Spatiale differentiatie in zones en compartimenten
Externaliteiten zijn een begrip binnen de welvaartseconomie dat vooral van belang is voor beleidsmakers. Voor stoffen die door advectie in lucht of water over lange afstand worden getransporteerd, kunnen externaliteiten zich niet alleen in de nabijheid van de bron voordoen, maar ook op tamelijk verre plaatsen waar stoffen aankomen (Europese Commissie, 1999a; Barbante et al., 2001; Friedrich en Bickel, 2001a; Scheringer en Wania, 2003; Wania, 2003). Deze stoffen kunnen dus grensoverschrijdend worden getransporteerd en daarom zijn dergelijke externe effecten meestal van belang voor nationale autoriteiten en/of regeringen die belast zijn met internationale aangelegenheden. De beoordeling van de externe effecten van dergelijke stoffen vereist dan ook dat op vrij grote schaal te werk wordt gegaan. Bovendien moeten ze vrij ruimtelijk worden opgelost zodat de effecten op verschillende bestuurlijke eenheden kunnen worden onderscheiden. Dit betekent bijvoorbeeld dat het vrijkomen van tamelijk vluchtige stoffen in een zoetwaterlichaam niet mag leiden tot concentraties in de stroomopwaarts van de plaats van vrijkomen (emissies in het Nederlandse deel van de Rijn worden bijvoorbeeld zichtbaar in Zwitserse Alpenmeren binnen het stroomgebied wanneer alleen wordt gedifferentieerd naar stroomgebieden, zie fig. 4-2). Daarom moet niet alleen bij de effectbeoordeling, maar ook bij de beoordeling van het milieutraject een vrij hoge mate van ruimtelijke differentiatie worden gewaarborgd. De invloed van de keuze van verschillende ruimtelijke resoluties bij de afbakening volgens stroomgebieden zal worden onderzocht door middel van een scenario-analyse in paragraaf 9.3.3.
Het geografisch bereik is grotendeels beperkt tot Europa (cf. fig. 4-3). Het huidige modelleringskader is opgezet als een systeem met open grenzen. De uitvoer van stoffen vindt plaats via lucht- en waterstromen of door begraving van sedimenten. Er is echter geen sprake van invoer, aangezien noch met intercontinentale advectie door water en lucht, noch met (her)invoer van stoffen (bv. in levensmiddelen) van buiten Europa rekening wordt gehouden. Stoffen die het potentieel hebben om bijvoorbeeld intercontinentaal te worden getransporteerd via de lucht, oceaanstromen of migrerende soorten, kunnen dus niet naar behoren in aanmerking worden genomen, wat leidt tot een onderschatting van de effecten als gevolg van de open systeemgrenzen. Dergelijk intercontinentaal transport wordt zelfs waargenomen voor deeltjesgebonden sporenelementen (Church et al., 1990).
Het geografische toepassingsgebied van WATSON is ruimtelijk ingedeeld in zones op basis van stroomgebieden (zie paragraaf 4.3). Er bestaan andere afbakeningscriteria, waaronder een regelmatig raster (bv. Prevedouros et al., 2004) en combinaties van waterscheidingen met andere criteria (bv. Devillers et al., 1995; MacLeod et al., 2001). De invloed van de keuze van één zo’n afbakeningsschema op de modelresultaten is niet bekend.
WATSON maakt het mogelijk verschillende compartimenten te onderscheiden (paragrafen 5.1 en 6.1). Deze worden verondersteld intern homogeen te zijn en tijdelijk constante eigenschappen te hebben, afgezien van de hoeveelheden stoffen die zij bevatten. De invloed van de keuze van de in aanmerking te nemen compartimenten wordt hieronder geëvalueerd door middel van een scenario-analyse.
Zoals beschreven in paragraaf B.4.3 bestaat het watervolume van een zone uit beken en meren die volledig in die zone liggen. Als zowel beken als meren aanwezig zijn, betekent dit dat ervan wordt uitgegaan dat vrijwel al het water dat de zone binnenstroomt ook door het meer of de meren met een langere verblijftijd stroomt, hoewel het mogelijk is dat slechts een deel daadwerkelijk door het meer stroomt (bijv. het kleine meer ten oosten van het meer Vänem in het stroomgebied van de Götälv, fig. 6-2). Dit kan leiden tot hogere concentraties in het zoetwaterlichaam van deze zone, terwijl de toevoer naar de stroomafwaarts gelegen zoetwaterlichamen wordt verminderd. Het netto-effect op de blootstelling van de mens en uiteindelijk op de effecten hangt af van de verdeling van de intensiteit van de zoetwatervisproductie en is dus niet eenduidig.
