Tijdschrift van het Willems-Fonds. Jaargang 2

De rol der gewassen in de zelfzuivering der rivieren.

Het is algemeen bekend dat, stroomafwaarts van steden, vooral van groote steden, de rivieren steeds in meerdere of mindere mate, al naar gelang van de aanzienlijkheid dier steden en van den aard harer nijverheid, verontreinigd worden.

De besmetting der stroomende wateren door allerlei afval uit fabrieken en woningen berokkent vaak aan de benedenwaarts gelegene plaatsen veel schade, en kan zelfs, nl. wanneer het belangrijke steden of dichtbevolkte streken geldt, tot een dreigend, gevaar worden, voor de openbare gezondheid.

[p. 360]

Dientengevolge wordt tegenwoordig in alle groote bevolkingscentrums een vraagstuk van hooge maatschappelijke beteekenis opgeworpen: hoe zal men zich van die gevaarlijke produkten ontmaken, en, zoo mogelijk, ze zelfs vervormen tot andere, bruikbare stoffen?

Al naar gelang van de omstandigheden heeft men naar zeer uiteenloopende middelen gegrepen om die soms kwellende, in ieder geval echter lastige vraag op te lossen. Deze middelen zal ik hier niet bespreken. In dit opstel verlang ik slechts de aandacht te vestigen op de rol der gewassen in de natuurlijke zuivering der rivieren, vooral naar aanleiding van een onlangs verschenen verhandeling over dit belangwekkend onderwerp⁽¹⁾.

De waarneming heeft geleerd dat, na een langeren of korteren loop, het bevuilde rivierwater opnieuw zuiver wordt: ‘de rivier heeft zich zelf gereinigd.’ In sommige gevallen grijpt dit zeer ras en tevens zeer volkomen plaats, op zulke wijs zelfs dat de onzuiverheden geheel verdwenen zijn, en dat noch door den smaak noch, door den reuk, noch door het chemische noch door het bakteriologisch onderzoek iets kan worden teruggevonden dat zou toelaten te spreken van een verontreiniging der rivier. ‘Dit is, b.v. het geval met de Isar 7 kilom. beneden München. De afstand die tot een volledige zelfzuivering voldoende is, verschilt echter van de eene rivier tot de andere, b.v. voor den Main, 3 kilom. beneden Frankfort, voor den Rijn, eenige mijlen beneden Keulen. Vroeger was de zelfzuivering der Seine eerst na een afstand van een zeventigtal mijlen beneden Parijs volkomen.

Welke is nu de oorzaak van dit zuiveringsproces? Men zou wel eerst geneigd zijn te meenen dat de onzuiverheden op den bodem der rivier nederzinken: dit zou echter niet voldoende zijn, want daardoor zouden slechts de tamelijk zware, vaste zelfstandigheden uit het water verdwijnen; de opgeloste en fijn verdeelde stoffen, als-

(1) Schorler in Isis, Jahrg. 1895.

[p. 361]

ook en vooral de talrijke soms zoo schadelijke microscopische levende wezens zouden de rivier blijven besmetten. Overigens, juist die rivieren welke den traagsten loop hebben, en waarbij dus de bezinking het gemakkelijkst plaats heeft, zuiveren zich het langzaamst, terwijl de snel stroomende wateren reeds zeer vroeg hun onzuiverheden verloren hebben. Men kan b.v. den Main, de Isar en den Tiber eenerzijds met de Theems anderzijds vergelijken; de drie eerste rivieren vloeien op haar schuin, gedeeltelijk rotsachtig bed veel sneller dan de Theems; het water van den Tiber is niettemin nooit vuil, ofschoon, sedert meer dan 2000 jaren het volrijke Rome zich aan zijn oevers verheft; de Theems, integendeel, blijft, beneden Londen, bijna volkomen vuil.

Om de vraag te beantwoorden, moeten wij eerst en vooral nagaan, door welke stoffen de rivieren besmet worden. Terwijl de rivier door een groote stad vloeit, ontvangt zij allerhande afvalproducten, die meestal van organischen oorsprong zijn, zooals: uitwerpselen, keukenafval, vuile fabriek wateren, enz.

