Water, Kwaliteit en Ecologie

Water, Kwaliteit en Ecologie

Theorie

Ecologie

Voedselweb

Voedselweb
In een voedselweb kun je zien welke organismen een voedselrelatie met elkaar hebben. 

Voedselketen 
Een voedselweb is te verdelen in meerdere voedselketens.
Een voedselketen bestaat uit minstens een plant, een planteneter en een diereneter.

Een voedselweb laat zien welke voedselrelaties er bestaan tussen organismen. 
In het voedselweb hiernaast is met pijlen aangegeven wie of wat door wie gegeten wordt. 

Een voedselweb maakt duidelijk wat de gevolgen kunnen zijn als er één onderdeel van het web verandert. Als er in een bepaald jaar bijvoorbeeld weinig koolmeesjes broeden, zal het aantal koolmezen afnemen. Dit heeft tot gevolg dat het aantal rupsen toeneemt. 
Als het aantal rupsen zodanig toeneemt dat de rupsen een last gaan vormen voor de mens om het ecosysteem waarin ze leven, dan wordt de rups een plaagdier. 

Een voedselweb bestaat uit voedselketens. 

Planten vormen de eerste stap van een voedselketen. Planten maken hun eigen voedingsstoffen.
Ze worden daarom producenten genoemd. 

De volgende stap in een voedselketen bestaat uit dieren. Dieren eten planten of andere dieren. Ze worden consumenten genoemd.

Aan het eind van een voedselketen staan organismen die leven van dode planten of dieren.
Deze schimmels en bacteriën worden reducenten genoemd. Reducenten staan meestal niet in een voedselweb. 



Een voedselketen in zee begint met plantaardig plankton. Dat zijn kleine plantjes. 
De volgende stap in de keten bestaat uit dierlijk plankton. Dat zijn kleine diertjes. 

Plantaardig en dierlijk plankton worden gegeten door kleine vissen, die door grotere vissen en die weer door grotere vissen. Uiteindelijk wordt alles wat dood gaat, afgebroken door reducenten.

Je ziet hier een voedselpiramide van het leven in de zee. De organismen uit een hogere laag eten de organismen uit de lagen daaronder. Soms eten organismen binnen één laag elkaar ook op.

De onderste laag van deze voedselpiramide bestaat uit plankton. 

Alle organismen in deze piramide behoren tot hetzelfde voedselweb; ze zijn allemaal door voedselketens verbonden.

Grondwater

Oorsprong grondwater (Lenntech)

Definities betreffende grondwater

Grondwater is water dat voorkomt in porieën en scheuren in rotsformaties en sedimenten in de aardkorst. Het is afkomstig van regenwater of sneeuw. Het loopt vertikaal door de bodem richting grondwater reservoirs, van waaruit het langzaam terugstroomt naar meren, zeeën of oceanen. Het wordt aangevuld van bovenaf door oppervlaktewater of neerslag dat in de bodem infitreert.

Het grondwaterpeil is de bovenste laag grondwater die atmosferische druk ondervindt onder het oppervlak van de verzadigde zone. Het grondwaterpeil kan per gebied behoorlijk verschillen.

Grondwater bevindt zich meestal in aquifers. Dit zijn ondergrondse bodemlagen die verzadigd zijn met water. Waterputten halen water uit deze aquifers.
Op basis van fysische eigenschappen kunnen aquifers worden verdeeld in 2 soorten. Wanneer de verzadigde zone zich bevindt tussen lagen ondoorlaatbaar materiaal en het grondwater zich daardoor vrijwel niet kan verplaatsen, heet dat een begrensde aquifer. Wanneer zich direct boven de aquifer geen ondoorlaatbare laag bevindt is het een onbegrensde aquifer. Voor een onbegrensde aquifer geldt dat de bovenste laag van de verzadigde zone het grondwaterpeil bepaalt.
Een aquifer kan meestal een economisch verantwoorde hoeveelheid water aanleveren in een waterput of waterbron. Een regio waarin door lage hydraulische druk geen economisch verantwoorde hoeveelheid water kan worden onttrokken vanuit de aquifers heet een aquitard.

