Irrigatie vanuit grondwater maakt hergebruik behandeld rioolwater mogelijk

De zomers worden steeds droger en er is steeds vaker sprake van waterschaarste. Onderzoekers van onder meer het Instituut voor Biodiversiteit en Ecosysteem Dynamica van de UvA keken hoe gezuiverd rioolwater in de landbouw kan worden hergebruikt door irrigatie vanuit het grondwater.

De focus lag op Nederland, waar jaarlijks de totale bovengrondse irrigatiewatervraag 144 miljoen m3 bedraagt, met pieken tot 256 miljoen m3 bij zeer droge zomers.

De onderzoekers laten zien dat hergebruik van water uit rioolwaterzuiveringsinstallaties de landbouw kan voorzien tot 25% van de waterbehoefte en dat 78% tot 84% van het totaal beschikbare rioolwaterzuiveringswater kan worden hergebruikt.

De onderzoeksresultaten zijn onlangs gepubliceerd in Science of the Total Environment en Reviews of Environmental Contamination and Toxicology.

Voor- en nadelen
Wereldwijd is er sprake van waterschaarste: de vraag naar zoet water is groter dan de beschikbaarheid. Ongeveer 70% van het zoete water dat gewonnen wordt is nodig voor landbouwirrigatie, waarmee irrigatie de belangrijke oorzaak is van deze mismatch. Tegelijkertijd lozen rioolwaterzuiveringsinstallaties grote hoeveelheden zoet water in het milieu, wat een negatief effect heeft op de waterkwaliteit van het oppervlaktewater.

In de nieuwe studie laten de onderzoekers zien hoe gezuiverd rioolwater in de landbouw kan worden hergebruikt door irrigatie vanuit het grondwater. Bijkomend voordeel hiervan is dat het rioolwater op een natuurlijke wijze in de bodem wordt gezuiverd.

Het gebruik van gezuiverd (en soms zelfs ongezuiverd) rioolwater wordt al op brede schaal toegepast via bovengrondse irrigatie, met name in het Midden Oosten, Zuid- en Noord-Afrika en de Mediterrane landen waar weinig zoetwater beschikbaar is. Deze vorm van irrigatie heeft echter nadelen, zoals snelle verdamping en een risico voor landarbeiders en gewassen, omdat bij bovengrondse irrigatie direct contact is met het rioolwater. Dit brengt ernstige gezondheidsrisico’s met zich mee.

Sprinklers versus subirrigatie
Gezuiverd rioolwater wordt meestal rechtstreeks geloosd in het oppervlaktewater, zoals rivieren en meren. Conventionele rioolzuiveringsinstallaties zijn echter niet in staat veel microverontreinigingen te verwijderen, wat betekent dat gezuiverd rioolwater nog steeds resten van geneesmiddelen, antibioticaresistente bacteriën en een breed scala aan andere chemicaliën bevat. ‘

"Dit is met name een probleem tijdens de zomers, wanneer oppervlaktewateren in de nabijheid van rioolzuiveringsinstallaties voornamelijk uit gezuiverd rioolwater bestaan. Dit water wordt in veel gevallen gebruik voor bovengrondse irrigatie via sprinklers, wat resulteert in een onbedoelde blootstelling aan menselijke pathogenen en andere microverontreinigingen", vertelt promovendus Dominique Narain-Ford, die het onderzoek leidde.

Foto rechts: Dominique Narain-Ford bemonstert een landbouwveld in Haaksbergen

Wanneer gezuiverd rioolwater voor irrigatie wordt aangevoerd via het grondwater, ook wel subirrigatie genoemd, zorgt de bodem ervoor dat er geen direct contact is. Tevens zorgen diverse bodemprocessen voor het filteren, bufferen en afbreken van chemicaliën in het water, waardoor verspreiding van chemicaliën tot het minimum beperkt wordt.

Nederland: 'ideale studielocatie'
De focus in het onderzoek lag op Nederland, omdat Nederland een ideale studielocatie is: een zeer dichtbevolkt land, met 1,9 miljoen hectare akkerland en goed verspreide rioolwaterzuiveringsinstallaties over het gehele land. Narain-Ford: "In onze studie hebben we onderzocht waar en hoeveel water van rioolwaterzuiveringsinstallaties rechtstreeks kan worden hergebruikt via subirrigatie tijdens een gemiddeld en een droog jaar."

Rioolwaterzuiveringsinstallaties in Nederland lozen jaarlijks ongeveer 1,9 miljard m3 water, veel meer dan de watervraag voor bovengrondse irrigatiesystemen. "In vergelijking met bovengrondse irrigatietechnieken is bij subirrigatie meer water nodig omdat het grondwater op een gewenst niveau gebracht moet worden. Er gaat echter ook minder irrigatiewater verloren door verdamping."

Schematische weergave van subirrigatie systemen (credits: Dominique M. Narain-Ford et al. 2020)

Potentieel voor twee vliegen in één klap
De onderzoekers laten zien dat hergebruik van water uit rioolwaterzuiveringsinstallaties de landbouw kan voorzien tot 25% van de waterbehoefte, rekening houdende met een transportbuffer van maximaal vijf kilometer vanaf de rioolwaterzuiveringsinstallaties.

Tijdens een heel droog jaar kan tot ongeveer 17% van de waterbehoefte d.m.v. subirrigatie worden voorzien. Dit betekent dat respectievelijk 78% en 84% van het totaal beschikbare Nederlandse rioolwaterzuiveringswater kan worden hergebruikt.

Opvallend is dat op termijn de vraag naar ondergronds irrigatiewater zal afnemen, als gevolg van verhoogde grondwaterstanden. "Irrigatie onder de grond heeft daarmee het potentieel om twee vliegen in één klap te slaan. Onze inzichten dragen bij aan een veiliger hergebruik van rioolwater door toepassing van het concept circulaire economie", besluit Narain-Ford.

Dominique M. Narain-Ford, Ruud P. Bartholomeus, Bernard W. Raterman, Ian van Zaanen, Thomas L. ter Laak, Annemarie P. van Wezel, Stefan C. Dekker: ‘Shifting the Imbalance: Intentional Reuse of Dutch Sewage Effluent in Sub-Surface Irrigation,’ in: Science of the Total Environment (15 januari 2021).  https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142214 

Dominique M. Narain-Ford, Ruud P. Bartholomeus, Stefan C. Dekker, Annemarie P. van Wezel: ‘Natural Purification Through Soils: Risks and Opportunities of Sewage Effluent Reuse in Sub-surface Irrigation,’ in: Reviews of Environmental Contamination and Toxicology (18 september 2020). https://doi.org/10.1007/398_2020_49 




Publicatiedatum:



Ook onze nieuwsbrief ontvangen? | Klik hier


Ander nieuws uit deze sector:


© BioJournaal.nl 2020

Schrijf je in voor onze dagelijkse nieuwsbrief om al het laatste nieuws direct per e-mail te ontvangen!

Inschrijven Ik ben al ingeschreven