Hoewel de gepresenteerde methodologie plaatsafhankelijk is, worden sommige niet-stofafhankelijke eigenschappen die met name van invloed zijn op het lot en de blootstelling van een stof in het milieu, behandeld alsof ze niet variëren in de ruimte. Dergelijke waarden van eigenschappen zullen niet representatief zijn voor alle locaties waarop ze worden toegepast. Zo zijn bijvoorbeeld de dieptes van de sediment-, gletsjer- en bodemcompartimenten invariant tussen de verschillende zones. Dit kan bijvoorbeeld leiden tot een onderschatting van de wortelopname door gewassen waarvan de wortels verder in de grond reiken dan de veronderstelde bodemdiepte, mits de stoffen deze diepte in aanzienlijke mate bereiken. Dit geldt bijvoorbeeld niet zozeer voor lood, aangezien dit geconcentreerd lijkt te zijn in de bovenste centimeters (Nriagu, 1978; Rickard en Nriagu, 1978), hoewel er tegenstrijdige bewijzen zijn (Martínez García et al., 1999). Het constante watervolumegehalte wordt geacht de resultaten niet te beïnvloeden zolang de homogeniteitshypothese voor de bodem en het lineaire verband tussen de poriewaterconcentratie en de plantenconcentratie volgens de bioconcentratiefactor (BCF) worden aangehouden. De constante volumefractie van vaste stoffen in de bodem heeft echter een aantal implicaties wanneer het gehalte aan organische koolstof kan variëren. Dit zal leiden tot variërende dichtheden van de totale vaste fase in de bodem (vgl. Eq. (B-10)). De manier waarop de evenwichtsspreidingscoëfficiënt is gedefinieerd (zie deel A.2) betekent dat hoe kleiner de dichtheid van de vaste fase is, hoe minder van de stof met de vaste fase is geassocieerd. Het is echter de organische fase die niet alleen voor hydrofobe stoffen maar ook voor veel spoorelementen zeer relevant is voor de vast-waterverdeling (Nriagu, 1978; McCutcheon et al., 1993; Aboul-Kassim and Simoneit, 2001a). Een lagere dichtheid van de vaste fase zal leiden tot een kleinere geadsorbeerde fractie en dus tot een grotere mobiliteit en biologische beschikbaarheid van de betrokken stof in gebieden met een hoog gehalte aan organische koolstof. Als gevolg daarvan wordt de stof minder lang in de bodem vastgehouden, wat mogelijk een eerdere blootstelling tot gevolg kan hebben dan in bodemcompartimenten met een lager gehalte aan organische koolstof. Voor de onzekerheden in verband met de blootstellingsgerelateerde parameters wordt verwezen naar: United States – Environmental Protection Agency (1998).
Er zijn delen van het milieu die niet volledig zijn meegenomen, d.w.z. dat ze geen deel uitmaken van eigen compartimenten of deze vormen. Ten eerste wordt het mariene milieu niet meegenomen, waardoor de blootstelling wordt onderschat doordat de consumptie van zeevis en schelpdieren niet wordt meegenomen. Hetzelfde geldt voor blootstelling via drinkwater, dat voor een vrij groot deel afkomstig is van grondwaterlichamen. Een meer gedetailleerde bespreking van de redenen waarom het mariene milieu en het grondwater, en de daarmee samenhangende blootstellingsroutes, bij de beoordeling buiten beschouwing zijn gelaten, wordt gegeven in paragraaf 7.3. Voorts is de blootstelling van landbouwhuisdieren door inademing buiten beschouwing gelaten. Aangenomen wordt dat dit niet leidt tot een substantiële onderschatting van de blootstellingsresultaten, hetgeen in overeenstemming is met Ewers en Wilhelm (1995) en Wilhelm en Ewers (1999) voor respectievelijk cadmium en lood.