Search

Testing of pesticide leaching models is important to increase confidence in their use in pesticide registration procedures world-wide. The chromatographic PEARL model was tested against the results of a field leaching study on a cracking clay soil with a tracer (bromide), a mobile pesticide (bentazone) and a moderately sorbing, persistent pesticide (imidacloprid). Input parameters for water flow and solute transport were obtained from site-specific measurements and from literature. The model was tested using a stepwise approach in which each sub-model was sequentially and separately tested. Uncalibrated simulations for the water flow resulted in moisture profiles that were too wet. Calibration of the hydraulic relationships resulted in a good description of the moisture profiles. Calibration of the dispersion length was necessary to obtain a good description of bromide leaching. The calibrated dispersion length was 61 cm, which is very long and indicates a large non-uniformity of solute transport. The half-life of bentazone had to be calibrated to obtain a good description of its field persistence. The calibrated half-life was 2.5 times shorter than the half-life derived from the laboratory studies. Concentrations of bentazone in drain water and groundwater were described reasonably well by PEARL. Although measured and simulated persistence of imidacloprid in soil corresponded well, the bulk of the imidacloprid movement was overestimated by PEARL. However, imidacloprid concentrations in drain water were underestimated. In spite of the extensive calibration of water flow and tracer movement, the behaviour of the moderately sorbing pesticide imidacloprid could not be simulated. This indicates that the convection-dispersion equation cannot be used for accurate simulation of pesticide transport in cracking clay soils (even if extremely long dispersion length is used). Comparison of the model results from a poorly sorbed chemical (bentazone) and a moderately sorbed chemical (imidacloprid) were useful in defining the limitations of using a chromatographic flow model to simulate the effects of preferential flow.

A nutrient emission modelling system, called STONE, has been developed for the Netherlands. The approach of STONE and its use in evaluating environmental policies in the Netherlands are discussed. This specific approach is then compared with that of other nutrient emission modelling systems. Emphasis is put on both the scientific–technical aspects and on the applications in quantifying environmental effects of policy interventions at different scales. Results from STONE show, for example, the areas in the Netherlands where maximally acceptable nitrate concentrations in groundwater may be exceeded in the future, the effectiveness of implemented or intended policy measures on nutrient emissions, and the advantage of its mechanistic, spatially distributed approach. Such a detailed modelling approach is shown to be required to take into account the strong and complex interacting effects of, e.g. nutrient supply, groundwater level and management on nutrient emissions.

This paper summarises the results of both an ex-post evaluation of the Dutch Mineral Accounting System (MINAS) and an ex-ante evaluation of the effect of different levy-free surplus values. The MINAS system has been introduced in 1998 in order to reduce nitrate and phosphate leaching from agricultural soils. MINAS resulted in a reduction of the N surplus on dairy farms of approximately 50 kg ha-1 to limited or no costs to the farms involved. MINAS resulted in higher costs for manure removal for intensive livestock farmers. Though emissions of N and P have decreased significantly during the last five years effects of this reduction in environmental quality cannot be observed, except for a small decrease in nitrate concentration of the upper groundwater. The ex-ante evaluation of different variants for possible future levy-free surplus levels indicated that under the lowest variant, the nitrate concentration in groundwater will exceed 50 mg per litre on 14% of the area. The environmental effect of the different variants for P were not distinguished. The lowering of the levy-free surplus for P will have a drastic effect on the intensive livestock farms. The incorporation of fertiliser P under the MINAS system would be a cheap option to reduce the P surplusThis paper summarises the results of both an ex-post evaluation of the Dutch Mineral Accounting System (MINAS) and an ex-ante evaluation of the effect of different levy-free surplus values. The MINAS system has been introduced in 1998 in order to reduce nitrate and phosphate leaching from agricultural soils. MINAS resulted in a reduction of the N surplus on dairy farms of approximately 50 kg ha(-1) to limited or no costs to the farms involved. MINAS resulted in higher costs for manure removal for intensive livestock farmers. Though emissions of N and P have decreased significantly during the last five years effects of this reduction in environmental quality cannot be observed, except for a small decrease in nitrate concentration of the upper groundwater. The ex.-ante evaluation of different variants for possible future levy-free surplus levels indicated that under the lowest variant, the nitrate concentration in groundwater will exceed 50 mg per litre on 14% of the I area. The environmental effect of the different variants for P were not distinguished. The lowering of the levy-free surplus for P will have a drastic effect on the intensive livestock farms. The incorporation of fertiliser P under the MINAS system would be a cheap option to reduce the P surplus.

This study explores the effects of manure policy options for agricultural land in The Netherlands on nitrate leaching to groundwater, ammonia and nitrous oxide emissions to the atmosphere and on eutrophication of surface waters. The implementation of the farm gate balance MINAS at farm level, with levy-free N surpluses in the range of 300 to 40 kg per ha per year, and levy-free P surpluses in the range of 17.5 to 0.4 kg of P per ha per year, have been examined. Results indicate that nitrate concentrations in the upper groundwater are related to N surplus, land use, soil type and groundwater level. On dry sandy soils, the N surplus has to be below 60 to 140 kg of N per ha per year, depending on land use, to decrease the nitrate concentrations in the upper groundwater to below 50 mg nitrate per litre. Decreases of N and P concentrations in surface waters, upon lowering levy-free surpluses appear relatively small. For improving the ecological state of surface waters, we recommend a combination of low levy-free N and P surpluses with dredging P rich sediments, flushing of ditches, and decreasing discharges from other sources.

