Pesticider og vandværker. Udredningsprojekt om BAM-forurening

2. Udbredelse af BAM-forurening

2.1 Anvendelse og forbrug af Prefix og Casoron
2.2 BAM-forurening i grundvand
2.3 Fordeling af forureningsramte boringer
2.3.1 Datagrundlag
2.3.2 Fordeling af BAM-fund - geografisk og dybdemæssigt
2.3.3 Relation til geologi og grundvandskemi
2.3.4 Relation til arealanvendelse

2.1 Anvendelse og forbrug af Prefix og Casoron

Dichlobenil og chlorthiamid, som er moderstoffer til nedbrydningsproduktet BAM (jf. figur 2.1), blev introduceret som herbicider i henholdsvis 1960 og 1963 af firmaerne Philip-Duphar, Amsterdam og Shell Limited, London. Begge herbicider har været solgt til brug på udyrkede arealer, i frugtplantager og under prydtræer og prydbuske. Chlorthiamid blev i Danmark solgt som Prefix i perioden 1965-1980, mens dichlobenil blev solgt i handelsprodukterne Casoron G, Prefix G og Prefix Garden i perioden 1970-1997 (Miljøstyrelsen, 1996). Salg af dichlobenil blev forbudt i Danmark i 1997.

Figur 2.1
Nedbrydningsveje for chlorthiamid, dichlobenil og BAM

Det årlige forbrug i Danmark af chlorthiamid og dichlobenil i perioden 1965-1997 opgjort på basis af salg er vist på figur 2.2. Det gennemsnitlige forbrug af de to stoffer i denne periode var 29.000 kg per år.

Figur 2.2
Forbrug af chlorthiamid og dichlobenil opgjort på basis af salg i perioden 1965-1997.

Ifølge Miljøstyrelsen har doseringen af dichlobenil været mellem 4 og 30 kg aktivstof pr. ha., med en skønnet typisk dosering på ca. 20 kg aktivstof pr. ha (Miljøstyrelsen, 1997). Doseringen af chlorthiamid har formentlig været af samme størrelsesorden. Statens Planteavlsforsøg har fra 1991 og frem anbefalet en maksimal dosering svarende til 13,5 kg aktivstof pr. ha. I tekstboksen nedenfor er refereret vejledningen i brug af Casoron G og Prefix G fra "Planteværn “93". Som det fremgår er begge ukrudtsmidler på granulat-form med anbefalet udstrøning før regn. De anbefalede mængder til udstrøning på op til 200 kg/ha svarer til ovennævnte ca. 13,5 kg aktivstof pr. ha (6,75 % aktivstof i midlerne). I praksis har udstrøningen nok i mange tilfælde ikke været baseret på nøje afvejede mængder, men formentlig været strøet ud med "let hånd".

Om brugen af Casoron G og Prefix G:

- uddrag fra udgivelsen "Planteværn ‘93". De to stoffer blev forbudt i 1997

Casoron G:

Aktivstof: Dichlobenil: 6,75 %

Skal bruges under frugttræer og frugtbuske efter frugtplukning og indtil første maj.

Virkning: Casoron G er et meget bredtvirkende ukrudtsmiddel i granulatform til udstrøning. Anvendelse: Udstrøes ved lav temperatur på fugtig jord før regn. Midlet flyder ikke i jorden og trænger ikke længere ned end 7 - 10 cm. Udyrkede arealer: Gårdspladser, industrianlæg, sportsanlæg, vejkanter, fortove og havegange. Frugt og bærkulturer: I æble- og pæreplantager samt ribs- og solbærbeplantninger kan der behandles med 80 - 100 kg Casoron G pr hektar i det tidlige forår. Små træer og prydbuske: 40 - 60 kg Casoron G pr. hektar.

Fareklasse: Ingen.

Prefix G:

Aktivstof: Dichlobenil: 6,75 %

Virkning: Bekæmper de mest almindelige ukrudtsarter. Spredes i granulatform. Bedst virkning ved udspredning før regn. Bør ikke anvendes i eller omkring væksthuse. Anvendelse: Totalukrudtsbekæmpelse og ukrudtsbekæmpelse i æble, pære, frugtbuske, løvfældende træer og busketter.

