Kan smitstoffer og steroid østrogener udvaskes fra marker gødet med gylle, og ændres risikoen ved separering af gyllen?

Transkript

1 Mette Lægdsmand, AU Mostofa Amin, AU Jeanne Kjær, GEUS Tina B. Bech, GEUS Anita Forslund, KU Martin Hansen, KU Line Fredslund, GEUS Søren O. Petersen, AU Carsten Suhr Jacobsen, GEUS Kan smitstoffer og steroid østrogener udvaskes fra marker gødet med gylle, og ændres risikoen ved separering af gyllen? 1

2 Egenskaber Bakterier Virus Hormoner Risiko Human Human Vandlevende dyr Størrelse Få mikrometer Nanometer Mol masse: hundrede g/mol Transport Interaktion med jorden Skæbne Suspenderet Kolloidfaciliteret Suspenderet Opløst Kolloidfaciliteret Binding Binding Sorption Levende Død Inaktiveret Infektiv Død Inaktiveret Opløst Kolloidfaciliteret Komplekseret med opløst organisk stof Nedbrydning Mineralisering

3 Har vi et problem med hormoner og smitstoffer fra husdyrgødning? Husdyrgødning indeholder store mængder smitstoffer og hormoner Hormoner i lave koncentrationer kan forstyrre det endokrine system hos vandlevende dyr Nogle smitstoffer fra dyr kan give sygdomme hos mennesker

4 Transportveje for smitstoffer og hormoner fra landbruget Stald Gylletank Mark Human kontakt Spild, overløb Tab fra marken Forureningsrisiko

5 Transportveje for smitstoffer og hormoner fra landbrugsjorden Vindtransport Overfladeafstømning Udvaskning

6 Udvaskes hormoner og smitstoffer til Pesticidvarslingssystem et(vap) dræn? Characteristics Silstrup Estrup Clay (%) Silt (%) Sand (%) ρ d (g cm 3 ) Porosity (cm 3 cm 3 ) 6 6 θ fc (cm 3 cm 3 ) OC (%) ph CEC (cmol kg 1 ) 21 15

7 1-apr 31-maj 30-jul 28-sep 27-nov 26-jan 27-mar Nedbør (mm/d) Perkolering (mm/d) , apr (ng/l) 31-maj 30-jul 28-sep 27-nov 26-jan 27-mar Drænafst. (mm/d) Udvaskning af Østrogener Estrup 17ß-østradiol - estradiol Østron Estrone Koncentrationer af Østron højere end effektkoncentrationen for fisk (5 ng/l) Environ.Sci.Technol, 41, , 2007.

8 1-apr 31-maj 30-jul 28-sep 27-nov 26-jan 27- mar Nedbør (mm/d) Perkolation (mm/d) , apr (ng/l) 31-maj 30-jul 28-sep 27-nov 26-jan 27-mar Drænafst. (mm/d) Udvaskning af Østrogener Silstrup 17ß-østradiol 17β-estradiol Østron Estrone Koncentrationer af Østron højere end effektkoncentrationen for fisk (5 ng/l)

9 01/Apr 01/May 31/May 30/Jun 30/Jul 29/Aug 28/Sep 28/Oct 27/Nov 27/Dec Nedbør (mm/d) Dræn (mm/d) Udvaskning af Fager og Enterococcus Estrup pooling bottle single bottle Groundwater Enterococcus PFU/ml or CFU/ml

10 Udvaskning af tetracyclin resistente bacterier Estrup

11 Del konklusion I Hormoner og smitstoffer kan udvaskes til dræn Koncentrationer af østrogen overskrider effektgrænsen for fisk Koncentrationer af fækale indikator bakterier overskrider grænseværdien for drikkevand med mange størrelsesordner

12 Gylleseparering kan påvirke udvaskning og skæbne af hormoner og smitstoffer ved Konklusioner fra Lars Stoumann Jensens præsentation: Østrogener fjernes delvist Fjernelse Smitstoffer af kontaminanter fjernes ikke med fiberfraktionen Ændring af infiltration af gyllen med hormoner og smitstoffer Ændring af potentialet for udvaskning Ændring af persistens for hormoner og smitstoffer i jorden

