RISIKOVURDERING AF EN PESTICIDFORURENING VED EN GAMMEL FRUGTPLANTAGE Peter R. Jørgensen, PJ-Bluetech ApS Niels Henrik Spliid, AaU, Inst. for Agroøkologi ATV møde, Schæffergården, 18. Januar 2012
MST PESTICIDFORSKNINGSPROJEKT 1992-94 POINT AND NON-POINT SOURCE PESTICIDE CONTAMINATION IN CLAYEY TILL Geoteknisk Institut, DJF, DGU, CNS-Miljø, Vestsjællands Amt MILJØSTYRELSENS PESTICIDFORSKNINGSPROGRAM
OM UNDERSØGELSEN OG VASKEPLADSER 1997 GENTAGELSE AF EN TIDLIGERE UNDERSØGELSE FRA 1992-95 I 2007-10 SAMARBEJDSPROJEKT MELLEM GEO OG AARHUS UNIVERSITET
NYT PESTICIDFORSKNINGSPROJEKT 2007-9 EN PESTICIDFORURENING I GRUNDVAND - 15 ÅR SENERE - spredning, nedbrydning og akkumulation - GEO, AARHUS UNIVERSITET MILJØSTYRELSENS PESTICIDFORSKNINGSPROGRAM
MST PESTICIDFORSKNINGSPROJEKT 1992-94 Vaskeplads m. pesticidspild Skælskør frugtplantage 75,4 ha 500 m
KORTLAGT FORBRUG AF UKRUDTSMIDLER I PLANTAGEN Totalforbrug 1961-92 Dichlorprop, 366 kg MCPA, 206 kg 2,4D, 166 kg ca. 1 tons phenoxysyrer MCPP, 106 kg Simazin, 451 kg Terbutylazin, 410 kg ca. 1 tons triaziner
HISTORIK Vaske- og fyldeplads fra før 1950-1990/91
MST PESTICIDFORSKNINGSPROJEKT 1992-94 A B
A GEOLOGI OG BORINGER vaskeplads B 23 m Moræneler GRUNDVANDSMAGASIN
GRUNDVANDSDANNELSE vaskeplads 23 m Moræneler GRUNDVANDSDANNELSE 30 60 mm GRUNDVANDSMAGASIN
REDOXFORHOLD vaskeplads AEROBE FORHOLD ANAEROBE FORHOLD 23 m Moræneler GRUNDVANDSDANNELSE 30 60 mm GRUNDVANDSMAGASIN
REDOXFORHOLD vaskeplads Sprækker i udgravning 23 m Moræneler GRUNDVANDSDANNELSE 30 60 mm GRUNDVANDSMAGASIN
REDOXFORHOLD vaskeplads Tilbagefyldt udgravning Sprækker i udgravning 23 m Moræneler GRUNDVANDSDANNELSE 30 60 mm GRUNDVANDSMAGASIN
REDOXFORHOLD vaskeplads Tilbagefyldt udgravning Sprækker i udgravning 23 m Moræneler GRUNDVANDSDANNELSE 30 60 mm GRUNDVANDSMAGASIN Sprækker i borekerner
PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94 vaskeplads Tilbagefyldt udgravning GRUNDVANDSMAGASIN
PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94 vaskeplads Phenoxysum: 577 µg/l Simazin 3 µg/l GRUNDVANDSMAGASIN
PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94 vaskeplads 2,2 0,06 Phenoxysum: 577 µg/l Simazin 3 µg/l 0,4 0,03 0,08 <0,01 0,3 <0,01 0,8 0,03 0,05 0,1 GRUNDVANDSMAGASIN 0,2 0,04
PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94 vaskeplads FILTER 3.2 (forbrugt) 2,2 0,06 Phenoxysum: 577 µg/l Simazin 3 µg/l 1000 µg/l 100 µg/l 10 µg/l 1 µg/l 0,1 µg/l (dichlorprop 366 kg) (mechlorprop 106 kg) (simazin 451 kg) (MCPA 206 kg) 0,4 0,03 0,08 <0,01 0,3 <0,01 1993 1994 0,8 0,03 0,05 0,1 GRUNDVANDSMAGASIN 0,2 0,04
