Search

De inschatting van de gemiddelde gehalten aan verontreinigende stoffen in gewassen geteeld op verontreinigde bodem is een onderdeel van de standaardberekening van de interventiewaarden. Bij metalen bepaalt de blootstelling via de consumptie van gewassen voor een belangrijk deel het humaantoxicologische risico van verontreinigde bodems. In dit rapport zijn de gemiddelde accumulatiefactoren vastgesteld voor gewassen geteeld in moestuinen op verontreinigde bodems. Hiertoe is een dataset opgebouwd van literatuurgegevens (n=2260). De data zijn beperkt tot velddata van bestaande verontreinigingssituaties, gewassen voor menselijke consumptie en de geconsumeerde delen van deze gewassen. Potproeven en kunstmatige verontreiniging zijn hierbij uitgesloten. De bioconcentratiefactoren (BCF-waarden) zijn berekend voor afzonderlijke gewassen en voor een gemiddeld consumptiepakket. De velddata zijn bepaald bij verschillende bodemeigenschappen en om vergelijkbaar te zijn moeten ze bewerkt worden. Om de correcties naar de standaardbodem te kunnen maken, die gebruikelijk zijn bij de berekening van interventiewaarden, zijn per gewas relaties afgeleid voor de variaties van de BCF-waarden van As, Cd, Cu, Hg, Ni, Pb en Zn met het totaalgehalte in de bodem, zuurgraad en gehalten aan organisch koolstof en lutum. Deze kunnen ook gebruikt worden bij een locatiespecifieke benadering. Bij de berekening resteren nog een aantal onzekerheden: het gewenste traject van totaalgehalten en bodemparameters werd niet altijd afgedekt door de data. In dit geval is niet geextrapoleerd maar is een 'worst case' inschatting gedaan. Ook konden op het bekende traject van data soms geen significante relaties afgeleid worden. In dat geval is uitgegaan van geometrisch gemiddelden. De resultaten van verschillende rekenwijzen zijn vergeleken.

Modellering van het gedrag van zware metalen in de bodem door het RIVM vindt plaats in het kader van uiteenlopende projecten bij het Laboratorium voor Bodem- en Grondwateronderzoek, Laboratorium voor Water- en Drinkwateronderzoek, Laboratorium voor Ecotoxicologie en Laboratorium voor Afvalstoffen en Emissies. De doelstelling van de projecten loopt uiteen: berekening van accumulatie in de bodem en uitspoeling naar het grondwater ; onderbouwing van normstelling en bepaling van actuele risico's ; analyse van effecten op organismen; accumulatie in en vrijzetting uit onderwatersedimenten ; en bepaling van uitlooggedrag van reststoffen. De systeembeschrijving en het toepassingsbereik van de voor bovenstaande doelstellingen gebruikte modellen vertonen belangrijke overeenkomsten. Mede met het oog op het belang voor integrale produkten en samenhangende analyses in het kader van de RIVM-milieuplanbureautaak zijn een vijftal modellen, te weten CATS-1, METRAS, NMPCULTY, SimpleBox en SOACAS vergeleken wat de resultaten voor het bodemcompartiment betreft. Hiertoe zijn een viertal eenvoudige modelsituaties voor cadmium en koper doorgerekend, met als uitgangspunten de modelparameters van het model SOACAS. De modellen bleken goed overeen te stemmen wat de berekende bodemgehaltes en uitspoeling betreft, maar af te wijken wat de berekende plantopname van zware metalen betreft. De verschillen in resultaten tussen modellen zouden aanzienlijk groter zijn geweest wanneer de verschillende modellen hun default-instellingen hadden gebruikt, met name wat plantopname betreft. De belangrijkste vaststelling is dan ook de overeenkomst van het gedrag van de gebruikte rekenregels voor accumulatie en uitspoeling. Er kan echter niet geconcludeerd worden dat de bodemmodules simpel uitwisselbaar zijn ; hiervoor verschillen de gebruikte modelleersoftware (FORTRAN, Lotus-123 etc.), en de verwerking en presentatie van de resultaten te veel. In de toekomst is afstemming van gebruikte modelconcepten en modelparameters voor sorptie, transport en plantopname mogelijk en zinvol. Aanzetten voor afstemming van de beschrijving van sorptie zijn reeds in gang gezet.

