Effecten van zandwinning en zandtransport

In Nederland wordt zand gewonnen buiten de doorgetrokken -20 m NAP dieptelijn en binnen de 12-mijlszone. Zand wordt gewonnen met een sleephopperzuiger. Een sleephopperzuiger is een schip dat is voorzien van 1 of 2 zuigbuizen en een eigen laadruim, het zogenaamde 'beun'. Aan het eind van iedere zuigbuis zit een sleepkop, die dient om het op te zuigen materiaal los te maken en voor de zuigmond te brengen. De sleephopperzuiger baggert al varend met een snelheid van 4 à 7 km/uur (2 à 4 knopen). Het baggermengsel wordt het laadruim in gebracht, waar het zand vervolgens de gelegenheid krijgt om te bezinken. De fijne fractie die niet bezinkt (fijn zand en slib) vloeit samen met het water terug in zee. Dit wordt de overvloei genoemd. Naarmate het laadruim voller wordt, stroomt er meer water met sediment terug naar zee. De fijne delen uit de overvloei zullen niet direct bezinken en kunnen leiden tot vertroebeling van de waterkolom. Dit wordt zichtbaar als een slibpluim rond het schip. De verspreiding van het fijn sediment is afhankelijk van de heersende golven en stroming. De potentiële effecten van zandwinning kunnen worden opgesplitst in diverse vormen van verstoring en effecten als gevolg van het vrijkomen van fijn sediment.

Zandwinning en zandtransport kunnen potentieel leiden tot diverse vormen van verstoring. Visuele verstoring kan optreden tijdens het heen en weer varen van sleephopperzuigers tussen zandwinlocatie en suppletielocatie. Verstoring door geluid kan optreden door geluiden tijdens baggeren, zowel boven als onderwater. We spreken ook van verstoring wanneer een deel van de zeebodem en geassocieerde flora en fauna wordt verwijderd. Elk van deze verstoringen kan effect hebben op verschillende soortgroepen:

• Visuele verstoring van zeehonden en vogels
• Verstoring door geluid van vissen, vogels en zeezoogdieren;
• Bodemverstoring van aanwezige bodemdiergemeenschappen en geassocieerde visgemeenschappen.

Visuele verstoring en verstoring door geluid

Verstoring door varende en baggerende schepen kan optreden bij verschillende soorten vogels en zeezoogdieren. Hierbij gaat de meeste aandacht uit naar zeezoogdieren en vogelsoorten waarvoor instandhoudingsdoelstellingen zijn geformuleerd binnen Natura 2000-gebieden. De gewone zeehond, de grijze zeehond en de bruinvis zijn de meest voorkomende zeezoogdieren in de Nederlandse mariene wateren.

Plaatsgebonden vogels betreffen vooral soorten zoals de zwarte zee-eend, die vermoedelijk sterk gebonden zijn aan het locatie specifiek voorkomen van hoge dichtheden prooidieren. Bij verstoring is het ten eerste de vraag of soorten inderdaad verstoord en dus 'weggejaagd' worden. Ten tweede is het de vraag of de soorten voldoende uitwijkmogelijkheden hebben en of uitwijken ze niet dermate veel energie kost dat hun overlevingskansen en populatiegrootte als gevolg daarvan afneemt.

Zeehonden en bruinvissen hebben grote oppervlakken zee ter beschikking om te foerageren. Daarbij foerageren ze op vissen die niet sterk plaatsgebonden zijn. Er wordt daarom aangenomen dat deze soorten mogelijkheden hebben om uit te wijken naar andere locaties. Zeehonden die rusten op een plaat tijdens laagwater zijn juist sterk plaatsgebonden en hebben beperkte tot geen uitwijkmogelijkheden. Dit is alleen niet zo duidelijk voor zwarte zee-eenden. Hiervan weten we nog steeds niet goed weten op welke prooien ze precies foerageren en hoe flexibel ze zijn in hun prooikeuze. Vermoedelijk houdt deze soort zich op waar geschikte prooisoorten in voldoende hoge dichtheden voorkomen die ze met weinig moeite kunnen opduiken. Regelmatige verstoring van groepen zwarte zee-eenden op dergelijke locaties kan daarom een potentieel negatief effect hebben op de populatieomvang.

Bij effecten van geluid tijdens baggeren gaat het vooral om potentiële verstoring van foeragerende en passerende zeezoogdieren. Zowel baggeren op de winlocatie als varen produceert geluid, waarbij de geluidsbron zich verplaatst in de ruimte. Het effect van langsvarende schepen is snel uitgedoofd. Uit onderzoek naar onderwatergeluid als gevolg van de aanlegwerkzaamheden voor de Tweede Maasvlakte blijkt dat een varend baggerschip enkele decibels brongeluid meer produceert dan een baggerend schip (Heinis et al., 2013). De geproduceerde geluidsniveaus zijn daarmee vrijwel hetzelfde als de geluidsniveaus die de reguliere scheepvaart produceert. Wel verhogen de extra baggeractiviteiten het achtergrondgeluidsniveau, omdat er extra scheepsbewegingen bij komen. Het achtergrondgeluidsniveau door de activiteit van baggerschepen voor de aanleg van de Tweede Maasvlakte werd met ongeveer 5 dB werd verhoogd -bij <8000Hz 1/3-octave sound pressure level [dB re μPa2] (Heinis et al., 2013).

