Stikstofconcentraties voor 2004
Figuur 1: Verloop van de stikstofconcentraties van het meetpunt Soelekerkepolder ammonium (NH4+), som van stikstofverbindingen (NH4+ + NO2- + NO3-) en totaal stikstof (1997-2003) (Holland et al. 2004).
De stikstofconcentratie is de verzameling van concentraties stikstofverbindingen ammonium, nitraat+nitriet, opgelost organisch stikstof en particulair stikstof. Het algemene beeld in de jaren 1994 tot en met 2003 was, dat zowel het opgeloste anorganische stikstof als het totaal stikstof maximale waarden bereikten in de winter als de polderuitslagen het hoogst waren (Figuur 1). In de drogere jaren 1996 en 1997 was de stikstofvracht beduidend lager dan in de natte jaren 1999 en later. De opgeloste anorganische stikstofverbindingen bereikten minimale waarden aan het eind van het voorjaar en het begin van de zomer. Deze anorganische nutriënten waren dan deels uitgespoeld naar de Oosterschelde en deels opgenomen door algen, fytoplankton of zeesla. De ammoniumconcentratie is het hele jaar door laag. Algen nemen ammonium als eerste stikstofverbinding op. De concentratie is daardoor in de zomer zeer laag. Nitraat, dat niet voor de groei van algen wordt gebruikt, wordt in de zomer door denitrificatie omgezet in stikstofgas dat naar de atmosfeer verdwijnt. Een jaarlijkse chlorofyl-a-voorjaarspiek van 25 μg per liter komt overeen met 0,2 mg stikstof per liter. Een Zeesla-biomassa van 1 miljoen kg drooggewicht (zomer 1999) heeft ook 0,2 mg stikstof per liter opgenomen. Ondanks dat de winterconcentraties anorganisch stikstof met 2 mg per liter een factor 5 hoger liggen dan wat de algen kunnen consumeren was stikstof toch het groeilimiterende nutriënt in het Veerse Meer. ’s Zomers was de totaal stikstofconcentratie niet nul omdat er dan opgeloste organische stikstofverbindingen en ook stikstofbevattende planktonalgen in het water aanwezig zijn (Peperzak, 2004).
Stikstofconcentraties na 2004
Figuur 2: Maandgemiddelde opgelost anorganisch stikstof. De stippellijn geeft het moment van ingebruikname van de Katse Heule (Prins en Vergouwen 2015).
Ook voor de concentraties van opgelost anorganisch stikstof (DIN: ammonium+nitriet+nitraat) geldt dat deze sterk zijn afgenomen na de ingebruikname van de Katse Heule (Figuur 2). De stikstofconcentraties vertonen een seizoenspatroon met maximale concentraties in de wintermaanden (januari-maart, vóór het begin van de fytoplanktonbloei) en dalen tot minimale concentraties in de zomerperiode. De gemiddelde winterconcentraties zijn na ingebruikname van de Katse Heule gedaald tot 1,4 mg N/l, wat aanzienlijk lager is dan de concentratie in 2000-2004 (2,2 mg N/l). De afname in de stikstofconcentratie is relatief minder groot dan die van fosfaat. Het typische seizoenspatroon met een minimum in de zomer en een maximum bij de start van het voorjaar wordt veroorzaakt door de biologische cyclus van opname door fytoplankton en mineralisatie en door de hogere zoetwaterbelasting in de winter. De zomerconcentratie is langdurig laag (mei-september) met een daling tot ongeveer 0,04 mg N/l, wat in de buurt komt van limiterende concentraties (0,028 mg/l). Er is geen verschil in stikstofconcentraties in de zomer tussen de periode vóór en na de Katse Heule. Het aandeel van NH4+ in DIN is heel laag in het voorjaar (maart, 5%) en stijgt in de huidige situatie tot 70% in september-oktober. De benutting en recycling van stikstof, zowel de nieuwe als de regeneratieproductie, is in het Veerse Meer dus heel intensief. In de waterlaag bij de bodem bestaat het DIN in de zomer voor nagenoeg 100% uit ammonium, maar de sterke zomerse concentratiestijging is na de opening van de Katse Heule nagenoeg verdwenen (Prins en Vergouwen 2015).
Fosforconcentraties voor 2004
Figuur 3: Het verloop van de fosfaatconcentraties op Soelekerkepolder (oppervlak): opgelost fosfaat (PO43-) en totaal fosfaat(Holland et al. 2004).
