Waterkwaliteit
Fluorescentietechniek brengt giftige bacterie sneller in beeld
Door Pieter van den Brand
De extreem warme zomers en rijkelijk aanwezige nutriënten in het water zorgen voor een jaarlijkse toename van blauwalg. Beheerders willen zo snel mogelijk uitsluitsel over de veiligheid van hun zwemlocaties. De nog jonge techniek van fluorescentiebepaling biedt uitkomst. Directeur Hans van der Wart van commerciële aanbieder Normec AWS vertelt.
‘Pas op voor blauwalg’, stond er ook deze zomer weer op menig waarschuwingsbord bij recreatieplassen. De blauwalg is een blijvertje. De oerbacterie komt van nature voor in de het zoete Nederlandse oppervlaktewater. De afgelopen nazomer met zijn opvallend hoge temperaturen van rond de 30 graden liet in de eerste week van september een explosie van blauwalg zien. In 18 procent van de circa 700 officiële binnenlandse zwemlocaties werd de bacterie vastgesteld. In andere warme zomers doorgaans rond de 10 procent, aldus Rijkswaterstaat.
De groene stinkende drijflaag van aan het wateroppervlak accumulerende ‘cyanobacteriën’ verspreiden toxines, die de beestjes uitstoten wanneer ze afsterven. De kans op een ernstige ziekte is dan wel klein, maar zwemmers kunnen er misselijkheid, duizeligheid, ademhalingsproblemen, diarree en huidirritaties aan overhouden.
Nutriënten
Naast hoge temperaturen zijn de in het water aanwezige voedingsstoffen sterk van invloed op de groei van blauwalg. Niet alleen op ganzen- en hondenpoep, maar ook op de nutriënten uit de landbouw kan de bacterie goed gedijen, naast de stikstof en CO₂ die dieren en mensen in de directe nabijheid uitstoten. De door blauwalg aangetaste waterkwaliteit geeft eveneens problemen bij de inname van oppervlaktewater voor de drinkwaterproductie. Bij te hoge concentraties kunnen de filters van de drinkwaterfabriek verstopt raken.
Bestrijding van blauwalgen is lastig. Voor de Kaderrichtlijn Water (KRW) zijn overheden verplicht de ecologische kwaliteit van het oppervlaktewater te verbeteren. Het inrichten van natuurlijke oevers met waterplanten zorgt voor kleine micro-organismen, zoals schimmels, die voedingsstoffen als nitraat en fosfaat opnemen en afbreken, waardoor de bloei van blauwalg wordt voorkomen. Als de waterkwaliteit dankzij het terugdringen van meststoffen uit de intensieve landbouw toeneemt, vermindert dit de groeikansen van de blauwalg.
Toename
Directeur Hans van der Wart van Normec AWS bevestigt de toename van de concentraties aan blauwalgen in het oppervlaktewater. “De afgelopen zomer was in alle opzichten bijzonder. In juli en augustus hebben we een enorme dip in temperatuur gehad door de vele regenbuien. Ook de watertemperatuur ging omlaag. En toch bleef de blauwalg lekker doorgroeien. Jaar op jaar zien we dat in de zomer de warmterecords als gevolg van de klimaatverandering worden verbroken, en dat is gunstig voor de blauwalg”, zegt Van der Wart.
Normec AWS (kort voor ‘All Water Services’) verricht als commercieel inspectie- en onderzoeksbureau op het gebied van afval- en oppervlaktewater al langere tijd monsternames voor de waterschappen en Rijkswaterstaat. Sinds een aantal jaren zijn de veldanalyses en monitoring op blauwalgengroei opgevoerd. “De intensiteit van metingen is fors toegenomen”, zegt Van der Wart. Waar de provincies verantwoordelijk zijn voor de berichtgeving (via www.zwemwater.nl) – van waarschuwing tot negatief zwemadvies of zwemverbod –, zijn de waterschappen dat voor monitoring en advisering. Voor de beoordeling van het zwemwater heeft het RIVM in 2020 het Blauwalgenprotocol aangescherpt met nieuwe grenswaarden. Een belangrijke aanpassing tegenover eerdere protocollen is dat alle blauwalgsoorten nu als mogelijk toxisch beschouwd worden.