Effects of differences in both land use history and levels of nitrogen (N) application on nitrate concentration in the groundwater were studied for permanent pastures located on a single soil series in the Frisian Woodlands in the north of the Netherlands. The study was carried out for three fields: A, B and C. Field A was an old pasture, field B was a reseeded pasture and field C had been previously used for growing silage maize. The models SWAP and ANIMO were used for long-term simulations of the soil organic matter and soil N dynamics. The soil data from fields A, B and C were combined with different N application levels derived from commercial dairy farms on the same soil series for 2000. Soil organic matter and soil organic N were lower in field C than in fields A and B. In field C also the probability of exceeding the environmental threshold for nitrate in groundwater of 50 mg l−1 was lowest, which was ascribed to net immobilization irrespective of the high levels of N applied. However, this probability increased rapidly when the soil properties were similar to those of the old pasture (field A). Simulated levels of N uptake were higher for field A than for fields B and C at all levels of N applied. On old pasture, reducing N application levels can lower the probability of exceeding the environmental threshold for nitrate by up to 20% whilst hardly affecting N uptake.

Effects of differences in both land use history and levels of nitrogen (N) application on nitrate concentration in the groundwater were studied for permanent pastures located on a single soil series in the Frisian Woodlands in the north of the Netherlands. The study was carried out for three fields: A, B and C. Field A was an old pasture, field B was a reseeded pasture and field C had been previously used for growing silage maize. The models SWAP and ANIMO were used for long-term simulations of the soil organic matter and soil N dynamics. The soil data from fields A, B and C were combined with different N application levels derived from commercial dairy farms on the same soil series for 2000. Soil organic matter and soil organic N were lower in field C than in fields A and B. In field C also the probability of exceeding the environmental threshold for nitrate in groundwater of 50 mg l–1 was lowest, which was ascribed to net immobilization irrespective of the high levels of N applied. However, this probability increased rapidly when the soil properties were similar to those of the old pasture (field A). Simulated levels of N uptake were higher for field A than for fields B and C at all levels of N applied. On old pasture, reducing N application levels can lower the probability of exceeding the environmental threshold for nitrate by up to 20% whilst hardly affecting N uptake.

Bij de bewaring van aardappelen wordt als kiemremmer de werkzame stof chloorprofam gebruikt. Na verwerking van de aardappelen in de fabriek blijft chloorprofam en haar omzettingsprodukt 3-chlooraniline in de resterende tarragrond aanwezig. De tarragrond wordt hergebruikt in grootschalige bodemtoepassingen. Omzetting, adsorptie en uitloging van chloorprofam en haar metaboliet 3-chlooraniline zijn onderzocht met tarragrond van aardappelen (onbelast en belast met chloorprofam) en met bouwvoorgrond. De omzettingssnelheid van chloorprofam en 3-chlooraniline is bepaald in bouwvoorgrond, in onverzadigde onbelaste tarragrond en in waterverzadigde onbelaste tarragrond. De adsorptieparameters van de Freundlich sorptie isotherm zijn bepaald voor 3-chlooraniline in onbelaste tarragrond en in bouwvoorgrond. De uitloogproeven zijn gedaan met onverzadigde belaste tarragrond en met waterverzadigde belaste tarragrond. De omzettingssnelheden en adsorptieparameters uit deze studie worden gebruikt voor het bepalen van het risico van uitspoeling van chloorprofam en 3-chlooraniline uit grote bodemtoepassingen naar het grondwater.

Bij de bewaring van aardappelen wordt als kiemremmer de werkzame stof chloorprofam gebruikt. Na verwerking van de aardappelen in de fabriek blijft chloorprofam en haar omzettingsprodukt 3-chlooraniline in de resterende tarragrond aanwezig. De tarragrond wordt hergebruikt in grootschalige bodemtoepassingen. Omzetting, adsorptie en uitloging van chloorprofam en haar metaboliet 3-chlooraniline zijn onderzocht met tarragrond van aardappelen (onbelast en belast met chloorprofam) en met bouwvoorgrond. De omzettingssnelheid van chloorprofam en 3-chlooraniline is bepaald in bouwvoorgrond, in onverzadigde onbelaste tarragrond en in waterverzadigde onbelaste tarragrond. De adsorptieparameters van de Freundlich sorptie isotherm zijn bepaald voor 3-chlooraniline in onbelaste tarragrond en in bouwvoorgrond. De uitloogproeven zijn gedaan met onverzadigde belaste tarragrond en met waterverzadigde belaste tarragrond. De omzettingssnelheden en adsorptieparameters uit deze studie worden gebruikt voor het bepalen van het risico van uitspoeling van chloorprofam en 3-chlooraniline uit grote bodemtoepassingen naar het grondwater.

Voor een 3,5 jaar oude bufferstrook met gras langs een sloot op zandgrond zijn gedurende twee opeenvolgende uitspoelseizoenen de stikstofconcentraties in het bovenste grondwater regelmatig bemonsterd op diverse afstanden van de sloot. De stikstofconcentraties onder de bufferstrook waren significant lager dan onder de aangrenzende akker en namen in de richting van de sloot af. Deze verlaging is te wijten aan denitrificatie, hetgeen is aangetoond op basis van verandering in de verhouding chloride-nitraat én de natuurlijke variatie in 15N. In de bestudeerde periode bleek dat de nitraatconcentraties in het bovenste grondwater vaak boven de nitraatnorm uitkwamen. De bufferstrook zorgde dus niet voor een voldoende verlaging van de concentratie nitraat

