The method for the dynamical calculation of leaching and run-off of heavy metals from agricultural and natural soils has been improved on the basis of the most recent measurements and knowledge. The number of metals has been expanded to 14 and now includes next to the metal included previously (Cd, Cu, Ni, Pb, Zn) also models for As, Ba, Co, Cr, Mo, Sb, Se, V, and U. To this purpose Freundlich partition relations have been derived for these 14 metals. The vertical distribution of the reactive metals content in soil used to calculate the solution concentration has been revised using recently acquired data and auxiliary variables include the P content in the soil and the amount of Fe and Al oxides. Finally also the regional schematization of concentrations in the upper groundwater has been revised and extended with information on the 9 new metals. In the context of the national and international obligation to report the emissions and pollution of surface water, the diffuse source leaching and run-off of heavy metals from the soil to the surface water has been calculated using the revised model. For consistency, the data used for and results from the National Water Quality Model for nutrients have been used

De stuurgroep Nationaal Water Model heeft de opdracht gegeven voor het ontwikkelen van een landelijk Waterkwaliteitsmodel Nutriënten. Dit landelijk Waterkwaliteitsmodel (LWKM) is gebaseerd op de recentste data, gebruikt de resultaten van het Landelijk hydrologisch Model (LHM) en bouwt waar mogelijk voort op of maakt gebruik van onderdelen van eerdere modelinstrumenten als STONE en het Landelijk KRW-Verkenner Model (LKM). Dit rapport beschrijft de ontwikkeling van LWKM1.2, waarin aanpassingen en verbeteringen zijn toegepast t.o.v. van eerdere versies van het LKWM (LWKM1.0 en LWKM1.1), die zijn toegepast voor respectievelijk de Nationale Analyse Waterkwaliteit en het aanleveren van emissiecijfers voor de Emissieregistratie 2019 en 2020.

In preparation of the Seventh Action Programme Nitrates Directive (2022-2025), an Environmental Impact Assessment at plan level (EIA) has been prepared, primarily assessing effects of measures on water quality. Special attention is paid to nitrate concentrations in the southern sand and loess area because the limit value of 50 mg L-1 for nitrate is exceeded in these areas on average. A first step in the calculation of effects is an assessment of the water quality in 2027 based on implemented policy measures and the expected development of the livestock population. According to this projection, the nitrate concentration in the southern sandy area will decrease by about 10 mg L-1 until 2027 as a result of measures taken in the 6th Action Programme. The effects of a reduction of fertilizer application, a broader crop rotation, the maximum application of catch crops and the establishment of fertilizer-free field margins were calculated with three different models. The reduction in nitrate concentration is calculated to be a few milligrams up to about 15 mg nitrate per liter under extreme assumptions. It is calculated that with the measures of the most far-reaching scenario the nitrate concentration in the southern sand area in 2027 will not exceed the limit value of 50 mg L-1, but is still exceeded in the loess area. Furthermore, it is calculated that on national average the nitrogen load on surface water from agricultural soils decreases by 6 - 13% and the phosphorus load by 1.2 – 4.4%. In a ‘Maximum Environmentally friendly Alternative’ scenario, just over 60% of WFD water bodies meet the nitrogen and phosphorus concentration standards in 2027. In 2027, a significant proportion of water bodies does not fully comply with standards for nutrient concentrations in surface water. The reduction in nutrient transport to surface water leads to a less than proportionate increase in the number of water bodies with a good quality status. Sustainable crop rotation schemes for arable crops on sandy and loess soils contribute to improving water quality. Their implementation has major implications for practice. Effects of the measures on emissions of ammonia (NH3), nitrous oxide (N2O), carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and on improving biodiversity, the counteraction of desiccation and the reduction of flooding have been estimated based on expert judgement. The impacts of the possible measures are expected to be small (on a national scale).

De stuurgroep Nationaal Water Model heeft de opdracht gegeven een landelijk waterkwaliteitsmodel nutriënten te ontwikkelen. Dit Landelijk WaterKwaliteitsModel (LWKM) is gebaseerd op de recentste data, gebruikt de resultaten van het Landelijk hydrologisch Model en bouwt waar mogelijk voort op of maakt gebruik van onderdelen van eerdere modelinstrumenten als STONE en het Landelijk KRW-Verkenner Model (LKM). Dit rapport beschrijft de opzet, de realisatie, de gebruikte invoergegevens, de initialisatie, de kalibratie, de toetsing en resultaten van de eerste versie van het LWKM

Voor het realiseren van KRW-doelen m.b.t. nutriënten zijn aanvullende maatregelen noodzakelijk. Wetterskip Fryslân heeft een aanvullende studie laten uitvoeren, waarvan het resultaat nu voorligt.

Voor de ex-ante-evaluatie van de meststoffenwet in 2016 is een analyse uitgevoerd van de gevolgen van drie mestbeleidscenario's voor de meststromen in de landbouw en van de milieukwaliteit.