Read more: https://www.lenntech.nl/grondwater/definities.htm#ixzz4yaUWmQfo

Oorsprong

Het meeste grondwater is afkomstig van neerslag in de vorm van regen of sneeuw. Water uit neerslag kan alleen infiltreren in de grond als het niet verloren gaat door evaporatie, transpiratie of run-off naar oppervlaktewater.
De eerste hoeveelheden neerslag water op droge bodems worden vastgehouden aan de oppervlakte in micro poriën van bodemdeeltjes, in het bodemmengsel. Bij een gemiddeld niveau omringen waterlagen de bodemdeeltjes, maar er is nog steeds lucht aanwezig in poriën. Dit deel van de bodem wordt wel de onverzadigde zone of aeratie zone genoemd. Dieper in de bodem is meer water aanwezig, waardoor alle poriën worden gevuld met water tot het verzadigingsniveau. Het water dat aanwezig is in de verzadigde zone is het grondwater. De bovenste laag van deze verzadigde zone is het grondwaterpeil [3].

Het type aquifer en ondergrondse circulatie wordt bepaald door de poreusiteit en structuur van de bodem. Grondwater wordt gecirculeerd en kan worden opgeslagen in alle bodemlagen. Dit is met name het geval in poreuze bodem, zoals zandgronden, zandsteen gronden en alluvium.
Het water circuleert en wordt opgeslagen in barsten en scheuren in compacte rotsformaties die ondoorlaatbaar zijn, zoals vulkanisch en metamorfisch steen. Door localisatie en verspreiding van barsten verplaatst water zich ook in rotsformaties en vindt circulatie plaats. Kalksteen kan bijvoorbeeld veel water circuleren.

Hoeveelheden

Ongeveer 3% van de totale hoeveelheid water op aarde is zoet water. Hiervan is 95% grondwater en 3,5% oppervlaktewater. De overige 1,5% is bodemvocht. Van al het zoete water op aarde is slechts 0,36% beschikbaar voor menselijke consumptie (Leopold, 1974).
Grondwater is een belangrijke bron van watervoorziening. Het is bijvoorbeeld 53% van de watervoorziening van de Verenigde Staten (VS). Grondwater wordt behalve als drinkwater ook gebruikt voor landbouw- en industrie doeleinden.

De menslijke onttrekking van water uit ondergrondse bronnen gaat sneller dan de aanvulling ervan. Hoewel veel aquifers aanwezig zijn, is er geen ongelimiteerde hoeveelheid grondwater. Het grondwaterpeil in veel gebieden neemt nu al behoorlijk af. Het water in sommige aquifers is vele honderden jaren oud en ligt onder de droogste plaatsen op aarde. Mensen onttrekken al lange tijd water uit ondergrondse bronnen, maar in de afgelopen eeuw is het gebruik van water zodanig toegenomen dat de onttrekkingssnelheid te ver toegenomen is.
In sommige kustgebieden is zoveel grondwater onttrokken dat zout water in de aquifers spoelt. Daardoor wordt water in drinkwaterputten zouter en onbruikbaar.


Read more: https://www.lenntech.nl/grondwater/oorsprong-hoeveelheden.htm#ixzz4yaTOrcYx

Waaruit bestaan organismen?

bestaat uit:
macro
molecuul

met de bouwstenen
met aanwezige atomen

Wat

Eiwitten

Aminozuren
CHONS

Flagellen, celwand,
celmembraan, ribosomen,
enzymen (plasma)

 

Polysachariden
(koolhydraten)

Suikers
CHO

kapsel,
slijmlaag
reservemateriaal
celwand

Fosfolipiden

Vetzuren
CHOP

Membranen

Nucleotiden

purine- en pyrimidinebasen

suiker

fosfaat

CHONP

DNA,
ribosomen,
mRNA,
tRNA
 

Kwaliteit van water

Kwaliteit van water

Stoffen die verontreinigingen veroorzaken in het water worden naar de aard van herkomst in de volgende soorten onderverdeeld:

