Zware metalen

Met zware metalen worden meestal metalen bedoeld die letterlijk zwaar zijn en dus een hoge dichtheid hebben. Metalen met een lage dichtheid worden logischerwijs lichte metalen genoemd. De grens tussen zwaar en licht ligt zo rond het element ijzer (Fe). Naast dichtheid speelt toxiciteit een belangrijke rol, zware metalen zijn over het algemeen giftiger dan lichte metalen. Metalen die niet erg zwaar zijn, maar wel giftig kunnen zijn (zoals koper en zink) worden vaak toch tot de zware metalen gerekend. De toxiciteit is de reden dat de aandacht voornamelijk uitgaat naar zware metalen. Tabel A geeft een overzicht met typering volgens KRW specifiek verontreinigende stof  en prioritair gevaarlijke stof   van zware metalen die vaak beschouwd worden in relatie tot waterkwaliteit. De twee kaders op deze pagina geven een korte toelichting op gebruik, verschijningvormen en (milieu)risico’s van koper en zink. Tabel A Zware metalen relevant voor de waterkwaliteit met typering volgens KRW Metaal Symbool Type stof volgens KRW Arseen                 As                      Specifiek verontreinigende stof Cadmium Cd Prioritair gevaarlijke stof Prioritair (gevaarlijke) stoffen zijn groepen van toxische stoffen volgens de KRW die een groot risico voor het watermilieu vormen. Het gaat (1 jan 2017) om 33 prioritaire stoffen en stofgroepen (doel: emissie naar oppervlaktewater zo veel mogelijk verminderen) en 20 prioritair gevaarlijke stoffen en stofgroepen (doel: emissie naar oppervlaktewater geheel beëindigen). Beide stofgroepen vormen samen de beoordeling op de chemische waterkwaliteit volgens de KRW. Toxische stoffen die niet prioritair of prioritair gevaarlijk zijn maar wel een bedreiging kunnen vormen voor de ecologie, vallen onder specifiek verontreinigende stoffen. Chroom Cr Specifiek verontreinigende stof Koper Cu Specifiek verontreinigende stof IJzer Fe - Kwik Hg Prioritair gevaarlijke stof Nikkel Ni Prioritaire stof Lood Pb Prioritaire stof Zink Zn Specifiek verontreinigende stof Biobeschikbaarheid Metalen komen in verschillende vormen in water voor. Ze kunnen gebonden zijn aan zwevende en/of colloïdale stof, maar ook als opgeloste stof voorkomen in het water. Dit onderscheid is belangrijk omdat het in hoge mate de biobeschikbaarheid (de mate waarin organismen de stof tot zich kunnen nemen) bepaalt. Zo zijn zink (Zn) en koper (Cu) vooral in opgeloste vorm biobeschikbaar (en dus giftig) en veel minder als ze aan zwevende deeltjes zijn gebonden. Prioritaire en specifiek verontreinigende stoffen Vanwege hun toxiciteit zijn de meeste zware metalen opgenomen in de KRW-lijst van prioritaire en prioritair gevaarlijke stoffen (om de chemische toestand van een waterlichaam te beoordelen) of in de KRW-lijst van specifiek verontreinigende stoffen (als onderdeel van de beoordeling van de ecologische toestand). Alle milieukwaliteitseisen (MKE) Normstelling vanuit de KRW voor verschillende typen toxische stoffen in water (prioritaire stoffen, prioritair gevaarlijke stoffen en specifiek verontreinigende stoffen). Onderscheid tussen JG-MKE (jaargemiddeld maximum), MAC-MKE (maximaal aanvaardbare concentratie) en MKE-biota (maximum concentratie in biota/prooidieren). MKE en MKN zijn uitwisselbare termen.voor oppervlaktewater zijn per stof opgenomen in deze lijsten. Uitgelicht: koper (Cu) Koper wordt veel toegepast in elektronica, transport en bouw. Met name het grote geleidend vermogen maakt dat koper duizenden elektrische toepassingen kent. In ongeveer 90% van de Nederlandse huizen zijn koperen waterleidingen gebruikt. Corrosie van de leidingen zorgt ervoor dat koper in het huishoudelijk afvalwater terechtkomt en na zuivering op een rwzi (met een rendement van ongeveer 95%) in het oppervlaktewater. Ook komt koper in afstromend hemelwater terecht door uitloging van koperen bouwmaterialen, zoals koperen daken en gevelplaten. Maar het meeste koper in Nederlands oppervlaktewater komt uit het buitenland (meegevoerd met de Rijn en de Maas), van afspoelende mest van landbouwgronden en van verschillende bedrijfsprocessen (metaalindustrie, drukkerijen).   Opgelost koper (Cu2+-ionen) is heel giftig voor kleine organismen, zoals bacteriën, schimmels en algen. Maar ook voor grotere organismen als kreeften en vissen is opgelost koper gevaarlijk, omdat het accumuleert in de lever. De JG-MKE (de maximum jaargemiddelde concentratie in watermonsters) voor opgelost koper bedraagt 2,4 µg/l. In 2015 voldeed 92% van de KRW-wateren (645 meetpunten) aan deze norm. Voor stedelijk water kan koper een waterkwaliteitsprobleem vormen als er grote lokale bronnen aanwezig zijn. Figuur A Museum NEMO in Amsterdam met koperen gevelbekleding (Bron: pxhere.com/photo/797980)Vergroot afbeelding     Uitgelicht: zink (Zn) Zink komt van nature voor in oppervlaktewater, vooral in de omgeving van kleigronden. In de woningbouw wordt zink veel toegepast in dakbedekking, dakgoten, regenpijpen en de gevelbekleding. Zink wordt ook vaak gebruikt om het staal van loodsen, hallen en straatmeubilair (zoals lantaarnpalen, hekken, vangrails, hoogspanningsmasten en speeltoestellen) te beschermen tegen oxidatie. Door uitloging van bouwzink en straatmeubilair komt het zink, al dan niet via de riolering en rwzi's, in de bodem of het oppervlaktewater terecht. Ook mest (afspoeling van landbouwgrond) en de metaalindustrie zijn belangrijkste bronnen van zink in het oppervlaktewater.   Voor veel organismen is zink een essentiële stof. Maar vanaf een bepaalde concentratie geldt zink als toxisch. Net als bij koper geldt dit vooral voor opgelost zink. Jaargemiddeld (JG-MKE) mag er niet meer dan 7,8 µg/l opgelost zink in watermonsters zitten, de maximumconcentratie (MAC-MKE) per monster bedraagt 15,6 µg/l. In 2015 voldeed maar 57% van de KRW-wateren (658 meetpunten) aan deze norm. Zink staat daarmee in de top 5 van specifiek verontreinigende stoffen die het vaakst het oordeel 'onvoldoende' krijgen. Figuur B Zinken dakgoten (Bron: GAW)Vergroot afbeelding   Meer informatie De informatie op deze pagina is gebaseerd op Metcalf & Eddy (2003)1, Butler & Davies (2004)2, van Mazijk & Bolier (1999)3 en op informatie van verschillende websites (het Hoogheemraadschap van Rijnland, Lenntech, het RIVM, het Loket emissieregistratie (RIVM)). 1 Metcalf & Eddy (2003). Wastewater Engineering Treatment and Reuse, 4th edition. McGraw-Hill, New York, USA. 2 Butler D. & Davies J.W. (2004). Urban Drainage, 2nd Edition. E&FN Spon, London, UK. 3 van Mazijk A. & Bolier G. (1999). Waterkwaliteitsmanagement. Collegehandleiding CThe4400. TU Delft, Delft.