Strategier overfor pesticidtruslen mod grundvandet fra punktkilder – forprojekt
5 Pesticidundersøgelser af punktkilder (delprojekt C)
5.1 Baggrund og formål
5.1.1 Undersøgelser af pesticidpunktkilder
Der er i amtsligt regi undersøgt ca. 150 potentielle punktkilder, som repræsenterer fx gartnerier, gårdspladser og maskinstationer (AVJ, 2002).
Undersøgelserne har som oftest været på et indledende niveau og ofte har pesticider ikke været det eneste formål med undersøgelsen. Det giver en række begrænsninger i undersøgelsernes omfang: få boringer, begrænsede analysepakker, ingen grundvandskemi og ringe hydrogeologisk viden. I nogle tilfælde har der bevidst været valgt en placering af boringer i mellem de områder, der må formodes at give anledning til pesticidforurening. Dette har umuliggjort en egentlig risikovurdering af de enkelte kilder, men visse generelle konklusioner vedrørende forekomsten af pesticider kan alligevel drages (AVJ, 2002):
- på 97% af de undersøgte lokaliteter fandt man pesticider
- på 8% af lokaliteterne var koncentrationerne meget høje
(10-1000μg/L) - der blev altid fundet flere pesticider på den enkelte lokalitet
- samlet blev der fundet mere end 90 forskellige pesticider.
Udover de amtslige undersøgelser er ganske få pesticidpunktkilder undersøgt i større detaljer i forbindelse med udrednings- eller forskningsprojekter (fx Reitzel et al., 2004). Resultatet af disse undersøgelser er, som i de amtslige undersøgelser, at der ofte findes mange forskellige pesticider i høje koncentrationer (op til 1000 μg/L) på den enkelte lokalitet. Det er kendetegnende for lokaliteterne, at de har meget komplekse hydrogeologiske forhold påvirket af bygninger, fyld, vaskepladser osv. Dette giver også en kompliceret grundvandskemi, som lokalt kan være påvirket af udsivning af gødningsstoffer og organisk stof, når der er tale om landbrugsejendomme eller maskinstationer.
Gamle lossepladser har også vist sig at give anledning til en væsentlig forurening med pesticider (Baun et al., 2003, 2004; Tuxen et al., 2003, Bisschop-Larsen, 1994). Her er der specielle forhold omkring nedbrydning, der gør sig gældende, og de vil ikke blive yderligere behandlet i denne rapport.
Gamle mergelgrave er også blevet undersøgt i Storstrøms Amt, men de vurderes ikke som et betydende problem i forhold til de øvrige forureningskilder med pesticider (Sørensen et al., 2001).
5.1.2 Viden om pesticiders skæbne i grundvand
Pesticider omfatter som gruppe en lang række stoffer med meget forskellige fysiske og kemiske egenskaber. Endvidere har det vist sig at nedbrydningsprodukter efter pesticider kan have egenskaber, der er meget forskellige fra deres moderstof. Kendskabet til de enkelte stoffer og deres nedbrydningsprodukter er derfor vigtig for at kunne vurdere den potentielle trussel overfor grundvandet.
Trods fund af over 90 forskellige pesticider ved punktkilderne er langt de fleste fund blandt stofferne: MCPP, dichlorprop, 2,4-D, MCPA, DNOC, dinoseb, atrazin og simazin (de gamle GRUMO-pesticider) samt isoproturon, bentazon, dichlobenil/BAM og glyphosat/AMPA (Bay, 2002; Bay og Hansen, 2001). Hertil kommer en række relaterede nedbrydningsprodukter og urenheder fra især phenoxysyrer og atrazin. Disse stoffer findes ofte i sammenhæng med moderstofferne (Tuxen et al., 2002).
Generelt er der ringe viden om pesticiders skæbne i dybe jordlag og grundvand, da langt den meste forskning internationalt har været fokuseret omkring landbrugsjord. I Danmark har man dog gennem bl.a. SMP96 og opfølgende aktiviteter på især Miljø & Ressourcer DTU og GEUS opbygget et godt kendskab til de nævnte pesticiders skæbne i grundvand. Landbohøjskolen (KVL) har også arbejdet med problemstillingerne i relation til overjord fx for glyphosat (Gimsing, 2003).
