwater quality and/or quantity. Measurements are carried out at depths (filter depth) ranging from just under the ground surface to tens of meters below the surface. These were the results of a survey of groundwater wells in four major cities in the Netherlands performed by the RIVM by order of the Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM). The inventoried groundwater quality wells are in principle suitable for monitoring groundwater quality in the WFD- monitoring network. Whether the groundwater quantity wells are also suitable for monitoring groundwater quality depends on, among other factors, the maintenance status of the well, the construction type and the materials used for construction. The suitability for monitoring groundwater quality could not be determined for all wells during the inventory and, therefore, additional studies are recommended. Management of the inventoried groundwater wells is the responsibility of the municipalities, provinces, national government, TNO and a number of different water boards. The groundwater monitoring network for the WFD comprises groundwater wells of the National Groundwater Quality Monitoring Network and the Provincial Groundwater Quality monitoring networks with filter depths of 10 and 25 meters below ground. These monitoring networks have few groundwater wells in urban areas, which may result in the WFD monitoring network not being representative.VRO

National Acidification Trend Monitoring Network : Monitoring program 2009/2010/2011

In dit rapport zijn de veld -en analysegegevens van het bovenste grondwater weergegeven van 149 locaties van het TrendMeetnet Verzuring (TMV) die tussen eind 2009 en begin 2011 zijn bemonsterd. Het TMV gebruikt deze gegevens om in Nederlandse natuurgebieden (bos/heide) op zandgrond de effecten van verzuring op het grondwater in kaart te brengen. Hiervoor worden vermestende stoffen zoals nitraten en fosfaten, alsmede metalen in het grondwater gemeten. De nitraatnorm is op sommige locaties overschreden. Ook zijn voor een aantal metalen de streefwaarde, en in sommige gevallen de interventiewaarde overschreden. In 2012 zal in een apart rapport een trendanalyse van alle meetgegevens worden uitgevoerd. Het TrendMeetnet Verzuring is in 1989 opgericht en wordt door het RIVM beheerd en uitgevoerd. Sindsdien zijn alle locaties vijf keer bezocht.This report contains all of the data pertaining to the analysis of shallow groundwater samples collected from 149 locations of the National Acidification Trend Monitoring network (TMV) between late 2009 and early 2011. These data are used by the TMV to map the effects of acidification on the groundwater of Dutch natural areas (forest/heathlands) on sandy soils. The levels of various components of fertilizers, such as phosphates and nitrates, and of metals are measured in the groundwater. The concentration of nitrates exceeded the target value at some locations. The target value and, in some cases, the intervention value for a number of metals were also exceeded at some locations. In 2012 a trend analysis of the data will be carried out in a separate report. The TMV was established in 1989, and its monitoring activities are administered and performed by the RIVM. All monitoring sites have been visited five times since the TMV was established.Ministerie van Infrastructuur en Milie

