Post on 07-Jul-2015
description
På säker grund för hållbar utveckling
PEGASUS-projektet
Förekomst och transport av bekämpningsmedel i mark och grundvatten
i ett litet tillrinningsområde i södra Skåne
Christel Carlsson, SGI
David Bendz, SGI
Anja Enell, SGI
Maria Åkesson, LU
Charlotte Sparrenbom, LU
Grundvattendagarna 16-17 oktober 2
Syfte
Kartlägga förekomst och transport av bekämpningsmedel i djupare
grundvatten i ett litet tillrinningsområdet i Skåne
Finansiärer:
Stiftelsen för Lantbruksforskning (SLF)
Region Skånes miljövårdsfond
Stiftelsen CF Lundström
Kungliga fysiografiska sällskapet
Grundvattendagarna 16-17 oktober 3
Fältlokalen
Tillrinningsområde i anslutning till
Nationellt övervakningsområde för
växtskyddsmedel M42 (CKB, SLU)
Grundvattendagarna 16-17 oktober 4
Omfattning PEGASUS
• WP1. Kartläggning av förekomst av bekämpningsmedel i
djupare grundvatten
• WP2. Hydrogeologisk modellering
• WP3. Undersökning av styrande faktorer för förekomst i
grundvatten
• WP4. Transportmodellering i grundvatten
Grundvattendagarna 16-17 oktober 5
WP1. Kartläggning i djupt grundvatten
• Arrende av mark
• Upphandling av borrningsarbete
• Etablering av rör 5-35 m djup i tre kluster i
transekt
• Rutiner för att förhindra kontaminering
Finns det bekämpningsmedel i djupt grundvatten?
SHG-1
SHG-2
NAG-1
NAG-2
0901—0907
LIFA
Grundvattendagarna 16-17 oktober 6
>60 år
SHG-1
SHG-2
NAG-1
NAG-2
0901—0907
LIFA
WP1. Kartläggning i djupt grundvatten
forts.
• Provtagningsplan - provtagning och screening av 150 olika
substanser vid 5 olika tillfällen över två år
• Allmän kemiska analyser
• Åldersdatering med CFC-metoden
Resultat
• Inga bekämpningsmedel detekteras i
djupa brunnarna
• Åldersdatering visar på ”gammalt”
vatten >60 år
Grundvattendagarna 16-17 oktober 7
WP2. Hydrogeologisk modellering
• Grundvattennivåer
• Grundvattendelare
• Lagerföljdsbeskrivningar och
interpolering/tolkning av horisontell utbredning
• Kornstorleksanalys
• Beräkning och test av hydraulisk konduktivitet
• Geofysiska mätningar (resistivitet, inducerad
polarisation (IP), Elektromagnetisk metod
(EM)
Baserades på information om:
Grundvattendagarna 16-17 oktober 8
WP2. Hydrogeologisk modellering
40
60 60
> 60
60
?
Andersson, P., (2010). Hydrogeological investigation for the PEGASUS project, southern
Skåne, Sweden, Master thesis (2010).
Konceptuell modell över transekt:
Grundvattendagarna 16-17 oktober 9
WP3. Statistisk analys av styrande faktorer
• Grunt grundvatten 3 m djup
• Spridningsdata sedan 20 år
• Detekterade halter sedan 10 år
• Fynd (Bentazon, Diklorprop, Fluroxipyr, Klopyralid,
Glyfosat, Imazalil, MCPA, Metamitron)
• Icke Fynd (Alkonifen, Deltamedrin, Diflufenikan,
Esfenvalerat, Etofumesat, Fenpropimorf, Kvinmerak,
Mekoprop, Metazaklor, Primikarb, Prosulfokarb)
• Statistiska analyser (t-test, independent samples
median test, bootstrapped level of significance of means and
medians)
20 år
10 år
>60 år
SHG-1
SHG-2
NAG-1
NAG-2
0901—0907
LIFA
Grundvattendagarna 16-17 oktober 10
Kemiska egenskaper (FOOTPRINT DATABASE)
Sorption till organiskt kol (Koc)
Nedbrytning (DT50)
Vattenlöslighet (Ws)
Fördelningskoefficient mellan oktanol/vatten (log Pow)
Henrys lags konstant (KH)
Ångtryck (Vp)
Nederbördsdata (SMHI, lokal väderstation)
Nederbörd samma dag som besprutning
Nederbörd veckan innan besprutning
Nederbörd en vecka efter besprutning
Nederbörd en månad före besprutning
Nederbörd en månad efter besprutning
Användning/besprutning (SLU databas)
Total dos per besprutningstillfälle
Total yta som sprutats per tillfället
Avstånd (Fältmätningar, ArcGIS)
Avstånd från grundvattenbrunn
