In veel Nederlandse wateren komen terugkerende (blauw)algen voor. Dit belemmert het bereiken van een goede ecologische toestand, zoals de KRW voorschrijft. Is de oorzaak hiervan enkel de nutriëntenbelasting of spelen ook toxische stoffen, zoals bestrijdingsmiddelen, hierin een rol? Deze vraag is in een pilot literatuurstudie onderzocht. Hieruit bleek dat belasting van watersystemen met insecticiden, herbiciden én fungiciden processen in gang kunnen zetten die lijken op de processen die met eutrofiëring geassocieerd worden: toename van algen en afname van waterplanten. Deze symptomen van eutrofiëring kunnen bij sommige middelen en onder bepaalde omstandigheden optreden bij een concentratie die tien maal hoger ligt dan de drempelwaarde voor ecotoxicologische effecte

Arts, G.H.P.

Clevering, O.

Lange, H.J., de

Dutch

Name not available

Versterkt belasting watersysteem met bestrijdingsmiddelen de gevolgen van eutrofiëring?

Wageningen Yield 

47H2O / 14/15 - 2008
platform
Marieke de Lange, Wageningen Universiteit Centrum Ecosystemen
Gertie Arts, Wageningen Universiteit Centrum Water en Klimaat 
Olga Clevering, Rijkswaterstaat Waterdienst
Versterkt belasting water systeem
met bestrijdingsmiddelen 
de gevolgen van eutrofi ëring? 
In veel Nederlandse wateren komt terugkerende (blauw)algenbloei voor. 
Dit belemmert het bereiken van een goede ecologische toestand, zoals de 
KRW voorschrijft. Is de oorzaak hiervan enkel de nutriëntenbelasting of 
spelen ook toxische stoff en, zoals bestrijdingsmiddelen, hierin een rol? Deze 
vraag is in een pilot literatuurstudie onderzocht1). Hieruit bleek dat belasting 
van watersystemen met insecticiden, herbiciden én fungiciden processen 
in gang kunnen zetten die lijken op de processen die met eutrofi ëring 
geassocieerd worden: toename van algen en afname van waterplanten. Deze 
symptomen van eutrofi ëring kunnen bij sommige middelen en onder bepaalde 
omstandigheden optreden bij een concentratie die tien maal hoger ligt dan de 
drempelwaarde voor ecotoxicologische eff ecten.
De mate van voedselrijkdom in een watersysteem is een belangrijke factor die bepaalt of het systeem 
helder met waterplanten is of troebel 
door algen. Bij het voedselrijker worden 
neemt het doorzicht van het water af door 
toenemende algenbloei. Praktijkervaringen 
hebben geleerd dat de relatie met doorzicht 
bij toenemende voedselrijkdom anders 
verloopt dan bij afnemende voedselrijkdom, 
dat wil zeggen de heenweg is anders dan 
de terugweg: hysterese (zie afbeelding 1)2). 
Bij lage nutriëntenbelasting is het water 
helder, bij hoge nutriëntenbelasting is 
het water troebel. Bij een belasting tussen 
deze uitersten in is het systeem òf helder 
òf troebel. Een verstoring van buitenaf kan 
in dit tussengebied leiden tot een omslag 
van het ene evenwicht (helder) naar het 
andere evenwicht (troebel, zie afbeelding 
1). Belasting met bestrijdingsmiddelen kan 
zo’n verstoring zijn. De stabiliteit van een 
ecosysteem wordt ook beïnvloed door andere 
factoren van buitenaf, zoals peilbeheer, 
inrichting van het systeem en andere 
toxicanten dan bestrijdingsmiddelen3)).
Bestrijdingsmiddelen die in de landbouw 
gebruikt worden, hebben een specifi eke 
en bedoelde werking op plaagorganismen. 
Ze behoren tot de insecticiden (werking op 
insecten), herbiciden (werking op planten) of 
fungiciden (werking op schimmels). Door drift, 
af- en uitspoeling belanden bestrijdingsmid-
delen in het oppervlaktewater. Bij belasting 
met concentraties boven de kritische drempel-
waarden kunnen negatieve eff ecten optreden 
bij organismen die lijken op de plaagorga-
nismen waarvoor ze toegepast worden (zie 
ook kader). Bijvoorbeeld herbiciden zijn 
schadelijk voor algen en waterplanten, insecti-
ciden voor kleine ongewervelde waterdieren, 
zoals watervlooien en insecten. De verschil-
lende groepen bestrijdingsmiddelen hebben 
zo ieder hun eigen aangrijpingspunten in het 
ecosysteem (zie afbeelding 2).
In deze pilot literatuurstudie is onderzocht 
óf en hoe bestrijdingsmiddelenbelasting een 
rol speelt bij het troebel worden of blijven 
