Skelnen mellem pesticidkilder

Nina Tuxen, Sandra Roost og Julie Lund Laurberg Kofoed

Angelina Aisopou, Philip J. Binning, Julie Chambon og Poul L. Bjerg

Lærke Thorling, Walter Brüsch og Kim Esbensen

Fund i grundvand

1993-2011

• pesticider i ca. 50 % af GRUMO boringer

•Pesticider i ca. 26 % af indvindingsboringerne

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1990 1995 2000 2005 2010

% a

f u

nd

ers

øgt

e f

iltre

Årstal

GRUMO

BK

37 %

23 %

2011

• grænseværdien overskredet i 11 % af GRUMO boringerne

• grænseværdien overskredet i 4% af indvindingsboringerne er

Punkt vs fladekilder

12. marts 2013 3

Datagrundlag

• Fund ved punktkilder (opsamling på 46 velundersøgte

amts/regions-lokaliteter)

• LOOP/VAP: repræsenterer fladebelastninger 520 analyser

– Filtersat terrænnært under konventionelt dyrkede marker

• Vandværkernes boringskontrol (BK) 7.272 analyser

• GRUMO (grundvandsovervågningen)

3.811 analyser

• Andre analyser (AA) 9.213 analyser

• Alene fokuseret på boringer med fund

(alle tal med fund Fra 1997-2011)

Tidsserier

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

1990 1995 2000 2005 2010

Ko

ncen

trati

on

mg

/l

Desisopropyatrazin

DEIA

Data stammer fra Hvinningdal 5.1, DGU nr. 86.1629.

Formål

Er der forskel på fund, der stammer fra fladekilder og punktkilder i forhold til:

• Hvilke stoffer

• Koncentrationsniveau

• Sameksistens af stoffer

• Tidslig og rumlig variation

Hvordan påvirker andre faktorer gennembrudet:

• Stofegenskaber

• Geologi og hydrogeologi

• Boringstype

• Boringsplacering

• Pumperater

Det overordnede formål med projektet var at udvikle/identificere metoder, som kan bruges til at skelne mellem pesticidpunktkilder og –fladekilder i et konkret tilfælde af en forurenet boring.

Administrativt betydning

Pesticider i grundvand?

Regioner

Punktkilder Fladekilder

EU Miljøstyrelsen

Naturstyrelsen Vandplaner

Pesticid input

Kommuner Vandforsyning

Fokus stoffer • 2,4-D

• Atrazin

• Bentazon

• Dichlobenil

• Dichlorprop

• Glyphosat

• Hexazinon

• Isoproturon

• MCPA

• MCPP

• Simazin

De pestcider der meget ofte konstateres i grundvandsovervågningen samt i de forureningsundersøgelser der udføres på punktkilder

Aktiviteter

12. marts 2013 9

Hvo

rdan

ske

lne

s m

elle

m

flad

e o

g p

un

ktki

lde

r?

Statistisk Analyse GRUMO Stof kode

Analyser Antal fund

antal fund >=0,1

antal fund ≥ 0,5

antal fund ≥ 1µg/l

0410 pm 77 34 13 2 0411 pm 1 0 0 0 0421 tm 852 206 21 1 0422 tm 15 0 0 0 451 2 1 0 0 0452 tm 9 3 0 0 2627 11 dichlobenil

36 4 0 0

2628 16 0 0 0 2712 BAM 1755 602 167 69 3011 pm 152 8 0 0 3132 6 0 0 0 3505 tm 624 91 24 8 3506 tm 660 89 2 0 3507 tm 48 1 1 0 3515 5 0 0 0 3528 5 2 0 0 3536 1 0 0 0 3537 2 2 0 0 3539 t 6 0 0 0 3548 pm 51 25 12 2 3563 2 0 0 0 3572 2 0 0 0 3573 28 6 4 2 3580 2 0 0 0 3592 11 glypohsat