Om inzicht te krijgen in de herkomst en beïnvloedbaarheid van stikstof en fosfor in het oppervlaktewater in het beheergebied van Wetterskip Fryslân zijn met de ECHO-methodiek stofbalansen opgesteld voor een zestal polders. De beïnvloedbaarheid van bronnen is afgeleid conform de werkwijze die wordt toegepast door de Nutriëntenwerkgroep Rijn-West. Daarnaast is het effect van het mestbeleid op de nutriëntenbelasting van het oppervlaktewater in beeld gebracht op basis van uit het landelijke STONE-model afgeleide resultaten voor de uitspoeling bij gebruiksnormen van het 5e Nitraat Actieprogramma (5e NAP). Uit de resultaten blijkt dat het grootste deel (46 −74%) van de stikstof- en fosforbelasting van het oppervlaktewater afkomstig is van beïnvloedbare bronnen (actuele bemesting en nalevering bodem) met een effect op de korte en lange termijn. Bronnen met een direct effect (voornamelijk inlaatwater) dragen voor 5 − 45% bij aan de totale nutriëntenbelasting. De stikstofbelasting van het oppervlaktewater is voor 7 − 22% afkomstig van niet of moeilijk te beïnvloeden bronnen, voor fosfor ligt dit tussen 1 en 12%. Het doorrekenen van het mestbeleid (5e NAP) resulteert in een reductie van de uit- en afspoeling tussen 1,9 en 9,1%. Voor de totale nutriëntenbelasting ligt de reductie als gevolg van de maatregelen in het 5e NAP tussen 1,1 en 7,7%.

Om inzicht te krijgen in de herkomst en beinvloedbaarheid van stikstof en fosfor in het oppervlaktewater in het beheergebied van Wetterskip Fryslân zijn met de ECHO-methodiek stofbalansen opgesteld voor een zestal polders. De beinvloedbaarheid van bronnen is afgeleid conform de werkwijze die wordt toegepast door de Nutrientenwerkgroep Rijn-West. Daarnaast is het effect van het mestbeleid op de nutrientenbelasting van het oppervlaktewater in beeld gebracht op basis van uit het landelijke STONE-model afgeleide resultaten voor de uitspoeling bij gebruiksnormen van het 5e Nitraat Actieprogramma (5e NAP). Uit de resultaten blijkt dat het grootste deel (46 −74%) van de stikstof- en fosforbelasting van het oppervlaktewater afkomstig is van beinvloedbare bronnen (actuele bemesting en nalevering bodem) met een effect op de korte en lange termijn. Bronnen met een direct effect (voornamelijk inlaatwater) dragen voor 5 − 45% bij aan de totale nutrientenbelasting. De stikstofbelasting van het oppervlaktewater is voor 7 − 22% afkomstig van niet of moeilijk te beinvloeden bronnen, voor fosfor ligt dit tussen 1 en 12%. Het doorrekenen van het mestbeleid (5e NAP) resulteert in een reductie van de uit- en afspoeling tussen 1,9 en 9,1%. Voor de totale nutrientenbelasting ligt de reductie als gevolg van de maatregelen in het 5e NAP tussen 1,1 en 7,7%.

In opdracht van Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier zijn voor 42 deelgebieden theoretische achtergrondconcentraties afgeleid van stikstof en fosfor in het oppervlaktewater. De resultaten zijn per deelgebied in 42 achtergrondrapporten vastgelegd. In dit hoofdrapport wordt een overzicht gegeven van de toegepaste methodiek, wordt een samenvatting gegeven van de resultaten en wordt aandacht besteed aan de plausibiliteit van de nutrientenbalansen. De theoretische achtergrondconcentraties zijn afgeleid op basis van water- en stofbalansen. De waterbalans is opgesteld op dagbasis met meetgegevens (neerslag, verdamping en lozingen) en modelresultaten (kwel en afvoer naar de RWZI) als balansposten. Het inlaatvolume is als ontbrekende balanspost ingeschat door de gemeten en berekende gebiedsafvoer te vergelijken. De nutrientenbalans is opgesteld met behulp van het modelinstrumentarium ECHO, waarin beschikbare metingen, data en kennis zijn gecombineerd met regionale informatie (landgebruik, bodemtype, Gt-klasse). De herkomst van de nutrienten in het oppervlaktewater is in beeld gebracht en opgesplitst naar antropogeen (rioolwaterzuiveringsinrichtingen of RWZI’s, bemesting, etc.) of natuurlijk (kwel, veenoxidatie, etc.).

In deze studie is een quickscan uitgevoerd naar het effect van een zestal maatregelen op de uitspoeling van fosfaat naar het oppervlaktewater in 2027. De vergeleken maatregelen zijn: huidige mestbeleid, fosfaattoestand ‘voldoende’, drainage, uitmijnen, omzetten landbouw in natuur en structuurverbetering. De effecten van de maatregelen verschillen in omvang en vertonen grote regionale verschillen. Belasting van het oppervlaktewater vindt vooral plaats vanuit een smalle zone langs waterlopen. In een groot deel van Nederland is deze zone smaller dan 5 meter. Maatregelen zouden dus deels tot deze zones beperkt kunnen worden.

In het kader van de nationale en internationale verplichting om de emissies en belasting van oppervlaktewater te rapporteren, is de uit- en afspoeling van nutrienten en zware metalen uit het landelijk gebied berekend. Met het landelijke emissiemodel STONE en STONE-ZM zijn de emissies naar het oppervlaktewater doorgerekend. Voor het bepalen van een gemiddelde verwachting van de uit- en afspoeling is de klimaatreeksmethode toegepast om de grote effecten van de dynamiek in het weer te filteren. Aangezien het neerslagoverschot van grote invloed is op de uit- en afspoeling van stikstof en fosfor.