project

Mechanismen en kwantificering van herbesmetting bij duinpassage

Expert(s):
dr. Luc Hornstra, dr.ir. Gijsbert Cirkel

  • Startdatum
    12 jul 2020
  • Einddatum
    12 jul 2020
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    Dunea, PWN

Voor de analyse microbiologische veiligheid drinkwater (AMVD) is aangetoond dat duinpassage met een tot 8 logeenheden verwijdering, een belangrijke barrière vormt tegen ziekteverwekkende micro-organismen. Toch worden soms in het teruggewonnen water na duinpassage indicatoren voor fecale besmetting aangetroffen. Dit kan waarschijnlijk worden verklaard door herbesmetting in en nabij de winputten.

Onduidelijk is hoe herbesmetting kan worden voorkomen, noch wat het eventuele risico hiervan is. Dit project beoogt middels een proefopstelling de achterliggende mechanismen van kortsluitstromingen die hiervoor verantwoordelijk kunnen zijn, op te helderen.

Kortsluitroutes in de onverzadigde zone

Uit recent onderzoek blijkt dat bij duinpassage de onverzadigde zone een effectieve bescherming biedt tegen besmetting door micro-organismen via regenwater vanaf het maaiveld. Soms treden kortsluitstromingen op, waarlangs dan toch snel transport van bacteriën kan plaatsvinden. Daarnaast is aangetoond dat micro-organismen die in de onverzadigde zone achterblijven lang kunnen overleven. Verder is kennis verzameld over de verspreiding van fecale verontreiniging in het duingebied, en de aanwezigheid van ziekteverwekkers daarin. Het blijkt dat in de onverzadigde zone gedurende langere tijd ophoping van micro-organismen kan plaatsvinden, bijvoorbeeld door de aanwezigheid van dieren en dus fecaliën.

Deze onderzoeken hebben geleid tot nieuwe theorieën over de oorzaak van de aanwezigheid van indicatororganismen in onttrokken duinwater. De mechanismen die hier mogelijk aan ten grondslag liggen, worden als volgt omschreven:

  1. Bij een tijdelijk stijgende grondwaterstand worden micro-organismen uit de bovenste bodemlaag gespoeld, die onder normale omstandigheden onverzadigd is.
  2. Micro-organismen die in de onverzadigde zone eerder waren opgehoopt, worden door een zware regenbui weer mobiel.
  3. Bij plasvorming op het maaiveld treedt een preferente stroming op langs specifieke worteltypen (bijvoorbeeld riet) of via holen van dieren (wormen), of er is een preferente stroming door sterke hydrofobie van de toplaag. Dit laatste mechanisme wordt mogelijk versterkt door de inrichting van het terrein, bijvoorbeeld een winput onderaan een helling met een hydrofobe toplaag. In dat geval stroomt regenwater vanaf de helling over de hydrofobe toplaag naar het laagste punt en zal daar preferent infiltreren.

Doel van dit project is om de drie bovenstaande hypotheses te testen. Mechanismen 1 en 2 worden getest middels een proefopstelling, waarbij het gedrag van indicator organismen in een kolomopstelling wordt getest. Mechanisme 3 wordt in de praktijk getest bij Dunea.

Bodempassage duinsysteem infographic

Remobiliseren van micro-organismen testen

Bij Dunea wordt in specifieke terreinsituaties door middel van de Brilliant Blue tracer getest of er kortsluitstromingen zijn of dat ze kunnen ontstaan. Voor specifieke begroeiing wordt onderzocht of deze kortsluitstromingen bevordert. Daarnaast worden bij specifieke terreininrichtingen en bodemeigenschappen (onderaan helling van heuvel) het voorkomen van kortsluitstromingen onderzocht. Aan de hand van de zogenoemde ‘water droplet penetration time’ of WDPT wordt de mate van hydrofobie van de toplaag op een eenvoudige manier vastgesteld.

In een kolomopstelling wordt onderzocht of de aanwezige micro-organismen in de onverzadigde zone onder specifieke condities weer mobiel kunnen worden. Voor het in kaart brengen van de omstandigheden waaronder micro-organismen zich remobiliseren, wordt op basis van een literatuurstudie een proefopzet met kolommen ontworpen die een aantal variabelen test, relevant voor Dunea. Voor een goede synergie sluiten we met de proeven nauw aan op bestaand DPWE-onderzoek naar de mate van mobiliteit van E. coli en enterococcen.

Maatregelen en verder onderzoek

De informatie die met dit project voor de specifieke situatie van Dunea wordt verzameld, zal worden gekoppeld aan informatie van eerdere onderzoeken op het gebied van kortsluitstromingen in de onverzadigde zone en het effect daarvan op micro-organismen. Op basis daarvan wordt geadviseerd welke maatregelen al kunnen worden genomen, en welke onderzoekstappen nodig zijn voor verdere opheldering van de problematiek rond herbesmetting.