In 2000 startten diverse onderzoeksinstellingen het project 'Sturen op Nitraat', waarin gezocht werd naar eenvoudig af te leiden indicatoren voor het monitoren van nitraatgehalten in het grondwater. Reden om hiernaar te zoeken was onder andere de zorg over de haalbaarheid van de milieukwaliteitsdoelstellingen voor oppervlakte- en grondwater die konden worden afgeleid uit de Nitraatrichtlijn. Aangescherpte MINAS-normen en het stelsel van mestafzetovereenkomsten leken met name voor de droge zandgronden niet ver genoeg te gaan. Een regionale aanpak met monitoring zou daarvoor een oplossing moeten bieden. Intussen is het einde van MINAS en mestafzetovereenkomsten in zicht. Maar met de komst van een nieuwe mestwetgeving is een regionale aanpak nog net zo actueel

De Nationale Milieu Indicator NMI 3 is gebruikt om een overzicht te maken van de uitspoeling naar het grondwater door het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen in het jaar 2008 in de Nederlandse land- en tuinbouw. Vrachten op jaarbasis zijn gegeven per werkzame stof en per gewas, voor het landbouwoppervlak ter hoogte van grondwaterlichamen, die in de Kaderrichtlijn Water worden onderscheiden. De meest uitspoelingsgevoelige stoffen worden momenteel toegepast als herbicide in de teelt van snijmaïs. Controle van de vrachten met een geavanceerd model heeft geleid tot een bevestiging dat de combinaties van stof en gewas op de juiste manier zijn gerangschikt.

Dit rapport beschrijft de opzet, evaluatie en resultaten van een modellering van uitloging van metalen en metalloïden uit bodems naar het grondwater. Deze studie had de volgende doelen: 1. het bepalen van representatieve concentraties van metalen en metalloïden in het ondiepe (eerste meter) grondwater; 2. het bepalen van representatieve waarden voor bodemparameters, die de uitloging van metalen en metalloïden bepalen, zoals reactiviteit van opgelost organische koolstof, gehalten aan oxiden en reactiviteit van metalen en metalloïden; 3. het verbeteren van het bestaande modelinstrumentarium voor het modelleren van de uitloging van metalen en metalloïden uit de bodem, inclusief de onzekerheid van deze modellen.

De Nationale Milieu Indicator NMI 3 is gebruikt om een overzicht te maken van de uitspoeling naar het grondwater door het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen in het jaar 2008 in de Nederlandse land- en tuinbouw. Vrachten op jaarbasis zijn gegeven per werkzame stof en per gewas, voor het landbouwoppervlak ter hoogte van grondwaterlichamen, die in de Kaderrichtlijn Water worden onderscheiden. De meest uitspoelingsgevoelige stoffen worden momenteel toegepast als herbicide in de teelt van snijmaïs. Controle van de vrachten met een geavanceerd model heeft geleid tot een bevestiging dat de combinaties van stof en gewas op de juiste manier zijn gerangschikt.

Dit rapport beschrijft de opzet, evaluatie en resultaten van een modellering van uitloging van metalen en metalloïden uit bodems naar het grondwater. Deze studie had de volgende doelen: 1. het bepalen van representatieve concentraties van metalen en metalloïden in het ondiepe (eerste meter) grondwater; 2. het bepalen van representatieve waarden voor bodemparameters, die de uitloging van metalen en metalloïden bepalen, zoals reactiviteit van opgelost organische koolstof, gehalten aan oxiden en reactiviteit van metalen en metalloïden; 3. het verbeteren van het bestaande modelinstrumentarium voor het modelleren van de uitloging van metalen en metalloïden uit de bodem, inclusief de onzekerheid van deze modellen.

Pesticiden en andere chemicaliën blijken vaak sneller in het grondwater terecht te komen dan modellen voorspellen. De meeste van deze modellen zijn namelijk gebaseerd op de veronderstelling dat de bodem homogeen is, het water in de onverzadigde zone verticaal infiltreert en het vochtfront evenwijdig is aan het bodemoppervlak. In werkelijkheid stroomt het water vaak via preferente stroombanen door de bodem. Deze stroombanen kunnen in nagenoeg alle gronden optreden. Water en daarin opgeloste stoffen bereiken hierdoor veel sneller het grondwater dan op grond van de gemiddelde verblijftijd verwacht zou worden. Vooral ondiep grondwater en oppervlaktewater hebben door dit proces een vergrote kans op verontreiniging.

Assessment of leaching of plant protection products to groundwater is an important aspect of the environmental risk assessment of these substances. Analysis of available Dutch groundwater monitoring data for these substances triggered a critical review of the current Dutch leaching assessment. As a result, proposals were developed for improving this assessment. These include: (i) a procedure for correcting systematic errors in measured sorption coefficients, (ii) a preliminary procedure for a quality check of Freundlich exponents, (iii) a flow chart for obtaining parameters describing the relationship between the organic-matter/water distribution coefficient, Kom, and the pH for weak acids, (iv) a procedure for obtaining an average Kom from a population of Kom values including lower and upper limits, (v) a procedure for estimating the total amount of substance in soil from a concentration profile (needed for assessment of degradation half-lives from field experiments). We recommend to test the feasibility of proposals to a few dossiers before implementing them in the leaching assesssment.

The risk of leaching of agricultural pesticides from soil to groundwater and water courses has to be evaluated. Complications in water flow and pesticide transport in humic-sandy and loamy-sandy soil profiles can be expected to increase the risk of leaching. Much of the precipitation water is intercepted by the crop canopy, after which stemflow and leafdrip lead to peaks in water load at the soil surface. Water infiltration at the soil surface can be highly non-uniform, e.g. due to differences in soil structure, presence of micro-depressions and water-repellency. Water flow in the soil profile is affected by sedimentation pattern, soil forming processes, differences in soil structure, antecedent soil moisture content, etc. The heterogeneous transport of pesticides in soils is reflected by the wide range of concentrations measured at the various depths. The leaching of substances from sandy soil profiles can occur in 'hot spots', which indicates that there are preferential flow and transport paths. A special situation is presented by fields with ridges and furrows (e.g. used for growing potatoes), in which much of the precipitation water can infiltrate in the furrow soil. In view of the conditions inducing preferential pesticide transport in sandy soils, the possibilities to describe/predict this type of transport by modelling should be investigated further.

