Abiotische factoren - Hoe kan klimaatverandering het water zelf veranderen?
Klimaatverandering kan indirect de ecologische kwaliteit van stedelijk oppervlaktewater veranderen als het zorgt voor fysische of chemische veranderingen van het water zelf. Als de watertemperatuur stijgt, neemt bijvoorbeeld de concentratie zuurstof in het water af. Ook kan klimaatverandering bijdragen aan veranderingen in concentraties microverontreiniging, zout of voedingsstoffen in water. Dit noemen we de abiotische factoren van water. Al deze abiotische factoren hebben effect op de stedelijke waterkwaliteit.
Wil je meer weten over de verschillende eigenschappen van het watersysteem en hoe deze door klimaatverandering kunnen worden beïnvloed? Ga dan naar de pagina Hoe kwetsbaar is een watersystem voor klimaatverandering of naar ‘Indicatoren en stuurvariabelen’ in het interactieve kennisdocument Stedelijke Waterkwaliteit, Klimaat en Adaptatie (pdf, 13 MB).
Tool SWKA helpt waterkwaliteit te verbeteren
De verschillende eigenschappen van een watersysteem bepalen samen de waterkwaliteit. Door de waarde van deze eigenschappen te veranderen, kun je de waterkwaliteit beïnvloeden of ‘sturen’. Wil je de waterkwaliteit van een watersysteem verbeteren? Dan kan de tool Stedelijke Waterkwaliteit, Klimaat en Adaptatie (SWKA) daarbij helpen. Deze tool biedt inzicht in de grenswaarden van verschillende ‘stuurvariabelen’ bij verschillende gebruiksfuncties. De temperatuur van een watersysteem moet bijvoorbeeld tussen de 25 en 32 graden zijn om het te kunnen gebruiken als zwemwater.
Zuurstofgebrek
Door klimaatverandering ontstaat er vaker zuurstofgebrek in oppervlaktewater. Zuurstofgebrek kan worden veroorzaakt door hitte en door hevige neerslag:
- Hitte: De concentratie zuurstof in water hangt voor een groot deel af van de watertemperatuur. Als de watertemperatuur hoog is, daalt de zuurstofconcentratie. Dat komt onder andere doordat de organismen in het water bij een hoge temperatuur meer zuurstof verbruiken. Bij hittegolven kan dat zelfs leiden tot zuurstofloosheid van het water. Dat laatste gebeurt vooral in ondiep water met op de bodem veel organisch materiaal, dat onder andere afkomstig is van afgevallen bladeren. Doordat het water daar sneller opwarmt, gebruiken vissen en andere dieren daar meer zuurstof. Daarnaast is voor de afbraak van het organisch materiaal (mineralisatie) veel zuurstof nodig.
- Hevige neerslag: Piekbuien kunnen invloed hebben op de concentratie zuurstof in het oppervlaktewater, vooral in warme zomers. Als er dan door hevige regen meer overstorten plaatsvinden van het riool, leidt dat ook tot een grotere zuurstofvraag en mogelijk tot zuurstofloosheid. Door zuurstofloosheid sterven vissen en kleine dieren in het water. Ook zal de soortensamenstelling veranderen.
Meer microverontreinigingen en giftige stoffen
Door klimaatverandering kunnen er meer microverontreinigingen en giftige stoffen in het stedelijk oppervlaktewater terechtkomen. Door hevige neerslag spoelen er meer microverontreinigingen het oppervlaktewater in. Ook de combinatie van warm weer en aanhoudende droogte kan een schadelijk effect hebben: op plekken waar vroeger industrie was, kunnen giftige stoffen uit de waterbodem vrijkomen. Klik op de vragen hieronder voor meer uitleg.
Vooral na een lange periode van droogte kunnen er tijdens intense regenbuien microverontreinigingen in het oppervlaktewater terechtkomen. Denk daarbij aan bandenslijpsel, koper van autoremmen, microplastics en olieresten. Microverontreinigingen zijn schadelijk voor het leven in en om het oppervlaktewater. Het is meestal niet bekend hoeveel microverontreinigingen er in oppervlaktewater zitten. Bij de meeste waterbeheerders zitten maar weinig microverontreinigingen in het meetpakket, omdat de kosten van zulke metingen erg hoog zijn.