Dit rapport bevat de resultaten van een literatuuronderzoek naar de accumulatie van zeldzame aardmetalen (ZA) in planten, als onderdeel van een inventariserend onderzoek naar de overdracht van ZA in de keten kunstmest - bodem - plant - vee en mens. De gehalten in planten kunnen sterk verschillen, waarbij zowel plantfactoren als bodemfactoren het gehalte bepalen. De gehalten (drooggewicht) van zeldzame aardmetalen in planten zijn over het algemeen laag: < 0,2 mg/kg voor wortel- en bladgroenten, < 0,05 mg/kg in de meeste vruchten en < 1 mg/kg in kruiden/grassen. Verder blijkt dat ZA in geringe mate worden geaccumuleerd in gewassen. De op grond van de gegevens voor (vee)voedergewassen bepaalde bioconcentratiefactoren (BCF) liggen meestal tussen de 0,001 en 0,1. Voor voedingsgewassen liggen de meeste BCF-waarden tussen de 0,0001 en 0,01, een factor 10 lager dan die voor voedergewassen.

Dit rapport bevat de resultaten van een inventariserend literatuuronderzoek naar de overdracht van zeldzame aardmetalen (ZA) in de keten kunstmest - bodem - voeder - en voedingsgewassen - vee en mens. Op grond van de hoeveelheid fosfaathoudende kunstmest die in Nederland wordt gebruikt en de geschatte ZA-gehalten in deze kunstmest wordt geconcludeerd dat de jaarlijkse toename van de ZA-gehalten in de bodem zeer gering is (0,01 promille tot 1 promille in vergelijking met de achtergrondgehalten). Voor voedergewassen respectievelijk voedingsgewassen liggen de bioconcentratiefactoren (BCF = C-gewas/C-grond ; beide gehalten op drooggewicht basis) voor ZA meestal tussen de 0,001 en 0,1 respectievelijk 0,0001 en 0,01. Deze BCF-waarden geven aan dat ZA in geringe mate worden geaccumuleerd, vooral in voedingsgewassen. De BCF-waarden voor ZA zijn gemiddeld genomen aanzienlijk lager dan die voor een aantal andere metalen, waaronder lood, zink en cadmium. Bij vee levert de consumptie van grond de belangrijkste bijdrage aan de inname van ZA. Bij de mens levert de consumptie van plantaardige produkten naar verwachting een grotere bijdrage aan de inname van ZA dan de consumptie van dierlijke produkten. Een kwantitatieve risicobeoordeling voor de mens is niet mogelijk vanwege het ontbreken van blootstellingsgegevens en vanwege het niet beschikbaar zijn van een TDI voor een aantal van de ZA. Op grond van de gegevens in dit rapport kan wel worden geconcludeerd dat het gebruik van kunstmest niet leidt tot een relevante verhoging van de (achtergrond)blootstelling aan ZA vanuit de voeding en dus ook niet tot een verhoogd risico.

In this overview of the effects of cadmium pollution on agricultural soils in the European Community, both the cadmium loads on agricultural land and the soil sensitivity to cadmium accumulation have been estimated. Cadmium loads have been estimated separately for arable land and grassland. The effects that the spatial variation of the cadmium loads have on soils differing geographically in binding capacity for cadmium are mapped. Effects are expressed either as calculated cadmium concentration of the soil solution compared with a target value for groundwater or as an accumulation rate of cadmium in the topsoil compared with the present-day cadmium content. The cadmium in the soil solution is liable to leaching from the topsoil. Whether or not this eluting cadmium threatens the groundwater depends on many factors, like net precipitation and characteristics of the soil layers below the topsoil. Calculations show that for about 15% of the agricultural land the cadmium concentration in the soil solution of the topsoil are around or above the Dutch target value, and that for 36-47% of the land calculated accumulation rates are more than 10% in 100 years, compared with the current cadmium content.

