grundvandsmagasin - ATV - Jord og Grundvand

RISIKOVURDERING AF ENPESTICIDFORURENING VED ENGAMMEL FRUGTPLANTAGEPeter R. Jørgensen, PJ-Bluetech ApSNiels Henrik Spliid, AaU, Inst. for AgroøkologiATV møde, Schæffergården, 18. Januar 2012

MST PESTICIDFORSKNINGSPROJEKT1992-94POINT AND NON-POINT SOURCEPESTICIDE CONTAMINATION INCLAYEY TILLGeoteknisk Institut,DJF,DGU,CNS-Miljø,Vestsjællands AmtMILJØSTYRELSENSPESTICIDFORSKNINGSPROGRAM

OM UNDERSØGELSEN OG VASKEPLADSER1997GENTAGELSE AF EN TIDLIGERE UNDERSØGELSEFRA 1992-95 I 2007-10SAMARBEJDSPROJEKT MELLEMGEO OG AARHUS UNIVERSITET

NYTPESTICIDFORSKNINGSPROJEKT 2007-9EN PESTICIDFORURENINGI GRUNDVAND - 15 ÅR SENERE- spredning, nedbrydning og akkumulation -GEO,AARHUS UNIVERSITETMILJØSTYRELSENSPESTICIDFORSKNINGSPROGRAM

MST PESTICIDFORSKNINGSPROJEKT1992-94Vaskeplads m.pesticidspildSkælskør frugtplantage75,4 ha500 m

KORTLAGT FORBRUG AF UKRUDTSMIDLERI PLANTAGENTotalforbrug 1961-92• Dichlorprop, 366 kg• MCPA, 206 kg• 2,4D, 166 kgca. 1 tonsphenoxysyrer• MCPP, 106 kg• Simazin, 451 kg• Terbutylazin, 410 kgca. 1 tonstriaziner

HISTORIKVaske- og fyldeplads fra før 1950 - 1990/91

MSTPESTICIDFORSKNINGSPROJEKT1992-94AB

AGEOLOGI OG BORINGERvaskepladsB23 mMorænelerGRUNDVANDSMAGASIN

GRUNDVANDSDANNELSEvaskeplads23 mMorænelerGRUNDVANDSDANNELSE30 – 60 mmGRUNDVANDSMAGASIN

REDOXFORHOLDvaskepladsAEROBE FORHOLDANAEROBE FORHOLD23 mMorænelerGRUNDVANDSDANNELSE30 – 60 mmGRUNDVANDSMAGASIN

REDOXFORHOLDvaskepladsSprækker iudgravning23 mMorænelerGRUNDVANDSDANNELSE30 – 60 mmGRUNDVANDSMAGASIN

REDOXFORHOLDvaskepladsTilbagefyldtudgravningSprækker iudgravning23 mMorænelerGRUNDVANDSDANNELSE30 – 60 mmGRUNDVANDSMAGASIN

REDOXFORHOLDvaskepladsTilbagefyldtudgravningSprækker iudgravning23 mMorænelerGRUNDVANDSDANNELSE30 – 60 mmGRUNDVANDSMAGASINSprækker iborekerner

PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94vaskepladsTilbagefyldtudgravningGRUNDVANDSMAGASIN

PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94vaskepladsPhenoxysum:577 µg/LSimazin3 µg/LGRUNDVANDSMAGASIN

PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94vaskeplads2,20,06Phenoxysum:577 µg/LSimazin3 µg/L0,40,030,08

PESTICIDANALYSER, VAND, 1993/94vaskepladsFILTER 3.2(forbrugt)2,20,06Phenoxysum:577 µg/LSimazin3 µg/L1000 µg/l100 µg/l10 µg/l1 µg/l0,1 µg/l(dichlorprop 366 kg)(mechlorprop 106 kg)(simazin 451 kg)(MCPA 206 kg)0,40,030,08

SAMMENFATNING AF DENTIDLIGERE UNDERSØGELSE FRA1992-94• Høje ”hot-spot” koncentrationer af dichlorprop ogMCPP i øverste tredjedel af lerdæklaget op til mg/l.• Ringe grad af spredning til underliggende moræneog grundvand. Koncentrationer omkringdrikkevandskravet (0,1 µg/l)• Generelt lave koncentrationer af simazin og kunspor af 2.4D og terbutylazin• Stor arealmæssig/rumlig variation affundkoncentrationer og transport

NYTPESTICIDFORSKNINGSPROJEKT2007-9• Undersøge forureningsudviklingen siden 1993/94 vedgentagelse af tidligere pesticidanalyser i fortsateksisterende boringer og nye boringer• Undersøge de mekanismer og egenskaber vedforurening og jord der betinger tilbageholdelse ijordsøjlen og spredning til grundvandet• Estimere størrelsen af pesticidnedbrydning påvaskepladsen

