Strategier overfor pesticidtruslen mod grundvandet fra punktkilder – forprojekt
2 Pesticider og punktkilder
2.1 Problemstilling
Igennem de seneste 10 år er der kommet fokus på forurening af grundvandet med pesticider. Antallet af fund af pesticider er steget i takt med, at man er begyndt at analysere for flere og flere stoffer og med en lavere detektionsgrænse end tidligere. Overvågningen betyder, at man i dag har et rimeligt godt billede af forureningen af grundvandet med enkelte af de problematiske pesticider. Det er både selve aktivstofferne, men også i høj grad deres nedbrydningsprodukter som findes i grundvandet. Som eksempel kan nævnes, at det nu vurderes at ca. 50 % af det drikkevand, som sendes ud til forbrugerne i Fyns Amt i mere eller mindre omfang er påvirket af grundvand, hvor der er fundet pesticider (Fyns Amt, 2002).
Modsat andre forureningstyper er mulige kilder til pesticidforureninger mange (se også figur 2.1):
- Punktkilder (fx vaskepladser, opfyldte mergelgrave, lossepladser)
- Mindre ”fladekilder” (fx gårdspladser, offentlige arealer, private haver)
- Liniekilder (fx jernbaner og langs veje)
- Større fladekilder (fx anvendelse i landbrug og skovbrug)
Der er således mange forskelligartede kilder, og da der ofte kan være flere kilder i samme område, er det svært at spore en egentlig kilde til en pesticidforurening. Der er opbygget nogen viden om bidraget lokalt fra enkeltkilder. I amtsligt regi er der undersøgt ca. 150 potentielle punktkilder og mindre flader, som repræsenterer fx gartnerier, gårdspladser, og maskinstationer (AVJ, 2002). Bay (2002) har rapporteret om fund ved undersøgelser af gartnerier, men problemets omfang er ikke undersøgt i detaljer. Hertil kommer andre kilder, fx gamle lossepladser, som kan give anledning til væsentlige pesticidfund (Baun et al., 2004). Problemstillingen omkring liniekilder (fx jernbanelegemer) er ikke belyst i Danmark, men udenlandske erfaringer peger på, at de også kan give anledning til pesticidudvaskning (Bùrjeson et al., 2003).
Fokus i dette projekt er på udvaskning fra gårdspladser og maskinstationer. Pesticidanvendelse på og udvaskning fra større fladekilder og liniekilder vil ikke blive berørt yderligere. I forbindelse med risikovurdering på oplandsskala indgår alle de nævnte kilder selvfølgelig i den samlede vurdering af pesticidbelastningen.
Figur 2.1 Kilder til grundvandsforurening med pesticider (Helweg, 1994).
Hovedparten af de udførte undersøgelser af pesticidpunktkilder har været på et indledende niveau og ofte har pesticider ikke været det eneste formål med undersøgelsen (AVJ, 2002). Det giver en række begrænsninger i undersøgelsernes omfang, men nogle af de generelle konklusioner vedrørende forekomsten af pesticider er:
- På 97% af de undersøgte lokaliteter fandt man pesticider
- Pesticiderne giver anledning til forurening af det øvre grundvand
- Der er ofte tale om en blanding af flere forskellige pesticider
På baggrund af disse resultater, hvor især de meget høje fundprocenter er markante, kan det ikke udledes, hvor mange potentielle punktkilder der eksisterer.
Problemstillingen er landsdækkende, og der er publiceret erfaringer fra Storstrøms Amt og Bornholms Regions kommune vedrørende kortlægning af pesticidpunktkilder (Bay og Hansen, 2001). Erfaringer fra fx Tåsinge (se eksempel 2.1) illustrerer, at der er tale om en kompleks problemstilling, hvor fokusering på en enkelt kilde ikke er tilstrækkeligt. De viser også, at der er tale om en række forskellige pesticider, så problemet ikke kan isoleres til et enkelt pesticid eller et enkelt nedbrydningsprodukt som fx BAM.