In een voorgaande rapportage is een beeld geschetst van de kwaliteitsontwikkeling van de landbodem met betrekking tot de vier metalen cadmium, koper, lood en zink bij verspreiding van baggerspecie. In de huidige rapportage wordt door toetsing van de in het vorige onderzoek voorspelde metaalgehalten aan een aantal bestaande (eco)toxicologische risiconiveaus of signaalwaarden een eerste indicatie gegeven van mogelijke risico's ten gevolge van het verspreiden van met metalen verontreinigde baggerspecie. Er is een overschrijding geconstateerd van (eco)toxicologische risiconiveaus voor metalen bij vergelijk van verschillende risiconiveaus met modelvoorspellingen voor metaalconcentraties in de landbodem. Nader onderzoek is geboden naar de ecotoxicologische betekenis van de overschrijdingen. De mate van norm- overschrijding, en het aantal stoffen waarvoor dit tegelijkertijd geldt, is uiteindelijk bepalend voor de mate waarin er ecotoxicologische risico's bestaan. Om de ecotoxicologische risico's te kwantificeren, wordt aanbevolen om aansluiting te zoeken bij de huidige ontwikkelingen in het (bodem)ecotoxicologische onderzoek.

Op de markt verschijnen steeds meer producten, die verrijkt zijn met plantensterolen (fytosterolen). De gecombineerde consumptie van dergelijke producten kan leiden tot overdosering, zodat er mogelijk aanvullende maatregelen nodig zijn om overdosering te voorkomen.Fytosterol-verrijkte voeding verlaagt het plasma LDL-cholesterol. Een dagelijkse inname van 1-3 g plantensterolen verlaagt de LDL-cholesterolconcentratie met 5-15%; een hogere inname geeft geen extra effect. Door hun slechte absorptie geven fytosterolen geen systemische toxiciteit. Fytosterolen verlagen echter wel de absorptie van beta-carotenoiden, die van belang zijn voor de aanmaak van vitamine A. De consumptie van (margarine verrijkt met) 3 g fytosterol per dag gedurende een jaar leidt tot een 33% afname van de beta-caroteenspiegel, die echter (alleen) zorgelijk is bij risicogroepen met een hoge vitamine A behoefte, zoals zwangeren, moeders die borstvoeding geven en jonge kinderen. Er is overigens geen indicatie voor fytosterolgebruik door deze groepen, maar het gebruik kan niet worden uitgesloten.De beschikbare data over schadelijke effecten bieden geen basis voor het stellen van een maximaal toelaatbare dagelijkse dosis voor fytosterolen. Evenals de Gezondheidsraad en SCF, wordt thans aanbevolen om niet meer (meer dan 3 g per dag) van deze plantensterolen in te nemen, omdat a. hogere doseringen niet effectiever zijn, en b. langetermijnstudies ontbreken. Op termijn zijn beleidsmaatregelen nodig ter voorkoming van overdosering in gebruikers- en risicogroepen