Alterra doet in opdracht van LNV onderzoek naar de effectiviteit van bemestingsvrije perceelsranden op de uitspoeling van stikstof en fosfaat naar het oppervlaktewater. Hiertoe zijn op vijf locaties proefopstellingen geïnstalleerd waar de kwaliteit van het water dat uit het perceel komt gemeten wordt. De proefopstelling bestaat uit twee 5 m brede bakken, een bufferbak en een referentiebak, die in de sloot grenzend aan het perceel gebouwd zijn. Langs de bufferbak ligt een strook van 5 m die niet bemest wordt; langs de referentiebak wordt op gangbare wijze bemest. Bij de proefopstelling in Loon op Zand is het gemeten debiet dat van het perceel de bakken in komt veel lager dan het theoretisch berekende. Bovendien is er een groot verschil in gemeten debiet tussen de beide bakken. Doel van dit aanvullend onderzoek is: (i) te verklaren waardoor het komt dat het afwaterend oppervlak naar de bakken in Loon op Zand zo klein is; (ii) te beoordelen of de locatiekeus achteraf gezien ongeschikt is of dat deze variatie in dit hydrologisch profieltype 'e' gebruikelijk is. Dit onderzoek is beperkt tot de onmiddellijke omgeving van de proefopstelling in Loon op Zand (maximaal 50 m uit de sloot). Hier zijn gedurende enkele maanden grondwaterstanden gemonitoord. De representativiteit van de opstelling is onderzocht met behulp van bestaande datasets afkomstig uit bodem- en grondwaterkarteringen die binnen hydrologisch profieltype 'e' vallen. Er worden hiervoor geen extra grondwaterstandmetingen gedaan. Uit de isohypsenbeelden blijkt dat het freatisch grondwatervlak in de proeflocatie Loon op Zand zeer variabel (grillig) is. Deze grilligheid hangt samen met de sterk wisselende begindiepte en dikte van de lössleemlaag zoals die in het proefperceel in Loon op Zand voorkomt. Een dusdanig variabel grondwaterstandsvlak is alleen met een grote onzekerheid of via gedetailleerd meten, nauwkeurig in beeld te brengen. De invloedsafstand van de sloot op het afwateringspatroon is met ca. 15 m geringer dan verwacht. Dit blijkt uit drie verschillende benaderingen. Uit analyse van de meetgegevens van de bakken volgt eveneens een gering afvoerend oppervlak. De gesimuleerde stromingspatronen naar de afwaterende perceelssloot zijn als gevolg van het grillige grondwatervlak ook zeer grillig en zorgen voor een grote ruimtelijke variatie in afvoerpatronen naar de sloot. Door de variatie in afvoerpatronen kunnen afvoerdebieten naar dicht bij elkaar gelegen opvangbakken grote verschillen vertonen. Om de verhouding tussen de ondiepe en diepe afvoer voor andere locaties in profieltype 'e' vast te stellen is inzicht in de weerstand van de (kei)leemlaag van groot belang. Veelal is het doorlaatvermogen van het onderliggende watervoerende pakket groot en het doorlaatvermogen van het freatische pakket gering, dit maakt dat de grootte van de c-waarde sterk bepalend is voor de verdeling. Uit de rekenresultaten van het NHI kunnen we concluderen dat deze hydrologische situatie, zoals waargenomen te Loon op Zand, in grote delen van het profieltype 'e' voorkomt.

Alterra doet in opdracht van LNV onderzoek naar de effectiviteit van bemestingsvrije perceelsranden op de uitspoeling van stikstof en fosfaat naar het oppervlaktewater. Hiertoe zijn op vijf locaties proefopstellingen geïnstalleerd waar de kwaliteit van het water dat uit het perceel komt gemeten wordt. De proefopstelling bestaat uit twee 5 m brede bakken, een bufferbak en een referentiebak, die in de sloot grenzend aan het perceel gebouwd zijn. Langs de bufferbak ligt een strook van 5 m die niet bemest wordt; langs de referentiebak wordt op gangbare wijze bemest. Bij de proefopstelling in Loon op Zand is het gemeten debiet dat van het perceel de bakken in komt veel lager dan het theoretisch berekende. Bovendien is er een groot verschil in gemeten debiet tussen de beide bakken. Doel van dit aanvullend onderzoek is: (i) te verklaren waardoor het komt dat het afwaterend oppervlak naar de bakken in Loon op Zand zo klein is; (ii) te beoordelen of de locatiekeus achteraf gezien ongeschikt is of dat deze variatie in dit hydrologisch profieltype 'e' gebruikelijk is. Dit onderzoek is beperkt tot de onmiddellijke omgeving van de proefopstelling in Loon op Zand (maximaal 50 m uit de sloot). Hier zijn gedurende enkele maanden grondwaterstanden gemonitoord. De representativiteit van de opstelling is onderzocht met behulp van bestaande datasets afkomstig uit bodem- en grondwaterkarteringen die binnen hydrologisch profieltype 'e' vallen. Er worden hiervoor geen extra grondwaterstandmetingen gedaan. Uit de isohypsenbeelden blijkt dat het freatisch grondwatervlak in de proeflocatie Loon op Zand zeer variabel (grillig) is. Deze grilligheid hangt samen met de sterk wisselende begindiepte en dikte van de lössleemlaag zoals die in het proefperceel in Loon op Zand voorkomt. Een dusdanig variabel grondwaterstandsvlak is alleen met een grote onzekerheid of via gedetailleerd meten, nauwkeurig in beeld te brengen. De invloedsafstand van de sloot op het afwateringspatroon is met ca. 15 m geringer dan verwacht. Dit blijkt uit drie verschillende benaderingen. Uit analyse van de meetgegevens van de bakken volgt eveneens een gering afvoerend oppervlak. De gesimuleerde stromingspatronen naar de afwaterende perceelssloot zijn als gevolg van het grillige grondwatervlak ook zeer grillig en zorgen voor een grote ruimtelijke variatie in afvoerpatronen naar de sloot. Door de variatie in afvoerpatronen kunnen afvoerdebieten naar dicht bij elkaar gelegen opvangbakken grote verschillen vertonen. Om de verhouding tussen de ondiepe en diepe afvoer voor andere locaties in profieltype 'e' vast te stellen is inzicht in de weerstand van de (kei)leemlaag van groot belang. Veelal is het doorlaatvermogen van het onderliggende watervoerende pakket groot en het doorlaatvermogen van het freatische pakket gering, dit maakt dat de grootte van de c-waarde sterk bepalend is voor de verdeling. Uit de rekenresultaten van het NHI kunnen we concluderen dat deze hydrologische situatie, zoals waargenomen te Loon op Zand, in grote delen van het profieltype 'e' voorkomt.

