Pesticiders udvaskelighed

Sammendrag

Bo Lindhardt, Inge S. Fomsgaard, Walter Brüsch and Rossana Bossi.

Formålet med dette projekt er at afklare, om det er muligt med rimelig sikkerhed at rangordne mobiliteten af udvalgte pesticider ved anvendelse af GUS-indekset. Denne afklaring omfatter en vurdering af spredningen på nedbrydningstiden i jord DT₅₀ og fordelingskoefficienten mellem organisk stof og vand K_oc samt en vurdering af, om indeksering af de udvalgte pesticider ud fra GUS-indekset giver en rimelig beskrivelse af udvaskeligheden af disse stoffer, bedømt ud fra data fra lysimeterforsøg og fund af pesticider i drænvand og ungt grundvand.

For 12 pesticider, der er udvalgt i samråd med Miljøstyrelsen (atrazin, bentazon, diuron, glyphosat, isoproturon, MCPA, mechlorprop, metamitron, metsulfuron methyl, phenmedipham, propiconazol og triasulfuron), er der indsamlet data for nedbrydelighed DT₅₀ og sorption K_oc for at vurdere spredningen på disse parametre. Dataene er primært indsamlet fra det materiale, der ligger til grund for Miljøstyrelsens godkendelsesprocedure for bekæmpelsesmidler.

Antallet af data for nedbrydelighed for de udvalgte stoffer er meget varierende fra en enkelt værdi til 62 værdier. Disse data stammer fra såvel laboratorieforsøg som markforsøg. Baseret på dette datamateriale er der beregnet en gennemsnitlig DT₅₀ for de 11 stoffer. Den relative spredning for disse stoffer er mellem 36 og 112%. Det må forventes, at man ville opnå mere homogene datasæt, hvis man begrænsede sig til kun at medtage resultater fra f.eks. laboratorieforsøg. Dette ville dog betyde, at der ikke ville foreligge anvendelige resultater for 3 af de udvalgte stoffer; diuron, glyphosat og metsulfuron methyl. I hvor høj grad spredning på dataene alene er begrundet i en reel variation i nedbrydningshastigheden, er det ikke muligt at vurdere inden for dette projekts rammer. Det vurderes, at en del af spredningen må tilskrives forskellige forsøgsbetingelser og svingende kvalitet af de enkelte undersøgelser og at en anden del af spredningen skyldes, at reduktionen af de gennemførte undersøgelsesresultater til en enkelt parameter pr. forsøg, dvs. en DT₅₀-værdi, i nogle undersøgelser er behæftet med betydelig usikkerhed og i visse tilfælde fejlbehæftet. F.eks. er det i flere tilfælde diskutabelt om de observerede nedbrydningsforløb kan beskrives ved en 1. ordens nedbrydning. Dernæst er der meget forskel på hvilke processer, der medgår, når nedbrydeligheden er undersøgt. I en række undersøgelser dækker DT₅₀-værdien kun over selve den mikrobielle nedbrydning af stoffet typisk i laboratorieforsøg, mens der i andre undersøgelser (typisk markforsøg) er medtaget fordampning, udvaskning, hydrolyse og fotolyse under begrebet DT₅₀.

Ud fra det foreliggende data materiale har det ikke været muligt at vurdere betydningen af jordtype, indhold af organisk kulstof, pH, vandindhold og mikrobiel aktivitet, idet variationen i DT₅₀ har været for stor i forhold til antallet af de foreliggende data.

Det er vanskeligt at give et klart billede af variationen i fordelingskoefficienten mellem organisk stof og vand K_oc. Den relative spredning varierer fra 9 til 174% for de udvalgte stoffer. Kvaliteten og omfanget af datagrundlaget for det enkelte stof varierer meget.

For et af stofferne, glyphosat, vurderes det, at det ikke vil være meningsfuldt at beskrive sorption ved en fordelingskoefficient mellem organisk stof og vand, idet sorptionen af dette stof kun i mindre grad er kontrolleret af jordens indhold af organisk stof. Sorptionen er formodentlig styret af andre faktorer, såsom mængden af ler og indholdet af oxider.