van ecosystemen, Dit is gedaan door middel 
van een literatuurstudie, en met behulp van 
het informatiemodel PERPEST4).
Welke eff ecten kunnen optreden?
Behalve de direct negatieve (giftige) eff ecten 
die bestrijdingsmiddelen kunnen hebben 
op gevoelige organismen, kunnen ze ook 
doorwerken in het ecosysteem via indirecte 
eff ecten, in eff ectketens (zie afbeelding 
3). Als een insecticide een negatief eff ect 
Van bestrijdingsmiddelenbelasting is 
sprake als de concentratie van bestrij-
dingsmiddelen in het veld hoger ligt dan 
de kritische drempelwaarde. De kritische 
drempelwaarde is de concentratie waarbij 
het ecosysteem op basis van statistische 
methoden geen eff ecten ondervindt.
Afb. 1: Voorbeeld van de relatie tussen nutriën-
tenconcentratie en doorzicht in ecosysteem. Het 
gearceerde gebied geeft weer dat bij één nutriënten-
concentratie twee evenwichten mogelijk zijn. Afb. 2: Voorbeeld van een voedselweb met aangrij-
pingspunten voor bestrijdingsmiddelen. 
1 = herbiciden, 2 = insecticiden, 3 = fungiciden.
48 H2O / 14/15 - 2008
heeft op grazende watervlooien, worden 
algen niet meer weggegrazen en kunnen 
zo tot bloei komen. Dit wordt in de meeste 
studies naar de eff ecten van insecticiden-
belasting aangetoond. Eff ectketens kunnen 
ook andersom werken: als de hoeveelheid 
voedsel sterk verandert of als competitie 
om voedsel verandert. Bij blootstelling aan 
meerdere bestrijdingsmiddelen kunnen deze 
twee eff ecten ook tegelijkertijd optreden. De 
doorwerking van eff ecten kan bij sommige 
middelen en onder bepaalde omstandig-
heden leiden tot een omslag in ecosysteem-
structuur (toename van algen) en dus tot 
eff ecten die lijken op eutrofi ëring. Uiteindelijk 
kunnen waterplanten hierdoor verdwijnen. 
Directe eff ecten kunnen voorspeld worden 
op basis van experimenten. Indirecte eff ecten 
zijn moeilijker te voorspellen. Deze worden 
vooral bepaald door de opbouw van het 
voedselweb en omstandigheden ter plaatse. 
Indirecte eff ecten van bestrijdingsmiddelen-
belasting kunnen belangrijk zijn bij langdurige 
blootstelling aan lage concentraties. Dit is 
momenteel een kennishiaat. Een voorbeeld 
van het indirect doorwerken van eff ecten is 
dat belasting met insecticiden biomanipulatie 
(de verwijdering van vis om grote water-
vlooien te bevoordelen en op deze manier 
waterkwaliteit te verbeteren via indirecte 
eff ecten) in meren kan tegenwerken5).
Bij welke concentraties?
Een belangrijke vraag voor beheerders is 
bij welke concentraties in het veld deze 
eff ecten op kunnen treden. De meeste 
studies beschrijven de eff ecten op korte 
termijn van één bestrijdingsmiddel in een 
klein proefsysteem. Een ecosysteem in het 
veld (veel grotere ruimtelijke schaal) staat 
echter vaak langdurig bloot aan mengsels 
van bestrijdingsmiddelen in lage concen-
traties. Doorvertaling van experimenten 
naar de veldsituatie vergt dus extrapolatie 
in ruimte en tijd. Het model PERPEST kan 
gebruikt worden om te bepalen bij welke 
concentraties welke eff ecten verwacht 
kunnen worden. PERPEST is een informatie-
model gebaseerd op een techniek waarmee 
nieuwe vragen, bijvoorbeeld het eff ect van 
stof X, wordt beantwoord met behulp van 
bestaande gegevens, in dit geval resultaten 
van modelecosysteem experimenten) 
(Case-Based Reasoning). Het model is 
ontworpen om de ecologische risico’s van 
bestrijdingsmiddelen te voorspellen bij 
specifi eke concentraties van één of meerdere 
stoff en. Het model is niet bedoeld om te 
extrapoleren in tijd en ruimte. In onze studie 
zijn de achterliggende artikelen gebruikt 
om concentraties te kwantifi ceren waarbij 
algengroei en/of afname waterplanten als 
indirect eff ect optreedt. Waar mogelijk is 
onderscheid gemaakt tussen eff ecten op de 
korte en lange termijn.
Het quotiënt tussen de eff ectconcentratie 
en de concentratie waarbij statistisch geen 
eff ect op het ecosysteem kan worden 
aangetoond (NOEC), vormt een belangrijk 
hulpmiddel bij de analyse. De tabel geeft een 
overzicht van het aantal studies waarin een 
toename in algenbiomassa en/of afname in 
waterplanten is waargenomen. Langdurende 