Verzuring en vermesting, 1989 - 2010

Engelse vertaling van rapport 680720005 In de jaren tachtig van de vorige eeuw stond 'zure regen' als milieuprobleem sterk in de belangstelling. Bossen stierven erdoor af en organismen verdwenen uit rivieren en meren. Zure regen bleek te worden veroorzaakt door luchtvervuiling. De door industrie, verkeer en landbouw uitgestoten gassen bevatten stikstof en zwavel. Deze stoffen komen via de lucht elders op de bodem terecht, waardoor de bodem en het water verzuren en vermesten. Dit heeft een negatief effect op de kwaliteit van de bodem en het water, en op de biodiversiteit. De maatregelen die internationaal zijn genomen om de uitstoot van stikstof en zwavel te verminderen, blijken hun vruchten af te werpen. Onderzoek van het RIVM laat zien dat op de meeste meetlocaties in Nederland nog wel sprake is van verzuring, maar minder sterk dan voorheen. Door de lagere uitstoot is de regenwaterkwaliteit tussen 1989 en 2010 verbeterd. Er komt daardoor nu minder stikstof en zwavel op de bodem terecht. Dit werkt in positieve zin door op het bovenste grondwater: de hoeveelheid stikstof en zwavel is met tientallen procenten gedaald. Het voorliggend onderzoek is een eerste uitgebreide analyse van de meetgegevens van het TrendMeetnet Verzuring (TMV), dat in 1989 is opgezet in natuurgebieden op zandgrond. Het meetnet monitort op 150 locaties in Nederland de invloed van de neerslag van verzurende en vermestende stoffen uit de lucht op de kwaliteit van het grondwater. Uit een literatuurstudie blijkt dat ondanks de positieve ontwikkelingen de ecosystemen nog niet zijn hersteld van de verzurende en vermestende effecten van luchtvervuiling. De vermesting door de neerslag van stikstof op de bodem in de Nederlandse natuur is nog altijd een van de grootste bedreigingen voor de variatie aan plantensoorten: bij tweederde van de onderzochte gebieden overschrijdt de depositie de norm. Verzuring is ook problematisch, maar in mindere mate.During the eighties of the previous century acid rain was regarded as an important environmental issue and received ample attention. Forests died and organisms disappeared from rivers and lakes. Air pollution was identified as the cause of acid rain. Atmospheric emissions from industry, traffic and agriculture contain nitrogen and sulphur. These substances are transported through the atmosphere and reach the ground elsewhere, causing acidification and eutrophication of soil and water. This process adversely affects the quality of soil, water and biodiversity. Measures taken at the international level to reduce the emission of nitrogen and sulphur appear to have yielded results. RIVM studies show that acidification is still ongoing at most monitoring locations in the Netherlands, but at a slower pace than before. Because of the reduced emissions, rainwater quality has improved between 1989 and 2010. Consequently, less nitrogen and sulphur now reaches the ground. This has a positive impact on shallow groundwater: the amount of nitrogen and sulphur has dropped by tens of per cents. The current study is the first extensive analysis of the data collected within the framework of the National Acidification Trend Monitoring Network. This network, established in 1989, focuses on forested natural areas with sandy soils. The network monitors the impact of atmospheric deposition of acidifying and eutrophying substances on the groundwater quality at 150 locations in the Netherlands. The literature shows that, despite the positive developments, ecosystems have not yet recovered from the acidifying and eutrophying impacts of air pollution. The eutrophication of nature areas in the Netherlands, induced by the atmospheric deposition of nitrogen, is still a major threat to plant species diversity. At two thirds of the locations investigated, deposition still exceeds the critical load. Acidification also poses a problem, but a less pressing one.Ministerie van I&

Changes in rainwater quality and groundwater quality because of reductions in atmospheric emissions : Acidification and eutrophication, 1989 - 2010

ook in het Engels vertaald: RIVM rapportnummer: 680720007In de jaren tachtig van de vorige eeuw stond 'zure regen' als milieuprobleem sterk in de belangstelling. Bossen stierven erdoor af en organismen verdwenen uit rivieren en meren. Zure regen bleek te worden veroorzaakt door luchtvervuiling. De door industrie, verkeer en landbouw uitgestoten gassen bevatten stikstof en zwavel. Deze stoffen komen via de lucht elders op de bodem terecht, waardoor de bodem en het water verzuren en vermesten. Dit heeft een negatief effect op de kwaliteit van de bodem en het water, en op de biodiversiteit. De maatregelen die internationaal zijn genomen om de uitstoot van stikstof en zwavel te verminderen, blijken hun vruchten af te werpen. Onderzoek van het RIVM laat zien dat op de meeste meetlocaties in Nederland nog wel sprake is van verzuring, maar minder sterk dan voorheen. Door de lagere uitstoot is de regenwaterkwaliteit tussen 1989 en 2010 verbeterd. Er komt daardoor nu minder stikstof en zwavel op de bodem terecht. Dit werkt in positieve zin door op het bovenste grondwater: de hoeveelheid stikstof en zwavel is met tientallen procenten gedaald. Het voorliggend onderzoek is een eerste uitgebreide analyse van de meetgegevens van het TrendMeetnet Verzuring (TMV), dat in 1989 is opgezet in natuurgebieden op zandgrond. Het meetnet monitort op 150 locaties in Nederland de invloed van de neerslag van verzurende en vermestende stoffen uit de lucht op de kwaliteit van het grondwater. Uit een literatuurstudie blijkt dat ondanks de positieve ontwikkelingen de ecosystemen nog niet zijn hersteld van de verzurende en vermestende effecten van luchtvervuiling. De vermesting door de neerslag van stikstof op de bodem in de Nederlandse natuur is nog altijd een van de grootste bedreigingen voor de variatie aan plantensoorten: bij tweederde van de onderzochte gebieden overschrijdt de depositie de norm. Verzuring is ook problematisch, maar in mindere mate.During the eighties of the previous century 'acid rain' was regarded as an important environmental issue and received ample attention. Forests died and organisms disappeared from rivers and lakes. Air pollution was identified as the cause of acid rain. Atmospheric emissions from industry, traffic and agriculture contain nitrogen and sulphur. These substances are transported through the atmosphere and reach the ground elsewhere, causing acidification and eutrophication of soil and water. This process adversely affects the quality of soil and water, and biodiversity. Measures taken at the international level, aiming to reduce the emission of nitrogen and sulphur, appear to yield results. RIVM studies show that there is still acidification at most monitoring locations in the Netherlands, but at a slower pace than before. Because of the reduced emissions, rainwater quality has improved between 1989 and 2010. Consequently, less nitrogen and sulphur now reaches the ground. This has a positive impact on the shallow groundwater: the amount of nitrogen and sulphur dropped by tens of percent. The current study is the first extensive analysis of the data collected within the framework of the National Acidification Trend Monitoring Network. This network, established in 1989, focusses on forested natural areas on sandy soils. The network monitors the impact of atmospheric deposition of acidifying and eutrophying substances on the groundwater quality at 150 locations in the Netherlands. Literature shows that, notwithstanding the positive developments, ecosystems have not yet recovered from the acidifying and eutrophying impacts of air pollution. Eutrophication of Dutch nature areas, induced by atmospheric deposition of nitrogen, is still the main threat to plant species diversity. At two thirds of the locations investigated, deposition exceeds the set standard. Acidification also poses a problem, but a less pressing one.Ministerie van I&