Pesticidforureningen er langt mere markant i det terrænnære grundvand end i det dybereliggende grundvand. Dette vises bl.a. i GEUS’ rapport om små vandforsyninger fra 2002, hvor der er fundet pesticider i 53 % af boringerne. I 32 % af alle boringerne var grænseværdien for drikkevand overskredet. Desuden findes der typisk mange pesticider og nedbrydningsprodukter i samme boring, op til 12 forskellige i enkelte boringer (GEUS, 2002). I Miljøstyrelsens rapport fra 2002 “Pesticider og vandværker” vurderes det, at det dybere og mere beskyttede grundvand inden for en årrække vil blive påvirket af pesticider (Miljøstyrelsen, 2002).
Denne kvalitetsforringelse af det øvre grundvand har bl.a. været medvirkende til, at GEUS i 2003 har nedskrevet størrelsen af den samlede grundvandsressource i Danmark fra 1,8 mia. m³/år til 1,0 mia. m³/år. Det vurderes endvidere, at der kan komme en yderligere nedskrivning af grundvandsressourcen bl.a. som følge af, at pesticidforureningen med tiden udbredes til det dybere grundvand (GEUS, 2003a).
Eksempel 2.1 Pesticidpunktkilder på Tåsinge
Det har i de seneste år ikke været muligt at oppumpe uforurenet grundvand på Tåsinge. En stor del af drikkevandet er blevet renset for pesticider (BAM) på 2 af øens 5 vandværker. Fyns Amt har givet tilladelse til at rense vandet som en midlertidig løsning, mens mulighederne for at basere øens drikkevandsbehov på rene vandressourcer er blevet kortlagt. Resultatet af flere års kortlægning af grundvandet på Tåsinge viser, at der er mulighed for at erstatte renset vand fra de kildepladser, som er belastet med BAM med grundvand, der ikke er forurenet.
Resultatet af kortlægningen har desværre også vist, at pesticidproblemet i visse områder har været mere omfattende end forventet. På Bregninge Materialeplads på Tåsinge, beliggende 1,1 km sydøst for Fåregård Kildeplads, er der observeret atrazin og nedbrydningsprodukter, terbuthylazin, simazin, diuron og BAM, i total koncentrationer op til 2,8 mg/l. I en boring længere nedstrøms er der observeret en samlet koncentration af pesticider på 2,0 mg/l. Strømningsmodellen udarbejdet i forbindelse med indsatskortlægningen viser, at disse to boringer ligger i indvindingsoplandet til Fåregård Kildeplads (figur 2.2). Det vurderes at den observerede forurening udgør en risiko overfor kildepladsen. Fundet af forureningen har medført, at et af de foreslåede løsningsmuligheder (flytning af Fåregård kildeplads opstrøms) har måttet forkastes.
Kilderne til den observerede pesticidforurening kan være mange forskellige. I området findes der materialeplads (hvor der kan være håndteret pesticider), planteskole, plantager, losseplads (hvor der er deponeret pesticidemballage), kirkegård, samt øvrig bymæssig bebyggelse (hvor der også kan være anvendt pesticider). Fyns Amt har vurderet, at yderligere kildeopsporing ville være vanskelig på det eksisterende vidensgrundlag (Fyns Amt, 2004a).
Figur 2.2 Området omkring Fåregård kildeplads: partikelbanemodel og pesticidfund.
2.2 Baggrund for valg af delprojekter
Som det er beskrevet i de forrige afsnit, er den samlede vidensmængde indenfor pesticider og punktkilder præget af en spredt indsats, som i praksis betyder, at myndigheder, men også rådgivere, står famlende overfor indgrebsmuligheder, når der konstateres et problem på et vandværk eller identificeres en ny pesticidpunktkilde i et område. Der er derfor behov for et decideret vidensløft på en række områder:
- Metoder til systematisk og ressourceeffektivt at indsamle viden om kilder til pesticidforurening
- Metoder til at undersøge forureningskilder
- Metoder til at risikovurdere flere forskellige forureningskilder overfor vandværker såvel som overfor grundvandsressourcen
- Metoder til at oprense og afværge pesticidforureninger, herunder en økonomisk vurdering af at anvende de forskellige metoder
- Metoder til at prioritere indsatsen mod forureningskilderne på et teknisk og miljøøkonomisk grundlag
Generelt er der for at kunne understøtte især forureningsundersøgelser, risikovurdering, samt oprensning og afskæring, behov for udvikle og etablere:
- En pesticiddatabase med opdateret viden om pesticiderne, nedbrydningsprodukter, hjælpestoffer, urenheder og andre relevante oplysninger.
