Bekæmpelsesmiddelforskning fra Miljøstyrelsen, 107 – Kolloid-faciliteret transport af glyphosat og pendimethalin – Kvantificering og modellering – Bilag 6 1 Dispergering af aggregater med varierende længde af omrystning

Kolloid-faciliteret transport af glyphosat og pendimethalin

Bilag 6
1 Dispergering af aggregater med varierende længde af omrystning

1.1 Formål

Formålet med dispergeringsforsøget var at bestemme mængden og størrelsesfordelingen af partikler, der blev frigivet under forskellige varigheder af omrystning. Partikelstørrelsesfordelingen blev bestemt ved brug af hydrometermetoden, hvor der lægges vægt på ændringer i fraktionerne mindre end 20 µm.

1.2 Fremgangsmåde

Der blev udført dispergeringsforsøg efter en modificeret metode af Seta og Karathanasis (1997), hvor blandinger af topjord og simuleret regnvand (vandingsvand, samme som i kolonneforsøgene) blev rystet end-over-end i en periode varierende fra ½ time til 10 dage. Der blev målt efter 12 forskellige tider med dobbeltbestemmelse af hver tidsperiode, og der blev udført forsøg med begge jordbehandlinger (pløjet og minimalt bearbejdet mark). Til bestemmelse af den maksimalt dispergerbare mængde kolloider blev anvendt en høj-energi-ultralydsbehandling.

Kornstørrelsesfordelingen i væskefasen efter dispergeringsforsøget blev bestemt ved anvendelse af hydrometermetoden. Hydrometermetoden er baseret på, at partiklernes faldhastighed afhænger af kornstørrelsen, og det antages at små partikler sedimenterer langsommere end større partikler. Ved metoden måles på jordopslemningens vægtfylde efter forskellige henstandstider, hvorved det er muligt at bestemme de fine jordfraktioner (ler og silt). De større jordfraktioner som finsand og grovsand bestemmes ved efterfølgende vådsigtning af jordopslemningen.

Ved kornstørrelsesfordeling blev anvendt følgende partikelfraktioner:

Ler: < 2 µm

Silt: 2-20 µm

Finsand: 20-200 µm

Grovsand: 200-2000 µm

1.3 Resultater

Resultaterne af dispergeringsforsøget ses i Figur 1.1. Rystetiden har en umiddelbar effekt på lerindholdet, der stiger med 3-5% i løbet af de første 3 dages rystning. Siltindholdet falder lidt (ca. 3% i løbet af forsøgets varighed) dog med større udsving/usikkerhed. Fin- og grovsands fraktionerne er svagt faldende, næsten konstante med rystetiden.

Figur 1.1. Indhold af ler (< 2 µm), silt (2- 20 µm), finsand (20-200 µm) og grovsand (200-2000 µm) som funktion af rystetiden

Figur 1.1. Indhold af ler (< 2 µm), silt (2- 20 µm), finsand (20-200 µm) og grovsand (200-2000 µm) som funktion af rystetiden.

Figure 1.1. Content of clay (< 2 µm), silt (2- 20 µm), fine sand (20-200 µm) and coarse sand (200-2000 µm) as a function of time of shaking.

Umiddelbart er der lidt forskel i de to jordes dispergering af lerpartikler, mens der ikke er nogen entydig forskel mellem jordene for de øvrige kornstørrelsesfraktioner. Forskellen i lerindhold skyldes formentlig, at den pløjede jord har et lidt større lerindhold end den minimalt bearbejdede jord.

Den samlede mængde af ler- og siltindholdet, dvs. partikler mindre end 20 µm, er afbildet i Figur 1.2. Fraktionen af partikler < 20 µm stiger ved stigende rystetid, dog mest i løbet af de første 2-3 dage. Stigningen skyldes ifølge Figur 1.1 stigningen i lerpartikler.

Ud fra de første resultater blev et nyt dispergeringsforsøg sat op for at finde ud af, hvor meget ultralyd jorden skulle behandles med, før mængden af maksimalt dispergerbare kolloider oversteg mængden af kolloider, der blev dispergeret ved rystning efter 1 døgn.

Figur 1.2. Samlet indhold af ler og silt fraktionen (< 20 µm) som funktion af rystetiden

Figur 1.2. Samlet indhold af ler og silt fraktionen (< 20 µm) som funktion af rystetiden.

Figure 1.2. Total content of the clay and silt-fractions (< 20 µm) as a function of time of shaking.

Figur 1.3 viser, hvilken effekt to forskellige behandlingstider med ultralyd har på partikelstørrelsesfordelingen sammenlignet med forskellige varigheder af rystning. Fem minutters ultralydsbehandling resulterer i, at den samme mængde kolloider bliver dispergerbare som ved rystning, hvorimod mængden af dispergerbare kolloider ved 30 minutters ultralydsbehandling overstiger den mængde af kolloider/lerpartikler, der blev dispergeret ved rystning.

Hvis det antages at den øverste 0,5 cm af jordoverfladen udsættes for en mekanisk påvirkning (evt. regndråbers erosion) er den maksimale mængde kolloider, der potentielt kan blive mobiliseret på en intaktsøjle anslået til 37 g (0,5 cm’s dybde * π*(15 cm)² * 1.5 g/cm³ * 7% )- hvis det antages, at kun de umiddelbart dispergerbare partikler af lerstørrelse medregnes.

Figur 1.3. Effekt af ultralydsbehandling og rystetid på mængde af dispergerbare kolloider

Figur 1.3. Effekt af ultralydsbehandling og rystetid på mængde af dispergerbare kolloider.

Figure 1.3. Effect of ultra sound treatment and time of shaking on the amount of dispersible colloids.

1.4 Konklusion

Rystetiden har en umiddelbar effekt på dispergeringen af lerpartikler, idet denne stiger med varigheden af rystningen indtil et givent niveau. Det vil sige, at graden af mekanisk påvirkning influerer på mængden af dispergerbare lerpartikler/kolloider indtil et vist niveau.

1.5 Referencer