Quality of shallow and medium-deep groundwater in the Netherlands : In 2008 and changes in the quality during the period 1984-2008

In 2008 overschrijden ammonium, totaal-fosfor, nitraat, kalium, nikkel, cadmium, zink, chroom, arseen, sulfaat, chloride, de zuurgraad en aluminium de toetsingswaarde in het ondiepe en middeldiepe grondwater van Nederland. Tussen 1984 en 2008 is de grondwaterkwaliteit over het algemeen weinig veranderd. In zandgebieden is de kwaliteit zowel gedaald als gestegen. Aangetoonde dalingen kunnen het gevolg zijn van minder mestgebruik, minder atmosferische neerslag van metalen en een lagere aanvoer van dierlijke mest. Dit blijkt uit onderzoek van het RIVM, in opdracht van het ministerie van VROM. In de zandgebieden zijn veel van de toetsingswaarden overschreden. Vooral in het ondiepe grondwater van het zuidwestelijke zandgebied en de Peelhorst en oude rivierterrassen langs de Maas komen veel verhoogde concentraties voor. Waarschijnlijk veroorzaakt de afbraak van organisch materiaal de hoge concentratie totaal-fosfor en ammonium in het rivierengebied. Daarnaast is arseen in dit gebied van nature in hoge mate aanwezig. Als gevolg van invloeden van zee zijn de concentraties van chloride en kalium in de zeeklei- en laagveengebieden hoog. Overeenkomsten tussen het ondiepe en middeldiepe grondwater in polders en droogmakerijen en het zeekleigebied suggereren dat door de afbraak van organische stof ammonium vrijkomt. Brak water in de ondergrond van duinen en strandwallen beïnvloedt de hoge concentraties chloride, sulfaat en kalium in het middeldiepe grondwater aldaar. De afbraak van organisch materaal is de meest voor de handliggende verklaring voor de hoge concentraties ammonium en totaal-fosfor in zowel ondiep als middeldiep grondwater.The levels of ammonium, total phosphorus (total P), nitrate, potassium, nickel, cadmium, zinc, chromium, arsenic, sulphate, chloride, aluminium and pH measured in shallow and medium-deep groundwater in the Netherlands in 2008 exceed the environmental quality objectives. The quality of the groundwater has not changed remarkably between 1984 and 2008. Both decreases and increases in the quality of shallow and medium-deep groundwater in sandy areas have been observed. Improvements in water quality may be due to a lower use of fertilizer, lower quantities of heavy metals entering the groundwater via atmospheric precipitation and reduced surface spreading of animal manure. These are the major conclusions of a study carried out by the RIVM by order of the Ministry of Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM). Many environmental quality objectives are exceeded in sandy areas. Increased values are particularly prevalent in shallow groundwater in sandy areas in the south of the Netherlands and the Peelhorst area and in river terraces along the Meuse River. The high concentrations of total P and ammonium in these river areas likely result from the degradation of organic material. These areas also contain high concentrations of naturally occurring arsenic. The concentrations of chloride and potassium in marine clay and peat areas are high due to the influence of the sea. Similarities between shallow and mediumdeep groundwater in 'polders' (e.g. reclaimed land) and in marine clay areas suggest that ammonium is released as a result of organic matter degradation. The high concentrations of chloride, sulphate and potassium in the medium-deep groundwater in sand dunes and barrier beaches are influenced by brackish water in the subsoil. The most likely explanation for high concentrations of ammonium and total P in both shallow and medium-deep groundwater is the degradation of organic matter.VRO