Alle de zoog. organische stoffen nu, zijn o.a. daardoor gekenmerkt, dat zij zich gemakkelijk met zuurstof - een bestanddeel van den dampkring - verbinden. Naarmate dus de rivier door de stad voortschrijdt, zullen de bovengenoemde onzuiverheden het water meer en meer van de daarin opgeloste zuurstof berooven; en inderdaad, vindt men altijd, binnen een stad, een aanzienlijk te kort aan zuurstof. Zoo b.v. bedraagt het gehalte aan dit gas van het water van de Isar, vóór de rivier München bereikt, 6,4 kub. centim. per liter, in de stad slechts 3 tot 3,2 k.c.

Die verbinding der organische stoffen met zuurstof, is, met het oog op de zuivering der rivier, een buitengewoon belangrijk feit; daardoor worden immers die zelfstandigheden in andere - zoog. minerale - omge-

[p. 362]

zet, welke of veel minder schadelijk óf volkomen onschadelijk zijn en dan meestal zelfs als voedsel door de planten benuttigd worden.

Het zijn, in den grond, de zelfde vervormingen die de organische verbindingen van een mesthoop ondergaan, zooals overigens algemeen bekend is.

Het ligt voor de hand, dat de zuurstof zelve wel het beste en krachtigste ontsmettingsmiddel zal zijn: hoe meer zuurstof in het water gebracht wordt, des te spoediger zullen de organische stoffen ontbonden worden.

Tot nog toe echter ontbreken praktische toepassingen van deze nochtans goed gekende feiten. Maar, indien, langs kunstmatigen weg, het toevoeren van zuurstof aan het water nog niet werd verwezenlijkt, in de natuur daarentegen is, gedeeltelijk althans, voor een vernieuwing van den voorraad zuurstof in het rivierwater gezorgd geworden, en dit wel op verschillige wijzen.

Rechtstreeks wordt uit den dampkring zelve zuurstof opgenomen: naarmate dit gas voor de ontbinding der organische stoffen verbruikt wordt, lost zich er een nieuwe hoeveelheid uit de aangrenzende luchtlaag in het water op.

Veel belangrijker echter dan dit eenvoudig physisch proces is de werking van de krachten der levende natuur, van de biologische krachten. Men weet immers dat alle levende groene plant een bron van zuurstof is; maar ongelukkig is, voor de meeste dezer gewassen, het leven in onzuiver water onmogelijk. Slechts eenige weinige onder hen kunnen zich in dergelijke ongunstige omstandigheden schikken, een nog kleiner getal, eindelijk, treft men zelfs uitsluitelijk in zeer onzuivere wateren aan, b.v. twee kleine groene zoetwaterwieren, Palmella en Hormidium murale. Deze gewassen spelen hier dus een hoogst gewichtige rol: niet alleen zuiveren zij de rivier, maar door hun zuurstofafscheiden maken zij deze terzelfdertijd geschikt voor andere meer gevoelige

[p. 363]

plantensoorten, die dan, op hare beurt, aan het zuiveringsproces medewerken.

De niet-groene planten, integendeel, kunnen wél in onzuivere wateren gedijen, maar scheiden geen zuurstof af; nochtans zijn zij ook, op een andere wijs, in dezelfde richting werkzaam: vele onder haar nemen rechtstreeks, zonder voorafgaande ontbinding, de organische stoffen als voedsel op. In een rivier, die tengevolge van haren loop door een groote stad bevuild is geworden, en waaruit nagenoeg alle leven is verdwenen, verschijnen eerst weer de groenlooze planten die een deel der organische onzuiverheden verbruiken; dan langzamerhand, enkele groene planten; deze laatsten scheiden zuurstof af, en ontbinden zoodoende, de organische stoffen; dientengevolge zullen meer en meer groene planten in leven kunnen blijven, tot eindelijk weder een voldoende hoeveelheid zuurstof in het water aanwezig is om de ademhaling van dier en plant te onderhouden: de rivier is thans opnieuw voor gewone levende wezens bewoonbaar. Daarvan laten wij hier eenige voorbeelden volgen.

Bij Keulen en bij Bonn heeft de Rijn een tamelijk snellen stroom, waardoor, zooals Schenck aangetoond heeft, de rivier van alle bloemdragende planten (phanerogamen) verstoken blijft.

Midden in het rivierbed zelf treft men slechts Chantransia chalybaea, een klein groenachtig struikvormend wier, en de zoo sierlijke, microscopisch kleine, zoogen. Kristal- of Kiezelwieren (Diatomaceeën) aan. Aan de oevers vindt men onze gewone groene draadwieren, onder den vorm van vlokken of struikjes, of vliesjes; het zijn vooral Ulothrix en Cladophora. Eindelijk worden alle drijvende voorwerpen - stukken hout, schepen, bruggen - de muren zelf, enz., door de vuil-blauwgroene vliezige overtrekken van de merkwaardige Oscillaria membranocea bedekt, wier lange celdraden men gemak-

[p. 364]

kelijk onder het microscoop langzame wentelende bewegingen kan zien volbrengen.