109 21 7 2

3597 11 hexazinon t

120 41 21 5

3603 7 0 0 0 3607 8 3 0 0 3612 5 0 0 0 3617 79 18 5 2 3618 2 0 0 0 3625 19 1 1 1 3643 4 0 0 0 3655 t 19 0 0 0 3668 1 0 0 0 3683 135 52 8 4 3684 5 2 1 1 3685 117 40 6 3 3754 tm 15 2 0 0 3755 tm 9 1 0 0 3756 tm 12 2 0 0 4010 tm 6 0 0 0 4014 2,6-dichlorbenzosyre dichlobenil

77 11 0 0

4510 11 dichlorprop p

348 148 110 101

4511 11 MCPA p

70 23 2 2

4512 11 mechlorprop p

246 83 20 7

4513 15 3 0 0 4514 30 5 1 0 4515 11 atrazin t

444 61 9 3

4516 11simazin t

164 22 1 0

4517 85 27 11 9 4521 1 0 0 0 4536 ampa

80 18 7 3

9943 11 2,4-d p

22 4 1 1

9944 11 bentazon

310 77 12 4

9945 11 isoproturon

7 1 1 0

Koncentration

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

0,01 0,1 1 10 100

Hyp

pig

he

d i

% f

or

mxko

ncen

trati

on

Maxkoncentration i enkeltanalyser (µg/l)

Hyppighed for maxkoncentrationsintervaller

GRUMO LOOP BK AA Punkt

Antal stoffer over grundvandskvalitetskriteriet i en analyse

0%

25%

50%

75%

100%

0 1 2 3 4 5 6 7>7

Punktkilde GRUMOLOOP BKAA

Modeller

Water divide

aquiferlowconductivitylayer

Abstractionwells

Monitoringwell

FixedHead

No flowConstant-headConstant Recharge

BOUNDARY CONDITIONS

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

Uniform Recharge

sand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping wellchalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping well

clay

chalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

x-direction [km]

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

sand200 m

stream

x-direction [km]

Uniform Recharge

FixedHead

No flowConstant-headConstant Recharge

BOUNDARY CONDITIONS

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

Uniform Recharge

sand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping wellchalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping well

clay

chalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

x-direction [km]

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

sand200 m

stream

x-direction [km]

Uniform Rechargea) 3-D system

b) 2-D conseptual system

noflow

no flow

Pumpingwell

monitoringwell

Water divide

AquiferLowconductivitylayer

b) 2-D conceptual system based on cross section AA’

Water divide

aquiferlowconductivitylayer

screen

screen

Monitoringwell

Abstractionwells

a) 3-D system

A

A’

Water divide

aquiferlowconductivitylayer

Abstractionwells

Monitoringwell

FixedHead

No flowConstant -headConstant Recharge

BOUNDARY CONDITIONS

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

Uniform Recharge

sand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping wellchalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping well

clay

chalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

x-direction [km]

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

sand200 m

stream

x-direction [km]

Uniform Recharge

FixedHead

No flowConstant -headConstant Recharge

BOUNDARY CONDITIONS

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

Uniform Recharge

sand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping wellchalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

16

24

36

Uniform Recharge

clay

Pumping well

clay

chalk

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Uniform Recharge

sand

clay

Pumping wellsand

x-direction [km]

FixedHead

0 2 4 6 8 10

dept

h [m

]

0

20

40

60

90

Pumping well

sand200 m

stream

x-direction [km]

Uniform Rechargea) 3-D system

b) 2-D conseptual system

noflow

no flow

Pumpingwell

monitoringwell

Water divide

AquiferLowconductivitylayer

Fixedhead

x

z

Hvad kan variere?

• Typen af pesticider

• Pesticidkoncentrationen

• Varierende inputfunktion fra fladekilder (for at simulere skift i pesticidanvendelsen)

• Areal af punktkilden

• Placering af punktkilden

• Placering af indvindingsboringer

• Placering af moniteringsboring

• Dispersivitetsværdier

• Pumperate i indvindingsboringer

• Infiltration

• Geologi

Rumlig variation

Tidslig variation

Gennembrudskurver Fladekilder ca. 0,001 mg/l/år Punktkilder ca. 0,01 mg/l/år

Kræver god data!