Evaluation of the National Soil Monitoring Network

Op verzoek van het ministerie van VROM heeft het RIVM de opzet, uitvoering, nut en noodzaak van het Landelijk Meetnet Bodemkwaliteit (LMB) geevalueerd. Hieruit blijkt dat het meetnet inzicht oplevert in de kwaliteit van de bodem en het bovenste grondwater bij verschillende grondsoorten en typen landgebruik. Het fungeert, in lijn met de Beleidsbrief Bodem, als graadmeter voor de algemene toestand van de bodem. Het vormt daardoor een belangrijk instrument voor beleidsmakers. Het LMB is in 1993 opgezet door het RIVM. Sinds 2003 zijn de taken verdeeld over TNO en het RIVM. Het meetnet onderzoekt in cycli van vijf jaar de samenstelling van de bodem in Nederland. De derde meetronde is gereed in 2010. In de evaluatie wordt een aantal aanbevelingen gedaan om de monitoringstrategie en uitvoering te verbeteren. Zo wordt aanbevolen de statistische aspecten van de locatiekeuze door te lichten, evenals de procedure voor het mengen en homogeniseren van de bodemmonsters. Daarnaast wordt aangeraden op een beperkt aantal locaties uitgebreid procesonderzoek te doen. Bovendien wordt aanbevolen om arseen op te nemen in het chemische analysepakket. Ook is het nodig de toegankelijkheid van de gegevens via het DINO-loket te verbeteren en de zichtbaarheid van het LMB te vergroten. Dat laatste kan door jaarlijks de belangrijkste resultaten van de monitoring via factsheets voor iedereen beschikbaar te stellen. Een directe aansturing van het LMB door een opdrachtgever zou het mogelijk maken om sneller in te springen op beleidsvragen. Ook kan het onderzoek dan beter worden gecoordineerd en afgestemd met andere monitoringprogramma's, zoals als de Bodembiologische Indicator (BoBI) en Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid (LMM). Hiermee sluit het LMB aan bij beleidsmatige ontwikkelingen, zoals het concept van de Europese Kaderrichtlijn Bodem.By order of the Ministry of Public Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM) the RIVM evaluated the organizational structure, usefulness and approach to monitoring of the national soil monitoring network (LMB) as well as the necessity for such a network. The findings indicate that the network provides valuable insight into the quality of the soil and upper groundwater under various combinations of soil and land use types. In accordance with the (Dutch) Letter on Soil Policy, this network functions as an indicator of the general state of the soil. As such, it is an important instrument for policy-makers. The LMB was established in 1993 and is administered by the RIVM. Since 2003 the tasks have been divided between TNO and RIVM. The network monitors the composition of the soil in the Netherlands in 5-year cycles. The third cycle will be completed in 2010. This evaluation contains recommendations aimed at improving the monitoring strategy and its execution. One recommendation is that both the statistical aspects of site selection and the current procedure for homogenizing soil samples should be further investigated. Other recommendations are that extensive process research should be performed on a limited number of sites and that arsenic should be included in the package of chemical analyses. The evaluation also recommends improving the accessibility of the data via the DINO portal and enhancing the public visibility of the LMB. This latter can possibly be achieved by annually presenting the most important results on fact sheets that are easily accessible to the public. Direct control of the LMB by one governing body would enable the network to respond more quickly to policy-related questions. This would also result in research that can be better coordinated and harmonized with that of other monitoring programmes, such as the Biological Indicator of Soil Quality (BoBI) and the Minerals Policy Monitoring Program (LMM). By implementing these steps, the LMB would be keeping in line with new policy developments, such as the concept European Soil Framework Directive.VRO