The risk of leaching of agricultural pesticides from soil to groundwater and water courses has to be evaluated. Complications in water flow and pesticide transport in humic-sandy and loamy-sandy soil profiles can be expected to increase the risk of leaching. Much of the precipitation water is intercepted by the crop canopy, after which stemflow and leafdrip lead to peaks in water load at the soil surface. Water infiltration at the soil surface can be highly non-uniform, e.g. due to differences in soil structure, presence of micro-depressions and water-repellency. Water flow in the soil profile is affected by sedimentation pattern, soil forming processes, differences in soil structure, antecedent soil moisture content, etc. The heterogeneous transport of pesticides in soils is reflected by the wide range of concentrations measured at the various depths. The leaching of substances from sandy soil profiles can occur in 'hot spots', which indicates that there are preferential flow and transport paths. A special situation is presented by fields with ridges and furrows (e.g. used for growing potatoes), in which much of the precipitation water can infiltrate in the furrow soil. In view of the conditions inducing preferential pesticide transport in sandy soils, the possibilities to describe/predict this type of transport by modelling should be investigated further.

In deze verkennende studie is de uitloging van een aantal anorganische stoffen vanuit de bodem naar het grondwater onderzocht door gebruik te maken van een geochemisch rekenmodel. Het betreft de stoffen antimoon, arseen, barium, cadmium, chroom, kobalt, koper, kwik, lood, molybdeen, nikkel, tin, vanadium en zink. In dit onderzoek is de uitloging berekend uit de drie belangrijkste bodemtypen zand, klei en veen

In deze verkennende studie is de uitloging van een aantal anorganische stoffen vanuit de bodem naar het grondwater onderzocht door gebruik te maken van een geochemisch rekenmodel. Het betreft de stoffen antimoon, arseen, barium, cadmium, chroom, kobalt, koper, kwik, lood, molybdeen, nikkel, tin, vanadium en zink. In dit onderzoek is de uitloging berekend uit de drie belangrijkste bodemtypen zand, klei en veen

De bodem in het Vlaamse en Nederlandse gebied van de Kempen is diffuus verontreinigd geraakt door de uitstoot van zink en cadmium van enkele lokale zinkverwerkende industrieën. Om de impact op bodem en grondwater beter te kunnen inschatten en begroten werd een grensoverschrijdend model opgesteld voor de simulatie van stoftransport in onverzadigde en verzadigde zone en uitspoeling naar het oppervlaktewater. De studie omvatte verschillende fasen, de modellering (zijnde fase 2) wordt in onderhavig rapport beschreven. Het volgende komt daarbij aan bod: achtergronden/aanpak van het model, de model invoer inclusief dataverwerking en gemaakte keuzes, validatie van het model en de resultaten van de modelberekening waar mogelijk geïnterpreteerd naar bedreigde objecten

In fields with ridges and furrows (like in potato growing), water flow and pesticide transport in soil may be more complicated than in level fields. In a field experiment, movement of bromide-ion (as a tracer) and of the insecticide carbofuran through a sandy soil with humic top layer to the groundwater was measured. About 15% of the dosage was transported along the ridge surface to the furrows by rainfall and sprinkler irrigation. The wide ranges of measured concentrations in soil indicate that transport in soil was highly irregular. In a first period, incidental high concentrations were measured in the groundwater besides a vast majority of much lower concentrations. Substance behaviour in the averaged field and in separate ridge and furrow systems was simulated with the PEARL model. The distribution of the substances in soil indicated that about 20% of the water surface-flowed from the ridges to the furrows in the first month. Downward movement of the substances in soil was distinctly greater for the furrow system than for the ridge system. This increases the risk of pesticide leaching to groundwater, as compared to that for a more level field

