Piekgestuurde Bronopsporing Waterkwaliteit Maas

De kwaliteit van oppervlaktewater is essentieel voor drinkwaterproductie, maar fecale verontreinigingen vormen een terugkerend probleem bij innamepunten langs de Maas. Dit onderzoek richt zich op het identificeren van de bronnen van deze verontreinigingen om gerichte maatregelen te kunnen nemen ter verbetering van de waterkwaliteit.

De kwaliteit van oppervlaktewater bepaalt of het geschikt is voor drinkwaterproductie. De aanwezigheid van fecale verontreinigingen in een bron worden, net als chemische verontreinigingen, tijdens de productie van drinkwater verwijderd. Bij de innamepunten voor drinkwaterproductie langs de Maas komen echter regelmatig fecale verontreinigingen als een piekbelasting voor. De herkomst van deze fecale verontreinigingen is onduidelijk en de momenten dat de waterkwaliteit hierdoor tijdelijk ontoereikend is laten zich tot op heden slecht voorspellen. Wel is bekend dat hevige neerslag kan leiden tot piekconcentraties door afspoeling en riooloverstorten. Door klimaatverandering zullen deze piekmomenten naar verwachting toenemen, wat de urgentie vergroot om de herkomst van verontreinigingen beter in kaart te brengen. Dit onderzoek richt zich op op het verkrijgen van nieuw inzicht in de bronnen van verontreiniging, zodat gerichte maatregelen kunnen worden genomen om de waterkwaliteit te verbeteren. Dat is goed voor het oppervlaktewater als bron voor drinkwater, maar ook voor het waterleven, de natuur, de landbouw, inwoners en bedrijven die gebruik maken van het water.

Technologie

Met behulp van Microbial Source Tracking ,een analysemethode gebasseerd op PCR, kunnen wede oorsprong van fecale verontreinigingen achterhalen door unieke fecale bacteriën voor mens, runderen of bijvoorbeeld vogels te detecteren. Omdat pieken in microbiologische verontreiniging slechts incidenteel voorkomen, is het onderzoeken van de herkomst daarvan echter een lastige opgave. Daarnaast kunnen verontreinigingen op vele plekken in het oppervlaktewater terechtkomen. Om de trefkans van incidenteel voorkomende verontreinigingen te vergroten, is het belangrijk dat er een langere periode met een hoge frequentie wordt gemeten.

Binnen dit onderzoeksproject zal een automatische E. coli-monitor worden toegepast om pieken met fecale verontreinigingen te detecteren. Door een automatische monstername op het moment dat een piek zich voordoet, kan met behulp van Microbial Source Tracking de oorsprong van de piek vast gesteld worden. Deze methode is recent succesvol toegepast in Quebec, Canada.

Naast continu monitoring en Microbial Source Tracking, is hydrologische waterkwaliteitsmodelering een belangrijke ondersteuning om vast te stellen waar een verontreiniging vandaan komt. In dit project wordt een koppeling tussen een rekenmodel en waterkwaliteitsmonitoring gemaakt om piekconcentraties van de E. coli-bacterie te herleiden tot hun voornaamste bron.

Uitdaging

In het onderzoek wordt een nieuwe geïntegreerde methode voor bronopsporing ontwikkeld, waarbij near-real time monitoring, waterkwaliteitsmodellering, Microbial Source Tracking en piekgestuurde bemonstering worden gecombineerd om locaties in de Maas te onderzoeken. De gegevens worden gecombineerd met de ontwikkeling van een hydrologisch waterkwaliteitsmodel met hoge tijdsresolutie om de herkomst van microbiologische verontreiniging te kunnen vaststellen. Daartoe worden de mogelijke bronnen in de omgeving van het drinkwaterinnamepunt vastgesteld en ook geanalyseerd met de Microbial Source Tracking-parameters om de aard van de verontreiniging te kunnen herleiden. Deze nieuwe methode zal als proof-of-concept verder worden geoptimaliseerd en toegepast voor specifieke microbiologische verontreinigingen.

Oplossing

De piekgestuurde bronopsporingsmethode die in dit project wordt ontwikkeld, wordt meteen ingezet op een drinkwaterinnamelocatie langs de Maas. Hierdoor kan de herkomst van fecale verontreinigingen worden vastgesteld en kunnen waterbeheerders gerichte maatregelen nemen. Deze technologie is ook toepasbaar op andere locaties waar de kwaliteit van oppervlaktewater cruciaal is, zoals zwemwateren, natuurgebieden en infiltratiegebieden. De technologie kan als een bewakingsmethode functioneren om de verontreiniging te detecteren, de herkomst te herleiden, én om de microbiologische kwaliteit van het water te bewaken juist op momenten dat deze minder is. Dit biedt een handelingsperspectief voor waterbeheerders om de microbiologische verontreinigingen te beheersen.