In het laboratorium verkregen sorptie-isothermen voor zware metalen in de bodem, onderschatten meestal de waargenomen totale metaalgehalten in het veld. Daarom zijn isothermen gebaseerd op in-situ data nodig. Het doel van dit onderzoek is sorptie-isothermen voor Cd, Cu, Pb en Zn te verkrijgen als invoer voor het zware metalen accumulatiemodel SOACAS. Twee typen sorptie-isothermen zijn afgeleid van velddatasets in dit onderzoek: het Freundlich type met een vaste fase fractie, afgeleid met Stapsgewijze Lineaire Regressie (LR) en een model met twee vaste fase metaalfracties, een reactieve fractie en een inerte fractie, afgeleid met Niet Lineaire Kleinste Kwadraten Regressie (NLSSR). Uit de resultaten van de LR en de NLLSR fits blijkt dat de verklaarde variantie voor de Zn modellen meestal het hoogste is, gevolgd door de Cd modellen. De verklaarde variantie van de Cu en Pb modellen is lager. De performance van de LR en de NLLSR modellen is vergelijkbaar. De NLLSR fits van de 2-fase isothermen bevatten bijna nooit een statistisch significante inerte metaalfractie. Dit betekent dat een 2-fase model, in de meeste gevallen, niet van deze dataset afgeleid kan worden. De LR modellen afgeleid van velddata (dit onderzoek) voorspellen de waargenomen totale metaalgehalten in het veld beter dan de isothermen afgeleid van laboratoriumdata. De uitbreiding van de velddataset en kwaliteitsverbetering van de dataset wordt aanbevolen voor toekomstig onderzoek.

Normstelling van zware metalen geschiedt momenteel op basis van het totaalgehalte in de vaste fase. De methodiek leidt tot risicogrenzen die in de praktijk in sommige gevallen ongeveer gelijk zijn aan de achtergrondconcentratie. Bovendien houdt de methodiek onvoldoende rekening met het gegeven dat sommige metalen essentieel zijn voor het functioneren van organismen. Dit is reden geweest om een conceptueel kader op te stellen voor een verbeterde beoordelingmethodiek die wel met deze factoren rekening houdt. Het kader behoeft invulling. In dit rapport wordt nagegaan of het mogelijk is om toxiciteitstoetsen uit te voeren met natuurlijke substraten en met organismen die daadwerkelijk voorkomen in deze substraten, terwijl daarbovenop ook voldoende rekening gehouden wordt met de biobeschikbaarheid van de metalen. Geconcludeerd wordt dat integratie van kennis van de chemie van de bodem (speciatie en competitie), van de ecologische karakteristieken van de gebruikte toetsorganismen en van de achterliggende mechanismen van toxiciteit het inderdaad mogelijk maken om invulling te geven aan een verbeterde onderbouwing van de normstellingsmethodiek voor zware metalen. Concreet wordt aangetoond dat het belangrijk is om hierbij rekening te houden met de routes waarlangs organismen metalen accumuleren en de aanwezigheid van andere metaalionen (inclusief H+) in het poriewater. De wijze waarop geaccumuleerde metalen door organismen onschadelijk worden gemaakt en waardoor slechts een fractie van het in het beest aanwezige metaal toxisch is, zou gebruikt kunnen worden voor een verbeterde normstelling waarbij interne gehaltes als uitgangspunt genomen worden. Interne metaalgehaltes die daadwerkelijk beschikbaar zijn voor interactie met receptoren van toxiciteit kunnen immers als de ultieme uitdrukking van biobeschikbaarheid worden beschouwd.

Het gedrag van atrazine en metabolieten in de bodem is onderzocht m.b.v. 110 cm lange grondkolommen. De kolommen bevatten profielen van een kamppodzol- en een enkeerdgrond, met een grondwaterspiegel op 1 m diepte. Atrazine werd in de bovenste 2 cm van elke kolom ingemengd. Beregening van de kolommen duurde een jaar. Percolaat, gasfase en vaste fase van de kolommen werden frequent geanalyseerd op atrazine en 7 metabolieten. Tijdens percolatie spoelde uit de podzol 28% van de dosering uit als atrazine en twee metabolieten. Uit de eerdgrond werd geen uitspoeling waargenomen. In de podzol kolom werd na een jaar 9% van de dosering teruggevonden en in de eerdgrond 54%. Met behulp van een eenvoudig model voor front verplaatsing van verontreinigingen in de bodem wordt geconcludeerd dat onder Nederlandse veldomstandigheden met grondwaterspiegel op 1 m -m.v. voor geen van beide grondsoorten significante uitspoeling naar het grondwater zal plaatsvinden.

