Als het droger wordt, kunnen we dan grondwater uit de zeebodem gaan gebruiken?

Ja, in principe kan ook het grondwater uit de zeebodem worden gebruikt voor drinkwatervoorziening. Op meerdere plaatsen in de wereld wordt dit al gedaan, bijvoorbeeld in landen rond het Middellandse Zeegebied. Het water wordt onder de zeebodem opgepompt en moet dan nog wel geschikt worden gemaakt voor consumptie door het te ontzilten.

#grondwater #drinkwater

Hoe komt zoet water onder de zee terecht?

Grondwater wordt gewonnen uit aardlagen die we watervoerende pakketten of aquifers noemen. Deze lagen lopen ook ver door onder de zeebodem. Het grondwater in de aquifers onder de zee hoeft niet per se zout te zijn. Dit kan om twee redenen:

  • Soms stroomt zoet grondwater dat van het land afkomstig is nog een tijdje door onder de zeebodem. Dat kan als het watervoerende pakket van het zoute zeewater wordt gescheiden door een slecht doorlatende laag zoals een kleipakket. Of omdat het water door ondergrondse gangen stroomt. Deze komen vaak voor in kalksteen zoals in Griekenland [1] en waar deze gangen uitkomen op de zeebodem, ontstaan onderzeese zoetwaterbronnen. Sommige daarvan stromen zo hard dat ze in het verleden zelfs gebruikt werden om schepen van water te voorzien!
  • Het is ook mogelijk dat tijdens ijstijden, toen de zeespiegel vele (tientallen) meters lager stond dan nu en gebieden, zoals bijvoorbeeld de gehele Noordzee uit land bestond, het zoete water infiltreerde in de bodem die nu onder de zeespiegel ligt. Als gedurende het stijgen van de zeespiegel deze zoete grondwatervoorraden worden bedekt met (zeer) slecht doorlatende mariene afzettingen, dan kan dit zoete tot licht brakke grondwater vele duizenden jaren bewaard blijven [2]. Hele grote diepe voorkomens van dit zoete grondwater zijn op veel plaatsen in de wereld aangetroffen (Figuur 1), bijvoorbeeld in Suriname [3]. Dit soort voorraden zijn wel eindig, ze worden immers niet meer aangevuld. Het kan echter nog wel even duren voordat het zo ver is: er wordt geschat dat er misschien wel 100 keer zo veel zoet tot licht brak grondwater onder de zeebodem zit dan de totale hoeveelheid grondwater die sinds 1900 uit de ondergrond (op land) is opgepompt. Er beginnen zich ideeën te vormen of het mogelijk is om deze grote zoete grondwatervoorraden over tientallen jaren aan te spreken, wanneer de vraag naar betaalbaar zoet water in kustgebieden zoals Zuidoost Azië enorm is toegenomen.

OffshoreGroundwaterPostetal2013.PNG

Figuur 1: Wereldkaart met de locaties van zoet en brak grondwater uit de zeebodem [2].

Kunnen we het drinken?

In principe is al het grondwater onder de zeebodem geschikt om drinkwater mee te maken, maar in vrijwel alle gevallen moet het eerst ontzilt worden omdat het te zout is om te drinken. Om een idee te geven, als je 100 eenheden zoet met 1 eenheid zout zeewater mengt, dan kan je het zout al proeven. In de meeste ontziltingsinstallaties wordt het water door membranen geperst die de opgeloste zouten tegenhouden en alleen de watermoleculen doorlaten. Dit proces wordt ook wel omgekeerde osmose genoemd. Dit proces is nog steeds relatief duur en er is een hoop energie voor nodig. Maar, hoe lager het zoutgehalte, hoe voordeliger het proces is. Op steeds meer plaatsen in de wereld worden ontziltingsinstallaties langs de kust gebouwd. Sommige daarvan halen het zeewater direct uit de zee, maar een aantal pompt het zoute grondwater op van onder de zeebodem, net uit de kust [4]. Dat heeft een aantal voordelen: het water heeft een constantere temperatuur dan zeewater, is minder troebel met bijvoorbeeld organische stoffen, en ook niet onbelangrijk, er worden geen zeedieren de installaties ingezogen.

