De Cooman, W.

De Deckere, E.

Leloup, V.

Meire, P.

Open Marine Archive

1Ontwikkeling van ecologisch en eco-
toxicologisch onderbouwde kwali-
teitsdoelstellingen voor waterbodems
W
W
W
V. Leloup1, W. De Cooman2,
P. Meire1 & E. de Deckere1
1 Onderzoeksgroep
Ecosysteembeheer,
Universiteit Antwerpen
2 Vlaamse Milieumaatschappij
De jarenlange verontreiniging van onze oppervlaktewateren heeft aanzienlijke gevolgen gehad voor de Vlaamse
waterlopen. De verontreinigde stoffen zijn dikwijls gebonden aan zwevend materiaal die neerslaan op de
bodem, waardoor er een accumulatie van deze stoffen in de waterbodems heeft plaatsgevonden zodat de
gehaltes aan verontreinigde stoffen in het sediment soms 1000 keer hoger zijn dan in het water zelf. De
aanwezigheid van deze stoffen in het sediment zorgt er mogelijk voor dat een goede ecologische kwaliteit niet
direct gehaald kan worden. Voor het behalen van een goede ecologische waterkwaliteit is er daarom nood
aan ecologisch onderbouwde kwaliteitsdoelstellingen voor waterbodems. Tot nu toe zijn er in Vlaanderen
geen kwaliteitsdoelstellingen voor waterbodems, enkel de TRIADE referentiewaarden welke niet onderbouwd
zijn op basis van ecologische en ecotoxicologische effecten, maar een gemiddelde weerspiegelen van 12 niet
verontreinigde locaties. Het doel van deze studie was daarom, aan de hand van de monitoringsgegevens uit
de waterbodemdatabank van de VMM, ecologisch en ecotoxicologisch onderbouwde toetsingswaarden voor
waterbodems uit te werken voor zware metalen, PCB’s, PAK’s OCP’s en KWSap. en EOX. Dit heeft
geresulteerd in zowel korte termijn als lange termijn doelstellingen voor waterbodems in Vlaanderen.
Inleiding
De jarenlange verontreiniging van de Vlaamse
oppervlaktewateren heeft aanzienlijke gevolgen
gehad voor de Vlaamse waterlopen. Verontreini-
gende stoffen, vaak gebonden aan zwevend ma-
teriaal, werden meegevoerd in de waterloop
en slaan neer op de bodem. Bijgevolg namen de
gehaltes aan verontreinigde stoffen in het sedi-
ment zodanig toe dat de gehaltes in de water-
bodem soms 1000 keer hoger zijn dan in het
oppervlaktewater. De mogelijke nalevering van
deze verontreinigde stoffen uit de waterbodem
naar de waterkolom en de rechtstreekse opname
en impact van deze contaminanten in en op de
biota hypothekeren de inspanningen die geleverd
worden om een goede oppervlaktewatertoestand
te behalen. Er moet dan ook rekening gehouden
worden met de mogelijke impact van de in de
waterbodem aanwezige stoffen. Goed onder-
bouwde kwaliteitsdoelstellingen voor de water-
bodems zijn daarom een vereiste. Tot nu toe zijn
er in Vlaanderen geen kwaliteitsdoelstellingen voor
waterbodems, vaak worden hiervoor de kwaliteits-
doelstellingen voor bodems gebruikt of wordt er
een vergelijking gemaakt met referentiewaarden.
Deze referentiewaarden werden in het kader van
de Triade beoordelingen van het waterbodem-
meetnet voor Vlaanderen ontwikkeld. Deze zijn
niet ecologisch of ecotoxicologisch onderbouwd,
noch opgenomen in een wetgevend kader. Het
doel van deze studie was daarom, aan de hand
van de waterbodemdatabank van de VMM, eco-
logisch en ecotoxicologisch onderbouwde
toetsingswaarden voor waterbodems uit te wer-
ken.
In het kader van het waterbodemmeetnet van de
VMM worden 600 meetpunten bemonsterd over
een periode van vier jaar. Jaarlijks worden er 150
punten bemonsterd, die na vier jaar weer opnieuw
bemonsterd worden. Samen met de gegevens van
de voorgaande TRIADE-studie (de Deckere et al.,
2000) bevatte de databank anno 2005 gegevens
van 1535 staalnames, waarop op gelijke wijze
de TRIADE analyse is uitgevoerd (VMM 2002a,
VMM 2002b, VMM 2003, VMM 2004, VMM
2005). De staalname gebeurt met een Van Veen