SAMMENFATNING AF DEN TIDLIGERE UNDERSØGELSE FRA 1992-94 Høje hot-spot koncentrationer af dichlorprop og MCPP i øverste tredjedel af lerdæklaget op til mg/l. Ringe grad af spredning til underliggende moræne og grundvand. Koncentrationer omkring drikkevandskravet (0,1 µg/l) Generelt lave koncentrationer af simazin og kun spor af 2.4D og terbutylazin Stor arealmæssig/rumlig variation af fundkoncentrationer og transport
NYT PESTICIDFORSKNINGSPROJEKT 2007-9 Undersøge forureningsudviklingen siden 1993/94 ved gentagelse af tidligere pesticidanalyser i fortsat eksisterende boringer og nye boringer Undersøge de mekanismer og egenskaber ved forurening og jord der betinger tilbageholdelse i jordsøjlen og spredning til grundvandet Estimere størrelsen af pesticidnedbrydning på vaskepladsen
PESTICIDANALYSER, VAND, 2007 Gentagelse i fortsat eksisterende boringer vaskeplads Phenoxysum: 577 -> 146 µg/l Simazin 3 -> 0,6 µg/l GRUNDVANDSMAGASIN
PESTICIDANALYSER, VAND, 2007 Gentagelse i fortsat eksisterende boringer vaskeplads 2,2->1,4 0,06->0,01 Phenoxysum: 577 -> 146 µg/l Simazin 3 -> 0,6 µg/l 0,08->0,02 <0,01 0,4->0,3 0,03- >0,01 0,3 -> 3,6 <0,01 0,8->0,01 0,03- >0,01 0,05->0,3 0,1-> 0.01 GRUNDVANDSMAGASIN 0,2->0,2 0,04 - >0.01
PESTICIDANALYSER, VAND, 2007 Gentagelse i fortsat eksisterende boringer vaskeplads 2,2->1,4 0,06->0,01 Phenoxysum: 577 -> 146 µg/l Simazin 3 -> 0,6 µg/l 0,08->0,02 <0,01 0,4->0,3 0,03- >0,01 0,3 -> 3,6 <0,01 UNDER HOT-SPOT Uændret dichlorprop + MCPP = <0,01-3,6 0,05->0,3 µg/l 0,8->0,01 0,1-> 0.01 Faldende simazin = <0,01-0,01 0,03- >0,01 µg/l GRUNDVANDSMAGASIN 0,2->0,2 0,04 - >0.01
NYE STOFFER I 2007 STOF Metabolit/urenhed fra: 4-CPP Dichlorprop, MCPP 2-CPP Dichlorprop 2,4-Dichlorphenol Dichlorprop, 2,4D 4-chlor 2methylphenol MCPP, MCPA Dip-atrazin BAM Bentazon Atrazin, simazin, terbutylazin Dichlobenil
PESTICIDANALYSER, VAND, 2007 NYE STOFFER vaskeplads 4-CPP+2-CPP 178 µg/l Bentazon 19 µg/l BAM 0,4 µg/l GRUNDVANDSMAGASIN
PESTICIDANALYSER, VAND, 2007 NYE STOFFER vaskeplads 4,2 13 0,2 4-CPP+2-CPP 178 µg/l Bentazon 19 µg/l BAM 0,4 µg/l 0,04 0,7 0,04 0,14 0,25 0,02 21 1,3 0,2 0,06 0,06 0,01 1,1 0,9 0,07 GRUNDVANDSMAGASIN 0,7 0,15 0,02
MST PESTICIDFORSKNING 2007-9 OPSUMMERING AF GNS. KONCENTRATIONER I HOT-SPOT (BORING 3,2) STOF 1993/94 Dichlorprop 470µg/L MCPP 107µg/L MCPA 0,26µg/L Simazin 3µg/L 2007 NYE PARAMETRE 4-CPP 2-CPP 4-chlor 2methylphenol Bentazon BAM Triazinmetabolit 2007 REDUKTION 71µg/L 85% 76µg/L 29% 0,08µg/L 69% 0,6µg/L 80% 172µg/L 3,5µg/L 2,5µg/L 19µg/L 0,2µg/L <0,1µg/L Usikker pga. stor variationsbredde ved gentagelse af prøvetagning
MST PESTICIDFORSKNING 2007-9 Hot-spots af phenoxyherbicider ser ud til at gå igen i andre undersøgelser af vaskepladser
