Eén van de onderzochte rioollozingspunten in het beheergebied van Aa en Maas | Foto: Koen Dorn/Waterschap Aa en Maas
Eén van de onderzochte rioollozingspunten in het beheergebied van Aa en Maas | Foto: Koen Dorn/Waterschap Aa en Maas
Lozingen uit riooloverstorten (gemengde rioolstelsels) en regenwateruitlaten (gescheiden rioolstelsels) (hierna tezamen ‘rioollozingen’ genoemd) kunnen een negatief effect op de waterkwaliteit hebben. Rioollozingen kunnen leiden tot lokaal verhoogde concentraties van nutriënten en giftige stoffen, die ook na de lozing kunnen aanhouden door nalevering uit bezonken rioolslib. Daarnaast zorgen de lozingen vaak voor lagere zuurstofgehaltes, doordat het rioolwater weinig zuurstof bevat en het bezonken rioolslib zuurstof nodig heeft voor de afbraak van het volop aanwezige organisch materiaal. De resulterende zuurstofdepletie, alsook eutrofiëring en toxiciteit kunnen het water ongeschikt(er) maken voor macrofauna.
Om het effect van rioollozingen op macrofauna te bepalen, is idealiter een uitgebreide meetcampagne per overstort en regenwateruitlaat nodig. Een dergelijke meetopzet is echter kostbaar en laat zich lastig plannen omdat rioollozingen alleen voorkomen tijdens of na hevige regen. Wel beschikt het waterschap over (enkele decennia aan) monitoringsdata over macrofauna (bijvoorbeeld door meetverplichtingen op grond van de Kaderrichtlijn Water, KRW) en informatie over de locatie, duur en omvang van rioollozingen.
Is deze data bruikbaar voor het bepalen van effecten van rioollozingen op macrofauna? En over welke afstand vanaf het lozingspunt treedt een mogelijk effect op, hoe lang duurt dit effect, en welke eigenschappen van de lozing of het ontvangende water beïnvloeden dit effect? Om deze vragen te kunnen beantwoorden is een statistische benadering gebruikt, waarbij het effect van de lozingen op macrofauna geïsoleerd is van de vele andere factoren die van invloed zijn op macrofauna.
Afbeelding 1. Relatief effect van de minimale afstand tussen macrofauna-meetpunt en lozingspunt (in km) op macrofauna qua abundantie, soortenrijkdom, Ecologische Kwaliteitsratio (EKR) en aantal negatieve, positieve en kenmerkende soorten.
Afbakening
In ons onderzoek hebben we ons gericht op twee typen lozingen. Lozingen uit gemengde rioolstelsels (via een overstort, waarbij het geloosde water bestaat uit afvalwater en regenwater), en lozingen uit gescheiden rioolstelsels (via een uitlaat, met water dat bestaat uit afspoelend regenwater). Deze twee typen zijn in samenhang beschouwd, omdat hun afzonderlijk effect niet te onderscheiden is. Dat komt door de ruimtelijke nabijheid van beide lozingstypen, in combinatie met de beperkte ruimtelijke resolutie van de macrofauna-data. Qua onderwaterleven richten we ons in dit artikel op macrofauna. Voor vis en waterplanten had Aa en Maas het effect van rioollozingen ook graag in beeld gebracht, maar hiervoor waren te weinig meetgegevens beschikbaar.
Methode
We hebben gebruikgemaakt van meetgegevens uit de periode 2010-2019, waarin ruim 1.000 macrofaunamonsters zijn verzameld op 235 locaties binnen het beheergebied. Deze biologische gegevens (o.a. abundantie en soortenrijkdom) zijn gekoppeld aan informatie over circa 725 lozingspunten. Voor deze lozingspunten is met een tool van Aa en Maas (de ‘overstortschatter’) ingeschat wat de vuillast van de lozingen was, als indicatie van de belasting van het watersysteem. De tool berekent deze vuillast (naar gelang duur, frequentie en hevigheid van de lozing) op basis van neerslag (regenradar), hoeveelheid verhard oppervlak en kenmerken van het rioleringsstelsel.