Flertallet af undersøgelser peger på, at sorptionskoefficienterne er afhængige af koncentrationen, hvorfor de estimerede fordelingskoefficienter kun vil være gyldige inden for et begrænset koncentrationsinterval. Det har ikke været muligt at pege på ekstreme værdier for enkelte stoffer, således at datasættene blev mere homogene, og at det dermed bliver muligt at beregne meningsfulde gennemsnit og spredning.

En mulig forklaring på den betydelige variation i fordelingskoefficienterne kan være, at sorptionen til jordmatricen ikke alene er domineret af interaktion mellem stofferne og jordens indhold af organisk stof, men at jordens indhold af ler og oxider har en signifikant betydning for en række af pesticiderne, der indeholder forskellige mere eller mindre polære grupper.

De jorde, som har være anvendt til forsøgene er indsamlet i hele Europa og Nordamerika. Spredningen på DT₅₀ og K_oc for jorde der er vurderet at være typiske for danske forhold, er vurderet. Der foreligger kun meget få forsøg udført på danske jorde. Ved at medtage resultater fra forsøg, hvor der har været anvendt jorde, der skulle være typiske for Danmark dvs. med et indhold af organisk kulstof på mellem 0,5 og 3% og med et lerindhold på mindre en 20%, fås der ikke nogen signifikant reduktion i den relative spredning på nedbrydningsraterne DT₅₀ eller fordelingskoefficienterne K_oc for disse 12 stoffer som helhed.

På det foreliggende grundlag vurderes det derfor ikke at være muligt at angive en statistisk meningsfuld spredning på DT₅₀ eller K_oc for de udvalgte pesticider. Det anbefales at anvende medianværdier og udtrykke spredningen på parametrene ved minimums- og maksimumsværdier. Medianværdier er mindre påvirkede af ekstremværdier end gennemsnittet.

Ud fra de bestemte medianværdier for DT₅₀ og K_oc er der beregnet et GUS-indeks for stofferne. GUS_med angiver, at bentazon, triasulfuron, metsulfuron methyl og diuron må forventes at være "sandsynlig udvaskelig" (probable leacher), mens atrazin, mechlorprop, isoproturon, MCPA, propiconazol og metamitron må betegnes som "mulig udvaskelig" (transition). Phenmedipham angives som " ikke sandsynlig udvaskelig" (improbable leacher). De beregnede GUS_min og GUS_max viser, at samtlige 11 stoffer for ekstreme kombinationer af nedbrydningsforhold og sorptionsforhold må vurderes at være "sandsynlig udvaskelig", og at de 8 ud af de 11 pesticider under andre forhold må vurderes at være "ikke sandsynlig udvaskelig". Dette viser at rangordningen ud fra GUS indeks er behæftet med betydelig usikkerhed.

Der foreligger resultater fra lysimeterforsøg for 7 af de udvalgte stoffer i Miljøstyrelsens godkendelsesmateriale. Set i forhold til den rangordning der fremkom ud fra GUS_med, er der en rimelig overensstemmelse med den rangordning, der fremkommer udfra lysimeterstudierne. Denne rangordning skal tages med forbehold som følge af de meget varierende forsøgsbetingelser.

Rangordningen af de 12 udvalgte pesticider efter den registrerede forekomst i grundvand og overfladevand adskiller sig på en række punkter fra den rangordning, som fås ved anvendelse af GUS_med indekset. Metamitron må betegnes som relativt mere mobilt ud fra de faktiske fund, end GUS_med skulle forudsige, mens diuron skulle være relativt mindre mobilt. Forbrugsmønstret for metamitron kan ikke alene forklare denne forskel. For diuron kan det begrænsede antal data for DT₅₀ og det relativt lave forbrug tilsammen være en begrundelse for afvigelsen mellem de to rangordninger for dette stof.

Samlet vurderes det ud fra dataene for DT₅₀ og K_oc, i Miljøstyrelsens godkendelsesmateriale, for 12 udvalgte pesticider, at det ikke vil være rimeligt at anvende GUS-indekset til en egentlig rangordning af disse stoffers mobilitet i jord, idet antallet af data er begrænset for et antal af pesticiderne og den betydelige spredning der er på disse to parametre for de fleste andre af de vurderede pesticider.