OPSUMMERING AF FELTUNDERSØGELSERNE VED SKÆLSKØR Heterogen fordeling af spild og forureningsnedtrængning Reducerede, men fortsat høje koncentrationer i hot-spot efter 15 år Lille ændring af beliggenhed af hot-spot i løbet af 15 år Fortsat lille spredning til underliggende moræne og grundvand fra hot-spot Sammenfald med fund på andre vaskepladser og stoffer i GRUMO under tilsvarende lertykkelse
MST PESTICIDFORSKNING 2007-9 Mekanismer og egenskaber ved forurening og jord der betinger tilbageholdelse i jordsøjlen og spredning til grundvandet - Udvaskningsforsøg - Sorptionsundersøgelser
LABORATORIEFORSØG UDVASKNINGSFORSØG MED INTAKT MORÆNEMATRIX FRA FORURENINGSFRONT 5-7 m
MST PESTICIDFORSKNING 2007-9 BESTEMMELSE AF PESTICIDUDVASKNING OG PERMEABILITET I MATRIX Søjle Dybde (mu.t.) Anvendt gradient (m/m) Hydraulisk ledningsevne (m/s) v2,6a(søjle6) 4,9 105 6,4E-10 v2,6a (søjle 8) 5,9 105 8,6E-10 v2,6b (søjle 8) 5,9 105 1,2E-9 v2,6b (søjle 10) 6,9 105 8,4E-10 Strømningshastighed i matrix i dæklag = 1-2 mm/år
MST PESTICIDFORSKNING 2007-9 UDVASKNING AF PESTICIDER
MST PESTICIDFORSKNING 2007-9 UDVASKNING AF NEDBRYDNINGSPRODUKTER
OPSUMMERING AF LABORATORIEUNDERSØGELSERNE Akkumulation af hot-spot phenoxyherbicider og urenheder/nedbrydningsprodukter i lermatrix Stort set ingen strømning i lermatrix (ca. 1 mm/år) Ringe mulighed for strømningsbetinget spredning af hot-spot gennem lermatrix Indikation for spredningen gennem observerede sprækker o.l. til underliggende grundvand
VURDERING AF PESTICINEDBRYDNING baseret på antagelse om immobilt porevand i hot-spot boringsfilter GRUNDVANDSMAGASIN
MST PESTICIDFORSKNING 2007-9 OPSUMMERING AF GNS. KONCENTRATIONER I HOT-SPOT (BORING 3,2) STOF 1993/94 Dichlorprop 470µg/L MCPP 107µg/L MCPA 0,26µg/L Simazin 3µg/L 2007 NYE PARAMETRE 4-CPP 2-CPP 4-chlor 2methylphenol Bentazon BAM Triazinmetabolit 2007 REDUKTION 71µg/L 85% 76µg/L 29% 0,08µg/L 69% 0,6µg/L 80% 172µg/L 3,5µg/L 2,5µg/L 19µg/L 0,2µg/L <0,1µg/L Usikker pga. stor variationsbredde ved gentagelse af prøvetagning
VURDERING AF IMMOBILITET AF POREVAND UD FRA TRITUM 0 Tritium units (TU) 0 10 20 5 2007 1993 D ybde (m ) 10 15 20 GRUNDVANDSMAGASIN 25 vand 1993 filtre vand 2007 filtre
VURDERING AF IMMOBILITET AF POREVAND UD FRA TRITUM Dybde (m) 0 5 10 Tritium units (TU) 0 10 20 2007 1993 T½ tritium = 12,3 år Tidsforskel mellem målinger = 15 år Tritium er cirka halveret, svarende til henfald i immobilt porevand 15 20 25 vand 1993 filtre vand 2007 filtre
VURDERING AF PESTICINEDBRYDNING Dichlorprop er red. ca. 85% 2007 1993 Tidsforskel mellem målinger = 15 år Konklusion: T½ = 4-5 år