Schattingen zijn nodig van de gevoeligheid van de Nederlandse bodems voor pesticide uitspoeling naar het grondwater. De belangrijkste processen die de uitspoeling van deze stoffen beinvloeden zijn omzetting, sorptie, opname en transport. Aangezien de interactie tussen deze processen complex en niet-lineair is, zijn dynamische, proces georienteerde simulatie modellen onmisbaar bij het maken van deze voorspellingen. Het model moet voldoen aan de volgende eisen: (i) modulaire opzet waardoor de model ontwikkeling en het onderhoud beheersbaar blijft, (ii) het model moet eenvoudig te koppelen zijn aan een GIS, (iii) het model moet toepasbaar zijn voor alle belangrijke combinaties van bodemtype, gewastype en pesticiden en (iv) het model moet aan hoge kwaliteitseisen m.b.t. ontwerp, documentatie, validatie en beheer voldoen. In dit kader is het model PESTRAS ontwikkeld. Dit model is opgebouwd uit bestaande submodellen, n.l. het bodemwater transportmodel SWIF, het warmte transport submodel van ILWAS en het pesticide transport- en accumulatiemodel PESTLA. Alle submodellen werden aangepast, zodat deze voldoen aan de vier boven vermelde eisen. Dit rapport beschrijft de model formuleringen, het numerieke schema en geeft richtlijnen m.b.t. de toepassing van het model (installatie, invoer en verwerking van de uitvoer). Verder geeft het rapport voorbeelden van model uitvoer en worden de resultaten van een gevoeligheids analyse beschreven. The regionalisatie en de afleiding van de data worden in een apart rapport beschreven.

Op basis van literatuuronderzoek is nagegaan of restemissies van microverontreinigingen vanuit door AMvB's Wet Bodembescherming gereguleerde activiteiten voldoende laag zijn om over een periode van 100 jaar de streefwaarden voor bodem en grondwater te kunnen handhaven. Bij de berekeningen is uitgegaan van de maximale emissie-eisen welke in de AMvB's Wet Bodembescherming zijn vastgelegd. Deze emissies-eisen zijn vergeleken met de kritische bodembelasting en de kritische bodembelasting ter bescherming van het grondwater dit betreft de belasting waarbij respectievelijk de streefwaarde bodem en de streefwaarde grondwater net niet wordt overschreden. Per AMvB zijn conclusies en aanbevelingen opgenomen. De belangrijkste conclusies zijn: Dierlijke meststoffen (BGDM): De concentratie van koper en zink in dierlijke mest (met name varkensmest) geeft aanleiding tot overschrijding van de streefwaarde voor bodem- en grondwater hierbij is reeds rekening gehouden met voorstellen voor de fosfaat-eindnorm zoals vastgelegd in de gewijzigd meststoffenwet. Compost (BOOM): De eisen voor schone compost in het BOOM geven aanleiding tot overschrijding van de koper en zinkconcentratie in bodem en grondwater indien de compost aangewend wordt in combinatie met dierlijke mest. Voor het vaststellen van de bodembelasting is het zinvol rekening te houden met de belasting van het (ondiepe) grondwater. Met name voor zware metalen welke relatief mobiel zijn (cadmium en zink).

Zeugen en beren kregen vanaf speenleeftijd gedurende 5 maanden een rantsoen waaraan 0, 5, 10, 40 of 160 mg Cd/kg was toegevoegd, met als doel de overdracht van Cd uit het voer te kwantificeren en de toxiciteit te onderzoeken. Niertoxiciteit was het kritische effect, histopathologische lesies werden waargenomen vanaf een concentratie van ca. 80 mg/kg in de nier na 5 maanden. Uit de waargenomen relatie tussen totaal ingenomen hoeveelheid Cd en het gehalte in lever en nier kon een grenswaarde worden afgeleid, opdat wordt voldaan aan de ontwerpnormen te weten 0,3-0,4 mg Cd/kg voer.

