Transport av kemiska bekämpningsmedel samt fastläggnings- och nedbrytningskarakterisering i en vertikal transekt genom mark- och grundvattenzonen i Vemmenhögsåns tillrinningsområde, södra Sverige

Sammanfattning av slutrapport
Projektets mål har varit att undersöka förekomst, fastläggning, transport och nedbrytning av kemiska bekämpningsmedel (KB) i djupare grundvatten i ett litet avrinningsområde i Vemmenhög i Skåne.

Grundvatten har provtagits på varierande djup (5,5-35 m) och analyserats map 150 olika KB vid fem olika tillfällen utan att några detekterats. Dessa djupare grundvatten daterades till mellan 40 och >60 år. I grunt grundvatten från området finns fynd av KB och med hjälp av statistisk analys av spridning och fynd visades att den enskilt största faktorn som avgör om KB återfinns i grundvattnet eller ej är dosen vid besprutningstillfället. En högre dos ökar sannolikheten för fynd i grundvattnet.

En matematisk modellering genomfördes för att förklara förekomst av 6 olika KB i grunt grundvatten. Här användes bl.a. experimentellt bestämda parametrar för nedbrytning och fastläggning. Modelleringen möjliggjorde att fynd av lågsorberande KB kunde kopplas till spridningen av dessa substanser, medan fynd av de relativt starkt sorberande substanserna inte kunde förklaras.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Syftet med forskningsprojektet var att öka kunskapen om hur kemiska bekämpningsmedel från jordbruket kan läcka ner till djupare grundvattenmagasin och med denna kunskap bidra till en hållbar bekämpningsmedelsanvändning inom jordbruket. Målet var att undersöka fastläggning, transport och nedbrytning av bekämpningsmedel, samt förekomst i djupare grundvatten i ett litet avrinningsområde i Vemmenhög i Skåne.

Sju grundvattenbrunnar etablerades längst ner i Vemmenhögs avrinningsområde för att kartlägga förekomsten av bekämpningsmedel i djupare grundvatten. Brunnarnas djup varierade mellan 5,5 och 35 meter. Platsen valdes eftersom användningen i området av bekämpningsmedel är väl dokumenterad sedan 20 år tillbaka genom det nationella övervakningsprogrammet för växtskyddsmedel som drivs av Kompetenscentrum för kemiska bekämpningsmedel (CKB) vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU). Ungefär 150 olika kemiska bekämpningsmedel har analyserats vid fem olika tillfällen i brunnarna. Åldern på de grundvattnen bestämdes till mellan 40 och mer än 60 år. Inga fynd av bekämpningsmedel i dessa vatten gjordes.

I grunt grundvatten från avrinningsområdet har dock bekämpningsmedel hittats sedan tidigare. I en annan del av studien undersöktes därför med statistisk analys varför vissa bekämpningsmedel hittades i grunt grundvatten och andra inte. De faktorer som undersöktes i studien var olika kemiska egenskaper hos bekämpningsmedlet, nederbörd, besprutningsdata och geologiska data. Resultaten visade att den enskilt viktigaste faktorn som avgör om ett bekämpningsmedel hittas eller inte i grundvattnet, är bekämpningsmedlets dosering (gram per hektar) vid besprutningstillfället. En högre dos ökar sannolikheten för fynd i grundvattnet. Som förväntat visade studien visade också att de bekämpningsmedel som inte hittades i grundvattnet hade egenskaper som gjorde att de bryts ner snabbare, är mer flyktiga och binder in hårdare till jorden. Studien visade också att mängden nederbörd veckan före och månaden efter besprutningstillfället hade betydelse för om fynd gjordes eller ej. Mycket regn veckan före besprutning och månaden efter besprutning hade ett samband med de bekämpningsmedel som inte hittades i grundvattnet.

En matematisk modellering av transporten av 6 olika bekämpningsmedel (bentazon, diklorprop, glyfosat, isoproturon, MCPA och metamitron) genomfördes för att försöka förklara förekomsten i grunt grundvatten i avrinningsområdet. Bekämpningsmedlens nedbrytnings- och fastläggningsegenskaper bestämdes i laboratorium. Dessa uppgifter användes vid modelleringen. Resultaten från modelleringen visade att fynd av de bekämpningsmedel som inte binder in så hårt till marken kunde kopplas till spridningen. De fynd i grundvattnet som gjorts av de ämnen som istället binder starkt till marken (glyfosat och metamitron) kunde inte förklaras med vald modelleringsmetod. Orsaken till detta är troligtvis markens heterogenitet och på vissa ställen en snabb transport av bekämpningsmedel i sprickzoner, porer och kanaler.

En förutsägelse av framtida transport av isoproturon och bentazon till djupare grundvatten (15-19 m) gjordes med hjälp av den framtagna modellen. Modelleringen visade att det är endast den substans som binder minst till jorden, bentazon, som kommer att kunna detekteras på djupet 15-19 meter i ett hundraårs-perspektiv.

Studien är platspecifik men har ändå bidragit med generell kunskap:

-Studien bekräftar den generella teorin att sorption och nedbrytning i hög grad kontrollerar transporten av kemiska bekämpningsmedel i mark och grundvatten och att i jordbruksområden som är geologiskt/hydrogeologiskt heterogena, med stora variationer i hydraulisk konduktivitet så kan det styra tranporthastigheten.

-Genom att åldersdatera vattnet kan man få en bättre uppskattning och en möjlighet att kalibrera sina flödesmodeller för att kunna beräkna och förutsäga risker för fynd av pesticider i grundvattnen.

-Det register för spridning av bekämpningsmedel (med uppgift om bl.a spridningsdoser samt tidpunkt och plats för spridning av olika bekämpningsmedel) som upprättas av SLU i samarbete med lantbrukarna i området har varit mycket värdefullt. Materialet har gjort det möjligt att 1) identifiera att den enskilt viktigaste faktorn som avgör om KB återfinns i grundvattnet är dosen av bekämpningsmedlet vid besprutningstillfället, 2) med hjälp av en matematisk modell förklara vissa fynd i grundvattnet och därmed även göra förutsägelser om framtida påverkan av djupare grundvattenmagasin.