Evaluation of the national Acidification Trend Monitoring Network (TMV)

Het TrendMeetnet Verzuring (TMV) blijkt een geschikt instrument om de effecten aan te tonen van het Nederlandse overheidsbeleid op het gebied van verzuring en luchtverontreiniging op de kwaliteit van het grondwater. Het meetnet registreert de invloed van atmosferische depositie, oftewel de neerslag van verzurende en vermestende stoffen uit de lucht, op de kwaliteit van het grondwater. Verminderde neerslag van deze stoffen is terug te zien in een betere kwaliteit van het grondwater. Zo heeft het meetnet aangetoond dat de nitraatconcentratie in het grondwater significant is afgenomen. Dit blijkt uit een evaluatie van het TMV door het RIVM in opdracht van het ministerie van VROM. Het TMV is in 1989 gestart en is in beheer van het RIVM. Het meetnet volgt de kwaliteit van de bovenste meter van het grondwater onder natuurgebieden (bos en heide) op zandgronden. In deze gebieden zijn geen andere noemenswaardige bronnen van verzurende en vermestende stoffen die het grondwater verontreinigen. Bovendien is het vermogen van zandgronden om effecten van verzuring te neutraliseren beperkt. Daarom zijn effecten van atmosferische depositie op de grondwaterkwaliteit het duidelijkst meetbaar in natuurgebieden op zandgrond. In andere meetnetten is de invloed van atmosferische depositie niet te onderscheiden. In landbouwgebieden bijvoorbeeld overschaduwt het effect van bemesting veelal de invloed van andere verontreinigingsbronnen op de kwaliteit van het grondwater. Aanbevolen wordt om TMV-resultaten mee te nemen bij de rapportageverplichtigen van de Kader Richtlijn Water (KRW) over de grondwaterkwaliteit, en de monitoringfrequentie in lijn te brengen met deze rapportages (een cyclus van 6 jaar). De monitorfrequentie binnen het TMV zou dan omlaag kunnen. Om de efficientie van het TMV te vergroten is meer integratie met andere nationale en provinciale monitoringmeetnetten nodig. Bovendien kan meer coordinatie met activiteiten op het gebied van bos- en vegetatiemonitoring en meer uitwisseling van gegevens de meerwaarde van het meetnet vergroten.The national Acidification Trend Monitoring Network (TMV) has proven to be an effective instrument for demonstrating the impacts of government policies on acidification and air pollution on the quality of groundwater in the Netherlands. The network records the effect of atmospheric deposition - the deposition of acidifying and eutrophicating substances from the atmosphere - on the quality of groundwater. Reduced deposition is reflected in improvements in groundwater quality. Based on these groundwater quality measurements, the network has demonstrated that nitrate concentrations in groundwater have dropped significantly over the past 30 years. These are the findings of an evaluation of the TMV that was performed by the National Institute of Public Health and the Environment (RIVM) by order of the Ministry of Public Housing, Spatial Planning and the Environment (VROM). The TMV was established in 1989 and is administered by the RIVM. The network monitors the quality of the top 1 m of groundwater under natural areas (forest and heather land) with sandy soils. The groundwater under these areas is not affected by any other notable acidifying and eutrophicating substances and, in addition, sandy soils have a limited capacity to neutralize the impacts of acidification. For these reasons, the impacts of atmospheric deposition on groundwater quality are most clearly detected under natural terrains with sandy soils. In other monitoring networks, the effects of atmospheric deposition are difficult or impossible to distinguish from other sources of pollution. In agricultural areas, for example, the impacts of fertilizer application on groundwater quality eclipse those of other sources of pollution. The evaluation report recommends utilizing the measurements of the TMV in the Water Framework Directive reports on groundwater quality and, thereby, bringing the monitoring frequency of the TMV in line with the WFD reporting cycle (cycle of 6 years). In this case, the monitoring frequency of the TMV could be decreased. A greater integration with other national and provincial monitoring networks would improve the efficiency of the TMV. In addition, more interaction with other networks in the domain of forest and vegetation monitoring as well as the exchange of information would enhance the significance of the network's results.VROM-Directie D