Figuur 1: Gemeten nitraatconcentraties en ligging van de bronnen in 2018

Nitraatconcentraties dalen in alle bronnen

De modelresultaten tonen in eerste instantie een stijging van de nitraatconcentratie met de jaren (grijze lijnen Figuur 2A t/m 2E). Daarna volgt in bijna alle bronnen een piek in nitraatconcentratie, waarna er een trendomkering volgt en de concentraties dalen.
De piek in nitraatconcentratie is een direct gevolg van de piek in het mestgebruik in 1985. Met de prognose van het model kunnen we de effecten van het mestbeleid in het verleden goed terugzien. De effecten van beleid zien we niet in alle bronnen even snel terug. In bronnen met jong water zien we dit bijvoorbeeld al binnen 10 jaar terug, waar dit in bronnen met ouder water 10-15 jaar of langer kan duren.

Over het algemeen komen het model en de nitraatmetingen goed overeen; de voorspelde nitraatconcentraties (grijze lijnen) overlappen grotendeels met de gemeten nitraatconcentraties (gekleurde boxplots) in deze figuren (Figuur 2). Het basisscenario van het model gaat er vanuit dat nitraat in de ondergrond niet wordt omgezet. In bronnen met ouder water, grotendeels gelegen op de zuidelijke kalksteenplateaus, zien we dat modelvoorspellingen in het basisscenario afwijken (Figuur 2E). In deze oudere bronnen overschat het model de gemeten nitraatconcentratie.

Figuur 2: Omkering van de trend in nitraatconcentratie in het water van verschillende bronnen. In elke figuur (A t/m E) zijn meerdere bronnen samengevoegd op basis van de gemiddelde reistijd (MTT) in die bronnen. De boxplots geven de verdeling van de gemeten nitraatconcentraties van de bronnen aan per meetjaar (1984, 2001, 2009 of 2018). Onder elke boxplot staat het aantal bronnen. De grijze lijnen geven de beste passende modelvoorspellingen aan. De horizontale stippellijn geeft de norm voor nitraat aan (50 mg/l). Figuur F geeft een voorspelling aan met een aangepast model waarbij wordt aangenomen dat nitraat deels is omgezet in de diepe ondergrond (in de Formatie van Vaals). Dit kan de waargenomen concentratiedaling in bronnen met een hoge gemiddelde reistijd verklaren.

Modelaanpassing voor bronnen met ouder water

We vermoeden dat de overschatting komt doordat het water van deze bronnen deels toestroomt via de onder de kalksteen gelegen Formatie van Vaals. De Formatie van Vaals bevat pyriet. Wanneer nitraathoudend grondwater langs pyriet stroomt kan een chemische reactie optreden waarbij nitraat uit het water verdwijnt en sulfaat juist ontstaat. Het sulfaat reist in opgeloste vorm verder en treedt met het bronwater uit. Hierdoor zien we een trage, maar gestage toename in sulfaatconcentraties in de bronnen op zuidelijk plateaus, terwijl de nitraatconcentraties licht dalen.

Om overschatting van nitraat te voorkomen heeft TNO het model aangepast voor de zuidelijke bronnen; daar wordt nu uitgegaan van een gedeeltelijke afname van nitraat (denitrificatie) in het oudere deel van het toestromende water.  In Figuur 2F is te zien dat dit model voor bronnen met langere reistijden beter past bij de in 2001 gemeten concentraties, de waargenomen trendombuiging en daaropvolgende daling in concentraties tussen 2001 en 2018 in diezelfde bronnen. 

Prognoses van nitraat in bronwater in 2027 en 2035 

Hoewel de afname van nitraatuitspoeling op de Limburgse plateaus heeft geleid tot een trendomkering en dalende nitraatconcentraties in de bronnen, is de prognose dat veel bronnen in 2027 en 2035 nog niet voldoen aan de nitraatnorm voor grondwater van 50 mg/l, zeker niet als de  gemiddelde reistijd kleiner is dan 50 jaar (Figuur 3). Dit is het gevolg van de voortgaande nitraatbelasting tussen 1985 en 2020, die gemiddeld boven de 50 mg/l lag.  Zoals we hiervoor beschreven, wordt een deel van deze nitraat(belasting) in contact met pyriet diep in de ondergrond afgebroken; hierdoor voldoet een aantal zuidelijke bronnen met een gemiddeld langere reistijd wél aan de nitraatnorm voor grondwater.

Wanneer het bronwater in een grote beek terechtkomt geldt de norm voor stikstof in oppervlaktewater uit de Kaderrichtlijn Water. Deze KRW Kaderrichtlijn Water (Kaderrichtlijn Water)-norm is bedoeld om eutrofiëring te voorkomen of bestrijden. Voor de Limburgse beken is deze KRW-norm 2,3 mg N/l (wat ongeveer overeenkomt met 10 mg/l nitraat). De nitraatconcentraties in het bronwater maken het lastig om de KRW-doelen voor beekwater te halen, omdat de bronnen een belangrijke voeding van de beeksystemen vormen.

Figuur 3: Prognoses van nitraatconcentraties in het jaar 2001, 2018, 2027 en 2035 in relatie tot de gemiddelde reistijd (in het Engels: mean travel time) van de bronnen. In de prognoses is meegenomen dat nitraat in de zuidelijke bronnen deels is omgezet in de diepe ondergrond (in de Formatie van Vaals).

Timo Brussée (RIVM), Mariëlle van Vliet (TNO) en Hans Peter Broers (TNO)

LMM Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid (Landelijk Meetnet effecten Mestbeleid) e-nieuws, februari 2025