  • Mechanische verontreinigingen, zoals drijvende stoffen (plastic, hout, olie etc.) en troep, zoals oude fietsen, flessen etc.
  • Biologische verontreinigingen. Hiertoe behoren ziekteverwekkende micro-organismen (bijv. bacteriën en virussen). Grote concentraties organisch afval afkomstig uit rioleringen en de landbouw zorgen voor sterke ontwikkeling van bacteriën.
  • Chemische en fysische verontreinigingen. Chemische verontreinigingen worden bijv. veroorzaakt door zware metalen (lood, kwikzouten) en pesticiden (landbouwgif). Een voorbeeld van een fysische verontreiniging is een verhoging van de temperatuur.

     

    Wanneer je iets wilt zeggen over de kwaliteit van water dan wordt gekeken naar:

  • De soortenrijkdom (biodiversiteit = hoeveelheid planten en dieren in een gebied). In voedselarm water is de soortenrijkdom over het algemeen groter dan in voedselrijk water. Water is voedselrijk als het rijk is aan voedsel voor planten of dieren. Het gaat dan om stikstof- en fosfaatzouten. Deze stoffen worden voornamelijk door de rivieren meegevoerd en zijn grotendeels afkomstig van meststoffen die op landbouwgronden worden gebruikt.
  • De vervuilingsgraad. Hierbij gaat het om de mate van vervuiling door natuurlijke organische stoffen (Organische stoffen komen alleen in levende organismen en hun dode resten voor. Voorbeelden van organische stoffen zijn: eiwitten, koolhydraten (bijv. suiker en zetmeel) en vetten). De vervuiling wordt veroorzaakt doordat er meer organische stoffen in het water zitten dan er worden afgebroken. De samenstelling van de soorten is erg afhankelijk van de vervuilingsgraad.
  • Het zuurstofgehalte van het water. Dieren en planten gebruiken zuurstof voor de verbranding. Alleen planten maken zuurstof (fotosynthese). In een natuurlijk systeem moet er evenwicht zijn tussen de productie en consumptie van zuurstof.
  • De voedselrijkdom. Bepaalde stoffen in het water, vooral fosfaten en nitraten, bepalen de plantengroei in belangrijke mate. Hoge of sterk wisselende gehaltes van deze stoffen kunnen het biologische evenwicht verstoren.

     

              

                   Een overmaat aan mest kan leiden tot een verstoring in het biologische evenwicht in sloten.

  • Als indicatorsoorten* worden de volgende soorten genoemd:

     

1. Haftelarven. Deze organismen zijn voor hun zuurstofvoorziening afhankelijk van schoon, stromend zuurstofrijk water. Er is in dit water nauwelijks organische vervuiling aanwezig.

Weinig organische vervuiling

 

 

 

 

Sterke organische vervuiling

2. Kokerjuffers

3. Vlokreeftjes, weekdieren, libellelarven

4. Zoetwaterpissebedden, bloedzuigers, waterwantsen

5. Muggenlarven, rode muggenlarven, tubifex. Deze organismen komen voor in water dat sterk verontreinigd is met organische stoffen en waar een tekort aan zuurstof kan zijn.

6. Rattestaartlarven. Kunnen in vrijwel zuurstofloos water voorkomen.

 

In de tabel hieronder kun je zien welke soorten je iets vertellen over de waterkwaliteit:

 

Zeer schoon water

Schoon water

Redelijk schoon water

Verontreinigd water

Ongelijkbladig fonteinkruid

Drijvend fonteinkruid

Watervorkje

Gewoon blaasjeskruid

Drijvend waterweegbree

Waterlelie

Gele plomp

Schedefonteinkruid

Vlottende bies

Brede waterpest

Klein kroos

Veelwortelig kroos

Kranswier

Gewone waterranonkel

Sterrekroos

Puntig fonteinkruid

Klein fonteinkruid

Waterviolier

Fijne waterranonkel

Aarvederkruid

Egelboterbloem

Mannagras

Smalle waterpest

Gedoornd hoornblad

Kransvederkruid

 