Diffuse zink- en cadmiumverontreinigingen van de bodem in de Vlaamse en Nederlandse Kempen leidt tot verhoogde belasting van het grond- en oppervlaktewater. De invloed van seizoensdynamiek en meteorologische variatie op de oppervlaktewaterbelasting is gemodelleerd met het model SWAP voor het stroomgebied van de Keersop in de Kempen. De uitspoeling voor de periode 1880 tot 2060 is berekend. De hoogste concentraties en uitspoelingvrachten treden op in de wintermaanden, wanneer de waterafvoer het grootst is. De dynamiek in de berekende en de gemeten concentraties van cadmium en zink in het oppervlaktewater komt sterk overeen. De berekende waterafvoeren zijn overeenkomstig de gemeten afvoeren. Voor cadmium komen de berekende gehaltes en concentraties goed overeen met metingen. Voor zink wordt een te lage sorptiesterkte berekend, hetgeen leidt tot een te hoge transportsnelheid in de bodem en te hoge concentraties in het oppervlaktewater

Diffuse zink- en cadmiumverontreinigingen van de bodem in de Vlaamse en Nederlandse Kempen leidt tot verhoogde belasting van het grond- en oppervlaktewater. De invloed van seizoensdynamiek en meteorologische variatie op de oppervlaktewaterbelasting is gemodelleerd met het model SWAP voor het stroomgebied van de Keersop in de Kempen. De uitspoeling voor de periode 1880 tot 2060 is berekend. De hoogste concentraties en uitspoelingvrachten treden op in de wintermaanden, wanneer de waterafvoer het grootst is. De dynamiek in de berekende en de gemeten concentraties van cadmium en zink in het oppervlaktewater komt sterk overeen. De berekende waterafvoeren zijn overeenkomstig de gemeten afvoeren. Voor cadmium komen de berekende gehaltes en concentraties goed overeen met metingen. Voor zink wordt een te lage sorptiesterkte berekend, hetgeen leidt tot een te hoge transportsnelheid in de bodem en te hoge concentraties in het oppervlaktewater

In fields with ridges and furrows (like in potato growing), water flow and pesticide transport in soil may be more complicated than in level fields. In a field experiment, movement of bromide-ion (as a tracer) and of the insecticide carbofuran through a sandy soil with humic top layer to the groundwater was measured. About 15% of the dosage was transported along the ridge surface to the furrows by rainfall and sprinkler irrigation. The wide ranges of measured concentrations in soil indicate that transport in soil was highly irregular. In a first period, incidental high concentrations were measured in the groundwater besides a vast majority of much lower concentrations. Substance behaviour in the averaged field and in separate ridge and furrow systems was simulated with the PEARL model. The distribution of the substances in soil indicated that about 20% of the water surface-flowed from the ridges to the furrows in the first month. Downward movement of the substances in soil was distinctly greater for the furrow system than for the ridge system. This increases the risk of pesticide leaching to groundwater, as compared to that for a more level field

De bodem in het Vlaamse en Nederlandse gebied van de Kempen is diffuus verontreinigd geraakt door de uitstoot van zink en cadmium van enkele lokale zinkverwerkende industrieën. Om de impact op bodem en grondwater beter te kunnen inschatten en begroten werd een grensoverschrijdend model opgesteld voor de simulatie van stoftransport in onverzadigde en verzadigde zone en uitspoeling naar het oppervlaktewater. De studie omvatte verschillende fasen, de modellering (zijnde fase 2) wordt in onderhavig rapport beschreven. Het volgende komt daarbij aan bod: achtergronden/aanpak van het model, de model invoer inclusief dataverwerking en gemaakte keuzes, validatie van het model en de resultaten van de modelberekening waar mogelijk geïnterpreteerd naar bedreigde objecten

Momenteel wordt steeds meer landbouwgrond uit productie genomen en veranderd in natuurgebieden. Tijdens deze omzetting kunnen veranderingen optreden in bodemeigenschappen. Veel landbouwgronden hebben verhoogde gehalten aan zware metalen. Dit proefschrift laat de toepassing zien van geochemische modellen bij het voorspellen van het gedrag van zware metalen in zandige bodems. Deze voorspellingen kunnen in de praktijk worden toegepast bij milieuonderzoeken en beleidsplannen. De geochemische modelberekeningen zijn toe te passen zowel op landbodems als waterbodems

Momenteel wordt steeds meer landbouwgrond uit productie genomen en veranderd in natuurgebieden. Tijdens deze omzetting kunnen veranderingen optreden in bodemeigenschappen. Veel landbouwgronden hebben verhoogde gehalten aan zware metalen. Dit proefschrift laat de toepassing zien van geochemische modellen bij het voorspellen van het gedrag van zware metalen in zandige bodems. Deze voorspellingen kunnen in de praktijk worden toegepast bij milieuonderzoeken en beleidsplannen. De geochemische modelberekeningen zijn toe te passen zowel op landbodems als waterbodems

De Nitraat Uitspoelings Reductie Planner (NURP) is in 1996 en 1997 in de praktijk toegepast bij een groep veehouders. Het doel was de uitspoeling van nitraat naar het grondwater te verminderen. De ervaringen zijn positief.

Voor een 3,5 jaar oude bufferstrook met gras langs een sloot op zandgrond zijn gedurende twee opeenvolgende uitspoelseizoenen de stikstofconcentraties in het bovenste grondwater regelmatig bemonsterd op diverse afstanden van de sloot. De stikstofconcentraties onder de bufferstrook waren significant lager dan onder de aangrenzende akker en namen in de richting van de sloot af. Deze verlaging is te wijten aan denitrificatie, hetgeen is aangetoond op basis van verandering in de verhouding chloride-nitraat én de natuurlijke variatie in 15N. In de bestudeerde periode bleek dat de nitraatconcentraties in het bovenste grondwater vaak boven de nitraatnorm uitkwamen. De bufferstrook zorgde dus niet voor een voldoende verlaging van de concentratie nitraat