Behandling: Prefix G trænger ikke længere end 7 - 10 cm ned i jorden og giver mulighed for udstrøelse under træer og buske med dybereliggende rødder.

Dosering: Udyrkede arealer: 100 - 200 kg/ha, æble- og pæretræer med mere: 60 - 80 kg/ha.

Fareklasse: Ingen

2.2 BAM-forurening i grundvand

Ifølge "Grundvandsovervågningen 2000", som opsamler data fra grundvandsovervågningsområderne (GRUMO), landovervågningsoplande (LOOP) og vandværksboringer, fremgår det med al tydelighed, at pesticidforurening af grundvandet er et meget stort problem. I analyseperioden 1993-1999 er der påvist pesticider eller nedbrydningsprodukter fra pesticider i ca. 35 % af de undersøgte 1.061 boringer, som indgik i grundvandsovervågningens GRUMO-boringer. De tilsvarende fundprocenter for de 119 undersøgte boringer fra LOOP og 5.774 undersøgte vandværksboringer var henholdsvis 53 % og 24 %.

Samlet tegner der sig et billede af, at det er gruppen af herbicider, som dominerer forureningsmæssigt i grundvandet, formentlig fordi disse stoffer ofte er mere mobile (vandopløselige) end fungicider og insekticider, men også fordi de er brugt i størst mængder herhjemme. Indenfor gruppen af herbicider og nedbrydningsprodukter heraf er BAM det stof, der hyppigst detekteres over grænseværdien på 0,1 µg/l, til trods for, at dichlobenilholdige (og chlorthiamidholdige) ukrudtsmidler er solgt i væsentlig mindre mængder end for eksempel triaziner og phenoxysyrer.

Den relative forekomst af forskellige pesticider og nedbrydningsprodukter viser et noget forskelligt billede afhængigt af, hvilken gruppe af boringer, der betragtes. BAM detekteres hyppigst over grænseværdien på 0,1 µg/l i vandværksboringer og i boringer fra grundvandsovervågningen, hvorimod der for boringer i landovervågningsoplandene kun relativt sjældent er påvist BAM (i 4 ud af 78 boringer). I sidstnævnte gruppe af boringer synes triaziner samt glyphosat/AMPA at udgøre de oftest detekterede pesticider. De sjældne fund af BAM i boringerne fra LOOP viser, at de installerede filtre under markerne åbenbart kun i få tilfælde er påvirket af pesticidanvendelse fra eksempelvis veje, gårdspladser m.m.

For vandværkerne synes det største og mest hyppige problem med hensyn til pesticidforurening at være relateret til BAM-forurening. Mere specifikt er der i "Grundvandsovervågningen 2000" konstateret BAM i ca. 24 % af i alt 3.191 undersøgte boringer, hvoraf der i ca. 10 % af boringerne er konstateret fund over 0,1 µg/l. Moderproduktet dichlobenil er til sammenligning konstateret i 0,9 % af 3.746 undersøgte boringer, hvilket viser, at moderproduktet meget sjældnere når grundvandsmagasinet sammenlignet med BAM. Tilsvarende er i alt 124 vandværksboringer analyseret for indhold af 2,6-dichlorbenzoesyre, som er nedbrydningsprodukt fra BAM, men stoffet er ikke blevet påvist. Til sammenligning er der for grundvandsovervågningens GRUMO-boringer påvist 2,6-dichlorbenzoesyre i 3 ud af 65 undersøgte filtre.

2.3 Fordeling af forureningsramte boringer

2.3.1 Datagrundlag

Amterne og Københavns og Frederiksberg kommune indberetter løbende oplysninger til GEUS om fund af BAM i grundvandsboringer, og disse sammenstilles da med andre grundvandskemiske data i en national GrundVands Kemisk database (GVK databasen). Ved projektets opstart i november 1999 var der samlet resultater af 3.716 vandanalyser for BAM i GVK databasen. I forbindelse med dette projekt er oplysninger fra GVK databasen sammenholdt med GEUS“ boredatabase PC-Jupiter med henblik på at skabe et datagrundlag for en landsdækkende behandling af BAM-forureningerne. Arbejdet med at oprette databasen er udført i forbindelse med et eksamensprojekt på Danmarks Tekniske Universitet, og en mere uddybende beskrivelse af databasen og resultaterne af søgningerne kan læses heri (Sørensen, 2000).