Doorgroeid fonteinkruid

Zilte waterranonkel

 

 

Krabbescheer

Bultkroos

 

 

Kikkerbeet

Lidsteng

 

 

Watergentiaan

Wortelloos kroos

 

 

Gekruld fonteinkruid

Grote kroosvaren

 

 

Glanzend fonteinkruid

Ongedoornd hoornblad

 

 

Puntkroos

 

 

Aanpassingen aan lage zuurstofconcentraties

Ademhaling

Organische vervuiling van water gaat meestal gepaard met lage zuurstofconcentraties, waardoor heel wat organismen zich niet meer in hun leefomgeving kunnen handhaven. De macrofaunasoorten in het water kunnen op de volgende manier aan zuurstof komen:

 

  • Huidademhaling. Slingerwormen (tubifex), larven van de vedermug en bloedzuigers nemen zuurstof op via de huid. De meeste soorten bezitten hemoglobine (net als zoogdieren) dat in staat is om bij lage zuurstofconcentraties zuurstof aan het water te onttrekken.
  • Kieuwen en longen. Kieuwen tref je o.a. aan bij weekdieren (slakken) en tweekleppigen (zoetwatermossel). Slakken hebben zowel kieuwen als longen.
  • Tracheeën. Dit is een sterkt vertakt buizenstelsel in het lichaam dat zorgt voor de gaswisseling. Er zijn verschillende mogelijkheden:

               - Rechtstreekse luchtademhaling. Heel wat waterinsecten (b.v. muggenlarven) halen zuurstof direct uit de lucht.

               - Lucht uit waterplanten. Sommige larvensoorten boren gaatjes in de luchtkanalen           van waterplanten.

               - Luchtvoorraad. Bij het duiken onder water wordt lucht meegenomen. Een waterspin legt een luchtvoorraad (bel) onder water aan vanwaaruit hij telkens zuurstof haalt.

    Waterspin met luchtbel.

Opdracht 1: Beantwoord onderstaande vragen.

  1. Wat is de (natuurkundige) reden dat ijs drijft op water?
  2. Hoe verklaar je dat een waterdruppel zijn vorm behoudt?
  3. Door welke kracht komt het oppervlak van een vol glas water bol te staan?
  4. Noem eens 3 soorten zouten die veel in water voorkomen?
  5. Welke gevaren zijn er door de medicijnvervuiling van water?
  6. Wat wordt bedoeld als met zegt kwik accumuleert in de natuur?
  7. Noem eens minstens 3 oorzaken van hoeveelheid zuurstof in het water?
  8. Wat is de reden om de elektrische geleidbaarheid te meten?
  9. Noem eens een stof die aan fosfaat kan binden.
  10. Wat gebeurt er als de hoeveelheid CO2 in het water toeneemt?
  11. Welke vormen van stikstof komen in het water voor?
  12. Wat betekent trofiegraad?
  13. Wat is resuspensie?

Opdracht 1 (in word) - met antwoorden
Dit zijn de vragen bij opdracht twee met daarbij de antwoorden.

Documenten:

Achtergronden Kaderrichtlijn water (STOWA)

Europese Kaderrichtlijn Water, een korte inleiding
De Europese Kaderrichtlijn water (KRW), die sinds december 2000 van kracht is, maakt het mogelijk om de waterverontreiniging van rivieren internationaal aan te pakken. Dat is gunstig voor Nederland dat via het water verontreinigingen uit andere landen binnenkrijgt. De richtlijn brengt nieuwe normen met zich mee. Zo moeten alle wateren vanaf 2015 in de zogenoemde ‘goede toestand' verkeren. Om precies te zijn: een ‘goede chemische toestand' én een ‘goede ecologische toestand' (GET). Hierbij wordt gekeken naar biologische componenten, naar fysisch-chemische parameters en naar hydromorfologie van rivieren en meren.

