Leertaak 2A

Leertaak 2A: Een waterzuivering in je tuin
Aan de slag 2) We gaan uit van de gemiddelde waarden van de verschillende manieren waarop stikstof verwijderd kan worden. Volgens het schema onderaan op bladzijde 78 kan dat op twee manieren: - via de opname in de biomassa - via denitrificatie van NO3- naar N2
Op de eerste manier kan er gemiddeld 175 kilogram N per hectare per jaar verwijderd worden. Op de tweede manier kan er gemiddeld 475 kilogram N per hectare per jaar verwijderd worden. In totaal is dat dus 175 + 475 = 650 kilogram per hectare per jaar. Door het oogsten van planten wordt er ongeveer 175 / 650 * 100 = 27% N verwijderd. 3a) Ik adviseer de klant om de ondergrondse delen te oogsten, want die bevatten de stoffen die verwijderd moeten worden. Door praktische overwegingen kan het echter handiger zijn om alles te oogsten. Het uittrekken van planten is nu eenmaal eenvoudiger dat het uitspitten, afknippen en terugplaatsen van de bovenste delen. 3b) Het handigst is het om aan het eind van de zomer te oogsten, want dan zitten de stoffen die verwijderd moeten worden nog opgeslagen in de plant. Daarna zouden de stoffen gemineraliseerd worden en dan wordt er netto geen N verwijderd. 4) Voordat het nitraat gedenitrificeerd is, zou het opgenomen kunnen worden door het grondwater en dat is niet de bedoeling. Dit wordt ondervangen door de afsluitende folielaag rondom het helofytenfilter. Wel komt er N2 vrij bij de denitrificatie. Maar dat is niet schadelijk voor het milieu, omdat de lucht al voor een substantieel deel uit N2 bestaat. 5a) De N-verbindingen worden in dat geval gemineraliseerd tot ammoniak. Dit wordt omgezet in ammonium, dan in nitraat en tenslotte in N2. 5b) Ik vraag naar de stoffen die door het filter gevoerd worden, want daaruit kan ik de hoeveelheid C en N bepalen. 5c) Een C/N-ratio van 21 is beter om het afvalwater te zuiveren, omdat de N-houdende verbindingen dan in de biomassa terechtkomen. De planten kunnen dan geoogst worden en de N is definitief verwijderd. Met een C/N-ratio van 39 zal een deel gemineraliseerd worden en dat komt dan als nitraat opnieuw in het water terecht. 5d) Ik zou de klant adviseren om niet teveel afvalwater tegelijk door het filter te spoelen en bovendien lijkt het mij handig af en toe wat C-houdende onschadelijke stoffen toe te voegen. 7) Nee, ik zou de klant niet adviseren om de bodem te beluchten. Voor de nitrificatie en de denitrificatie zijn aërobe en anaërobe plaatsen nodig. De moerasgrond is anaëroob, maar de helofyten vormen door hun grote luchtkanalen zelf voor aërobe plaatsen. Als de klant de grond nog meer zou beluchten, dan zouden er te weinig anaërobe plekken overblijven. 8) Ik zou de klant adviseren geen vlinderbloemigen te gebruiken, want deze planten hebben een symbiose met N2-bindende bacteriën. Deze bacteriën zorgen ervoor dat de plant rechtstreeks N2 uit de lucht kan opnemen en dat gaat ten koste van de opname van N uit de grond en het grondwater. 9a) De klant wil per jaar 100 m3 melkspoelwater met 0,01% melk zuiveren. In dit spoelwater zit dus 0,0001 * 100 = 0,01 m3 melk. De dichtheid van melk is ongeveer 1,03*103 kg m-3. Per jaar moet er dus 1030 * 0,01 = 10,3 kg melk gefilterd worden. In 100 gram melk zit 4 gram eiwit dus in 103 ons melk zit 412 gram eiwit. In 1 kg eiwit zit 62,5 gram N, dus in 0,412 kg zit 0,412 * 62,5 = 25,75 gram N. Van 1 hectare (= 10.000 m2) kan per jaar gemiddeld 650 kg N verwijderd worden. Dus het filter zal 0,02575 / 650 * 10.000 = 0,396 m2 groot moeten worden. Voor de zekerheid zou ik het dan 0,4 m2 groot maken. 9b) Nee, ik gebruik niet dezelfde berekening voor klanten in Noorwegen en Zuid-Frankrijk. Zuid-Frankrijk heeft een veel warmer klimaat dan Noorwegen, dus daar zullen andere soorten moerasplanten groeien en de verhouding tussen de verschillende soorten zal anders zijn. In de berekening moet daar natuurlijk rekening mee gehouden worden. Reflectie 1) relatieve fout ± 1% relatieve fout ± 10% relatieve fout ± 100% eiwitgehalte hoeveelheid spoelwater verwijderde N per hectare per jaar

N-gehalte melkgehalte
dichtheid van melk
2) Ja, de klant begreep het verhaal, alleen had ik wat moeite om uit te vinden wat ik met de C/N-ratio moest. 3) Ja, dat ging wel goed, maar voor de getallen heb ik ook het boek erbij gehouden.