Med baggrund i dette datagrundlag er der indledningsvist i projektet foretaget søgninger om sammenhæng mellem fund af BAM og dybder for prøvetagning i boringer, de terrænære geologiske forhold omkring boringerne (defineret som de gennemborede geologiske lag indenfor de øverste 5-10 m), selve boringskonstruktionen, grundvandskemiske forhold samt arealanvendelserne omkring boringerne. Søgning om sammenhæng mellem arealanvendelse og fund af BAM er gennemført med CORINE databasen, som indeholder oplysninger om arealanvendelser i Danmark.

I det følgende præsenteres udvalgte fundne sammenhænge omkring fordelingen af BAM-forureningen i Danmark. Resultatet af de mere specifikke søgninger omkring BAM-fund og forskellige boringskonstruktioner er beskrevet i kapitel 4 og delrapport 1.

2.3.2 Fordeling af BAM-fund - geografisk og dybdemæssigt

På figur 2.3 er vist placeringen af boringer, som er undersøgt for indhold af BAM (og som ultimo 1999 var indberettet til GEUS). Der er fundet BAM over grænseværdien i 377 af boringerne (10,1 %). Som det fremgårer fund af BAM i grundvandet ikke ligeligt fordelt i hele landet.

Figur 2.3
BAM-fund i boringer baseret på data i GVK/ PC-Jupiter databasen

For området omkring Storkøbenhavn ses massiv forurening med BAM ligesom mange af boringerne med BAM synes at være koncentreret i Sønderjylland og i den østlige og nordlige del af Jylland. Tilsvarende synes der at være meget få BAM-fund i Nord- og Vestsjælland samt i den vestlige del af Jylland. I tabel 2.1 er vist fordelingen af BAM-fund fordelt på amter. Heriblandt er opgjort den procentvise andel af analyser med BAM-indhold større end 0,1 µg/l for hvert amt, således at der i vurderingen af fund fordelt i Danmark tages højde for, at antallet af analyser er forskellig indenfor de forskellige amter.

Det fremgår af tabel 2.1, at der i Vestsjællands Amt, Ribe Amt, Roskilde Amt, Bornholms Amt samt Frederiksborg Amt er relativt lave procentvise fund af BAM i de udførte analyser. I Sønderjyllands Amt, Fyns Amt og Vejle Amt er der relativt høje procentvise fund, mens der i de resterende amter er gjort fund svarende til omkring landsgennemsnittet på 10 %.

Tabel 2.1
Antal vandprøver analyseret for BAM fordelt på amter.

Amt

Total antal vand- ana-
lyser

Antal vandanalyser

Procentvis andel af analyser over 0,1 µg/l

BAM-indhold under grænseværdien (µg/l)

BAM-indhold over grænseværdien (µg/l)

< 0,01

0,01-0,1

0,1-1,0

1,0-5,0

>5,0

>0,1

>0,1 (%)

Nordjyllands

373

268

70

30

5

0

35

9,4

Viborg

302

206

57

36

3

0

39

13,2

Århus

642

463

121

55

3

0

58

9,0

Ringkøbing

133

100

16

14

2

1

17

12,8

Vejle

200

161

13

23

2

1

26

13,0

Ribe

175

146

20

8

1

0

9

5,1

Sønderjylland

266

202

23

37

4

0

41

15,4

Fyn

547

394

72

59

16

6

81

14,8

Vestsjælland

140

133

5

1

0

1

1

0,7

Storstrøms

157

107

32

17

0

1

18

11,5

Roskilde

278

146

118

12

2

0

14

5,0

Københavns

298

191

73

27

3

4

34

11,4

Frederiksborg

183

171

10

0

0

2

2

1,1

Bornholms

22

17

4

1

0

0

1

4,5

Hele landet

3.716

2.705

634

320

41

16

377

10,1


Den påviste fordeling af BAM-forurening i landet må umiddelbart kunne forklares ved forskelle i følgende parametre regionerne imellem:
Typen og antal af prøvetagede boringer
Prøvetagningsdybde
Arealanvendelse
Brug af ukrudtsmidler
Befolkningstæthed
Hydrogeologiske forhold og opholdstider
Boringers placering i forhold til byområde