PESTICIDANALYSER, VAND, 2007Gentagelse i fortsat eksisterende boringervaskepladsPhenoxysum:577 -> 146 µg/lSimazin3 -> 0,6 µg/lGRUNDVANDSMAGASIN

PESTICIDANALYSER, VAND, 2007Gentagelse i fortsat eksisterende boringervaskeplads2,2->1,40,06->0,01Phenoxysum:577 -> 146 µg/lSimazin3 -> 0,6 µg/l0,08->0,020,30,03- >0,010,3 -> 3,60,010,03- >0,010,05->0,30,1-> 0.01GRUNDVANDSMAGASIN0,2->0,20,04 - >0.01

PESTICIDANALYSER, VAND, 2007Gentagelse i fortsat eksisterende boringervaskeplads2,2->1,40,06->0,01Phenoxysum:577 -> 146 µg/lSimazin3 -> 0,6 µg/l0,08->0,020,30,03- >0,010,3 -> 3,60,010,1-> 0.01Faldende simazin = 0,01 µg/lGRUNDVANDSMAGASIN0,2->0,20,04 - >0.01

NYE STOFFER I 2007STOFMetabolit/urenhed fra:4-CPP Dichlorprop, MCPP2-CPP Dichlorprop2,4-Dichlorphenol Dichlorprop, 2,4D4-chlor 2methylphenol MCPP, MCPADip-atrazinBAMBentazonAtrazin, simazin, terbutylazinDichlobenil

PESTICIDANALYSER, VAND, 2007NYE STOFFERvaskeplads4-CPP+2-CPP178 µg/lBentazon 19 µg/lBAM 0,4 µg/lGRUNDVANDSMAGASIN

PESTICIDANALYSER, VAND, 2007NYE STOFFERvaskeplads4,2130,24-CPP+2-CPP178 µg/lBentazon 19 µg/lBAM 0,4 µg/l0,040,70,040,140,250,02211,30,20,060,060,011,10,90,07GRUNDVANDSMAGASIN0,70,150,02

MST PESTICIDFORSKNING 2007-9OPSUMMERING AF GNS. KONCENTRATIONER I”HOT-SPOT” (BORING 3,2)STOF 1993/94Dichlorprop 470µg/LMCPP 107µg/LMCPA 0,26µg/LSimazin 3µg/L2007 NYE PARAMETRE4-CPP2-CPP4-chlor 2methylphenolBentazonBAMTriazinmetabolit2007 REDUKTION71µg/L 85%76µg/L 29%0,08µg/L 69%0,6µg/L 80%172µg/L3,5µg/L2,5µg/L19µg/L0,2µg/L

MST PESTICIDFORSKNING 2007-9”Hot-spots” af phenoxyherbicider ser ud til atgå igen i andre undersøgelser af vaskepladser

OPSUMMERING AFFELTUNDERSØGELSERNE 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 af15 år• Fortsat lille spredning til underliggende moræne oggrundvand fra ”hot-spot”• Sammenfald med fund på andre vaskepladser ogstoffer i GRUMO under tilsvarende lertykkelse

MST PESTICIDFORSKNING 2007-9Mekanismer og egenskaber ved forurening og jord derbetinger tilbageholdelse i jordsøjlen og spredning tilgrundvandet- Udvaskningsforsøg- Sorptionsundersøgelser

LABORATORIEFORSØGUDVASKNINGSFORSØG MED INTAKTMORÆNEMATRIX FRA FORURENINGSFRONT5-7 m

MST PESTICIDFORSKNING 2007-9BESTEMMELSE AF PESTICIDUDVASKNING OGPERMEABILITET I MATRIXSøjleDybde(mu.t.)Anvendtgradient(m/m)Hydrauliskledningsevne(m/s)v2,6A(søjle6) 4,9 105 6,4E-10v2,6A (søjle 8) 5,9 105 8,6E-10v2,6B (søjle 8) 5,9 105 1,2E-9v2,6B (søjle 10) 6,9 105 8,4E-10Strømningshastighed imatrix i dæklag = 1-2 mm/år

MST PESTICIDFORSKNING 2007-9UDVASKNING AF PESTICIDER

MST PESTICIDFORSKNING 2007-9UDVASKNING AF NEDBRYDNINGSPRODUKTER

OPSUMMERING AFLABORATORIEUNDERSØGELSERNE• Akkumulation af ”hot-spot” phenoxyherbiciderog 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 observeredesprækker o.l. til underliggende grundvand

VURDERING AF PESTICINEDBRYDNINGbaseret på antagelse om immobilt porevand i”hot-spot” boringsfilterGRUNDVANDSMAGASIN