For at belyse problemstillingen med pesticidpunktkilder konkret er det hensigtsmæssigt starte med at se på indvindingsoplande, hvorefter kritiske kilder udvælges. Derefter zoomes ind på de væsentligste forureningskilder, som undersøges nøjere. Til sidst står man forhåbentlig tilbage med et begrænset antal punktkilderkilder, hvor der skal foretages deciderede afværgetiltag. Dette fører frem til, at der er fire hovedaspekter, som skal belyses:
- Risikovurdering og prioritering af pesticidforureningskilder og andre kilder til forurening af grundvand og vandforsyning
- Kortlægning, forureningsundersøgelser og risikovurdering af udvalgte pesticidpunktkilder
- Udvikling af afværgeteknologier ved pesticidpunktkilder
- Miljøøkonomiske vurderinger af indgreb
Alt i alt fører det frem til en beskrivelse af 5 delprojekter (A-E) som i et samlet projektforløb vurderes at kunne give et vidensløft på området pesticider og punktkilder.
2.2.1 Pesticiddatabase, delprojekt A
For at bruge den erfaring, som allerede eksisterer om pesticider på en effektiv måde, skal den gøres tilgængelig på en form, så den kan anvendes i den daglige forvaltning. Et af problemerne er, at antallet af pesticider er meget stort, og de har meget forskellige egenskaber, så det er svært at opbygge paratviden for den menige medarbejder. I dag ligger den eksisterende viden i forskningsinstitutioner, hos nøglemedarbejdere i Miljøstyrelsen, i amterne og hos rådgiverne, i videnskabelige publikationer og i en række publikationer udgivet i de senere år, især fra AVJ og Miljøstyrelsen. En måde at gøre denne viden operationel er at udvikle en pesticiddatabase. Databasen skal være tilgængelig via internet/PC så den løbende kan opdateres. I databasen skal oplysninger om pesticiderne lagres, fx fysisk-kemiske data, analysemetoder, toksicitet, sorption og nedbrydning. I takt med at der kommer mere information kan oplysninger om fund, undersøgelsesstrategier og afværgeteknologier tilføjes. Informationen skal være rettet mod danske forhold, være kvalitetssikret og løbende kunne opdateres. Der vil være behov for at udføre litteraturstudier på en række pesticider, men for de hyppigst forekommende pesticider vil den eksisterende viden forholdsvis nemt kunne sammenfattes. For pesticider som bliver fundet, men hvor der ikke er tilstrækkelig viden, vil databasen være et godt værktøj til at identificere behovet for en forskningsindsats.
2.2.2 Risikovurdering og prioritering af pesticidpunktkilder på oplandsskala, delprojekt B
Når der planlægges aktiviteter (afværge, nye boringer, udarbejdelse af indsatsplan) i et indvindingsopland er der behov for at gennemføre en samlet vurdering af indsatsens effekt overfor både pesticidflade- og punktkilder. Vurderingen skal optimalt indeholde både de tekniske aspekter, usikkerheder og de økonomiske omkostninger (i form af begrænsninger i pesticidforbrug, oprydning af punktkilder, etablering af ny vandforsyning) for at opnå en bæredygtig overholdelse af kvalitetskriterier for grundvand og vandindvinding. Et væsentligt punkt ved en helhedsvurdering er, at der kan foretages en prioritering af indgreb. I den sammenhæng skal ikke blot pesticider inddrages, men også forureninger med andre grundvandstruende stoffer, så der bliver tale om en prioritering, der på det bedst tænkelige grundlag sikrer vandforsyningen.