Voor een 3,5 jaar oude bufferstrook met gras langs een sloot op zandgrond zijn gedurende twee opeenvolgende uitspoelseizoenen de stikstofconcentraties in het bovenste grondwater regelmatig bemonsterd op diverse afstanden van de sloot. De stikstofconcentraties onder de bufferstrook waren significant lager dan onder de aangrenzende akker en namen in de richting van de sloot af. Deze verlaging is te wijten aan denitrificatie, hetgeen is aangetoond op basis van verandering in de verhouding chloride-nitraat én de natuurlijke variatie in 15N. In de bestudeerde periode bleek dat de nitraatconcentraties in het bovenste grondwater vaak boven de nitraatnorm uitkwamen. De bufferstrook zorgde dus niet voor een voldoende verlaging van de concentratie nitraat

This report presents a description of the use of the nutrient leaching model ANIMO (Agricultural Nutrient Model) version 4.0 with special emphasis on input instructions. Model input is described by its unit, range, data type and variable name in computer code. Program output and operational aspects of program execution are briefly given. Five examples are presented comprising values of input parameters and model results. A brief technical program description is presented focusing on the program structure, the nomenclature and structure of the source code.

Het nieuwe mestbeleid met een stelsel van gebruiksnormen is per 1 januari 2006 van kracht geworden. Dit brengt de milieudoelstellingen op een tweetal aspecten (evenwichtsbemesting fosfaat en nitraat in het grondwater) binnen bereik. De reductiedoelstelling voor belasting van het oppervlaktewater blijft buiten bereik.

In 2000 startten diverse onderzoeksinstellingen het project 'Sturen op Nitraat', waarin gezocht werd naar eenvoudig af te leiden indicatoren voor het monitoren van nitraatgehalten in het grondwater. Reden om hiernaar te zoeken was onder andere de zorg over de haalbaarheid van de milieukwaliteitsdoelstellingen voor oppervlakte- en grondwater die konden worden afgeleid uit de Nitraatrichtlijn. Aangescherpte MINAS-normen en het stelsel van mestafzetovereenkomsten leken met name voor de droge zandgronden niet ver genoeg te gaan. Een regionale aanpak met monitoring zou daarvoor een oplossing moeten bieden. Intussen is het einde van MINAS en mestafzetovereenkomsten in zicht. Maar met de komst van een nieuwe mestwetgeving is een regionale aanpak nog net zo actueel

This report presents a description of the use of the nutrient leaching model ANIMO (Agricultural Nutrient Model) version 4.0 with special emphasis on input instructions. Model input is described by its unit, range, data type and variable name in computer code. Program output and operational aspects of program execution are briefly given. Five examples are presented comprising values of input parameters and model results. A brief technical program description is presented focusing on the program structure, the nomenclature and structure of the source code.

Testing of pesticide leaching models is important to increase confidence in their use in pesticide registration procedures world-wide. The chromatographic PEARL model was tested against the results of a field leaching study on a cracking clay soil with a tracer (bromide), a mobile pesticide (bentazone) and a moderately sorbing, persistent pesticide (imidacloprid). Input parameters for water flow and solute transport were obtained from site-specific measurements and from literature. The model was tested using a stepwise approach in which each sub-model was sequentially and separately tested. Uncalibrated simulations for the water flow resulted in moisture profiles that were too wet. Calibration of the hydraulic relationships resulted in a good description of the moisture profiles. Calibration of the dispersion length was necessary to obtain a good description of bromide leaching. The calibrated dispersion length was 61 cm, which is very long and indicates a large non-uniformity of solute transport. The half-life of bentazone had to be calibrated to obtain a good description of its field persistence. The calibrated half-life was 2.5 times shorter than the half-life derived from the laboratory studies. Concentrations of bentazone in drain water and groundwater were described reasonably well by PEARL. Although measured and simulated persistence of imidacloprid in soil corresponded well, the bulk of the imidacloprid movement was overestimated by PEARL. However, imidacloprid concentrations in drain water were underestimated. In spite of the extensive calibration of water flow and tracer movement, the behaviour of the moderately sorbing pesticide imidacloprid could not be simulated. This indicates that the convection-dispersion equation cannot be used for accurate simulation of pesticide transport in cracking clay soils (even if extremely long dispersion length is used). Comparison of the model results from a poorly sorbed chemical (bentazone) and a moderately sorbed chemical (imidacloprid) were useful in defining the limitations of using a chromatographic flow model to simulate the effects of preferential flow.

In een deel van de Nederlandse bodems wordt teveel nitraat in het grondwater aangetroffen. Deze situatie doet zich onder meer voor in het Zuidoosten van het land, bij zowel de akkerbouw als de vollegrondsgroenteteelt. Na sommige teelten wordt de norm van 50 mg nitraat per L soms ver overschreden. De oorzaak ligt, in elk geval voor een deel, in het overschot op de stikstofbalans van een aantal teelten. Een andere minder intensieve rotatie zou wellicht een oplossing voor het milieuprobleem kunnen bieden, maar die oplossing is zeer ongunstig voor de inkomenspositie van de telers en is dus eigenlijk geen optie. In het experimentele onderzoek van het project Telen met Toekomst is daarom getracht om door middel van een zeer gericht stikstofmanagement de nitraatverliezen op systeem niveau terug te dringen met behoud van een goede opbrengst en kwaliteit. Hier worden de resultaten voor de akkerbouw gerapporteerd

Het nieuwe mestbeleid met een stelsel van gebruiksnormen is per 1 januari 2006 van kracht geworden. Dit brengt de milieudoelstellingen op een tweetal aspecten (evenwichtsbemesting fosfaat en nitraat in het grondwater) binnen bereik. De reductiedoelstelling voor belasting van het oppervlaktewater blijft buiten bereik.