Figur 2.4.
Procentvis andel af prøver med BAM-fund indenfor hvert dybdeinterval. Antallet af prøver med BAM-fund er angivet for hvert dybdeinterval.

Den dybdemæssige fordeling af BAM-fund fremgår af figur 2.4 baseret på dybdeangivelser i databasen for 2.291 ud af 3.716 undersøgte vandprøver. Dybden for prøvetagningerne er i databasen defineret som toppen af et filter, eller hvor boringerne ikke er filtersatte, som toppen af den åbne zone i borehullet, hvorfra grundvand strømmer ind i det åbne borehul. Langt den største del af fundene (87,9 %) er gjort i dybderne fra 0 til 40 m u t. I alt er der for intervallet 0 til 40 m u.t. gjort fund af BAM i 484 ud af 1.556 vandprøver svarende til en fundprocent på 31 %, mens der under denne dybde kun er påvist BAM i 90 ud af 735 vandprøver svarende til 12 %. Den dybdemæssige fordeling af BAM-fund er en naturlig konsekvens af aldersfordelingen af grundvandet, idet BAM-fundene er relateret til de øvreliggende, yngre grundvandsmagasiner.

2.3.3 Relation til geologi og grundvandskemi

Som det fremgår af figur 2.3, forekommer der BAM-forurening i hele landet fordelt på både sand- og kalkmagasiner, hvor der dog som nævnt er amter, hvor der er påvist relativt få fund af BAM. Dette gælder eksempelvis Frederiksborg og Vestsjællands Amt, og dette kunne umiddelbart forklares med de relativt tykke sekvenser af moræneler i større dele af disse områder (jf. figur 2.5), samt det faktum, at det ældre grundvand under de tykke lag af ler endnu ikke er BAM-forurenet. Der er imidlertid gjort relativt mange fund af BAM i de østjyske amter og i Fyns Amt (figur 2.3), hvor der også er forekomst af relativt tykke dæklag af moræneler (figur 2.5), hvorfor morænelerstykkelsen ikke alene synes at kunne forklare BAM-fordelingen i landet.

Betragtes de vestjyske, sandede regioner i Danmark (som fx Ribe og Ringkøbing Amt) kan det måske umiddelbart undre, at der ikke er observeret flere BAM-forureninger her (jf. figur 2.3 og tabel 2.1) med forventet ringe tykkelser af dæklag over sandmagasinerne. Ved gennemgang af datamaterialet for disse områder findes, at en stor del af boringerne imidlertid er placereret i områder med lerdække (glaciale dæklag fra næstsidste istid), som udgør de såkaldte bakkeø-landskaber (eksempelvis ved Skovbjerg og Varde), hvilket kan være noget af forklaringen på, at BAM-forureningen ikke er mere udbredt i denne region. For de udprægede sandede områder, hvor der ikke er væsentlige dæklagstykkelser af moræneler, foreligger generelt meget få data og samtidig en meget stor variation i påviste koncentrationer af BAM. De få målinger kombineret med, at mange af boringerne sandsynligvis udgør markvandingsboringer med en vis afstand til potentielle kilder, antages at udgøre de væsentligste grunde til de relativt få og lave koncentrationer af BAM i de sandede, vestjyske områder.