In stadswateren waar vroeger industrie was, kunnen in bepaalde omstandigheden giftige stoffen uit de bodem vrijkomen. Dat risico is het hoogst als het warm is en het water langere tijd stilstaat door aanhoudende droogte. Als deze stoffen in het water terechtkomen, is dat heel schadelijk voor het leven in en rond het oppervlaktewater. Dit risico neemt toe in de toekomst, omdat het steeds vaker warm en droog wordt.
Meer zout (verzilting)
Door klimaatverandering kan de concentratie zout (chloride) in oppervlaktewater toenemen. Dit noemen we ook wel verzilting. Verzilting neemt vooral toe in gebieden aan de kust. Dat komt onder andere doordat er door de stijgende zeespiegel en dalende bodem steeds meer zoute kwel het zoetwater in stroomt. Ook droogte en hitte kunnen verzilting van het oppervlaktewater veroorzaken. Zo laten we in droge periodes weleens ‘gebiedsvreemd water’ in vanuit de grote rivieren, terwijl het zoutgehalte van dat water in de zomer soms erg hoog is. Daarnaast verdampt er meer water in warme periodes, waardoor het zoutgehalte van het water nog verder stijgt. Als het zoutgehalte van oppervlaktewater hoger blijft, kan dat biologische effecten hebben op het water.
Te veel voedingsstoffen door eutrofiëring
Door klimaatverandering komt er meer fosfor en stikstof in het stedelijk oppervlaktewater. Hierdoor neemt eutrofiëring toe: er komen te veel voedingsstoffen in het water, ook wel nutriënten. Dit kan bijvoorbeeld bijdragen aan groei van schadelijke blauwalgen, wat de waterkwaliteit verslechtert. Klimaatverandering leidt via twee processen tot een hogere fosfor- en stikstofbelasting. Het eerste proces gebeurt in het oppervlaktewater zelf: dit noemen we interne eutrofiëring. Het tweede proces wordt veroorzaakt door bronnen buiten het oppervlaktewater: dat noemen we externe eutrofiëring. Klik hieronder voor meer uitleg over interne en externe eutrofiëring.
Interne eutrofiëring betekent dat de concentratie fosfor en stikstof in het water door het systeem zelf toeneemt. Dat gebeurt als volgt: Hogere temperaturen versnellen de afbraak van organisch materiaal, zowel in het water zelf als in het sediment op de bodem. Bij de afbraak van organisch materiaal komt fosfor en stikstof vrij. Vooral in ondiep water gaat de temperatuur bij warm weer snel omhoog. Daar kan dan dubbel zoveel fosfor uit het sediment vrijkomen. Hoe dikker de sedimentlaag, hoe meer fosfor er kan vrijkomen. Als de toplaag van het sediment ook nog zuurstofloos wordt, kan er nog extra fosfor vrijkomen in het water.
Stilstaand water versterkt het proces
Als het water door droogte ook nog langere tijd op dezelfde plek blijft, zal de concentratie stikstof en fosfor in het water zo hoog blijven. Doorspoeling door stromend water kan de hoge concentratie stikstof en fosfor verlagen. In droge periodes kan inlaatwater voor dat effect zorgen.
Externe eutrofiëring betekent dat de concentratie fosfor en stikstof in het water toeneemt door externe bronnen. Dat gebeurt vooral door veranderingen in neerslag: enerzijds de toename van neerslag in de winter en piekbuien in de zomer, en anderzijds de toename van droogte in de zomer, met als gevolg stilstaand water. Daarnaast bevat regen zelf ook stikstof, waarmee de hoeveelheid regen ook een rol speelt.
Toename van stikstof
De toename van stikstof wordt vooral veroorzaakt door de toenemende afspoeling van regenwater en door de overstorten van rioolwater op het oppervlaktewater. Je kunt dit tegengaan door een gescheiden afvalwatersysteem aan te leggen en door te vergroenen: de bodem neemt dan meer water op, wat de afspoeling vermindert. Daarnaast vangen de planten veel van het stikstof af.
Toename van fosfor
De toename van fosfor wordt vooral veroorzaakt door riooloverstorten. Dat komt doordat er in rioolwater veel fosfaat zit, een veelvoorkomende vorm van fosfor. Ook groene daken en bomen kunnen bij hevige neerslag een bron zijn van fosfor. Een andere bron van de externe toename van nutriënten is de inlaat van gebiedsvreemd water. Als dit water afkomstig is uit het landelijk agrarisch gebied, dan bevat het meestal grote concentraties aan nutriënten.