In een deel van de Nederlandse bodems wordt teveel nitraat in het grondwater aangetroffen. Deze situatie doet zich onder meer voor in het Zuidoosten van het land, bij zowel de akkerbouw als de vollegrondsgroenteteelt. Na sommige teelten wordt de norm van 50 mg nitraat per L soms ver overschreden. De oorzaak ligt, in elk geval voor een deel, in het overschot op de stikstofbalans van een aantal teelten. Een andere minder intensieve rotatie zou wellicht een oplossing voor het milieuprobleem kunnen bieden, maar die oplossing is zeer ongunstig voor de inkomenspositie van de telers en is dus eigenlijk geen optie. In het experimentele onderzoek van het project Telen met Toekomst is daarom getracht om door middel van een zeer gericht stikstofmanagement de nitraatverliezen op systeem niveau terug te dringen met behoud van een goede opbrengst en kwaliteit. Hier worden de resultaten voor de akkerbouw gerapporteerd

In 2000 startten diverse onderzoeksinstellingen het project 'Sturen op Nitraat', waarin gezocht werd naar eenvoudig af te leiden indicatoren voor het monitoren van nitraatgehalten in het grondwater. Reden om hiernaar te zoeken was onder andere de zorg over de haalbaarheid van de milieukwaliteitsdoelstellingen voor oppervlakte- en grondwater die konden worden afgeleid uit de Nitraatrichtlijn. Aangescherpte MINAS-normen en het stelsel van mestafzetovereenkomsten leken met name voor de droge zandgronden niet ver genoeg te gaan. Een regionale aanpak met monitoring zou daarvoor een oplossing moeten bieden. Intussen is het einde van MINAS en mestafzetovereenkomsten in zicht. Maar met de komst van een nieuwe mestwetgeving is een regionale aanpak nog net zo actueel

In het project Bioveem (gericht op het verbeteren van de biologische melkveehouderij) is op melkveebedrijven op zandgrond jaarlijks het nitraatgehalte van het grondwater bepaald. De meeste bedrijven blijven onder de norm van de EU-nitraatrichtlijn (50 mg/l) maar sommige bedrijven overschrijden de norm. Er is een duidelijke relatie tussen het nitraatgehalte en het aandeel blijvend grasland in het areaal, de beweidingsdruk en het klaveraandeel in het grasland van de Bioveem-bedrijven. Ook op het Praktijkcentrum voor de biologische melkveehouderij Aver Heino is het nitraatgehalte van het grondwater jaarlijks bepaald en is gebleken dat de nitraatgehaltes na de omschakeling duidelijk lager zijn geworden. Gebruik van stikstof uit alleen organische mest en klaver kan dus winst betekenen voor het milieu

In het project `Sturen op Nitraat¿ wordt gezocht naar indicatoren waarmee de nitraatconcentratie in het grondwater kan worden voorspeld. Uit een analyse van de meetresultaten van drie meetseizoenen (2000/2001, 2001/2002 en 2002/2003) blijkt dat de nitraatconcentratie het best kan worden voorspeld uit het nitraatgedeelte van de hoeveelheid Nmineraal die zich in het najaar in de bovenste 90 cm van de bodem bevindt, en een clusterindeling die is gebaseerd op een combinatie van bodemsoort, grondwatertrap en gewas. Het verdient aanbeveling te onderzoeken of het nitraatdeel van Nmineraal bruikbaar is voor sturing op bedrijfsniveau (beïnvloedbaarheid), of voor monitoring van effecten van maatregelen (doelgerichtheid en meetbaarheid).

In the new Dutch decision tree for the evaluation of pesticide leaching from soils, leaching to the shallow groundwater is assessed with the spatially distributed model GeoPEARL. The relative vulnerability of the groundwater in the drinking water abstraction areas is estimated. The general conclusion is that the groundwater within the drinking water abstraction areas as a whole is up to five times more vulnerable to pesticide leaching than the groundwater in Dutch agriculture. The higher vulnerability of the groundwater in the drinking water abstraction areas is primarily caused by lower soil organic matter contents.

Uit driejarig onderzoek op droge zandgrond blijkt dat minder beweiding in combinatie met een lagere werkzame stikstofgift de nitraatuitspoeling duidelijk kan verlagen bij slechts een lichte daling van de netto drogestofopbrengst.

The Dutch decision tree on leaching from soil has been re-designed to be more in line with EU guidelines on the assessment of the leaching potential of substances. The new decision tree explicitly defines reasonable worst-case conditions as the 90th percentile of the area to which a substance is applied. The spatially distributed model, GeoPEARL, is used to calculate the leaching. A report from RIVM, Alterra and TCB

Het regionaal nitraatmonitoringsconcept (RENIM) is een methodiek waarbij op basis van een eenvoudig te bepalen indicator (gehalte N-mineraal in de bodem) de nitraatuitspoeling op regionale schaal wordt voorspeld. In dit rapport worden gebruiksaanwijzingen gegeven voor het toepassen van het regionaal nitraatmonitoringsconcept. De gegevens, welke nodig zijn voor de toepassing van het concept, zijn: bodemtype, grondwaterklasse, landgebruik, aanwezigheid van een veenlaagje, neerslagsom zomerperiode en N-mineraal. Op het laatste gegeven na zijn alle gegevens eenvoudig en landsdekkend beschikbaar. Voor de bepaling van het gehalte N-mineraal in de bodem dienen veldwaarnemingen verricht te worden. Met deze gegevens kan met behulp van het regionaal nitraatmonitoringsconcept een schatting worden gegeven van de regionale nitraatuitspoeling.