grijper. Van de mengstalen worden fysische ka-
rakteristieken en de gehaltes van een hele reeks
chemische variabelen bepaald, de aanwezige
benthische macro-invertebraten worden gedeter-
mineerd (genus- of familieniveau) en 2 ecotoxici-
teitstesten worden uitgevoerd op het poriëenwater
(Raphidocelis subcapitata en Thamnocephalus
platyrus) en 1 op het sediment (Hyalella azteca).
Gebruik makend van de resultaten van de vaste
fase test met Hyalella azteca, een acute mortali-
teitstest, en de aanwezige macroinvertenbraten-
populatie werden in deze studie respectievelijk
ecotoxicologisch en ecologisch onderbouwde
toetsingswaarden voor waterbodems ontwikkeld.
Materiaal & Methoden
Voor de ecologische onderbouwing (Figuur 1)
werd gebruik gemaakt van Lowest Effect Level (LEL)
en Severe Effect Level (SEL) (Persaud et al. 1992;
Leloup et al., 2006a), berekend op basis van het
voorkomen van macro-invertebraten op 1043
unieke locaties in Vlaanderen. Voor taxa die op
minstens 5 meetlocaties zijn aangetroffen wordt
voor iedere polluent de 90 percentiel waarde van
de gehaltes van die betreffende stof, gemeten op
de meetpunten waar er organismen van het taxon
in kwestie teruggevonden zijn, berekend. De 90p
waarde werd berekend als het gehalte waarboven
zich 10% en waaronder zich 90% van de gehal-
tes bevinden. Vervolgens worden de 90p waar-
den van alle taxa gerangschikt (Figuur 1) en wordt
LEL berekend als de 5 percentiel waarde van deze
curve en SEL als de 95 percentiel waarde. Bij ge-
haltes onder LEL kunnen nog 95% of meer van
de macroinvertebratentaxa voorkomen, daar waar
dit bij gehaltes boven SEL slecht 5% of minder is.
Voor de ecotoxicologische onderbouwing werden
Congres Watersysteemkennis 2006 - 2007 Water en Sediment
2W
W
W
Treshold Effect Level (TEL) en Probable Effect Le-
vel (PEL) (MacDonald et al., 1996; Leloup et al.,
2006a) berekend op basis van de resultaten van
de vaste fase toxiciteitstest met de vlokreeft Hyalella
azteca. Bij gehaltes onder TEL worden geen toxi-
sche effecten verwacht, bij gehaltes boven PEL is
het voorkomen van toxische effecten zeer waar-
schijnlijk.
De betrouwbaarheid van verschillende sediment
evaltuatiemethoden stijgt wanneer ze samen ge-
bruikt worden om sedimenten te evalueren. Hier-
voor werden op basis van de ecologisch en
ecotoxicologisch onderbouwde effectconcentraties
consensuswaarden berekend, consensuswaarde
1 zijnde het gemiddelde van LEL en TEL en
consensuswaarde 2 het gemiddelde van PEL en
SEL. De LEL, TEL, SEL, PEL en consensuswaarden
voor zware metalen zijn weergegeven in tabel 1.
Om de kwaliteit van de Vlaamse waterbodems te
testen werd op basis van de berekende consensus-
waarden voor iedere individuele polluent nage-
gaan voor welk percentage van de 1034 unieke
meetpunten de concentratie zich boven consen-
suswaarde 2 (= klasse 3), tussen consensus-
waarde 1 en consensuswaarde 2 (=klasse 2) en
onder consensuswaarde 1 (=klasse 1) bevond
(Figuur 2). Verder werd deze berekening ook her-
haald voor het totaal van de 31 gebruikte
polluenten. Niet elke parameter werd echter op
ieder meetpunt gemeten, slechts op 528 van de
1034 meetpunten werden al de 31 gebruikte
polluenten (metalen, PAK’s, PCB’s, EOX, KWSap.
en PCB’s) gemeten. Voor deze 528 meetpunten
werd nagegaan hoeveel van de 31 polluenten zich
respectievelijk onder consensuswaarde 1 en bo-
ven consensuswaarde 2 bevonden (Figuur 3 & 4).
Resultaten
Voor ieder zwaar metaal werd ongeveer de helft
van de meetpunten ingedeeld in klasse 1, waar
dus nog een optimale macro-invertebratenpopu-
latie kan voorkomen.Cu heeft van alle gemeten
Figuur 1: Hypothetisch voorbeeld berekening LEL en SEL voor As
Tabel 1: LEL, TEL, SEL, PEL en consensuswaarden voor zware metalen (mg/kg DS).
 