eff ecten waren niet altijd bestudeerd. Ze 
werden alleen bij een quotiënt van tien 
waargenomen.
Uit deze pilotanalyse van experimenten, 
waarin één bestrijdingsmiddel is toegediend, 
kan worden geconcludeerd dat bij sommige 
stoff en bij een concentratie 10 maal hoger 
dan de NOEC, een omslag in structuur kan 
optreden, namelijk een langdurige toename 
van algen en daardoor een afname in 
waterplanten. Bij concentraties die minder 
dan 10 maal hoger zijn dan de NOEC, kan 
de algenbiomassa gedurende korte tijd 
toenemen, maar hoeft dit niet in alle gevallen 
te leiden tot verdwijnen van waterplanten. 
Voor extrapolatie naar het veld betekent 
het voorgaande dat bij een concentratie 
die 10 maal of nog hoger is dan de NOEC, 
kans bestaat op een omslag in ecosysteem-
structuur. Hoe groot deze kans is vraagt 
nader onderzoek. Het mogelijke eff ect van 
mengseltoxiciteit is niet meegenomen in 
deze PERPEST-analyse.
Implicaties voor beheer en beleid
Een belangrijke uitkomst van het onderzoek 
is dat de wijze waarop overschrijdingen 
van veilige normen van bestrijdingsmid-
delen zullen doorwerken in een meer 
of sloot, afhangt van het type water, de 
planten en dieren die erin aanwezig zijn en 
hun onderlinge wisselwerking. De beste 
beheeroptie zal daarom per waterlichaam 
opgesteld moeten worden. 
De wisselwerking tussen nutriëntenbelasting 
en bestrijdingsmiddelen kan tot gevolg 
hebben dat een door algen gedomineerd, 
troebel systeem in stand wordt gehouden. 
De eff ectiviteit van maatregelen, zoals actief 
biologisch beheer, gericht op het weer 
helder maken van water en terugkeer van 
waterplanten, kan worden verstoord door 
de bestrijdingsmiddelenbelasting. De kennis 
over de werking van bestrijdingsmiddelen 
en eff ecten op modelecosystemen is veelal 
verzameld voor kortdurende blootstelling 
aan een enkele stof. Kennishiaten voor de 
veldsituatie zijn eff ecten van (mengsels 
van) stoff en bij langdurig lage blootstelling, 
welke oorzaak-gevolgketens er zijn en hoe 
indirecte eff ecten doorwerken op het gehele 
ecosysteem. De huidige routinematige 
monitoring is onvoldoende om de vraag te 
beantwoorden in welke mate de bestrijdings-
middelenbelasting en nutriëntenbelasting 
in wisselwerking de ecosysteemstructuur 
beïnvloeden.
LITERATUUR
1)  Arts G. en H. de Lange (2008). Kan belasting van 
watersystemen met bestrijdingsmiddelen de 
gevolgen van eutrofi ëring versterken? Alterra. In 
opdracht van Rijkswaterstaat Waterdienst.
2)  Scheff er M. (1998). Ecology of shallow lakes. 
Chapman & Hall, London.
3)  Jaarsma N. et al. (2008). Van helder naar troebel .. en 
weer terug. STOWA. Rapport 2008-04.
4)  Van den Brink P. et al. (2002). A cased-based 
reasoning model to predict ecological risks of 
pesticides. Environ. Toxicol. Chem. 21, pag. 2500-
2506.
5)  Fleeger J. et al. (2003). Indirect eff ects of 
contaminants in aquatic ecosystems. Science of the 
Total Environment 317, pag. 207-233. 
Afb. 3: Voorbeeld van een voedselketen en aangrij-
pingsmechanismen van herbiciden (bovenste deel, 
bottom-up eff ect), insecticiden (middelste deel, 
top-down eff ect) en fungiciden (onderste deel, 
onbekend eff ect). Veranderingen zijn aangegeven 
ten opzichte van de uitgangsituatie in afbeelding 2.
Samenvatting van de resultaten uit PERPEST. In totaal 63 studies, bij 19 studies quotiënt ≤10. Per stofgroep 
is het aantal bestrijdingsmiddelen weergegeven waarvan het quotiënt tussen eff ectconcentratie en NOEC 10 
of kleiner is. Bij deze 19 studies namen algen toe in biomassa. Eff ecten op de lange termijn zijn meestal niet 
bestudeerd. 
    aantal aantal aantal
    studies studies studies
     met alleen met eff ecten met
 aantal    eff ecten op korte eff ecten
 stoff en  totaal range op termijn, lange op
 in aantal in  korte termijn niet lange  
stofgroep pilot studies quotiënt termijn bestudeerd termijn  
 
herbiciden 3 7 1-10 3 3 1
insecticide 7 11 2.4-10 3 8 -
fungiciden 1 1 10 - - 1


Versterkt belasting watersysteem met bestrijdingsmiddelen de gevolgen van eutrofiëring?

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Name not available

Wageningen Yield