Med baggrund i oplysninger fra databasen om de geologiske forhold er der søgt på sammenhængen mellem BAM-fund og de boringsnære, terrænnære geologiske lag, som udgør toplaget indenfor typisk de øverste 5-10 meter. Søgningen viste omtrent samme antal fund af BAM i områder med sandede dæklag som i områder med lerede dæklag, hvilket peger i retning af, at mindre dæklag af ler ikke væsentligt tilbageholder forurening sammenholdt med sandede dæklag. Søgningen i databasen har ikke indbefattet sammenstilling af større, akkumulerede lerlagstykkelser og BAM-fund.

Mere detaljerede studier af sammenhæng mellem tykkelsen af lerlag og fund af BAM er gjort i bl.a. Fyns Amt (Sørensen, 2001). I undersøgelsen er der påvist en statistisk sammenhæng mellem tykkelsen af lerlag og fund af BAM, idet der i oplande med dæklag af moræneler med mægtigheder under 15 m er en større risiko for, at boringerne er forurenet med BAM. I områder med ler mægtigheder større end 15 m ses p.t. kun en mindre udbredt BAM-forurening. Disse observationer beskriver imidlertid kun et "øjebliksbillede" i forureningssituationen, og den påviste sammenhæng mellem tykkelsen af lerdækket og hidtidige fund af BAM på nuværende tidspunkt kan derfor forklares med en længere transporttid gennem de tykke lerpakker på grund af adsorption.

Figur 2.5
Estimerede dæklagstykkelser (baseret på boringsoplysninger i Jupiter-databasen, GEUS, 2000)

Der er med baggrund i tilgængelige oplysninger fra GVK-databasen vedrørende uorganiske parametre (natrium, kalium, calcium, magnesium, sulfat, alkalinitet, nitrat, total jern, mangan, methan, ammonium, pH, svovlbrinte, opløst organisk stof, opløst ilt samt vandets elektriske ledningsevne) foretaget søgninger om sammenhænge mellem BAM-fund og indhold af uorganiske parametre. Der er imidlertid ikke påvist en systematisk sammenhæng mellem grundvandets uorganiske sammensætning og indhold af BAM (Sørensen, 2000), og der kan således ikke ses nogen tydelig sammenhæng mellem redoxforholdene i grundvandsmagasinerne og BAM-forurening. Ikke overraskende er der dog en tendens til, at der i vandprøver med et større indhold af opløst ilt og nitrat ofte samtidig findes BAM, hvilket alene har sin forklaring i, at de øverste sårbare dele af magasinerne med det yngste grundvand ofte kan være forurenet med BAM. Tilsvarende ses der relativt sjældent BAM i det ældre, dybereliggende grundvand.

I Århus Amt er der foretaget lignende sammenstillinger mellem BAM-fund i 784 vandværksboringer og vandkvaliteten klassificeret i overensstemmelse med zoneringsvejledningens klassificering (Thorling og Jensen, 2002). Heraf fremgår det, at der kan findes BAM i knap halvdelen af alle vandværksboringer, hvor der samtidig er indhold af nitrat. I boringer med en reduceret vandtype (sulfat-indhold under 40 mg/l) ses tilsvarende kun fund af BAM i 3-4 % af boringerne. Dette peger igen i retning af, at BAM-forureningen har haft tid til at nå de mest iltede vandtyper, mens vandet i de mest reducerede vandtyper er så gammelt, at BAM ikke er nået frem. De få fund af BAM i den stærkt reducerede vandtype kan skyldes nedsivning af overfladenært BAM-forurenet vand via utætte boringer eller, at vandet er udtaget fra meget lange filtre med mulighed for opblanding af forskellige vandtyper.

2.3.4 Relation til arealanvendelse

Sammenstilling af BAM-fund med arealanvendelsen er udført ved hjælp af CORINE databasen. I denne er imidlertid kun medtaget arealer, som er større end 25 ha (250.000 m2). Et areal på denne størrelse er imidlertid et relativt stort areal, hvis målet er at lokalisere kilder til BAM forureninger, som kan være gårdspladser og lignende. I CORINE databasen er der oprindeligt defineret 31 arealanvendelser, men arealer som udgør under 1 % af det samlede areal, er i denne fremstilling samlet i én klasse, som benævnes "diverse". Antallet af klasser kunne hermed reduceres til 12, hvilket fremmer overskueligheden af data. De behandlede 12 klasser for arealanvendelser er følgende:

  1. Blandet landbrug/natur (8 %)
  2. Blandet skov, frataget arealer med nåleskov (3 %)
  3. Parker (0,2 %)
  4. Diverse (14 %)
  5. Landbrugsareal, gartneri, frugtplantager (58 %)
  6. Ferske enge (0,5 %)
  7. Industri og handel (0,3 %)
  8. Komplekse dyrkningsmønstre (7 %)
  9. Nåleskov (4 %)
  10. Søer (0,8 %)
  11. Tæt bebyggelse, hvor det ikke-bebyggede areal er mindre end 20 % (0,1 %)
  12. Åben bebyggelse, hvor det ikke-bebyggede areal er større end 20 % (4 %)

Procentsatserne for hver klasse angiver den pågældende arealanvendelses andel af det samlede areal i Danmark.

Sammenhængen mellem arealanvendelsen indenfor en afstand af 250 meter fra boringen og fund af BAM i boringerne fremgår af figur 2.6. Det ses, at især ved de to typer af arealanvendelser "landbrugsarealer, gartneri og frugtplantage" og "åben bebyggelse" er der påvist relativt mange fund af BAM.

Arealanvendelsen "landbrugsarealer, gartneri og frugtplantage" er forbundet med mellem 42 og 50 % af fundene af BAM i landet i de definerede koncentrationsniveauer. Til sammenligning ses at 57 % af alle boringer er placeret indenfor denne gruppe af arealanvendelse. Da total ukrudtsmidler med chlorthiamid og dichlobenil ikke er anvendt på dyrkede landbrugsarealer, er det sandsynligt, at disse fund er knyttet til en anvendelse i bl.a. frugtplantager og på gartnerier - samt i øvrigt til gårdspladser tilknyttet landbrug, plantager og gartnerier. De påviste fund i denne klasse af arealanvendelser er fordelt på alle koncentrationsniveauer.

Areal typen "åben bebyggelse" er forbundet med mellem 30 og 40 % af fundene af BAM i danske boringer. Til sammenligning ses, at kun 19 % af alle boringer er placeret indenfor denne arealanvendelse. Set i lyset af, at arealanvendelsen "åben bebyggelse" samtidig udgør kun 4 % af det samlede areal i Danmark, må det konkluderes, at der er en overrepræsentation af fund af BAM indenfor denne arealanvendelsesgruppe set i forhold til den del af arealanvendelsen, som boringerne repræsenterer. Som det ses af figur 2.6, synes der at være en tendens til, at mange af BAM-fundene indenfor gruppen "åben bebyggelse" udgør relativt høje koncentrationer. De påviste relative høje koncentrationer af BAM fund i grundvandsprøver fra åben bebyggelse kan umiddelbart forklares med store variationer i doseringer ved privat brug af produkter med chlorthiamid og dichlobenil.

Den påviste sammenhæng mellem arealanvendelse og fund af BAM i hele landet er ikke overraskende, men bekræfter ved hvilke arealanvendelser chlorthiamid og dichlobenil hovedsagelig er blevet anvendt.

Arealanvendelsesklasser (samt procentvis andel af det samlede areal i Danmark):
  1. Blandet landbrug/natur (8%)
  2. Blandet skov, frataget arealer med nåleskov (3%)
  3. Parker (0,2%)
  4. Diverse (14%)
  5. Landbrugsareal, gartneri, frugtplantager (58%)
  6. Ferske enge (0,5%)
  7. Industri og handel (0,3%)
  8. Komplekse dyrkningsmønstre (7%)
  9. Nåleskov (4%)
  10. Søer (0,8%)
  11. Tæt bebyggelse, arealer hvor det ikke-bebyggede areal er mindre end 20 % (0,1%)
  12. Åben bebyggelse, arealer hvor det ikke-bebyggede areal er større end 20 % (4%)

Figur 2. 6
Sammenhæng mellem BAM-fund i boringer og arealanvendelsen indenfor en afstand af 250 meter fra boringen. Efter Sørensen, 2000.