Sådanne vurderinger kræver anvendelse af strømnings- og stoftransportmodeller, som indeholder den nyeste viden om udvaskning fra rodzonen, sprækketransport og strømning i grundvandszonen. De værktøjer der eksisterer idag er enten for generelle og unuancerede (mangler fx ofte dynamikken i systemet) eller for specifikke med deraf følgende krav til inputdata. Målet med værktøjet til problemstillingen beskrevet ovenfor er ikke at simulere den enkelte kilde perfekt, men fange de karakteristiske mønstre for et område og på den måde belyse effekterne af et indgreb. Modelkonceptet skal for at have værdi vurderes på værkstedsområder, hvor der er tilstrækkeligt med detailinformation så modellens funktioner og resultater kan kvalitetssikres. Et vigtigt element i dette er en kvantificering af forureningsfluxen fra pesticidpunktkilder (delprojekt C).
2.2.3 Pesticidundersøgelser af punktkilder, delprojekt C
Antallet af pesticidpunktkilder er potentielt meget stort, så der er behov for at udvikle stærke værktøjer til skrivebordsundersøgelser. Det drejer sig om at identificere de kritiske punktkilder med et minimum af ressourcer, da feltundersøgelser ved alle punktkilder ikke er økonomisk eller praktisk muligt. Det kræver en del nytænkning, da den traditionelle tankegang omkring forureningskilder har været, at usikkerheder skulle elimineres ved konkrete undersøgelser og analyser. Det er ikke desto mindre udfordringen, så tusindvis af potentielle kilder kan blive afgrænset til de forhåbentlig betydeligt færre kilder, som udgør den væsentligste del af belastningen.
En naturlig overbygning på en pesticiddatabase er en screeningsmodel, der har til formål på skrivebordsniveau at gennemføre en risikovurdering, så antallet af kilder bliver reduceret på en rationel og faglig forsvarlig måde. For at en sådan screeningsmodel får en praktisk anvendelse kræves det, at den bliver evalueret på baggrund af velundersøgte punktkilder. Der er også behov for at GIS inddrages målrettet som et værktøj til at systematisere lokalitetsoplysninger (historiske oplysninger), geologi og hydrogeologi. Denne del er tæt knyttet til BRK-projektet og en endelig fokusering vil afhænge af resultaterne fra dette projekt.
Der er et behov for at gennemføre nogle få detaljerede undersøgelser af punktkilder i et værkstedsområde. Der skal udvikles en undersøgelsesstrategi, som er målrettet mod problemstillingen. Der er, når der er indsamlet flere erfaringer, et behov for at systematisere disse strategier i pesticiddatabasen . Aspekter som kan have særlig interesse og som kan kræve erfaringsopsamling og/eller metodeudvikling er:
- Identifikation af problempesticider og nedbrydningsprodukter særligt relevant for pesticidpunktkilder
- Skæbne af problempesticider og nedbrydningsprodukter, som ikke er velundersøgte
- Hvordan nedbrydning af pesticider dokumenteres under komplekse hydrogeologiske og/eller geokemiske forhold
- Udvikling af metoder til kvantificering af pesticidstoffluxe væk fra kilden
- Billigere analysemetoder/feltmetoder og målrettede analysepakker
2.2.4 Indgreb ved forureningskilden – afværgeteknologier, delprojekt D
Der vil være et behov for at udvikle særligt lovende afværgeteknologier for pesticidpunktkilder – både teknologier der er målrettet mod selve kildeområdet, som teknologier, der er målrettet mod forureningsfanen. Idet ganske få teknologier er prøvet i fuld skala (Tuxen, 2002), må der påregnes en udvikling, som i første omgang er baseret på forsøg i laboratoriet. Det er dog vores vurdering, at en stor del af den viden, der er fremskaffet for andre forureningstyper de seneste år vil kunne bruges i forbindelse med pesticider. En del af afværgemetoderne vil kunne videreudvikles, således at de også vil kunne anvendes overfor forskellige typer af pesticider.