FORURENINGSVARIGHED NEDBRYDNING AF "HOT-SPOT" VED T½ = 5 ÅR Koncentration i "Hot-spot" (mikrogram/l) 1000 100 10 1 0.1 0.01 1000 -> 100 µg/l 70 år 0 20 40 60 80 100 Tid (år)
RISIKOVURDERING KONCEPTUEL FORURENINGSMODEL Aktiv forureningsfase og residualfase
NEDSIVNING AF PESTICIDSPILD AKTIV FORURENINGSFASE Nedvaskning i sprækker/ transport ud i matrix VINTER ANAEROB MATRIX SOMMER (efter Chambon, 2010)
NEDSIVNING AF PESTICIDSPILD AKTIV FORURENINGSFASE Nedvaskning i sprækker/ transport ud i matrix VINTER ANAEROB MATRIX SOMMER (efter Chambon, 2010)
NEDSIVNING AF RENT VAND RESIDUALFASE Diffusion tilbage til sprækker VINTER SOMMER ANAEROB MATRIX (efter Chambon, 2010)
NEDSIVNING AF RENT VAND RESIDUALFASE Diffusion tilbage til sprækker VINTER SOMMER ANAEROB MATRIX (efter Chambon, 2010)
KONCEPTUELT UDVASKNINGSFORLØB TIL GRUNDVAND Forureningsudvaskning Forurening Residual fase Infiltration af rent vand forureningsudvaskning tid Jørgensen et al., 1998, WRR
RISIKOVURDERING UDVASKNING TIL GRUNDVAND 1000 µg/l Udvaskning til grundvand under 15 m moræneler 0,1 µg/l Jørgensen et al., 2004, GW
KONKLUSIONER (1) Mere end 20 år efter ophør af pesticidspild på vaskepladsen er der målt høje hot-spot koncentrationer af dichlorprop og MCPP. I hot-spot er der målt ledsagende høje koncentrationer af phenoxyherbicidnedbrydningsprodukter/urenheder og bentazon. De høje hot-spot koncentrationer er akkumuleret i anaerob matrix med stort set ingen vandbevægelse og langsom nedbrydning. Der er ikke sket væsentlig bevægelse af hot-spot på 15 år. Dette skyldes lille hydraulisk ledningsevne af lermatrix i kombination med lille vertikal hydraulisk gradient.
KONKLUSIONER (2) Der sker spredning af lave pesticidkoncentrationer til underliggende grundvandsmagasin i 23 mu.t. formentlig i sprækker o.l. I grundvandsmagasinet er målt langvarig forekomst af dichlorprop, MCPP, bentazon og BAM med koncentrationer omkring drikkevandskravet. Risiko for at overse forurening med boringer pga. heterogen arealfordeling af spild og transportveje. Den observerede forurening og spredningsmønsteret forventes typisk for gamle vaskepladser i moræneler. Gamle vaskepladser er et godt bud på en vigtig kilde til grundvandsforurening med bl.a. dichlorprop, MCPP, 4-CPP, 2- CPP, 4-chlor 2methylphenol og bentazon m.fl.
Tak for opmærksomheden!
VERTIKALE BORINGER OG SUGECELLER: + Billigst, simpelt/kendt - Risiko for at overse forurening SKRÅ OG VANDRETTE BORINGER: + Større chance for at fange forurening - Dyrt og kompliceret VANDPRØVER: + Lav detektionsgrænse - Usikkerhed om hvorfra vand stammer INTAKTJORDPRØVER: + Sikkerhed for stedspecifikt vand - Høj detektionsgrænse ifht. drikkevandskrav