Aquatische ecosystemen zijn ingewikkeld in hun functioneren. Dat betekent echter niet dat ook de uitgangspunten achter de normering en de normen zelf ingewikkeld zijn. De systematiek van het bepalen van normen en doelen is een hele logische. Vandaar dat de STOWA op basis van eerder gepubliceerde documenten een brochure hierover heeft uitgebracht. Hieronder beschrijven we kort de methodiek zoals die in de KRW wordt gehanteerd.

 

Watertypen
Om de ecologische toestand van een oppervlaktewater objectief te kunnen beoordelen, moeten we eerst weten met wat voor type water we te maken hebben. Hiertoe zijn in Nederland 42 verschillende watertypen te onderscheiden. Hiervan is beschreven hoe ze er ecologisch uit zouden zien als er geen of slechts geringe menselijke invloed zou zijn geweest. Dit noemen we de referentie. De beschrijvingen gaan gedetailleerd in op de verschillende soorten algen, planten, macrofauna (ongewervelde waterdiertjes) en vissen, omdat deze soortengroepen veel informatie geven over de biologische toestand van het watersysteem.  

Voor deze 42 watertypen heeft STOWA een gids samengesteld met beschrijvingen van alle natuurlijke watertypen. Deze dienen als kapstok voor het beschrijven van ecologische doelen voor de wateren in het Nederland van nu. Verder lezen over watertypen kan hier.

Sterk veranderde en kunstmatige watertypen
De 42 typebeschrijvingen gaan over natuurlijke wateren. De meeste wateren in Nederland zijn - in KRW-terminologie - echter ‘kunstmatig’ of ‘sterk veranderd’,. Bij dit soort wateren leiden we de normen af van het natuurlijke watertype dat er het meest mee overeenkomt, rekening houdend met de effecten van de niet meer terug te draaien veranderingen. Het weer in natuurlijke toestand brengen van dit soort wateren is praktisch, economisch of maatschappelijk niet haalbaar.  Voor meer toelichting op indeling van watertypen kun je hier verder lezen.

Maatlatten
Het beschrijven van de referentie is een verplichting die voortkomt uit de KRW. Het is niet het doel van de KRW om het ideaalplaatje van de onverstoorde toestand overal weer terug te krijgen. Ze dient slechts als ‘kapstok' waaraan kan worden afgemeten in hoeverre de actuele ecologische toestand van een water afwijkt. Dit gebeurt op basis van een schaalverdeling (maatlat) die de toestand van een water kwalificeert als ‘zeer goed' (de referentie), ‘goed', ‘matig', ‘ontoereikend' of ‘slecht'. De KRW-norm ligt bij ‘goed'. Wil je verder lezen over KRW-beoordeling en het berekenen van de Ecologische Kwaliteitsatio kijk dan hier. Meer informatie over de maatlatten vind je hier.

Chemische doelen
De KRW kent naast ecologische ook chemische doelen voor zogenoemde prioritaire stoffen, o.a. zware metalen en microverontreinigingen. Deze komen vaak in het oppervlaktewater terecht via lozingen. Voor meer informatie over chemische doelen en normen voor stoffen verwijzen wij je graag door naar de website van Helpdesk Water (link)

Hydromorfologie
Hydromorfologie is de interactie van water, land, planten en dieren. Dit samenspel bepaalt de vormen in meren, beken, op zee etc. Hydromorfologie vormt daarmee de basis voor het de ecologische waterkwaliteit. Ingrepen in de hydromorfologische condities van een watersysteem hebben consequenties voor het functioneren van het systeem. De KRW gaat dan ook over de hydromorfologie van waterlichamen.  Voor meer informatie kun je hier verder lezen.

Grondwater
De Kaderrichtlijn Water gaat ook over het grondwater. Voor meer informatie over KRW en grondwater kun je terecht op de site van de Helpdesk Water (link).

Waterlichamen
De KRW gaat over "onderscheiden oppervlaktewateren van aanzienlijke omvang". In KRW-terminologie: waterlichamen. De indeling van Nederland in waterlichamen is te bekijken op het KRW-portaal. Op het KRW-portaal kun je on-line kaarten maken met een overzicht van de waterlichamen, van de monitoringsprogramma's en oordelen voor de waterlichamen zoals opgenomen in de SGBP's van 2009.