Internationalt er der også opbygget en del viden om især atrazin og glyphosat, så der samlet set er en god viden om disse pesticiders skæbne (sorption og nedbrydning) i grundvandsmagasiner. De fleste undersøgelser er dog udført i ”uforurenede” akviferer og ikke i relation til punktkildeforureninger, hvor der kan være andre forhold gældende (højere koncentrationer, stofblandinger, substratforhold). Udover de ovenfor nævnte stoffer er der enkelte hyppigt fundne pesticider, hvor vidensniveauet for stofkendskab er mangelfuldt – fx ethofumesat. Dette gør sig også gældende for en række af nedbrydningsprodukterne, som potentielt kan være mere kritiske end moderstofferne.
5.1.3 Formål
På baggrund af ovenstående er formålet med delprojektet at:
- Identificere hyppigt forekommende pesticider i forbindelse med undersøgelser af punktkilder
- Litteraturundersøgelse af hyppigt forekommende pesticiders sorption og nedbrydning i relevante systemer
- Laboratorieundersøgelser af sorption og nedbrydning for udvalgte pesticider (hyppigt forekommende, udgør et problem, og er mangelfuldt undersøgt)
- Udvikle en effektiv metode til skrivebordsscreening af pesticidpunktkilder
- Etablere en beregningsmetode til kvantificering af pesticidfluxen væk fra en punktkilde
- Gennemføre undersøgelser på 3 udvalgte pesticidpunktkilder for at verificere screeningsmodellen og den beregnede flux af pesticider
5.2 Projektindhold
5.2.1 Vurderinger og undersøgelser af sorption og nedbrydning af udvalgte pesticider
Igennem arbejdet med at opbygge pesticiddatabasen skabes der et samlet overblik over vidensniveauet for pesticider. Parallelt med dette arbejde skal den eksisterende viden, der allerede eksisterer om fund af pesticider kobles med disse informationer. Det drejer sig både om fund ved punktkilder (Bay, 2002; AVJ, 2002) og registrering af fund i moniteringsprogrammer (GEUS, 2003b; Rügge et al., 2004) og ved særlige undersøgelser fx (GEUS, 2002). Derved indhentes et samlet overblik over vidensniveau og omfanget af problemerne med pesticider. Sandsynligvis vil det føre frem til, at der savnes specifik viden om visse problematiske pesticider. De identificerede pesticider prioriteres, og der udarbejdes en litteraturundersøgelse om transport, sorption og nedbrydning af de 10 højst prioriterede. Litteraturundersøgelsen for disse pesticider skal have særlig fokus på umættet zone og grundvand.
Med baggrund i denne litteraturundersøgelse gennemføres laboratorieundersøgelser af sorption og nedbrydning af 4-5 pesticider, hvor vidensgrundlaget er spinkelt. Der fokuseres på pesticider, som findes i værkstedområdet og som udfra skrivebordsscreeningen udgør et problem (afsnit 5.2.2.). Supplerende inddrages evt. pesticider, der på landsplan udgør et problem (moniteringsprogrammer) og/eller som er identificeret i forureningsundersøgelser af punktkilder.
Laboratorieforsøgene skal omfatte stoffernes opførsel under tillempede naturtro forhold i umættet zone og grundvand. Der skal lægges vægt på, at koncentrationer og redoxforhold afspejler realistiske forhold ved pesticidpunktkilder. Undersøgelserne skal hvis muligt udføres med radioaktivt mærkede stoffer (14C), så nedbrydning såvel som mineralisering vurderes.
5.2.2 Undersøgelsesmetoder og spredningsveje
Pesticider relateret til punktkilder stammer typisk fra vaskepladser, hvor sprøjteudstyr er rengjort (figur 5.1), men også intensiv brug på gårdspladser kan være et problem (Helweg, 1994). Der eksisterer ikke et samlet overblik over problemets omfang, årsager til spild og håndtering af affald, men Krarup (2003) anfører, at bedriftstjek har vist, at problemet er reelt. I lyset af denne mangel på viden er der, som beskrevet i indledningen, igangsat et projekt (Risikovurdering af pesticidpunktkilder under Teknologi Udviklingspuljen, Regionskommune Bornholm), som skal belyse forhold omkring pesticidhåndtering og spredning i nærzonen omkring vaskepladser. Fokus vil være på typiske landejendomme, så der kan opnås erfaringstal fra de typer af gårde og vaskepladser, der er hyppigst forekommende i Danmark. Projektet er i skrivende stund ikke endeligt defineret, men det forventes, at projektet kan levere vigtigt input til undersøgelsesmetoder og kildestyrkevurdering.
