Grondwater kan van plaats tot plaats, en in wat mindere mate ook doorheen de tijd, flink variëren qua chemische samenstelling. Het bestaat, net zoals oppervlaktewater, niet alleen uit zuiver water (H2O) maar er zijn (vele) honderden chemische stoffen in opgelost.
De samenstelling van het grondwater bepaalt in grote mate de vegetatie als het terug aan de oppervlakte komt. Het is dan ook belangrijk om deze samenstelling te kennen. Dat gebeurt bijvoorbeeld via een piëzometer, die enkel een filter heeft onderaan de buis. Na reinigen van de buis en leegpompen, kan het verse grondwater worden geanalyseerd. Na een bepaalde periode, bijvoorbeeld na 6 maanden kan dan nog eens gebeuren als check, maar nadien hoeft het maar om de 4-5 jaar, de samenstelling is vrij stabiel.
De te analyseren parameters verschillen van oppervlaktewater, zo zit in grondwater geen organisch gebonden fosfor of stikstof (dus geen totaal-P te meten noch Kjeldahl-stikstof) en geen zuurstof.
Als regenwater (wat in feite sterk gelijkt op gedistilleerd water) infiltreert, begint het vrijwel ogenblikkelijk allerlei stoffen uit de ondergrond op te lossen. Hoe langer het water onderweg is in de ondergrond, des te meer tijd er is om allerlei stoffen op te lossen.
Grondwater dat slechts een korte tijd door de ondergrond stroomt, wordt “jong grondwater” genoemd en intuïtief wordt er dan van uitgegaan dat het mineraalarm zal zijn. “Oud grondwater” heeft een lange verblijftijd in de ondergrond en bijgevolg meer tijd om stoffen op te lossen. Opnieuw intuïtief wordt ervan uitgegaan dat het dan mineraalrijk is.
Die intuïtieve indruk is een goede leidraad maar vast en zeker geen universele vuistregel! In het “trage” grondwatersysteem van bijvoorbeeld de vallei van de Zwarte Beek is de verblijftijd van het grondwater erg lang (~honderden jaren). Het stroomt er echter door een watervoerende laag (Formatie van Diest) die vrij arm is aan mineralen. Het resultaat is mineraalarm kwelwater.
In het snelle grondwatersysteem van bijvoorbeeld de Doode Bemde is de verblijftijd van het grondwater erg kort (een paar tientallen jaren). Het stroomt echter door een mineraalrijke watervoerende laag (Formatie van Brussel). Het resultaat is mineraalrijk kwelwater. Dat zijn twee extreme voorbeelden waartussen vele mogelijke variaties liggen, zie verder op de pagina mineraalarm versus mineraalrijk grondwater.
Verschillende watervoerende lagen hebben een verschillende minerale samenstelling waardoor het grondwater dat er (langer of korter) door stroomt een eveneens verschillende chemische samenstelling zal krijgen. Afhankelijk van de plaats waar het grondwater bemonsterd wordt, de geologische laag (lagen) waaruit het afkomstig is, de hydraulische geleidbaarheid van en dus de verblijftijd in die geologische laag (-lagen), de (menselijke) activiteiten die zich in de ruime omgeving (vnl. in het infiltratiegebied) afspelen (en ook afspeelden in het verleden), kan de chemische samenstelling van het grondwater wijzigen.
Die samenstelling zal op een welbepaalde locatie niet erg veel variëren doorheen de tijd, althans niet als er vergeleken wordt met de samenstelling van oppervlaktewater op een welbepaalde locatie doorheen dezelfde tijdspanne. Oppervlaktewater stroomt veel sneller dan grondwater. In beken en rivieren monden allerhande grotere en kleinere drainagesystemen (grachten, greppels maar ook ondergronds aangelegde systemen) uit, die aangelegd worden om neerslag- en grondwater snel af te voeren. Daarbij worden allerhande chemische stoffen (afkomstig van bodempartikels, lozingswater, afgespoelde meststoffen, …) meegesleurd. Het regent niet permanent, dus er wordt ook niet permanent even veel van die stoffen uitgespoeld. Met grondwater gaat alles veel trager, veel gezapiger. Het stroomt niet over de grond en in contact met de lucht, zoals het oppervlaktewater; het stroomt erdoor, wat lastiger verloopt dan erover en grotendeels in afwezigheid van contact met de lucht. Bodem- en dieper gelegen geologische lagen zijn uiteraard hydraulisch minder goed geleidende media dan lucht. Bij de (doorgaans) lange tocht van grondwater van infiltrerende regendruppel tot uittredende kwel, vind een wirwar aan chemische uitwisselingsprocessen plaats.
Omwille van de eenvoud en ook omwille van de (op dit ogenblik doorgaans erg) onvolledige kennis van de effecten van de verschillende chemische stoffen op het voorkomen van grondwaterafhankelijke plantensoorten en vegetatietypen, wordt de uiteenzetting hier beperkt tot de klassieke dertien belangrijkste chemische variabelen in het grondwater. Naast het geleidingsvermogen en de pH zijn dat HCO3, P-PO4, N-NO2, N-NO3, N-NH4, SO4, Cl, Na, K, Ca, Mg en Fe totaal.
Bij het gebruik en interpretatie van chemische analyseresultaten is het van groot belang om aandacht te hebben voor de eenheden waarin de concentraties zijn uitgedrukt. In Vlaanderen is het de gewoonte om concentraties uit te drukken in milligram per liter (mg/l). In Nederlandse ecologische literatuur en rapporten wordt er nogal eens met μmol/l gewerkt. Nitraat, nitriet en ammonium worden hier standaard uitgedrukt in mg N/l en fosfaat in mg P/l.
Voorafgaande controle van de gebruikte eenheden en omrekenwerk kan heel wat verwarring besparen en verkeerde conclusies vermijden. De elektrische geleidbaarheid, EC25, wordt in dit rapport uitgedrukt in μS/cm. Soms wordt literatuur aangetroffen met waarden in mS/cm. Omrekenen is dan vereist.
Een andere veel voorkomende verwarring is de referentietemperatuur ten opzichte waarvan wordt uitgedrukt. Een tijdje geleden werd internationaal afgesproken om die referentietemperatuur 25°C te maken, daar waar die vroeger 20°C was. Tal van literatuurbronnen of zelfs recente studies maken nog gebruik van 20°C als referentietemperatuur, wat tot waardeverschillen van ca. 10- 15% kan leiden.
In de cijfers van chemische samenstelling van het grondwater die verder in dit hoofdstuk gebruikt worden, zijn enkel die analyseresultaten weerhouden waarvoor de electroneutraliteitsbalans (= EN%) berekenbaar is (m.a.w. wanneer de 13 klassieke chemische variabelen (zie tabel hierboven) beschikbaar zijn) en wanneer die balans maximaal +/- 10% afwijking vertoont. Dat is een check of de analyseresultaten wel betrouwbaar zijn. Er kan altijd een meetfout, kommafout oid optreden. Daarnaast is het mogelijk dat een bepaalde stof veel voorkomt die niet in die 13 chemische variabelen is meegenomen zoals mangaan of zwavel.
Het is ook belangrijk dat grondwater na analyse qua chemische samenstelling juist wordt getypeerd. Lees daarover meer op de onderstaande pagina.