Techniek
De waterkwaliteitsmonitoring door Normec AWS richt zich op de badstranden langs het IJsselmeer en de grote rivieren. Het bedrijf ‘won’ deze percelen in een eerdere aanbesteding. Naast de conventionele meetmethode met de microscopische analyse is sinds enkele jaren een nieuwe techniek in beeld gekomen: de fluorescentiebepaling. Het onderliggend principe van deze meting is dat licht van een aantal specifieke golflengten de pigmenten (kleurstoffen) in blauwalgen activeert. Aan de hand van de energie die hierbij vrijkomt, door de hoeveelheid licht die op weer een andere golflengte wordt uitgestraald (fluorescentie), kan zo de concentratie aan blauwalg in het monster worden bepaald.
“Ook wij hebben in deze apparatuur geïnvesteerd”, zegt Van der Wart. “Het voordeel van deze techniek is dat je op korte termijn al een advies kunt uitbrengen. Als we op maandag monsters nemen, kunnen de analyseresultaten de dinsdag erop vóór het middaguur bij de opdrachtgever zijn. Een meting duurt nog geen minuut per sample. Het gaat razendsnel.” De arbeidsintensievere microscopische analyse, waarbij een monster aan de hand van handmatige celtellingen en het bepalen van het biomassa-volume wordt onderzocht, neemt al gauw twee dagen in beslag.
In de praktijk worden beide metingen gecombineerd. Als de fluorescentiemeting een grenswaarde boven de concentratie blauwalg (in vaktaal ‘chlorofyl-A’) van 5 µg/liter vaststelt, laat Normec AWS het monster aanvullend via de microscopische methode op blauwalg onderzoeken. Dat is de officiële meetmethode voor de rapportage aan de opdrachtgever. Bij een waarde groter dan 12 µg/liter geldt risiconiveau 1 en boven de 75 µg/liter is sprake van risiconiveau 2. De beheerder van de zwemlocatie geeft dan respectievelijk een waarschuwing en een negatief zwemadvies of zwemverbod af. “De fluorescentiemeting kan beheerders dus veel vroeger waarschuwen”, zegt Van der Wart.
Robuust
De nog relatief jonge techniek van fluorescentiebepaling is in staat eveneens de juiste concentraties en waarden vast te stellen, stelt Van der Wart. “De fluorescentiemeting is erg robuust, heeft een goede reproduceerbaarheid en kan prima vaststellen of het zwemwater veilig is. Er wordt nu dubbel gedraaid, om ook de verhouding tussen de beide technieken te kunnen vaststellen.”
Normec AWS heeft onlangs met een aantal andere (niet-commerciële) partijen meegedaan aan een zogeheten ringonderzoek, dat nagaat in hoeverre de beide technieken onderling vergelijkbaar zijn. De resultaten worden dit najaar verwacht (deze zogeheten ‘3e-lijncontrole’ is overigens een verplicht element voor de accreditatie voor kwaliteitsnorm NEN-EN-ISO-17025 voor testlaboratoria). “Het is erg interessant wat daaruit komt”, zegt Van der Wart. “We verwachten in elk geval dat de fluorescentietechniek zal aantonen dezelfde goede meetresultaten te kunnen leveren als de microscopische methode en dat zal het vertrouwen in de techniek verder vergroten.”
De populariteit van de fluorescentiemeting is groeiende, weet Van der Wart. Naast de watersector ziet hij de interesse in de snelle blauwalgmeting toenemen bij organisatoren van zwem-events, zoals triatlons. “Zij moeten immers kort van tevoren een beslissing nemen of het water voor de deelnemers veilig genoeg is om het event door te kunnen laten gaan.”
Voorspellingen
Normec AWS wil alle meetdata die met de beide toegepaste meettechnieken het afgelopen zomerseizoen zijn verkregen, gaan verzamelen en analyseren. “Er is inmiddels een enorme database, die veel informatie kan teruggeven”, zegt Van der Wart. “We komen op plekken waar vrijwel nooit blauwalg is geweest, maar er zijn ook locaties waar het bijna altijd zit. Wat speelt daar een rol bij? Het kan met de temperatuur ter plaatse te maken hebben, maar ook met de voedingswaarde van het water, de aanwezige nutriënten, of met ecologische aspecten. Hiervoor willen we meerdere parameters gaan loggen. Zo kunnen we in beeld brengen welke factoren per specifieke zwemlocatie van invloed zijn op de concentraties blauwalg in het water en op basis hiervan per locatie voorspellingen doen over de toe- of afname ervan. Als we kunnen aangeven wanneer de kritieke grens is bereikt, kunnen beheerders daarop anticiperen en bezoekers gerichter waarschuwen. Ook kunnen we de meetfrequenties op zo’n locatie opvoeren, om de risico’s nog beter in beeld te brengen. Al is het natuurlijk aan de opdrachtgever om dat te besluiten.”
