Lozing van afvalwater in rivieren Gevolgen? Milieu-analyses op Brusselse waterlopen http://www.vub.ac.be/ANCH/ nnbrion@vub.ac.be Ldebraba@vub.ac.be fdehairs@vub.ac.be

Inleiding Water is essentieel voor de mens: Drinkwater Visserij Irrigatie Transport Verbruik door de industrie Afvoer van afval Recreatie Mensen hebben zich steeds gevestigd in de nabijheid van waterwegen (rivieren, meren, zee…)

Afvalwater: wat zit erin? Organisch materiaal Anorganische nutriënten Per dag: Koolstof: 30g Stikstof: 10g Fosfor: 2g Zwevende stof: 70g

Effect op de waterkwaliteit ? Zwevende stof? Maakt het water troebel Organisch materiaal? Wordt afgebroken door bacteriën die daarbij O2 verbruiken zuurstofgebrek Nutriënten? Worden opgenomen door algen  massieve algengroei (= eutrofiëring)  O2 verbruik door bacteriën stijgt Gevolg: Zuurstofloze rivier = dode rivier

Afvalwater reiniging: Hoe? Primaire zuivering: Verwijdering vaste stoffen door decantatie UIT Opgeloste stoffen: Organisch en anorganisch IN Opgeloste en vaste stoffen MODDER

Secundaire zuivering: Verwijdering organische stoffen door bacteriële afbraak CO2 UIT Anorganische Stoffen: Ammonium + fosfaat IN Org. en anorg. stoffen

Tertiaire zuivering: Verwijdering anorganische stoffen door nitrificatie + denitrificatie + de-fosfatatie N2 NH4 -> NO3 IN NH4 PO4 UIT Zuiver water PO4

Zelfreiniging van de rivier? Micro-organismen kunnen sommige stoffen omzetten in gassen die uit het systeem ontsnappen Voor koolstof? Afbraak organisch materiaal door bacteriën: Organisch koolstof + zuurstof  CO2 gas Voor stikstof? Denitrificatie in zuurstofloze condities door bacteriën: Nitraat  N2 gas

Brussel? 1 000 000 inwoners. Dit betekent per dag: 30 T koolstof 10 T stikstof 2 T fosfor 70 T zwevende stof Dat gaat allemaal naar de Zenne rivier: 2/3 ongezuiverd – 1/3 secundair gezuiverd Geur…  Zenne overdekt sinds begin 20ste eeuw

Zenne rivier

Zuurstof in de Zenne

Stikstof in de Zenne nitraat en ammonium

Wat gaan we doen? Vergelijking tussen bevuilde rivier (Zenne) en propere rivier (Woluwe) Zuurstof? Zwevende stof? Nitraat en nitriet? Zuurstofverbruik door afbraak OM? Zelfreiniging van nitraat?

Bepaling zuurstofgehalte: Met een zuurstofelectrode: = electrochemische cel Stroom = f[O2] O2 O2 O2 + 4 H+ 4 e- 2 H2O e- 4 Ag 4 Ag+ + 4 e- KCl O2 O2 Pt Ag

Via een titratie (Winkler titratie) + MnSO4 + KI/NaOH Stap 1 WINKLER flesje 4 Mn(OH)2 + O2         4 MnO(OH)+ 2 H2O + H2SO4 4 MnO(OH) + 4 I- + 12 H+         4 Mn2+ + 2 I2 + 8 H2O Hoeveelheid I2 = 2 * O2

CO2 = CI2 /2 = (Veq * Cthio) /4 ( Vtit) Bepaling I2 door titratie met thiosulfaat Stap 2 Na2S2O3 Equivalentie Volume = Veq Veq * Cthio = 2 Vtit * CI2 250 ml 2 S2O32- + I2         S4O62- + 2 I- + zetmeel CO2 = CI2 /2 = (Veq * Cthio) /4 ( Vtit)

Bepaling zwevende stof: via filtratie tarra gewicht Volume Glasvezel Filter OVEN (50°C) Pomp Filtratie Bruto gewicht SPM = (bruto-tarra)/volume

Bepaling nitraat en nitriet: Via een colorimetrische methode Colorimeter P P P staal Buffer Reagens Reductie column NO3- + 2 H+ + 2 e-  NO2- + H2O Cd  Cd2+ + 2e- Nitriet reageert en vormt een gekleurd complex

Colorimeter: Io If Licht absorbtie Voor een gegeven golflengte is de absorptie een functie van de concentratie Abs Concentratie

Bepaling zuurstofverbruik: O2 mg/l O2To Zuurstof op To INCUBATIE O2Tf To Tf Zuurstof op Tf O2 verbruik = (O2To – O2Tf)/(Tf-To)

Bepaling zelfreiniging van NO3 NO3 mg/l NO3To Nitraat op To INCUBATIE NO3Tf To Tf Nitraat op Tf NO3 verbruik = (NO3To – NO3Tf)/(Tf-To)