Environmental forensics, signatures of pollution

The presence of anthropogenic substances in freshwater sources poses a challenge to the drinking water sector. Information on the sources and emission routes of contaminants in surface water and groundwater is often lacking, which makes it difficult to define measures to reduce or prevent emissions. However, environmental forensic approaches have shown to be useful for linking chemicals to sources of contamination. In broad terms, environmental forensics involves the reconstruction of the chain of events that lead to episodes of contamination in the environment. Investigations typically aim at understanding the links between contamination sources and release in the environment, and in some cases may also involve the establishment of the legal responsibility of the contamination event in a regulatory context. Typical investigation techniques include chemical fingerprinting, chemical fate and transport modelling, hydrogeological investigation, and reconstructing operational histories. These techniques have been applied in many different scenarios, including urban and remote areas, and using varying environmental matrixes (e.g., water, sediment, soil, biota). For instance, the occurrence of one or multiple chemicals with respect to their background concentrations, spatial and temporal distribution, can be used to reconstruct contamination events (Warner et al., 2019; Yang et al., 2020). Or, chemical indicators can be used to investigate connectivity of waterbodies, e.g., between urban, agriculture and natural environments (Pascual-Aguilar et al., 2013). In Appendix VII a more extensive literature review on techniques can be found.

In de Nederlandse oppervlaktewateren komen veel verschillende stoffen voor. Metingen tonen dat hun concentraties variëren. Het is vaak onduidelijk waarom een bepaalde stof op een bepaald moment op een bepaalde plek in een hoge concentratie wordt gemeten. Gebeurtenissen reconstrueren die leiden tot verhoogde concentraties kan met technieken uit het vakgebied ‘Environmental Forensics’. In dit rapport is gekeken naar concentraties van stoffen in samenhang. Met clustering-technieken zijn voor verschillende locaties in Rijn en Maas groepen van stoffen (‘clusters’) vastgesteld. In deze clusters variëren stoffen in metingen op eenzelfde manier in concentratie. Door de stoffen als cluster te linken met 1) stofeigenschappen 2) gemeten omstandigheden 3) aanwezigheid van stoffen die emissiebronnen, stoftypen, of type gebruik vertegenwoordigen in het cluster, kunnen hypothesen worden geformuleerd rond de oorzaak van de clustering. Door op deze manier clusters te interpreteren kunnen drinkwaterbedrijven de concentraties van stoffen op een bepaalde locatie doorgronden en dat geeft de mogelijkheid hierop te anticiperen. Met de hypothesen rond gevonden clusters kan nader onderzoek worden gedaan en kunnen zo nodig verantwoordelijke partijen tot maatregelen worden gemaand.