Door waterzuivering zijn de hoeveelheden van de voedingsstoffen stikstof en fosfaat in het oppervlaktewater teruggedrongen. Maar toch komt giftige algenbloei nog regelmatig voor. Doordat waterzuiveringsinstallaties beter in staat zijn fosfaat te verwijderen dan stikstof, verschuift overal ter wereld de balans tussen stikstof en fosfaat. Hierdoor zit verhoudingsgewijs veel stikstof in het gezuiverde water met een overvloed aan stikstof-minnende algen tot gevolg. Dat concludeert een internationaal team van onderzoekers, inclusief van Wageningen University & Research in een publicatie in PNAS.
Net als de mens, heeft de natuur baat bij een evenwichtig dieet: niet te veel en de juiste balans aan voedingsstoffen. Waar mensen moeten letten op niet te vet en een gevarieerd aanbod aan groeten en fruit, is voor de natuur de hoeveelheid en de balans tussen stikstof en fosfaat van belang.
Om te voorkomen dat er te veel voedingsstoffen in de natuur terechtkomen, is er veel geïnvesteerd in afvalwaterzuivering. Nederland behoort daarbij tot de wereldtop. Maar zelfs in Nederland waren we jarenlang beter in het verwijderen van fosfaat dan stikstof uit het afvalwater, zegt Annette Janssen, onderzoeker aan de Wageningse onderzoeksgroep Water Systems and Global Change. “Hierdoor kan de natuurlijke verhouding tussen stikstof en fosfaat uit balans raken. Hoewel de totale hoeveelheid stikstof en fosfaat afnemen, kan deze scheve verhouding toch giftige blauwalgen in het oppervlaktewater bevorderen”, stelt zij samen met andere onderzoekers.
“Wereldwijd zien we de balans tussen stikstof en fosfaat in oppervlaktewater doorslaan naar stikstof”, aldus Janssen. Zo steeg in China de verhouding stikstof – fosfaat in 2008-2017 in de meren van ca 20 naar ca 31. Daarmee is de verhouding stikstof – fosfaat boven die van Europa uitgestegen.
Dit betekent dat het water weliswaar schoner wordt, maar relatief steeds meer stikstof bevat en minder fosfaat. Elk organisme heeft zijn eigen voedselvoorkeur. Zelfs bij algen is er een grote variatie in voorliefde voor stikstof of fosfaat. Zo groeien vrij onschadelijke algensoorten beter bij relatief veel fosfaat en weinig stikstof, terwijl anderzijds giftige blauwalgen een voorkeur hebben voor relatief veel stikstof en minder fosfaat. De wereldwijde toename van de verhouding stikstof - fosfaat kan zo een verdere verbetering van de waterkwaliteit in de weg zitten, stellen de onderzoekers.
Als voorbeeld namen de onderzoekers de waterkwaliteit in China die veel te lijden heeft onder blauwalgen, feitelijk cyanobacteriën. Waar de blauwalg in Nederland vaak in het nieuws komt omdat ze ons zwemwater onveilig maakt, zorgt deze plaagsoort in China voor veel problemen met de drinkwatervoorziening. “Het is voorgekomen dat een blauwalgenplaag in China de drinkwatervoorziening van miljoenen mensen blokkeerde”, aldus Janssen.
In de PNAS-publicatie laten de onderzoekers zien dat het verschil in efficiëntie waarmee fosfaat en stikstof worden verwijderd uit afvalwater ervoor heeft gezorgd dat de verhouding stikstof - fosfaat in Chinese meren is toegenomen. Dit kan mogelijk verklaren waarom blauwalgen er nog steeds zegevieren, ondanks investeringen en energie die erin gestoken zijn om ze te stoppen. “Naast de hoeveelheid stikstof en fosfaat, is de verhouding tussen stikstof en fosfaat in het water ook een belangrijke factor voor het ontstaan van giftige algenbloei”, zegt Annette Janssen.
De onderzoekers concluderen dat de focus van de waterkwaliteitsverbetering niet alleen moet liggen op het verminderen van de voedingsstoffen, maar ook op een balans tussen stikstof en fosfaat.
Improvement in Municipal Wastewater Treatment Alters Lake Nitrogen to Phosphorus Ratios in Populated Regions. Yindong Tong, Mengzhu Wang, Josep Peñuelas, Xueyan Liu, Hans W. Paerl, James J. Elser, Jordi Sardans, Raoul-Marie Couture, Thorjørn Larssen, Hongying Hu, Xin Dong, Wei He, Wei Zhang, Xuejun Wang, Yang Zhang, Yi Liu, Siyu Zeng, Xiangzhen Kong, Annette B.G. Janssen and Yan Lin. PNAS, May 2020.