Dit rapport beschrijft een eenvoudige rekenmethode voor de schatting van accumulatie van stoffen in de bodem op basis van een bodembelasting ; SOACAS (Soil Accumulation Assessment). De rekenmethode behelst een speciale analytische wiskundige oplossing voor accumulatie van stoffen in een volledig gemengd bodemcompartiment. De methode is uitgewerkt voor accumulatie van cadmium, chroom, kwik, lood, zink en benzo(a)pyreen, voor een aantal combinaties van bodemtype en bodemgebruik. Het model houdt rekening met de verdeling van stoffen over de gasfase, de vloeibare fase en de vaste fase, met plantopname, vervluchtiging, afbraak en uitspoeling. Gezien het eenvoudige karakter, is het model niet geschikt voor analyse van reele lokale problemen maar vooral voor ondersteuning van het nationale en regionale milieubeleid. Het model kan gebruikt worden om de maximaal toelaatbare bodembelasting te schatten, gegeven de actuele bodemkwaliteit en de gehanteerde normen voor bodemkwaliteit.

A new Soil-Groundwater Module has been developed for incorporation in the Dutch Risk Assessment System for New Chemicals. In this module, the exposure of humans and the environment to xenobiotic substances due to sewage sludge application have been determined. Exposure criteria were: 1. accumulation in the uppermost soil layer one year after sewage sludge application, and 2. the maximal substance-concentration of the deeper groundwater. The calculation procedure is incorporated in the menu driven computer program of the Risk Assessment System. For the quantification of the exposure to each new xenobiotic substance the following inputs are needed: - substance characteristics: the sorption coefficient based on organic matter, Kom, and the half-life, DT50-soil, which represent sorption and transformation of the substance, respectively. - the actual substance dose rate on the soil, expressed in kg/ha, which is calculated in the Sewage Sludge Module of the Risk Assessment System. The Kom and DT50-soil should be determined from the n-octanol/water distribution coefficient, Kow, and the Readily Biodegradability test result, respectively.

Dit rapport beschrijft een eenvoudige rekenmethode voor de schatting van accumulatie van stoffen in de bodem op basis van een bodembelasting ; SOACAS (Soil Accumulation Assessment). De rekenmethode behelst een speciale analytische wiskundige oplossing voor accumulatie van stoffen in een volledig gemengd bodemcompartiment. De methode is uitgewerkt voor accumulatie van cadmium, chroom, kwik, lood, zink en benzo(a)pyreen, voor een aantal combinaties van bodemtype en bodemgebruik. Het model houdt rekening met de verdeling van stoffen over de gasfase, de vloeibare fase en de vaste fase, met plantopname, vervluchtiging, afbraak en uitspoeling. Gezien het eenvoudige karakter, is het model niet geschikt voor analyse van reele lokale problemen maar vooral voor ondersteuning van het nationale en regionale milieubeleid. Het model kan gebruikt worden om de maximaal toelaatbare bodembelasting te schatten, gegeven de actuele bodemkwaliteit en de gehanteerde normen voor bodemkwaliteit.

Een eerste inventariserend onderzoek is verricht om een globaal inzicht te krijgen in het voorkomen van bestrijdingsmiddelen in de bodem. Daartoe werd een zevental bestrijdingsmiddelen geselecteerd en een bemonsteringsprogramma opgezet. Een viertal bestrijdingsmiddelen kon worden aangetoond: atrazin, fenpropimorf, parathion en simazin. De bepaalde gehalten lagen niet ver boven het detectieniveau. Uitzonderingen hierop waren de atrazingehalten welke voor een aantal percelen relatief hoog waren, maar waarvoor ook een duidelijke afname in de tijd werd waargenomen. De stoffen paraquat, pencycuron en pirimicarb werden in geen enkel monster aangetroffen. De gemeten bestrijdingsmiddelgehalten komen redelijk overeen met de berekende gehalten uit het simulatiemodel PESTLA. Voor zowel atrazin, parathion als simazin werden de streefwaarden overschreden. De betekenis van deze gehalten en overschrijdingen kan op basis van de beperkte gegevens en het inventariserende karakter van de studie nog niet worden vastgesteld.