LEL TEL SEL PEL consensus 1 consensus 2
As 7,9  - 50  - 7,9  -
Cd 0,71 1,2 13 2,6 0,93 7,8
Cr 25 26 90 45 26 68
Cu 13 16 85 34 14 60
Hg 0,28 0,18 1,8 0,47 0,23 1,2
Ni 15 7,5 44 19 11 32
Pb 19 31 167 68 25 118
Se 1,5  - 6,37  - 1,5  -
Sn 1,9 0,85 21 3,3 1,4 12
Zn 129 163 1300 305 146 800
Water en Sediment Congres Watersysteemkennis 2006 - 2007
3W
W
W
zware metalen het minste meetpunten in klasse 1
(44,9%), Cd het meeste (63,7%) (Figuur 2) (Leloup
et al, 2006b).
Op 44.9% van de meetpunten (Figuur 2) lag de
gemeten Cd concentratie dus onder consensus-
waarde 1, zijnde 0.93 mg/kg DS (Tabel 1). Fi-
guur 2 zegt echter niets over de concentraties van
de andere polluenten die mogelijk op deze 44%
van de meetpunten wel boven consensuswaarde
1 of 2 kunnen liggen. Daardoor werd zoals reeds
aangehaald deze berekening herhaald voor het
totaal van de 31 gebruikte polluenten (Figuur 3
& 4).
Op 16 meetpunten bevonden al de concentra-
ties van de 31 polluenten zich onder consensus-
waarde 1. Op geen enkel meetpunt ligt geen enkel
gehalte onder consensuswaarde 1. Wanneer
consensuswaarde 2 bekeken wordt blijkt dat op
214 van de 528 meetplaatsen voor geen enkele
variabele (metalen, PAK’s, OCP’s EOX en PCB’s)
de “consensuswaarde 2” overschreden wordt. Het
maximum aantal polluenten dat zich boven
consensuswaarde 2 bevond was 27 en dit gold
voor 1 meetpunt (Leloup et al., 2006b).
Conclusie
Bij ecotoxtesten verkrijgt men informatie over hoe
organismen in laboratoriumomstandigheden rea-
geren maar niet in het veld zelf. Met een biologi-
sche evaluatie (aanwezige macro-invertebraten)
kan enkel nagegaan worden of de waterloop in
goede of slechte staat is, er kunnen geen voor-
spellingen gedaan worden over de mortaliteit of
sublethale effecten bij een bepaald gehalte, daar
waar dat wel het geval is bij ecotoxtesten. Bij het
voorstellen van kwaliteitsnormen wordt het mo-
gelijk om consensuswaarden te berekenen, zo-
dat met beide beoordelingsystemen rekening
wordt gehouden.
Het voordeel van deze consensuswaarden, bere-
kend met behulp van de waterbodemdatabank
van de VMM, is dat nu voorspeld kan worden of
er bij een bepaald gehalte nog een optimale
macro-invertebraten gemeenschap zal voorko-
men. Het gemiddelde van LEL en TEL (consensus-
Figuur 2: percentage meetpunten in klasse 1, 2 en 3, berekend voor Cu en Cd.
Figuur 3: aantal polluenten (metalen, PAK’s, PCB’s, 44DDD,
44DDE en EOX) waarvoor consensuswaarde 1 niet overschre-
den werd, in functie van het aantal meetplaatsen.
Figuur 4: aantal polluenten (metalen, PAK’s, PCB’s, 44DDD,
44DDE en EOX) waarvoor consensuswaarde 2 overschreden
werd, in functie van het aantal meetplaatsen.
Congres Watersysteemkennis 2006 - 2007 Water en Sediment
4V. Leloup1, W. De Cooman2, P. Meire1 &
E. de Deckere1
1 Onderzoeksgroep Ecosysteembeheer,
Universiteit Antwerpen,
Universiteitsplein 1, Wilrijk 2610, Belgium
2 Vlaamse Milieumaatschappij,
A. Van Maelestraat 96, 9320 Erembrodegem
contact: vicky.leloup@ua.ac.be
waarde 1) stellen wij voor als lange termijn richt-
waarde te gebruiken, het gemiddelde van SEL en
PEL (consensuswaarde 2) als korte termijn
interventiewaarde waarbij dringend ingrijpen
noodzakelijk is.
