Grondwater wordt gevoed door regenwater dat percoleert doorheen de bodem. Nitraten ontstaan door mineralisatie van organisch materiaal of zijn afkomstig uit meststoffen. Omwille van hun negatieve lading (NO3-) lossen ze op in het bodemwater en spoelen ze vooral in de winter mee uit naar het grondwater. In een eerste onderdeel van deze studie werd daarom het ontstaan van de nitraatproblematiek in de onverzadigde zone (bodem boven het grondwater) vertrekkende vanuit landbouwbodems en ander bodemgebruik gesimuleerd. Deze tijdsreeks dient als invoer voor een model van de verzadigde zone, dat het mogelijk nitraattransport via het grondwater naar de waterlopen berekent.
Een analyse van 10 studiegebieden, waarvan 9 met een nitraatproblematiek en 1 zonder, toont de vier belangrijkste invloedsfactoren die de hoge nitraatconcentraties aan de bestudeerde MAP-meetpunten verklaren. In volgorde van belangrijkheid zijn deze factoren:
- de nitraatconcentratie onderaan de wortelzone die in alle gebieden te hoog ligt;
- de aanwezigheid van kunstmatige drainage en de mate waarin ze ondiep percolatiewater afvoeren;
- de dikte van de oxidatiezone en de relatieve bijdrage van grondwater vanuit de oxidatiezone;
- reistijden van grondwater.
Responstijden variëren van slechts enkele jaren voor MAP-meetpunten die vooral door drains worden beïnvloed, tot decennia voor MAP-meetpunten die in heuvelgebieden liggen, zoals de Vlaamse Ardennen.
MAP-meetpunten die in valleien liggen waarvan de instroom afkomstig is uit heuvels met geoxideerde sedimenten hebben hoge reistijden. De ouderdom van het grondwater ligt meestal in de orde van 20 tot 40 jaar. Door die lange reistijden zal daar het effect van maatregelen pas na lange tijd merkbaar zijn in het MAP-meetpunt. Deze MAP-meetpunten (naar schatting 5% van de 756 meetpunten) hebben vaak een sterk seizoenaal patroon met hoge zomerwaarden of vertonen het jaar rond hoge nitraatconcentraties. Het effect van maatregelen zal in die gebieden veel eerder te merken zijn in het bovenste grondwater, dan in de MAP-meetpunten.
MAP-meetpunten die vooral gevoed worden door drains, vertonen vaak een seizoenaal patroon met hoge winterwaarden en hebben veel kortere responstijden, omdat het drainwater recent geïnfiltreerd water is. Maatregelen zullen hier zeker binnen de paar jaar een merkbaar effect hebben. Maar vermits het drainwater vooral uit de oxidatiezone komt, liggen de nitraatgehalten dicht tegen die van het bodempercolaat, het uitgespoelde water onderaan de wortelzone van gewassen. De berekeningen hebben getoond dat het gemiddelde nitraatgehalte onderaan de wortelzone nog een factor van 2 tot 5 boven de 50 mg nitraat/l ligt.
Ermee rekening houdend dat grondwater van verschillende ouderdommen in de freatische (bovenste) grondwaterlaag gemengd worden, betekent dit dat de nitraatconcentratie onderaan de wortelzone te hoog is om zonder natuurlijke afbraak (attenuatie) onder de 50 mg nitraat/l te komen. De concentratie in het oppervlaktewater kan enkel onder de 50 mg nitraat/l zakken als:
- er grote bijmenging optreedt van ander water (gereduceerd, nitraatvrij dieper grondwater of van run-off);
- de nitraatconcentratie onderaan de wortelzone drastisch zakt door maatregelen te nemen op niveau van de nitraatinput door de landbouw. Alleen dit laatste hebben we in de hand. We kunnen de gemiddelde nitraatpercolatie in het stroomgebied verlagen door de nitraatinput uit de landbouw te verlagen. Het is uiterst belangrijk om oordeelkundig te bemesten, volgens de principes van de 4J's: juiste dosis, juiste tijdstip, juiste mestsoort en juiste aanwendingstechniek.
