Blauwalgen in een recreatieplas: rietveld of ijzerchloride
Recreatieplas De Meent heeft een inhoud van 6.000 m³, een gemiddelde diepte van 1,5 m en een oppervlak van 0,4 ha. Sinds 2021 treedt elke zomer blauwalgenbloei op. Metingen in het najaar geven een totaal-fosfaat van 0,85 mg P per liter; de beheerder wil naar 0,20 mg P per liter. Via een landbouwsloot komt jaarlijks 40 kg P de plas binnen. De beheerder twijfelt tussen een helofytenfilter in de toevoersloot en dosering van ijzer(III)chloride in de plas. Een helofytenfilter verwijdert in de Nederlandse praktijk ongeveer 1,2 g P per m² per jaar. De plas heeft een bicarbonaatgehalte van 1,2 mmol/L en een pH van 8,6. IJzerchloride wordt geleverd als 40%-oplossing met een dichtheid van 1,45 kg/L. IJzer bindt fosfaat in een molverhouding van 1:1, maar door nevenreacties met organische stof en hydroxide is in de praktijk 3 mol Fe per mol P nodig. Er is ruimte voor een filter van maximaal 2.000 m² in de toevoersloot. Doseren mag om kosten- en zuurstofredenen maximaal twee keer per jaar.
1. Bereken hoeveel liter van de 40%-ijzerchlorideoplossing nodig is om het fosfaatgehalte in één doseringsronde van 0,85 naar 0,20 mg P per liter te brengen.
Read the worked answer
Stap 1: te verwijderen fosfaat. 0,85 − 0,20 = 0,65 mg P/L = 0,65 g/m³. Bij 6.000 m³ is dat 6.000 × 0,65 = 3.900 g P.
Stap 2: mol P. 3.900 g / 30,97 g/mol = 126 mol P.
Stap 3: mol Fe. De praktijkverhouding is 3 mol Fe per mol P: 3 × 126 = 378 mol Fe.
Stap 4: massa FeCl3. M = 55,85 + 3 × 35,45 = 162,2 g/mol, dus 378 × 162,2 ≈ 61,3 kg FeCl3 (als zuivere stof gerekend).
Stap 5: 40%-oplossing. 61,3/0,40 ≈ 153 kg oplossing. Met ρ = 1,45 kg/L geeft dat 153/1,45 ≈ 106 L per doseringsronde.
Die 106 L moet je wel gelijkmatig in de plas zien te verdelen; lokaal doseren geeft plekken met veel ijzerslib en plekken waar het fosfaat blijft zitten.
2. Beoordeel de risico's van deze dosering voor de pH en het chloridegehalte van de plas, en leg uit waarom het effect op fosfaat op termijn kan teruglopen.
Read the worked answer
Bicarbonaatbuffer: 1,2 mmol/L × 6,0×10^6 L = 7.200 mol HCO3-. De hydrolyse van Fe3+ verbruikt ongeveer 3 HCO3- per ijzerion: 3 × 378 = 1.134 mol, dat is 16% van de buffer. De pH daalt dus licht, maar de plas klapt niet om. Meten voor en na de dosering, en doseren op een moment dat de algen fotosynthetiseren (overdag), is voldoende.
Chloride: 3 × 378 = 1.134 mol Cl- ≈ 40 kg, ofwel 6,7 mg/L. Dat is ruim onder de normen voor oppervlaktewater; het chloride spoelt bovendien via de sloot af.
Belangrijker is het ijzerfosfaat dat neerslaat. Het gevormde FePO4 zakt naar de bodem en hoopt zich op in het sediment. Zodra dat sediment in de zomer zuurstofloos wordt, kan het ijzer(III) worden gereduceerd en komt fosfaat weer vrij: interne belasting. De dosering pakt dus de waterkolom aan, niet de bron. Elk jaar opnieuw doseren is daarom een teken dat de aanvoer niet is aangepakt.
3. De beheerder wil één maatregel kiezen. Beoordeel het rietveld en de dosering met berekeningen en geef een onderbouwd advies.
Read the worked answer
Rietveld: 40 kg P per jaar = 40.000 g. Bij 1,2 g/(m²·jaar) is 40.000/1,2 ≈ 33.000 m² = 3,3 ha nodig. Beschikbaar is maximaal 2.000 m² in de toevoersloot; dat verwijdert 2.000 × 1,2 = 2,4 kg P per jaar. Dat is 6% van de vracht, veel te weinig.
Dosering: één ronde haalt 3,9 kg P uit de waterkolom, twee rondes per jaar 7,8 kg, terwijl de aanvoer 40 kg per jaar is. Zelfs met perfecte dosering loopt de plas jaarlijks ongeveer 32 kg P op en blijft de bloei terugkomen.
Conclusie: geen van beide maatregelen is afzonderlijk voldoende, en doseren zonder bronaanpak is dweilen met de kraan open. Advies in drie lagen:
- Bronaanpak: bufferstrook langs de sloot, een bezinkbassin of afkoppelen van de landbouwsloot, zodat de 40 kg teruggaat naar enkele kg per jaar. Zonder deze stap is elke andere maatregel een herhalingsoefening.
- Een rietveld van 2.000 m² in de toevoersloot als fijnreiniging (circa 2,4 kg P per jaar) en als bezinkplek voor slib.
- In de eerste twee jaar na de bronaanpak nog één of twee keer ijzerchloride doseren om de fosfaatvoorraad in de waterkolom snel te verlagen, en dat daarna staken. Monitor fosfaat en zuurstof, en niet alleen in het najaar.