Hoe kan klimaatverandering het water zelf veranderen?
Klimaatverandering kan indirect de waterkwaliteit en het waterleven veranderen als het zorgt voor fysische of chemische veranderingen in het water. 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 fysisch-chemische veranderingen van water. Al deze fysisch-chemische veranderingen hebben effect op de kwaliteit van het oppervlaktewater.
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 watersysteem voor klimaatverandering of naar het interactieve kennisdocument Stedelijke Waterkwaliteit, Klimaat en Adaptatie (pdf, 13 MB).
Tools om waterkwaliteit te verbeteren
De verschillende eigenschappen van een watersysteem bepalen samen de waterkwaliteit. Door de waarden van deze eigenschappen te veranderen, kun je de waterkwaliteit beïnvloeden of ‘sturen’. Wil je de waterkwaliteit van een watersysteem verbeteren? Dan kunnen de Routekaart Waterkwaliteit en de tool Stedelijke Waterkwaliteit, Klimaat en Adaptatie (SWKA) daarbij helpen. De Routekaart helpt je vooral om mogelijke maatregelen te vinden die de eigenschappen beïnvloeden. De tool SKWA geeft de grenswaarden aan van eigenschappen van 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 (micro)verontreinigingen en giftige stoffen
Door klimaatverandering kunnen er meer microverontreinigingen en giftige stoffen in het oppervlaktewater terechtkomen. Door hevige neerslag spoelen er meer (micro)verontreinigingen het oppervlaktewater in, direct door afspoeling of indirect door uitspoeling via het grondwater. Ook de combinatie van warm weer en aanhoudende droogte kan een schadelijk effect hebben: op plekken waar vroeger bijvoorbeeld industrie of landbouw 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 verontreinigingen in het oppervlaktewater terechtkomen. Denk daarbij aan bandenslijpsel, koper van autoremmen, microplastics, gewasbeschermingsmiddelen, diergeneesmiddelen en olieresten. Verontreinigingen zijn schadelijk voor het leven in en om het oppervlaktewater. Van microverontreinigingen is meestal niet bekend hoeveel 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 wateren waar vroeger industrie was, kunnen in bepaalde omstandigheden giftige stoffen uit de bodem vrijkomen. Datzelfde geldt voor wateren op landbouwbodems. Dat risico is het hoogst als het warm is en het water langere tijd stilstaat door aanhoudende droogte. Door warmte komsten giftige stoffen of resten daarvan (ook wel afbraakproducten) sneller vrij. 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, afgewisseld met piekbuien.
Meer zout (verzilting)
Door klimaatverandering kan de concentratie zout in oppervlaktewater toenemen. Dit noemen we ook wel verzilting. Verzilting kan ontstaan door zoute kwel en inlaat:
- Verzilting door het intreden van zout zeewater via oppervlaktewater, of vanuit externe bronnen van zout (vaak kunstmatig, zoals zoutrijk effluent) heet ook wel externe verzilting. 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.
- Verzilting door zoute kwel heet ook wel interne verzilting. Interne verzilting ontstaat doordat er steeds meer zoute kwel het zoetwater in stroomt, als gevolg van de stijgende zeespiegel en bodemdaling. Dit gebeurt als er niet genoeg zoetwater beschikbaar is en het water als gevolg van kwel verzilt.
Ook droogte en hitte kunnen verzilting van het oppervlaktewater veroorzaken. Blijft het zoutgehalte van oppervlaktewater als gevolg van verzilting hoger dan het was? Dan kan dat biologische effecten hebben op het water.
Te veel voedingsstoffen door eutrofiëring
Door klimaatverandering komt er meer fosfor en stikstof in het 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. Daarnaast is de temperatuur van invloed op de pH-waarden van het water en hiermee op de afbraaksnelheden.
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.
Stikstof neemt toe
De concentratie stikstof neemt vooral toe doordat er meer regenwater afspoelt en er meer overstorten van rioolwater zijn op het oppervlaktewater.
Fosfor neemt toe
De concentratie fosfor neemt vooral toe doordat er meer riooloverstorten zijn. In rioolwater zit namelijk veel fosfaat, een veelvoorkomende vorm van fosfor. Ook groene daken en bomen kunnen bij hevige neerslag een bron zijn van fosfor. Een andere bron van externe eutrofiëring is de inlaat van gebiedsvreemd water. Als dit uit het landelijk agrarisch gebied komt, dan bevat het meestal grote concentraties nutriënten.