Waterkwaliteit snel in beeld

Waterkwaliteit snel in beeld

Organisatie-onderdeel

TKI TU

Projectcode

TU18084

MMIP

Landbouw, Water, Voedsel>C. Klimaatbestendig landelijk en stedelijk gebied>C4. Verbeteren waterkwaliteit

Startdatum

01/01/19

Einddatum

31/12/20

Samenvatting

De glastuinbouw maakt wat watergebruik een overgang mee naar een bedrijfsvoering waarbij het water zolang mogelijk in de kas wordt gehouden. Dit stelt hogere eisen aan de hoeveelheid waterkwaliteitsinformatie en de snelheid waarmee deze beschikbaar is. Doel van dit project is om te komen tot een selectie van één of enkele methoden om snel de biologische waterkwaliteit te kunnen vaststellen. In de ideale situatie levert dit een of enkele methodes op die binnen 5 minuten direct voor en na bijvoorbeeld een UV installatie de biologische waterkwaliteit te kunnen bepalen. Gestreefd wordt om in eerste instantie de analysetijd terug te brengen van 5 dagen naar 1 dag.

Doel van het project

Dit project richt zich op de ontwikkeling van snelle methoden om informatie te krijgen over waterkwaliteit in de glastuinbouw met behulp van hierop toegesneden meetmethodes en –concepten, waarmee de waterkwaliteit snel kan worden bijgestuurd. Specifiek werd gestreefd naar:
1) Het maken van een prototype in line meting voor waterkwaliteit op opkweek en teeltbedrijven Randvoorwaarde was dat een opstelling gerealiseerd kon worden met bestaande sensoren en eenvoudig en op relatief korte termijn toe te passen in de praktijk.
2) Het beoordelen van de geschiktheid van beschikbare technologieën om de microbiologische waterkwaliteit te bepalen.

Relatie met missie (Motivatie)

De glastuinbouw maakt een overgang mee van een doorstroombedrijf (water in, water uit)
naar een bedrijfsvoering waarbij het water zo lang mogelijk in de kas wordt gehouden. Dit
stelt hogere eisen aan de hoeveelheid waterkwaliteitsinformatie en de snelheid waarmee
deze beschikbaar is. Waar vroeger werd volstaan met een eenvoudige meting van de
geleidbaarheid van het water, wil men nu meer weten over bepaalde ionen in het water, het
organische-stofgehalte en de biologische activiteit van het water. Dit is nodig om te bepalen
of de waterkwaliteit nog goed is en of de toegepaste waterzuivering adequaat is.
Waterkwaliteit is momenteel voor tuinders een ‘zwarte doos’: als er al iets gemeten wordt
dan is het vaak alleen maar geleidbaarheid. Om beter zicht te krijgen op de waterkwaliteit is
er een grote behoefte aan nieuwe methodes om de biologische en chemische waterkwaliteit
te kunnen bepalen, om op basis hiervan de waterkwaliteit te kunnen bijsturen. Momenteel is
er nog weinig monitoringstechnologie beschikbaar om tegemoet te komen aan deze
behoefte, en als deze al bestaat dan betreft het zeer kostbare technologie of methodes die te
langzaam zijn om hier in de praktijk mee te kunnen werken.

Dankzij verbeteringen in sensortechnologie worden sensoren kleiner en zijn er steeds meer
parameters die snel en tegen relatief lage kosten gemeten kunnen worden. In dit project
wordt daarom onderzocht of een aantal nieuwe parameters (chlorofyl, UV-fluorescentie,
zuurstof, troebelheid, redox, geleidbaarheid) online gemeten kan worden om zo snel een
beeld te krijgen van de waterkwaliteit (algen, organische stoffen, microbiologische activiteit,
ionenbalans, effectiviteit reiniging).

Geplande acties

Ontwikkelen en testen mobiele meetopstelling:

Om de effectiviteit van de waterzuiveringsinstallatie te meten en in meer algemene zin een uitspraak te kunnen doen over waterkwaliteit, is het van belang om een onderscheid te maken tussen de verschillende aspecten van waterkwaliteit maar ook om te kijken naar waarop de waterkwaliteit van toepassing is. Voor tuinbouwbedrijven zijn de volgende waterkwaliteitsparameters van belang: Bacteriën, Organische stof gehalte, Zouten (Natrium/Kalium) en Algen.

WP1a Labtesten. Allereerst wordt er een ontwerp van het prototype gemaakt en een selectie in live sensoren. De sensoren worden aangepast voor een in-line meetopstelling. De opstelling wordt gemaakt en getoetst met de apparatuur voor het meten van geleidbaarheid, redoxpotentiaal, pH, turbiditeit, UV-fluorescentie, alpenfluorescentie, en zuurstof.

WP 2a Praktijk. Vervolgens wordt de mobiele installatie geplaatst in een praktijksituatie (opkweekbedrijf) in overleg met Plantum LTO Glaskracht. Hier wordt gemeten aan waterkwaliteit en parallel wordt water geanalyseerd op het laboratorium om de toets opstelling te onderzoeken.

Bepalen effectiviteit UV-desinfectie

In dit onderdeel wordt toegewerkt naar ontwikkeling van een snellere methode om desinfectie te kunnen meten. Momenteel gebeurt dit nog op basis van kiemgetal. Het nadeel van deze methodes is dat ze lang duurt (enkele dagen), terwijl men vaak binnen een dag wil kunnen bijsturen op waterkwaliteit (zie Bijlage 3 State of the Art).

WP1b Labtesten. Hierbij wordt een vergelijking gemaakt van verschillende methodes om de mate van desinfectie te kunnen meten, zoals kleuring in combinatie met microscopie, flowcytometrie, luminometrie (ATP), gPCR, etc. Aan de hand van literatuur- en laboratoriumstudie zullen de verschillende methodes beoordeeld worden op zaken als snelheid, kosten, toepasbaarheid in praktijkomstandigheden, etc. Dit wordt ontwikkeld naar een praktijkmethode.

WP2b Praktijk. Hierbij wordt de ontwikkelde methode onder praktijkomstandigheden gevalideerd om te beoordelen in hoeverre deze tegemoet komt aan de eisen die eraan gesteld wordt.

Naam projectleider

Joep van den Broeke