Verstoring bodem

Bij het winnen van zand wordt over het gehele oppervlak van het zandwingebied de bovenste laag sediment verwijderd. Dit geldt ook voor alle bodemdieren daarin. Hierdoor kunnen waardevolle bodemdiergemeenschappen worden vernietigd, zoals schelpdierbanken en velden van de schelpkokerworm Lanice conchilega. Dit kan weer tot een lokale verstoring van het gehele voedselweb leiden, via soorten die geassocieerd zijn met de bodemdiergemeenschap. Veel soorten bodemdieren planten zich voort via een pelagische larvale fase en daarmee kan in potentie een zandwinput snel gerekoloniseerd worden. De snelheid van rekolonisatie hangt af van verschillende omgevingsfactoren. Ook de diepte van het zandwingebied speelt hierbij een rol.

Fijn sediment

In de zandwingebieden wordt de bodem tussen de 2 en 6 meter verlaagd, afhankelijk van de locatie. Sleephoppers zuigen het sediment op en laten dit in het laadruim bezinken. Een deel van de fijne fractie bezinkt niet en vloeit terug naar zee. Het grootste deel van dit materiaal bestaat uit fijn zand. Dit zand zal door de hoge valsnelheid grotendeels in en rondom het zandwingebied neerslaan. Het allerfijnste deel van het opgezogen sediment zal een tijd in het water zweven nadat het in suspensie is gebracht. Dit deel vormt de zogenoemde 'slibpluim' achter de sleephopperzuiger. Vanuit deze 'slibpluim' zinken fijne deeltjes uit naar de bodem en worden daarin deels opgenomen. Het deel van het gesedimenteerde fijne sediment dat niet wordt opgenomen kan worden opgewerveld tijdens stormen en op grotere afstand weer bezinken. Dit proces herhaalt zich vele malen.

Directe effecten van verhoogde concentraties fijn sediment

Bodem

Fijn sediment dat tijdens de zandwinning door overvloei vrijkomt, slaat voor een groot deel neer in de zandwingebieden zelf.  Omdat deze wingebieden zijn ontdaan van de bovenste toplaag met bodemdieren, sorteert het materiaal dat neerslaat geen effect op het benthos. Een plaatselijke verhoging van fijn sediment op de zeebodem buiten de zandwingebieden kan wel een effect hebben op het aanwezige benthos. Overmatige toevoer van fijn sediment kan resulteren in bedekking van organismen. Met uitzondering van die soorten die permanent zijn vastgehecht aan het substraat (oester, mossel), zijn alle bodemdieren in meer of mindere mate in staat om plotselinge bedekking te overleven. Dit doen zij door zich naar de oppervlakte te graven, mits de tolerantiegrens voor bedekking (afhankelijk van soort en conditie) niet wordt overschreden (Bijkerk 1988).

Waterkolom

Verhoogde concentraties van fijn sediment in de waterkolom beïnvloeden het doorzicht en daarmee mogelijk het vangstsucces van predatoren die op zicht jagen. Dit is een complex proces. Bij een verminderd zicht neemt de predator de prooi mogelijk minder goed waar. Aan de andere kant beïnvloeden hogere concentraties fijn sediment in de waterkolom ook het gedrag en de plaats van de prooidieren. Vissoorten die (deels) gebruikmaken van zicht zijn zoöbenthos-etende soorten, zoals schol en schar, en pelagische soorten, zoals haring, sprot en spiering. Zij foerageren op zoöplankton en kleine vis (Baveco 1988). Ook veel vogels zijn oogjagers, zoals sterns en futen.

Door verhoogde concentraties fijn sediment in het water kan de opnamesnelheid van voedsel door filtrerende schelpdieren zoals de mossel (Mytilus edulis) en Ensis (Ensis leei) verminderd kunnen worden. Dit zijn 'filterfeerders', wat betekent dat zij hun voedsel uit het water halen door het zeewater over hun kieuwen te filteren. Alle deeltjes die niet eetbaar zijn worden uitgescheiden voordat ze ingeslikt worden of worden uitgescheiden in de ontlasting. Bij verhoogde concentraties van fijn sediment kan het filterapparaat van deze dieren verstopt raken en kan de vertering vertragen. De schelpdieren kunnen hierdoor mogelijk per tijdseenheid minder energie uit het beschikbare voedsel halen, met een verminderde conditie en eventuele gereduceerde voortplanting tot gevolg. Daarnaast tonen verschillende vissen en mobiele ongewervelden, bijvoorbeeld de zwemkrab, vluchtreacties voor wolken gesuspendeerd materiaal. Actieve jagers die veelal 's nachts actief zijn en hun prooi op korte afstand chemosensorisch vinden, zoals de tong (Appelbaum & Semmel 1983) hebben mogelijk minder last van vertroebeling (Groenewoud & Dankers 2002).

Indirecte effecten van verhoogde concentraties fijn sediment

Verhoogde concentraties fijn sediment in de waterkolom kunnen de lichtinval in het water verminderen. Dit kan een effect hebben op de primaire productie in de vorm van een verandering in de timing van de voorjaarsbloei van algen, een vertraagde groei of een verandering in soortensamenstelling.

Algen staan aan de basis van het voedselweb. Effecten in de vorm van een vertraging, reductie of verandering in deze 'primaire productie' kunnen mogelijk doorwerken in hogere trofische niveaus zoals schelpdieren, vogels, vissen en zeezoogdieren in zowel de Noordzee als de Waddenzee. Of en hoe het vrijkomen van fijn sediment in de waterkolom doorwerkt in het kustecosysteem hangt af van veel factoren.