MST PESTICIDFORSKNING 2007-9OPSUMMERING AF GNS. KONCENTRATIONER I”HOT-SPOT” (BORING 3,2)STOF 1993/94Dichlorprop 470µg/LMCPP 107µg/LMCPA 0,26µg/LSimazin 3µg/L2007 NYE PARAMETRE4-CPP2-CPP4-chlor 2methylphenolBentazonBAMTriazinmetabolit2007 REDUKTION71µg/L 85%76µg/L 29%0,08µg/L 69%0,6µg/L 80%172µg/L3,5µg/L2,5µg/L19µg/L0,2µg/L

VURDERING AF IMMOBILITET AFPOREVAND UD FRA TRITUM0Tritium units (TU)0 10 20520071993D ybde (m )101520GRUNDVANDSMAGASIN25vand 1993 filtrevand 2007 filtre

VURDERING AF IMMOBILITET AFPOREVAND UD FRA TRITUMDybde (m)0510Tritium units (TU)0 10 202007 1993T½ tritium = 12,3 årTidsforskel mellemmålinger = 15 årTritium er cirka halveret,svarende til henfald iimmobilt porevand152025vand 1993 filtrevand 2007 filtre

VURDERING AF PESTICINEDBRYDNINGDichlorprop er red. ca. 85%20071993Tidsforskel mellemmålinger = 15 årKonklusion: T½ = 4-5 år

FORURENINGSVARIGHEDNEDBRYDNING AF "HOT-SPOT"VED T½ = 5 ÅRKoncentration i "Hot-spot"(mikrogram/L)10001001010.10.011000 -> 100 µg/L70 år0 20 40 60 80 100Tid (år)

RISIKOVURDERINGKONCEPTUEL FORURENINGSMODELAktiv forureningsfase og residualfase

NEDSIVNING AFPESTICIDSPILDAKTIV FORURENINGSFASENedvaskning i sprækker/ transport ud imatrixVINTERANAEROB MATRIXSOMMER(efter Chambon, 2010)

NEDSIVNING AFPESTICIDSPILDAKTIV FORURENINGSFASENedvaskning i sprækker/ transport ud imatrixVINTERANAEROB MATRIXSOMMER(efter Chambon, 2010)

NEDSIVNING AFRENT VANDRESIDUALFASEDiffusion tilbage til sprækkerVINTERSOMMERANAEROB MATRIX(efter Chambon, 2010)

NEDSIVNING AFRENT VANDRESIDUALFASEDiffusion tilbage til sprækkerVINTERSOMMERANAEROB MATRIX(efter Chambon, 2010)

KONCEPTUELT UDVASKNINGSFORLØB TILGRUNDVANDForureningsudvaskningForureningResidual faseInfiltration af rent vandforureningsudvaskningtidJørgensen et al., 1998, WRR

RISIKOVURDERINGUDVASKNING TIL GRUNDVAND1000 µg/LUdvaskning til grundvandunder 15 m moræneler0,1 µg/LJørgensen et al., 2004, GW

KONKLUSIONER (1)• Mere end 20 år efter ophør af pesticidspild på vaskepladsener der målt høje ”hot-spot” koncentrationer af dichlorprop ogMCPP.• I ”hot-spot” er der målt ledsagende høje koncentrationer afphenoxyherbicidnedbrydningsprodukter/urenheder ogbentazon.• De høje ”hot-spot” koncentrationer er akkumuleret i anaerobmatrix med stort set ingen vandbevægelse og langsomnedbrydning.• Der er ikke sket væsentlig bevægelse af ”hot-spot” på 15 år.Dette skyldes lille hydraulisk ledningsevne af lermatrix ikombination med lille vertikal hydraulisk gradient.

KONKLUSIONER (2)• Der sker spredning af lave pesticidkoncentrationer tilunderliggende grundvandsmagasin i 23 mu.t. formentlig isprækker o.l.• I grundvandsmagasinet er målt langvarig forekomst afdichlorprop, MCPP, bentazon og BAM med koncentrationeromkring drikkevandskravet.• Risiko for at overse forurening med boringer pga. heterogenarealfordeling af spild og transportveje.• Den observerede forurening og spredningsmønsteretforventes typisk for gamle vaskepladser i moræneler.• Gamle vaskepladser er et godt bud på en vigtig kilde tilgrundvandsforurening 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 forureningSKRÅ OG VANDRETTE BORINGER:+ Større chance for at fange forurening- Dyrt og kompliceretVANDPRØVER:+ Lav detektionsgrænse- Usikkerhed om hvorfra vand stammerINTAKTJORDPRØVER:+ Sikkerhed for stedspecifikt vand- Høj detektionsgrænse ifht. drikkevandskrav