Betydning af boringstype og placering

0 2000 4000 6000 8000 10000 m

0

30

60

90m

a) base_p(x=2.5km)in 2012

mg/L

Co=50 mg/L

0 2000 4000 6000 8000 10000 m

0

30

60

90m

Co=50 mg/L

b) E1_p(x=3.5km)in 2012

Scenario group E: Point Source location

c) E2_p(x=1.5km)in 2012

0 2000 4000 6000 8000 10000 m

0

30

60

90m

Co=50 mg/L

pumping well

monitoring well 1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

Indvindingsboring Moniteringsboring

Stor pumpning Ingen pumpning

Stor sandsynlighed for at fange punktkilde

Lille sandsynlighed for at fange punktkilde

Stor fortynding Lille fortynding

year

1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100

C [

g/L

]

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.160

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

bentazone

variable pumping rate

Q [

m2/w

eek]

bentazone application

year

1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100

C [

g/L

]

0.0

1.0e-3

2.0e-3

3.0e-3

4.0e-3

5.0e-3

6.0e-3 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

MCPP

variable pumping rate

Q [

m2/w

eek]

MCPP application

year

1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100

C [

g/L

]

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.160

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

bentazone

variable pumping rate

Q [

m2/w

eek]

bentazone application

a) b)

Betydning af pumperate Scenario group I: Pumping rate

0 2000 4000 6000 8000 10000 m

0

30

60

90m

c) base_p(Q=20% of recharge)

in 2012

mg/L

Co=50 mg/L

0 2000 4000 6000 8000 10000 m

0

30

60

90m

Co=50 mg/L

d) I1_p(Q=70% of recharge)

in 2012

pumping well

monitoring well

0 2000 4000 6000 8000 10000 m

0

30

60

90m

b) I1_d(Q=70% of recharge)

in 2012

Co=0.1 mg/L

pumping well

monitoring well

0 2000 4000 6000 8000 10000 m

0

30

60

90m

pumping well

monitoring wella) base_d(Q=20% of recharge)

in 2012

Co=0.1 mg/L0.1

0.08

0.06

0.04

0.02

0

mg/L

pumping well

monitoring well

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

hypothetical point source

hypothetical point source

Øget pumperate kan både betyde stigning og fald i koncentration

Lille

St

or

Varienende pumperate kan føre til variation i koncentration

Hvo

rdan

ske

lne

s m

elle

m

flad

e o

g p

un

ktki

lde

r?

Prøve det selv

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013

Ko

nc

en

tra

tio

n m

g/l

4-CPP

Dichlorprop

MCPP

BAM

Bemærk: Meget flot dataset DKK 2,600 per prøve!

BK-datasættet DGU nr. 88.542

Prøve det selv

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013

Ko

nc

en

tra

tio

n m

g/l

4-CPP

Dichlorprop

MCPP

BAM

• Mange stoffer • Stejl gennembrudskurve • Flere fund af phenoxysyrer /metabolitter Dichlorprop, 4-CPP

Punkt kilde!

BK-datasættet DGU nr. 88.542

Prøve det selv

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Ko

nc

en

tra

tio

n m

g/l

Trichloreddikesyre (TCA)

BAM

Dichlobenil

DEIA

Samsø 11.1 i GRUMO datasættet

Prøve det selv

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Ko

nc

en

tra

tio

n m

g/l

Trichloreddikesyre (TCA)

BAM

Dichlobenil

DEIA

Samsø 11.1 i GRUMO datasættet

• BAM ligger under 0,1 mg/l • De øvrige enkeltstoffer er mindre end 0,05 mg/l • stor variation i, hvilke stoffer, der findes over tid

Flade kilde!