In principe is al het grondwater onder de zeebodem geschikt om drinkwater mee te maken, maar in vrijwel alle gevallen moet het eerst ontzilt worden omdat het te zout is om te drinken.

Het water wat door middel van omgekeerde osmose wordt bereid is relatief duur en wordt daarom vooral gebruikt voor drinkwater. In sommige gebieden, zoals Israël en Zuid-Spanje, zijn de watertekorten zo groot, dat het ontzilte water steeds vaker wordt gebruikt voor efficiënte (druppel)irrigatie in de landbouw (zie special issue [5]). Maar ook in Nederland (zoals het Westlandse tuinbouwgebied) wordt veelvuldig brak tot zout grondwater ontzilt. Dit grondwater is onder de voormalige zeebodem in dit deel van Nederland geïnfiltreerd. Na het ontzilten is het duurzaam lozen van het overgebleven water met hoge zoutconcentratie nog wel een probleem (of in zee of in de diepe ondergrond).

pexels-photo-590178.jpeg

Afbeelding door Tyler Lastovich via Pexels

Samengevat

Grondwater uit de zeebodem kunnen we zeker gebruiken, en op veel plaatsen wordt het op relatief kleine schaal al gebruikt. Ook al is het zoutgehalte niet altijd zo hoog als dat van zeewater, het is in vrijwel alle gevallen nog te zout om te drinken en het water moet dus eerst ontzilt worden. Omdat het relatief duur is wordt het water vooral voor drinkwater gebruikt, maar in steeds meer landen ook voor (druppel)irrigatie.

Hoe kwam dit artikel tot stand?

Dit antwoord is geschreven door Vincent Post
Reviewer: Gualbert Oude Essink
Redacteur: Joseline Houwman
Gepubliceerd op: 4 mei 2021

[1] Chen, Z., Auler, A.S., Bakalowicz, M., Drew, D., Griger, F., Hartmann, J., Jiang, G., Moosdorf, N., Richts, A., Stevanovic, Z., Veni, G., Goldscheider, N., 2017. The World Karst Aquifer Mapping project: concept, mapping procedure and map of Europe. Hydrogeol. J. 25, 771–785. https://doi.org/10.1007/s10040-016-1519-3

[2] Post, V.E.A., Groen, J., Kooi, H., Person, M., Ge, S., Edmunds, W.M., 2013. Offshore fresh groundwater reserves as a global phenomenon. Nature 504, 71–8. https://doi.org/10.1038/nature12858

[3] Micallef, A., Person, M., Berndt, C., Bertoni, C., Cohen, D., Dugan, B., Evans, R., Haroon, A., Hensen, C., Jegen, M., Key, K., Kooi, H., Liebetrau, V., Lofi, J., Mailloux, B.J., Martin‐Nagle, R., Michael, H.A., Müller, T., Schmidt, M., Schwalenberg, K., Trembath‐Reichert, E., Weymer, B., Zhang, Y., Thomas, A.T., 2021. Offshore Freshened Groundwater in Continental Margins. Rev. Geophys. 59, 1–54. https://doi.org/10.1029/2020RG000706

[4] Bartak, R., Grischek, T., Ghodeif, K., Ray, C., 2012. Beach Sand Filtration as Pre-Treatment for RO Desalination. Int. J. Water Sci. 1. https://doi.org/10.5772/53034

[5] Special Issue "Desalination of Seawater for Agricultural Irrigation" https://www.mdpi.com/journal/water/special_issues/seawater_irrigation

[6] Jones, E., Qadir, M., Van Vliet, M.T.H., Smakhtin, V., Kang, S. Mu, 2019. The state of desalination and brine production: A global outlook. Sci. Total Environ. 657, 1343–1356. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.12.076