Avstånd från grundvattenyta
Jordegenskaper (SGU jordartskarta)
Permeabilitet
Testade variabler:
WP3. Statistisk analys av styrande faktorer
Grundvattendagarna 16-17 oktober 11
• Total dos per besprutningstillfälle
• Nedbrytning (DT50)
• Fördelningskoefficient mellan oktanol/vatten (log Pow)
• Henrys lags konstant (KH)
• Nederbörd veckan innan besprutning
• Nederbörd en månad efter besprutning
Resultat:
Statistiskt signifikant gruppvis skillnad map:
WP3. Statistisk analys av styrande faktorer
Åkesson et al, Journal of Hydrology 477 (2013) 165–174
Grundvattendagarna 16-17 oktober 12
WP4. Transportmodellering
Förklara förekomst av sex olika bekämpningsmedel i grunt grundvatten
• Data över besprutning och fynd (bentazon, diklorprop, glyfosat,
isoproturon, metamitron, MCPA)
• Nederbördsdata och avdunstning (1950-,SMHI)
• Konceptuell hydrogeologisk modell
• Platsspecifik data map sorption och nedbrytning av de
sex substanserna, framtagna i laborativa experiment
• 3H/3He-analyser (Utah University, 2012)
Grundvattendagarna 16-17 oktober 13
Konceptuell
modell
Matematisk
modell (HYDRUS-
2D)
Kalibrering
Transportsimulerin
g
Validering
Justering
av porositet
Geofysiska
undersökningar,
brunnsloggar,
kartor
Nederbörds data
Tritium/Helium
data
Platsspecifik data
Kd och k (lab)
Användning
(1990-2010)
Övervakningsdata
2004-2010
WP4. Transportmodellering
Grundvattendagarna 16-17 oktober 14
WP4. Transportmodellering
Modellen lyckas simulera ankomsttiden
för bekämpningsmedel med lågt Kd, dvs
bentazon, diklorprop, isoproturon och
MCPA (ej glyfosat och metamitron)
Transportmodellering i
grundvattensystem baserad på
kalibrering med 3H/3He är en kraftfull
metodik
Endast substanser med mycket låga Kd
når till djupt grundvatten (15-19) meter i
ett hundraårsperspektiv.
M. Åkesson et al, 2013, submitted to Applied Geochemistry
Grundvattendagarna 16-17 oktober 15
Sammanfattning
• Inga bekämpningsmedel i djupt grundvatten >60 år gammalt
• Fynd i 10 år gammalt vatten
• Viktigaste faktorn för spridning till grundvattnet är dosen
(mängd/yta)
• Transport av bekämpningsmedel med låga Kd kan beskrivas
väl med vald modell
• Studien bekräftar att sorption och nedbrytning i hög grad
kontrollerar transporten
• Kalibrering av transportmodellen med 3H/3He är ett kraftfull
metodik
• Modelleringen indikerar makroporflöde av bekämpningsmedel
Grundvattendagarna 16-17 oktober 16
Publikationer
Pesticide occurrence and groundwater age in a small catchment in southern Sweden,
Åkesson et al. submitted to Applied Geochemistry, (May, 2013)
Statistical screening for descriptive parameters for pesticide occurrence in a shallow
groundwater catchment, Åkesson et al. Journal of Hydrology 477 (2013) 165–174.
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169412010049
Hydrogeological investigation for the PEGASUS project, southern Skåne, Sweden,
Pontus Andersson, Master thesis (2010).
http://lup.lub.lu.se/luur/download?func=downloadFile&recordOId=2296639&fileOId=2
296640
GIS-baserad kartläggning av sambandet mellan pesticidförekomster i grundvatten
och markegenskaper, Joakim Lindblad, Johan Lindenbaum, Kandidatuppsats (2010).
http://www.natgeo.lu.se/ex-jobb/exj_186.pdf
Andersson, P., (2010). Hydrogeological investigation for the PEGASUS project,
southern Skåne, Sweden, Master thesis (2010).
Transport av kemiska bekämpningsmedel samt fastläggnings- och
nedbrytningskaraterisering i en vertikal transekt genom mark-och grundvattenzonen i
ett litet tillrinningsområde i Skåne. Slutrapport till SLF. Carlsson, C. (2013). SGIs
hemsida www.swedgeo.se
Grundvattendagarna 16-17 oktober 17
TACK !