Umiddelbart er det mest oplagt at initiere udvikling af teknologier, som er rettet mod et bredt spektrum af pesticider. Det kan være fysisk/kemiske afværgeteknologier eller biologiske teknikker (Tuxen, 2002).
Potentialet i at initiere en sådan udvikling af afværgeteknologier er stort. Det kan understreges ved at drage en parallel til vores nuværende viden om en lang række stoffer som olie, benzin og chlorerede opløsningsmidler. Her har der været forskning og teknologiudvikling af metoder til kortlægning, undersøgelse, risikovurdering, prioritering og afværge. Derfor findes der i dag flere løsningsmuligheder til sikring af grundvandsressourcen eller en konkret indvinding. Hvad der forekom urealistisk at rense op for få år siden er i dag muligt for relativt få midler set i forhold til flytning af fx en kildeplads. Endvidere har det højere vidensniveau for disse stoffer givet bedre muligheder for en effektiv regulering af anvendelsen, således at risikoen for forurening fremover minimeres.
Det skal nævnes, at for at beskytte vandforsyninger har aktiv kildepladsstyring med succes været anvendt overfor BAM-kilder (Hansen, 2000). Det er sandsynligt, at denne metode har et bredere potentiale, så den også kan omfatte andre pesticider. Det ville være oplagt at kombinere kildepladsstyring med afværgepumpning, samt konsekvensvurderinger på oplandskala, men der vil i denne sammenhæng ikke blive fokuseret yderligere på de tekniske aspekter af kildepladsstyring.
2.2.5 Miljøøkonomi, delprojekt E
Der eksisterer ofte forskellige indgrebsmuligheder overfor en konstateret grundvandstruende forurening i et opland. Ofte nævnte alternativer er enten at rydde op ved kilden, dvs. fjerne årsagen til forureningen, afværge grundvandsforureningen, rense vandet på vandværkerne før distribution til forbrugerne eller helt forlade den forurenede kildeplads og etablere en ny. Der er således en række strategisk forskellige valgmuligheder.
En meget væsentlig parameter for udvælgelse af den rigtige afværgestrategi vil altid være prisen dvs. hvilke omkostninger, der er forbundet med de aktiviteter, som strategien dikterer. Der er derfor et behov for at tilvejebringe brugbare værktøjer til at beregne omkostningerne ved de forskellige mulige afværgestrategier. Sådanne omkostningsberegninger skal først og fremmest opgøre de direkte udgifter ved at etablere og udføre en afværgeforanstaltning. Udover disse budgetøkonomiske elementer skal også inddrages ressourceøkonomiske parametere, dvs. prissætning af de fysiske resourcer, der er i spil (dels grundvandet og dels det jordareal, som berøres af de forskellige strategier) samt de omkostninger de valgte afværgestrategier har for ressourcerne.
Der er til dato udført en del miljøøkonomiske beregninger af forskellige afværgestrategier. De foreliggende undersøgelser udgør et udmærket udgangspunkt for at udvikle et miljøøkonomisk prioriteringsværktøj, men ingen af dem kan siges at have opstillet det endelige bud på, hvordan det skal se ud. Det skal være relativt simpelt, og det skal kunne anvendes bredt i forhold til afværgestrategier. Endelig skal det kunne omfatte alle forureningskilder og alle typer af forureninger i et opland, som kan true grundvandet.
2.3 Delprojekter
På baggrund af de opridsede problemstillinger foreslås det at igangsætte 5 delprojekter (figur 2.3) som giver en sammenhængende vidensopbygning og udvikling indenfor pesticider og punktkilder. Det fremgår af det foregående, at der er et tæt samspil mellem projekterne. Dette vil blive yderligere uddybet i kapitel 8
Figur 2.3 Delprojekter for at skabe et vidensløft for pesticider og punktkilder
Version 1.0 Marts 2007, © Miljøstyrelsen.