Geheel anders vertoont zich het plantenleven, nadat de Rijn, ten gevolge van zijn loop door Keulen en Bonn verontreinigd is geworden. Van draadwieren komen hier nog slechts eenige weinige Cladophora-, Ulothrix- en Cladothrix-exemplaren voor. Een geheel andere groep planten, de splijtzwammen of bacteriën houden hier duidelijk de bovenhand, en onder haar verdient ééne plant een bijzondere melding, nl. Beggiatoa - de Beggiaota's de belangrijkste onder de zwavelbacteriën - doen zich onder het microscoop voor als lange, bijna kleurlooze, onvertakte celdraden die de zelfde bewegingen uitvoeren als de bovenvermelde Oscillaria's; na zonsondergang vervallen deze draden in de afzonderlijke cellen - op die wijs het aanzijn gevend aan een heelen zwerm van tallooze staafjes vormige bacteriën, die zich in het water verspreiden^(1). De zwavelbacteriën leven uitsluitelijk in zeer onreine wateren, waarin stoffen van dier- of plantaardigen oorsprong in verrotting verkeeren; bij deze verrotting ontstaat o.a. een giftig gas - de zwavelwaterstof - dat aan Beggiatoa tot voedsel verstrekt; deze planten bezitten nl. de kostbare eigenschap dit gas te ontbinden, en de zwavel die hierbij vrijkomt in haar lichaam op te nemen, waar men ze in den vorm van zeer kleine kogeltjes kan zien. In de vuilste, voor andere levende wezens onbewoonbare wateren, gedijen zij zeer goed en vermenigvuldigen overvloedig, terwijl zij in een zwavelvrij midden spoedig afsterven. De Beggiatoa's vormen, op de lichamen van dieren en planten, aan de oevers en op den bodem der rivier, enz., vuil-witte, vlokkige, slijmige, soms tamelijk dikke overtrekken, die uit millioenen individuën bestaan. In den Rijn zijn zij de werkzaamste waterreinigers, en nemen er weldra, door haar weelderigen groei, de bovenhand boven veel schadelijke bacteriën.

(1). Z. Kerner v. Marilaun. Pflanzenleben, I, blz., 97.

[p. 365]

In de Isar kan men tot 14.5 kilom. beneden München die Beggiotoa-vegetatie vervolgen; dicht bij de stad zijn zij overvloedig voorhanden; naarmate de afstand grooter wordt, worden ook de levensvoorwaarden voor haar minder en minder gunstig; die gewassen nemen dan ook langzamerhand in belangrijkheid af: zij maken plaats voor de gewone groene planten.

Ook andere gewassen dan wieren en zwammen kunnen echter een rol spelen; de phanerogamen, die in den Rijn en de Isar zoo weinig in aanmerking komen, treden integendeel, in de sterk verpeste rivieren der omgeving van Leipzig, op den voorgrond. Dit blijkt uit de waarnemingen van Schorler.

Boven Leipzig vloeit de Elster zuiver en helder op haar kiezelbed; reeds zijn de onzuiverheden, uit Gera, Zeitz, Pegau afkomstig, verdwenen, en de waterflora is er tamelijk rijk; het zijn in hoofdzaak onze gewone waterplanten die er voorkomen: op de oevers groeien de egelskop (Sparganium), het pijlkruid (Sagittaria), Glyceria spectabilis, een grassoort, de lischdodde (Typha latifolia) en daarenboven op sommige plaatsen, de waterweegbree (Alisma Plantago), en de zwanebloem (Butomus umbellatus). Op het water drijven de gele plomp (Nuphar luteum), het fonteinkruid (Potamogeton natans), het eendekroos (Lemna), enz.; onder den waterspiegel leven twee andere Potamogetonsoorten. Ranunculus fluitans, het duizendblad (myriophyllum), het hoornblad (Ceratophyllum), Lemna trisulca, enz.; sommige van die planten komen in tallooze exemplaren voor.