Figur 5.1 Uhensigtsmæssig indrettet vaskeplads
Der er behov for viden, som sætter myndighederne i stand til at foretage en kvalificeret skrivebordsscreening. Det vurderes, at der især er behov for at kende de historiske forhold omkring drift, afgrøder og bygninger, hvor vaskepladsens indretning er essentiel. Det forventes ikke, at der kan være detailoplysninger om alle forhold, men gårdene bør kunne kategoriseres. Det ville være oplagt at inddrage oplysninger fra landbrugskonsulenter i dette arbejde, da de formentlig har detailviden om forholdene i et område. Når kategoriseringen er gennemført gennemgås ejendommene igen med det formål at reducere antallet af ejendomme, som potentielt udgør et problem. I denne fase kan besigtigelse og interview komme på tale, men strategien må afvente resultaterne fra BRK-projektet. På baggrund af disse supplerende aktiviteter udvælges der en endelig liste over ejendomme, som vurderes at kunne give anledning til et problem. De fravalgte ejendomme bliver ikke behandlet yderligere, da de anses for uproblematiske i forhold til problemstillingen på oplandsskala.
For de udvalgte ejendomme beskrives, hvis det er muligt, oplysninger om anvendte pesticider. Tilgængelige kvantitative oplysninger om fx tidsperioder, jordbundsforhold, geologi, og hydrogeologi registreres i en database, så der er et grundlag for at gennemføre kildestyrkeberegning og risikovurdering (afsnit 5.2.3).
Metodikken, som er skitseret, vil blive afprøvet på det udvalgte værkstedsområde.
5.2.3 Kildestyrke og risikovurdering
Det næste skridt er at kvantificere kildestyrken og foretage konkret risikovurdering af de udvalgte pesticidpunktkilder. De identificerede pesticider screenes i pesticiddatabasens prioriteringsfunktion (afsnit 3.5.1). Hvis der er behov for yderligere oplysninger om udvalgte pesticider, bør der udføres litteraturundersøgelser og/eller gennemføres laboratoriestudier for at belyse sorption og nedbrydning (se afsnit 5.2.1).
På baggrund af disse resultater foretages der en kildestyrkeberegning, som giver et mål for den samlede mængde pesticid pr. år, der siver ud i det underliggende grundvandsmagasin. Beregningen skal basere sig på JAGG- lignende værktøj, som, hvis det er muligt, anvender lokale parametre til at foretage beregningen, men alternativt anvender standardparametre. Beregningerne skal foretages i et databasesystem, så opdatering er simpel og der lagres homogene data (enheder, formater, navngivning osv.). Databasen kan hensigtsmæssigt være koblet til pesticiddatabasen som en funktion (se afsnit 3.5.2).
Beregningen af kildestyrken vil være en nøgleparameter i den videre vurdering. Udvikling af et robust beregningsværktøj er derfor essentielt og vil kræve indsamling af ny viden om spredningsveje og skæbne af pesticider ved punktkilder. Det kan foregå som en integreret del eller en overbygning på BRK-projektet, men det forekommer umiddelbart mest realistisk, at det er en overbygning baseret på BRK-projektets erfaringer.
Udviklingen og verificeringen af kildestyrkemodellen skal foregå ved at detailundersøge 3-4 udvalgte punktkilder i værkstedsområdet. 1-2 af de udvalgte punktkilder er sorteret fra ved screeningen, så det verificeres, at de er uproblematiske. De øvrige 2-3 punktkilder anses for problematiske og undersøges med det formål at etablere et kvantitativt mål for kildestyrken, som siver ud i grundvandet.
Som overbygning på disse undersøgelser foretages der en vurdering af pesticidernes skæbne i grundvandet. Dette baseres på pesticiddatabasen, litteraturstudier, og integreres med laboratorieundersøgelser (afsnit 5.2.1). Det vil efterfølgende blive verificeret ved en undersøgelse af forureningsfanen ved 1-2 af de udvalgte punktkilder.
Pesticidlokaliteterne, der skal indgå i disse undersøgelser, udvælges i selve projektet indenfor værkstedområdet.
5.3 Sammenhæng med øvrige delprojekter
Det fremgår af ovenstående at dette delprojekt har en tæt kobling til Pesticiddatabasen (kapitel 3) og Risikovurdering og prioritering af punktkilder på oplandsskala (kapitel 4). Der kunne også være en direkte kobling til delprojektet om afværgeteknologier (kapitel 6), hvis en af de undersøgte punktkilder udvælges til et afværgeprojekt. Indirekte er den opnåede viden om pesticidernes generelle skæbne et vigtigt bidrag til udvælgelsen af egnede afværgeteknologier for pesticider.
Version 1.0 Marts 2007, © Miljøstyrelsen.