Bij fosfaat worden de concentraties van opgelost anorganisch fosfaat en van totaal fosfor onderscheiden. Kenmerkend waren de hoge fosfaatconcentraties in het najaar als gevolg van het vrijkomen van fosfaat na het afsterven van algen (figuur 3). In tegenstelling tot het anorganische stikstof wordt fosfaat nooit een limiterende nutriënt. Zelfs in 2003 tijdens de voorjaarsbloei met zeer hoge chlorofylwaarden (figuur 4) dook de fosfaatconcentratie slechts kort onder de 0,1 mg per liter.
Figuur 4: Het verloop van het chlorofyl-a concentratie op Soelekerkepolder (oppervlak).(Holland et al. 2004).
Fosforconcentraties na 2004
Figuur 5: Maandgemiddelde orthofosfaatconcentraties. De stippellijn geeft het moment van ingebruikname van de Katse Heule (Prins en Vergouwen 2015).
De orthofosfaatconcentraties in het Veerse Meer zijn sterk gedaald na de ingebruikname van de Katse Heule (Figuur 5). De concentraties vertonen een typisch seizoenspatroon met minimum concentraties in april en maximale concentraties in het najaar en het begin van de winter. De concentraties in najaar/winter zijn gedaald tot gemiddeld 0,17 mg P/l (was 0,42 mg P /l in 2000-2004). Het voorjaarsminimum is ook lager geworden na de opening van de Katse Heule en is nu gemiddeld 0,045 mg P/l, wat overigens nog steeds boven het niveau is waar fosfaatconcentraties limiterend worden voor de groei van fytoplankton (<0,014 mg P/l; (Fisher et al. 1988), (Peeters & Peperzak 1990), (Fisher et al. 1992). Opvallend is ook dat de maximale fosfaatconcentraties bij de bodem, die gedurende de zomer altijd stijgen als gevolg van mineralisatie en desorptie in het sediment, zijn afgenomen tot ongeveer 1/5 van de concentraties in de periode vóór de Katse Heule (Prins en Vergouwen 2015).
Silicaatconcentratie na 2004
Figuur 6: Maandgemiddelde silicaatconcentraties. De stippellijn geeft het moment van ingebruikname van de Katse Heule (Prins en Vergouwen 2015).
De seizoensdynamiek in de silicaatconcentraties laat eveneens maximale concentraties in de wintermaanden zien, met een snelle afname in het voorjaar als gevolg van opname door fytoplankton (Figuur 6). De laagste concentraties komen voor in de maanden april-juni. De winterconcentraties zijn gedaald van gemiddeld 6,1 mg Si/l in 2000-2004 tot 2,8 mg Si/l in de periode na de ingebruikname van de Katse Heule. De concentraties in de minimumperiode in het voorjaar zijn eveneens sterk gedaald, van gemiddeld 3,8 mg/l naar 0,5 mg Si/l, wat nog steeds ruim boven de limiterende concentratie van 0,06 mg Si/l is. Wat opvalt bij de silicaatconcentraties is dat de voorjaarsminima in de laatste jaren voor de opening van de Katse Heule stegen van 3,6 naar 5.9 mg Si/l wat duidt op een verminderde groei van kiezelwieren tijdens de voorjaarsbloei (Prins en Vergouwen 2015).
Referenties
- Phytoplankton, nutrients, and turbidity in the Chesapeake, Delaware, and Hudson estuaries, Fisher, T. R., Harding, L. W., Stanley, D. W., & Ward, L. G., juli 1988.
- Nutrient limitation of phytoplankton in Chesapeake Bay, Fisher, Thomas R., Emily R. Peele, James W. Ammerman, Lawrence W. Harding, 14 mei 1992.
- Veerse Meer aan de Oosterschelde, Toestand ecosysteem Veerse Meer vóór ingebruikname doorlaatmiddel, Holland, A., RIKZ, 1 juni 2004.
- Nutrient limitation in the North Sea: A bioassay approch, Peeters, J. C. H., & Peperzak, L., oktober 1990.
- Waterkwaliteit Veerse Meer, Peperzak, L., RIKZ, 25 februari 2004.
- Bekkenrapport Veerse Meer 2000-2014, ten behoeve van evaluatie peilbesluit, Prins, T.C. en S.A. Vergouwen (red.), Deltares, oktober 2015.