Om het effect van de lozingen op macrofauna te bepalen, is gebruikgemaakt van Gegeneraliseerde Additieve Modellen (GAM) [1]. Deze statistische modellen maken het mogelijk om het effect van lozingen zo goed als mogelijk te isoleren door te corrigeren voor andere factoren die van invloed zijn op macrofauna, zoals hydrologie (was het een nat of droog jaar), het meetmoment gedurende het seizoen (zijn bepaalde soorten al uitgevlogen of niet) en de ligging van de meetlocatie (omstandigheden die zorgen voor een structureel betere of slechtere waterkwaliteit, zoals omringend landbouwareaal, stroomsnelheid, beschaduwing en meandering) [2] [3]. Ook is bepaald of het effect afhangt van de afstand van het macrofaunameetpunt tot het lozingspunt.
Afbeelding 2. Oppervlaktewater (rood en oranje) waar macrofauna waarschijnlijk last ondervindt van lozingen, omdat het binnen 5 km benedenstrooms van een lozingspunt ligt (rood: KRW-waterlichamen, oranje: niet-KRW-waterlichamen). Blauw en paars gemarkeerde trajecten bevinden zich verder dan 5 km van een lozingspunt.
Verstrekkend effect
De analyse laat duidelijk zien dat rioollozingen een negatief effect hebben op macrofauna. Vlakbij lozingspunten worden gemiddeld minder macrofauna aangetroffen (lagere abundantie), en is ook de soortenrijkdom lager (afbeelding 1). De Ecologische Kwaliteitsratio (EKR), een maatstaf voor de ecologische toestand [4], is daardoor significant lager vlakbij lozingspunten.
Ook tekent zich een duidelijk verband af tussen rioollozingen en het voorkomen van zogeheten positieve, negatieve en kenmerkende soorten. Dit zijn macrofauna die onder de KRW zijn aangewezen als indicatoren voor de waterkwaliteit [5]. Positieve soorten duiden op een gezond, goed functionerend ecosysteem; negatieve soorten wijzen op een slechte waterkwaliteit en/of veel (zuurstofarm) slib. Kenmerkende soorten komen uitsluitend voor bij een goede waterkwaliteit en zijn zeer bepalend voor de EKR.
Opvallend is dat positieve soorten minder voorkomen vlakbij de lozingspunten. Negatieve soorten komen juist vaker voor nabij de lozingspunten. Dit negatieve effect blijkt zich niet te beperken tot de directe omgeving van het lozingspunt. Binnen een afstand van gemiddeld 5 kilometer stroomafwaarts is het effect nog steeds merkbaar, met een piek binnen de eerste 3 kilometer. Dit betekent dat een rioollozing niet alleen een lokale, maar ook verstrekkende invloed kan hebben op de macrofauna van een watergang.
Verder blijkt dat het effect sterker is in wateren die langzaam stromen en/of weinig water afvoeren. In deze omstandigheden blijft het geloosde rioolwater langer aanwezig en bezinkt lokaal een groter deel van het rioolslib, waardoor de macrofauna langer en/ of in hogere concentraties wordt blootgesteld aan verontreinigingen. Ook zien we een grotere impact op macrofauna in watergangen waar een hoge vuilvracht op geloosd wordt.
Rioollozingen vinden vooral plaats in bebouwd gebied. Daarom is geanalyseerd of het gevonden effect van rioollozingen op macrofauna daadwerkelijk komt door de lozingen en niet door bebouwd gebied an sich. Uit de analyse blijkt dat de afstand tot bebouwd gebied geen significante invloed op macrofauna lijkt te hebben. Dit impliceert dat de additionele verontreiniging in stedelijk gebied (door bijvoorbeeld afspoeling van verontreinigende stoffen van wegen) een kleiner effect heeft op macrofauna (in ieder geval geen significant effect) ten opzichte van rioollozingen.