KRW in publicatieblad van de Europese Gemeenschap

Dochterrichtlijn over grondwater in publicatieblad van de Europese gemeenschap

Opdrachtenblad over de ‘Kaderrichtlijn Water’


Lees De KRW voor het waterleven en beantwoord de onderstaande vragen.

Vraag 1: Waarom is er besloten om de KRW in te voeren?

Vraag 2: Wat wordt er bedoeld met een goede chemische en ecologische toestand?

Vraag 3: Wat wordt er bedoeld met de volgende begrippen? Leg uit in eigen woorden.

  • Chemische doelstellingen
  • Ecologische doelstellingen

Vraag 4: Op blz. 9 & 12 worden vier kwaliteitselementen genoemd? Welke zijn dit?

 

1.  

2.  

3.  

4.  

 

Vraag 5: Waarom worden juist deze kwaliteitselementen gemeten?

1.  
2.  
3.  
4.  

Lees Overzicht natuurlijke watertypen en beantwoord de volgende vragen.

Vraag 1: Wat wordt er bedoeld met een referentie?


Vraag 2: Waarom worden verschillende soorten algen, planten en macrofauna en vissen in de referentie omschreven?

Vraag 3: Wat zijn de vier categorieën waarin watertypen worden opgedeeld?

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  

Vraag 4: Hoeveel natuurlijke watertypen zijn er in Nederland?

 

Maatlatten voor de KRW
Maatlatten voor de KRW
Kwaliteitselementen van de KRW.
Kwaliteitselementen van de KRW.

 

 

 

 

 

 

Veel gestelde vragen over de KRW:

Lees de vragen en bedenk welk antwoord hierbij gegeven zou kunnen worden.

1. We waren al vertrouwd met het werken met chemische normen. Waarom zijn die groene normen er eigenlijk bijgekomen?

2. Waarom zulke lange lijsten met soorten?

3. Gelden de KRW-normen ook voor stadswateren, kanalen en poldersloten?

4. Als alles uit de kast is gehaald om wateren geschikt te maken voor bepaalde planten of dieren, wie garandeert dan dat ze daadwerkelijk weer verschijnen?

5. Moeten hemel en aarde worden bewogen om elk beestje met een lange wetenschappelijke naam weer terug te krijgen?

6. Dus het gaat niet om zeldzame soorten, zoals destijds bij de korenwolf het geval was?

7. Moeten de waterschappen nu hele regimenten biologen in dienst nemen?

8. Hoe ‘waardevast’ zijn de ecologische maatlatten, tegen de achtergrond van klimaatverandering?

9. Hoe moet worden omgegaan met exoten? Vormt de enorme opmars van al die uitheemse soorten niet een belemmering voor een zuivere ecologische beoordeling?

10. Waarom wordt gesproken van concept-maatlatten?

11. Beschikken de andere lidstaten wel over voldoende kennis van vissen, macrofauna en fytoplankton om met de richtlijn uit de voeten te kunnen?

12. Hoe moet de resultaatsverplichting worden gezien?

13. Wat als de nieuwe normen niet worden gehaald?

14. Er geldt nu al een standstill-principe. Betekent dit dat je geen enkele ingreep meer mag doen die negatief kan uitpakken voor de ecologie?

 

 

 

 

 

Terminologie Kaderrichtlijn Water
Terminologie Kaderrichtlijn Water

Zoek op natuurkennis.nl wat de het doel van de beheersmaatregelen is.

Maak een powerpoint presentatie waarin je de volgende vragen beantwoordt:
- Leg de beheersmaatregel kort uit
- Wat is het doel van de beheersmaatregel?
- Wat zijn de voordelen van de beheersmaatregel?
- Wat zijn de nadelen van de beheersmaatregel?
- Noem een aantal conctrete voorbeelden bij de maatregel.

Mail de powerpoint naar t.lievense@wellant.nl (ze komen op de wikiwijspagina)

Beheersmaatregelen
Beheersmaatregelen

Andere cursussen

Waterketen