Pegasus projektet-christel carlsson

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


Fältlokalen

Tillrinningsområde i anslutning till

Nationellt övervakningsområde för

växtskyddsmedel M42 (CKB, SLU)


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


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


>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


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:


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:


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


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:



• 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:


Åkesson et al, Journal of Hydrology 477 (2013) 165–174


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)


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




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


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


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









http://www.swedgeo.se/


TACK !

Documents

Pegasus projektet-christel carlsson