In het kader van deze masterproef werd de mobilisatie van polluenten (metalen, N en P) uit het sediment naar de bovenstaande waterlaag onderzocht. Het effect van een mogelijke sedimentverstoring werd geëvalueerd. Hiertoe werd een serreproef opgesteld met sedimenten afkomstig van een retentiebekken met drijvende macrofytenmatten. Gedurende het experiment gebeurden op regelmatige basis bepalingen van de redoxpotentiaal in het sediment en het gehalte aan metalen, N en P in het poriënwater en de bulkvloeistof.

Het sediment bleek een zeer laag (niet meetbaar) carbonaatgehalte te hebben. Tijdens de proef daalde ook de pH van het sediment. Mogelijke oorzaken zijn de oxidatie van sulfiden en de afbraak van organisch materiaal. Verder geven de bodemkarakteristieken een lager sulfidengehalte aan na het experiment. Bij de bepaling van de CEC bleken Ca, K en Mg de dominerende kationen te zijn. De stikstof aanwezig in de bodem kwam vooral onder de vorm van organische stikstof en ammoniakale stikstof voor. In 1a, 2a, 2b en 5b was de ammonificatie van de aanwezige organische stikstof de belangrijkste doorgaande reactie in de stikstofcyclus. Algemeen was het fosforgehalte in het sediment gedaald tijdens het experiment.

De concentraties gemeten in het poriënwater vertoonden voor de meeste opstellingen en elementen geen duidelijke toename in de tijd. Enkel voor de elementen Ca, Fe en Mn in opstelling 5 werd een graduele toename in de tijd waargenomen. Voor de elementen Cd, Cr, Cu, Ni, Pb en Zn werd geen stijgende concentratie in het poriënwater vastgesteld. Wanneer gekeken werd naar de concentratie in de bulkvloeistof, was alleen voor Ca een duidelijke stijging in de tijd waar te nemen en dit in alle opstellingen. Algemeen resulteerde de verstoring niet in een verhoogde mobilisatie van de metalen aanwezig in het sediment.

De concentratie Fe en Mn in het poriënwater bleek gecorreleerd te zijn met de redoxpotentiaal van het sediment. Het Cd en Zn-gehalte in de bulkvloeistof was gecorreleerd met de verschillende koolstoffracties in de bulkvloeistof. De minimale uitloging van Cr kan verklaard worden doordat Cr onder de minder mobiele vorm Cr3+ voorkwam. Voor Pb en Cu werd geen verhoogde mobiliteit waargenomen, waarschijnlijk omdat de pH in het sediment beduidend hoger was dan 4,8 (de pH waarbij Pb en Cu gemobiliseerd kunnen worden). Cd, Cu, Ni, Pb, Zn en Fe bleken in alle sedimenten sterk gecorreleerd te zijn met het gehalte aan organisch materiaal. Maar de concentratie aan metalen in het poriënwater, gefiltreerd over 0,1 µm, kan een onderschatting zijn.

Gedurende de proef nam in alle opstellingen de hoeveelheid totaal stikstof, gemeten in de bulkvloeistof, af in de tijd. Er werd verondersteld dat naast ammonificatie in het sediment, de algenbloei in de bulkvloeistof zorgden voor zuurstofdiffusie in het water waardoor nitrificatie ter hoogte van het sedimentoppervlak mogelijk was. De vorming van nitraten werd weerspiegeld in periodieke nitraatpieken in de bulkvloeistof.

De orthofosfaatconcentratie in de bulkvloeistof was enkel gedurende de eerste week verhoogd, daarna bedroeg deze gedurende de ganse duur van het experiment minder dan 1 mg.L-1 P. Deze daling was waarschijnlijk te wijten aan adsorptie en reactie met Ca. Verwijdering door opname door algen leek onwaarschijnlijk vermits de algenbloei pas op een later tijdstip tijdens het experiment optrad.

Aan de hand van de concentraties aan metalen, N en P aanwezig in het sediment voor en na het experiment werden theoretische bulkconcentraties berekend. Wanneer deze vergeleken werden met de gemiddelde concentraties gemeten in de bulkvloeistof, stemden die voor geen enkel element overeen.

De verstoring van het sediment bleek de mobilisatie van N en P uit het sediment afkomstig van onder de macrofytenmatten, te stimuleren. Bij het sediment afkomstig vanuit de voorbezinkzone werd geen effect van de verstoring waargenomen.

In dit experiment werd alleen het sediment beschouwd en de biogeochemische processen die de mobiliteit kunnen beïnvloeden. Om de invloed van de planten op de metaalmobiliteit na te gaan zou eenzelfde proefopzet kunnen herhaald worden maar met planten aanwezig onder de vorm van drijvende macrofytenmatten. Hierbij zouden dan verschillende plantensoorten met elkaar kunnen vergeleken worden.

Hier werd gewerkt met reeds ?stabiel? sediment. Er zou ook kunnen gewerkt worden met ?vers? sediment, afkomstig van een nieuwe overstortgebeurtenis. Zo zou inzicht kunnen gekregen worden in de processen die een rol spelen in de fixatie van polluenten in het sediment. Er is gebleken dat er door de sterk reducerende condities een grote hoeveelheid sulfiden aanwezig waren in het sediment. De rol van de sulfidevorming in de fixatie van metalen in het sediment kan zo in detail bestudeerd worden.





Auteur: Hannelore Six
Herkomst: UGent,, CMS-CES Centre for Environmental Sanitation (Master na Master in de Milieusanering en het Milieubeheer)
Referentie: Referentie