Plotseling verandert de toestand, als door den Elstermühlgraben, de vuile wateren van Leipzig in de rivier uitmonden. Heel dat zoo frisch en levendig tafereel verdwijnt en wordt vervangen door een ander schouwspel, dat, te oordeelen naar de beschrijving van Schorler, alles behalve aanlokkend moet zijn. Thans vormt de Elster dikke, vuile golven die wijd en zijd een ver-

[p. 366]

pestende lucht verspreiden, en in gansch het rivierbed heerscht een soort van gisting, van opbruising waarbij een menigte gasbellen⁽¹⁾ ontsnappen en naar boven opstijgen. Daardoor wordt het dik slijk dat de rivier binnenstroomt, omgeroerd, en, op zekere plaatsen, waar dit het gas verhindert zijn weg naar boven te vinden, grijpen zelfs op den rivierbodem gasontploffingen plaats. Het natuurlijk gevolg er van is de totale verdwijning van alle bovenvermelde planten: de Beggiatoa's zijn echter volkomen in haar element en in het begin bedekken uitsluitend hare lange vuil-witte vlokken de rivieroevers; verder echter, verschijnen langzamerhand ook schrale andere planten. Een voor een vertoonen zich weer eenige ellendige exemplaren van egelskop en van pijlkruid.

Wat verder wordt er door de Pleisse, versch, bijna zuiver rivierwater toegevoegd; bijna onmiddelijk, reeds 1,8 kilom. na den samenloop ziet men, onder zijn invloed, de planten wereld herleven; de gewassen die men reeds boven de groote stad waarnam, beginnen hier opnieuw weelderig te groeien. Edoch, als laatste teeken, blijven zij nog steeds met een slijmerige Beggiatoa-laag overtrokken.

Vervolgens vormt de Elster een reeks bijna stilstaande waterplassen die meer en meer zuiver water bevatten: van den 15^en kilom. af, is de vegetatie niet meer te onderscheiden van die van den bovenloop.

Gaan wij nu over tot de Luppe, een Elsterarm die zich van de hoofdrivier een weinig boven Leipzig afscheidt, en met deze in bijna evenwijdige richting, naar de Saale vloeit.

Hier heeft men een voorbeeld van een rivier die verontreinigd wordt door eene, in verhouding tot de watermassa, te groote hoeveelheid onzuiverheden; heel en al zuiver wordt zij dan ook nimmermeer. Nauwelijks heeft zij zich van de Elster afgezonderd of zij wordt te Linde-

(1) Dit gas is het welbekende mijngas (methaan) dat in de mijngroeven tot zulke vreeselijke onheilen aanleiding geven kan.

[p. 367]

nau door het water van verscheidene verwerijen en van een indigofabriek donkerblauw gekleurd: zelfs op die plaats wordt de rivier niet volkomen planteloos: slechts hoogere gewassen verdwijnen; de Beggiatoa's gedijen er nog goed en bedekken heel den rivierbodem; reeds 1 kilom. verder komen weer eenige phanerogamen voor den dag: Sparganium, Alisma, Callitriche, Polygonum hydropiper, Potamogeton pectinatus, Lemna. Eerst wanneer de Luppe de rioolwateren van Plagwitz-Lindenau ontvangt, verdwijnen alle planten; kort daarop vereenigt zich nog met de Luppe een besmette arm der Elster, die de bevuiling voltooit.

De eerste plant die uit dien poel weer bovendrijft is Potamogeton pectinatus, vergezeld van Beggiatoa's; hier en daar ontwaart men ook een Sparganium; dan volgen, zeer langzaam, de andere gewassen, heel en al in Beggiatoa-slijm gehuld; zij blijven echter blijkbaar ellendig, tot aan de Luppemonding in de Saale, na een loop van 31 kilometers.

In de Luppe blijven dus zoowel chemische als biologische krachten ontoereikend om een volkomen zuivering tot stand te brengen.

Uit deze waarnemingen blijkt dus dat sommige, hoogere en lagere waterplanten een belangrijke rol spelen in de natuurlijke zuivering der rivieren; nl. onder de laatste, hoofdzakelijk de Beggiatoa's; onder de groene planten, enkele die gebleken hebben tamelijk ongevoelig te zijn aan de ongunstige levensvoorwaarden in het onzuiver water, b.v. verscheidene Potamogeton-soorten, een Ceratophyllum-soort, Lemna, enz.; meer gevoelig zijn reeds Nuphar en Myriophyllum: zij komen wél in de Elster maar niet in de Luppe voor.

Zulke gewassen als b.v. een Potamogeton moeten zuiverend werken, al zij het ook slechts door de groote zuurstofmassa die zij voortbrengen.

D^r Alb. Tiberghien.