Wanneer voor iedere individuele stof het aantal
overschrijdingen van consensuswaarde 1 beke-
ken wordt blijkt voor ongeveer de helft van de
meetpunten het gehalte onder deze toetsings-
waarde te liggen (Figuur 2). Wanneer echter de
waarden van de individuele parameters samen-
gevoegd worden blijkt dat slechts op 16 van de
528 meetpunten alle gemeten polluenten aan
gehaltes onder consensuswaarde 1 voorkomen
(Figuur 3) en men dus van een “goede ecologi-
sche toestand” kan spreken. Op 214 van de 528
meetpunten werden geen gehaltes boven
consensuswaarde 2 gemeten. Dit houdt in dat op
314 locaties minstens 1 maal consensuswaarde
2 overschreden werd, waarbij minder dan 5% van
de macroinvertebratenpopulatie kan overleven en
ernstige toxische effecten optreden. Op deze
locaties is sanering van de waterbodem aan te
raden.
Referenties
de Deckere, E., De Cooman, W., Florus, M. &
devroede-Vanderlinden, M.P. (2000) Handboek
voor de karakterisatie van de bodems van de
Vlaamse waterlopen volgens TRIADE. Ministerie
van de Vlaamse gemeenschap.
Leloup V., Meire P. & de Deckere E. (2006a),
Ontwikkeling van ecologisch en ecotoxicologisch
onderbouwde kwaliteitsdoelstellingen voor water-
bodems – Methodologische ontwikkeling, studie
uitgevoerd in opdracht van de Vlaamse Milieu-
maatschappij, MIRA, MIRA/2006/01, Universi-
teit Antwerpen, Onderzoeksgroep Ecosystem-
beheer.
Leloup V., Meire P. & de Deckere E. (2006b),
Ontwikkeling van ecologisch en ecotoxicologisch
onderbouwde kwaliteitsdoelstellingen voor water-
bodems – Suggestie richting kwaliteitsdoelstel-
lingen, studie uitgevoerd in opdracht van de
Vlaamse Milieumaatschappij, MIRA, MIRA/2006/
02, Universiteit Antwerpen, Onderzoeksgroep
Ecosystembeheer.
MacDonald, D. D., Ingersoll, C. G., Smorong, D.
E. , Lindskoog, R. A., Sloane, G. & Biernacki, T.
(2003). Development and Evaluation of
Numerical Sediment Quality Assesment
Guidelines for Florida Inland waters. Florida Dep-
artment of Environmental Protection, Florida
MacDonald DD, Carr RS, Calder FD, Long ER,
Ingersoll CG. 1996. Development and evaluation
of consensus-based sediment quality guidelines
for Florida coastal waters. Ecotoxicology 5:253-
278.
Persaud D, Jaagumagi R, Hayton A. 1992.
Guidelines for the protection and management
of aquatic sediment quality in Ontario. Toronto
(ON): Ontario Ministry of the Environment, Wa-
ter Resources Branch. 27p.
Vlaamse Milieumaatschappij (2002a). Water-
bodemkwaliteit 2000. VMM, Aalst.
Vlaamse Milieumaatschappij (2002b). Water-
bodemkwaliteit 2001. VMM, Aalst.
Vlaamse Milieumaatschappij (2003). Water-
bodemkwaliteit 2002. VMM, Aalst.
Vlaamse Milieumaatschappij (2004). Water-
bodemkwaliteit 2003. VMM, Aalst.
Vlaamse Milieumaatschappij (2005). Water- &
waterbodemkwaliteit. Lozingen in het water. VMM,
Aalst.
Water en Sediment Congres Watersysteemkennis 2006 - 2007


Ontwikkeling van ecologisch en ecotoxicologisch onderbouwde kwaliteitsdoelstellingen voor waterbodems

http://www.vliz.be/imisdocs/publications/155697.pdf

Ontwikkeling van ecologisch en ecotoxicologisch onderbouwde kwaliteitsdoelstellingen voor waterbodems

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Open Marine Archive