13 Gylleseparering effekter i jorden Ubehandlet gylle Indholdet af tørstof vil hindre infiltration Højt indhold af organisk materiale vil fremme iltforbrug Hot spot med gyllelignende forhold Ubehandlet Separeret gylle (flydende fraktion) Infiltrerer let ind i jorden Lavt indhold af organisk stof Ingen Hot spot Separeret

14 Forsøg med omfordeling af hormoner og smitstoffer fra gylle efter udbringning Tre gyllestrenge udvalgt efter gyllenedfældning 15 prøveudtagningssteder blev valgt tilfældigt Prøver udtaget dag 0, 1, 6, 18, og 46/49 Prøve opdelt 3cm 2 cm 4cm 2cm 3cm 3cm Slurry application slit Sampling section A D C B A B C D 9 cm F E F 6 cm

15 Prøveudtagning

16 Chloride (C/C o ) NH 4 -N (C/C o ) E. coli (C/C o ) Estradiol (C/C o ) AARHUS Distance (cm) NO 3 -N (C/C o ) Legend day 0 day 1 day 6 day 18 day 46 Silstrup: 27 % ler Gylle 6.4 % TS Phage (C/C o ) Estrone (C/C o ) Distance (cm) Chloride (C/C o ) NH 4 -N (C/C o ) E. coli (C/C o ) Estradiol (C/C o ) Distance (cm) Estrone (C/C o ) Phage (C/C o ) NO 3 -N (C/C o ) Legend day 0 day 1 day 6 day 18 day 49 Estrup 15 % ler Gylle 0.79 % TS Distance (cm)

17 Skæbne af fager uafhængig af lokalitet (jord, gylle) E.Coli overlever bedre på Estrup (sandet jord, gylle med lavt indhold af tørstof) end på Estrup (leret jord, gylle med højt indhold af tørstof Østrogen overlever ens på de to lokaliteter Vi kan ikke adskille effekten af jord og gylle af dette forsøg

18 Del konklusion II Smitstoffer fordeles forskelligt i jorden afhængigt af gylle tørstof og jordtype Dette påvirker hvor længe smitstofferne kan overleve i jorden

19 Kolonne udvaskningsforsøg Gylle tilført til kolonne ved nedfældning (svarende til 50 t/ha). Ubehandlet gylle Separeret gylle (væskefraktion) Ozoneret separeret gylle (væskefraktion) Fire simulerede nedbørshændelser (10 mm/t 3.5 t) en gang om ugen Første nedbørshændelse en uge efter tilførsel af gylle Analyse ph, EC, DFBA tracer, Turbidity, TOC, NH4 N, NO3 N, E.coli, Bacteriophage, Enterococcus spp.

20 Udvasket og tilbageholdt Ubehandlet gylle Separeret gylle Separeret gylle (ozoneret) TOC (mg) 184 a ± b ± b ±16 Mineralsk N Udvasket (%) 17 a ±4 22 b ±2 20 ab ±4 Tilbageholdt (%) 58 a ±8 59 a ±5 60 a ±6 Phage Udvasket (%) 1 a ± b ± ab ±3.1 Tilbageholdt (%) 5.6 a ± b ± b ±1.5 E. coli Udvasket (%) 1 a ±9 1 b ± a ±8 Udvasket (%) (DNA) 13.5 a ± ab ± b ±24.6 Tilbageholdt (%) 2.53 a ± b ± a ±9 Enterococcus Udvasket (%) 0.12 a ± a ± a ±0.17 Tilbageholdt (%) 12.4 a ± a ± a ±8.3

21 Konklusioner Østrogener, bakterier og fager kan udvaskes til dræn Gylleseparering medfører at gyllevæsken infiltrerer længere ind i jorden Infiltration af østrogener er mere afhængig af jordens indhold af organisk materiale Bakterier og vira fordeles bedre i jorden Der er større overlevelse af bakterier med separeret gylle Udvaskningspotentialet for bakterier og vira er højere med separeret gylle

22 Projektgruppen bag PATHOS Leaching of pathogens and estrogens from manure separation products to freshwater Projektet er financieret af Det Strategiske Forskningsråd, Energi & Miljø