Op basis van de gemiddelde beïnvloedingsafstand van 5 kilometer hebben we in kaart gebracht in welk deel van ons watersysteem macrofauna onder invloed van rioollozingen staan (afbeelding 2). Voor KRW-waterlichamen geldt dat 68 procent van het areaal binnen 5 kilometer van een lozingspunt ligt (rood gearceerde trajecten). Voor niet-KRW-waterlichamen is dit 33 procent (oranje gearceerde trajecten). Kortom, een aanzienlijk deel van het watersysteem wordt potentieel ecologisch negatief beïnvloed door rioollozingen. Let wel, de beïnvloedingsafstand is gemiddeld 5 kilometer, maar kan per lozingslocatie sterk verschillen.
Conclusies en aanbevelingen
Deze studie biedt een indicatie van de ecologische gevolgen van rioollozingen. Ondanks beperkingen van het huidige meetnet – zoals de lage meetfrequentie en het ontbreken van strategische meetlocaties ten opzichte van lozingspunten – is het gelukt om met behulp van bestaande data en statistiek een beeld te schetsen van de impact van rioollozingen op macrofauna.
De belangrijkste conclusie is dat rioollozingen een aantoonbaar negatief effect hebben op de ecologische kwaliteit van watergangen, tot enkele kilometers stroomafwaarts. Dit effect is het grootst in langzaam stromende wateren en watergangen die hoge vuilvrachten te verduren krijgen. Voor waterbeheerders betekent dit dat de impact van rioollozingen niet alleen lokaal, maar ook op watersysteemniveau aandacht verdient.
Het in dit onderzoek gebruikte macrofauna-meetnet (reguliere metingen voor de KRW) is niet ontworpen om het effect van rioollozingen op macrofauna te bepalen. Om de effecten nauwkeuriger in beeld te brengen kan gerichte macrofauna-monitoring met een BACI-aanpak (Before-After-Control-Impact) rond specifieke lozingspunten helpen. Ook uitbreiding van de dataset met recente metingen en samenwerking met andere waterschappen kan de robuustheid van de conclusies vergroten.
Om de ecologische impact van rioollozingen te beperken, is het onder andere van belang om de vracht, frequentie en het vóórkomen van rioollozingen te reduceren. De eerste stap hiertoe is dat gemeenten en waterschappen hun beelden delen rondom de invloed die rioollozingen hebben op het ontvangende watersysteem. Vanuit een gedeeld beeld kan worden verkend welke maatregelen doeltreffend zijn om de negatieve effecten van rioollozingen te beperken.
Een kanttekening tot slot. Naast rioollozingen kunnen meerdere factoren van invloed zijn op macrofauna, zoals een slechtere waterkwaliteit door landbouwuitspoeling of industriële lozingen, of ongunstige leefomstandigheden door te lage stroomsnelheden, te weinig beschaduwing of het ontbreken van meandering. Deze factoren zijn in deze studie echter (bewust) buiten beschouwing gelaten. Het effect van deze factoren is afgevangen in het statistische model, waardoor het mogelijk was om puur het effect van de rioollozingen te bestuderen. Een analyse van de relatieve (negatieve) bijdragen van andere stressfactoren op macrofauna dient in een integrale studie te worden uitgevoerd.
In deze studie van waterschap Aa en Maas zijn de ecologische effecten van rioollozingen op macrofauna onderzocht. Hiervoor zijn de gegevens van meer dan 1.000 macrofaunamonsters gekoppeld aan circa 725 lozingspunten van rioolstelsels. Met behulp van Gegeneraliseerde Additieve Modellen (GAM) is het effect van rioollozingen geïsoleerd van andere omgevingsfactoren. Uit de analyse blijkt dat rioollozingen een duidelijk negatief effect hebben op macrofauna: nabij lozingspunten nemen abundantie, soortenrijkdom en EKR-score af. Positieve en kenmerkende soorten worden verdrongen, terwijl negatieve soorten juist vaker voorkomen. Significante ecologische gevolgen zijn zichtbaar tot gemiddeld 5 kilometer stroomafwaarts, met name in systemen met lage afvoeren en/of weinig stroming. Een groot deel van het watersysteem ligt binnen deze beïnvloedingsafstand. De studie benadrukt het belang van het reduceren van de vracht, de frequentie en het vóórkomen van rioollozingen.