A new Soil-Groundwater Module has been developed for incorporation in the Dutch Risk Assessment System for New Chemicals. In this module, the exposure of humans and the environment to xenobiotic substances due to sewage sludge application have been determined. Exposure criteria were: 1. accumulation in the uppermost soil layer one year after sewage sludge application, and 2. the maximal substance-concentration of the deeper groundwater. The calculation procedure is incorporated in the menu driven computer program of the Risk Assessment System. For the quantification of the exposure to each new xenobiotic substance the following inputs are needed: - substance characteristics: the sorption coefficient based on organic matter, Kom, and the half-life, DT50-soil, which represent sorption and transformation of the substance, respectively. - the actual substance dose rate on the soil, expressed in kg/ha, which is calculated in the Sewage Sludge Module of the Risk Assessment System. The Kom and DT50-soil should be determined from the n-octanol/water distribution coefficient, Kow, and the Readily Biodegradability test result, respectively.

niet beschikbaar

niet beschikbaar

Het gedrag van bentazon en metabolieten in de bodem is onderzocht m.b.v. 110 cm lange kolommen. De kolommen bevatten profielen van een kamppodzol- en een enkeerdgrond, met een grondwaterspiegel op 1 m diepte. Bentazon werd in de bovenste 2 cm van elke kolom ingemengd. Beregening van de kolommen duurde een jaar. Percolaat van de kolommen werd frequent geanalyseerd op bentazon en 3 metabolieten. Na beeindiging van de percolatie werd het vaste bodemmateriaal geanalyseerd. Tijdens percolatie spoelde uit zowel podzol- als eerdgrond 57% van de dosering uit als bentazon. Concentraties van metabolieten in het percolaat lagen beneden de detectiegrens. In de vaste bodemfase werd in beide gronden

Schattingen zijn nodig van de gevoeligheid van de Nederlandse bodems voor pesticide uitspoeling naar het grondwater. De belangrijkste processen die de uitspoeling van deze stoffen beinvloeden zijn omzetting, sorptie, opname en transport. Aangezien de interactie tussen deze processen complex en niet-lineair is, zijn dynamische, proces georienteerde simulatie modellen onmisbaar bij het maken van deze voorspellingen. Het model moet voldoen aan de volgende eisen: (i) modulaire opzet waardoor de model ontwikkeling en het onderhoud beheersbaar blijft, (ii) het model moet eenvoudig te koppelen zijn aan een GIS, (iii) het model moet toepasbaar zijn voor alle belangrijke combinaties van bodemtype, gewastype en pesticiden en (iv) het model moet aan hoge kwaliteitseisen m.b.t. ontwerp, documentatie, validatie en beheer voldoen. In dit kader is het model PESTRAS ontwikkeld. Dit model is opgebouwd uit bestaande submodellen, n.l. het bodemwater transportmodel SWIF, het warmte transport submodel van ILWAS en het pesticide transport- en accumulatiemodel PESTLA. Alle submodellen werden aangepast, zodat deze voldoen aan de vier boven vermelde eisen. Dit rapport beschrijft de model formuleringen, het numerieke schema en geeft richtlijnen m.b.t. de toepassing van het model (installatie, invoer en verwerking van de uitvoer). Verder geeft het rapport voorbeelden van model uitvoer en worden de resultaten van een gevoeligheids analyse beschreven. The regionalisatie en de afleiding van de data worden in een apart rapport beschreven.

niet beschikbaar

Het gedrag van bentazon en metabolieten in de bodem is onderzocht m.b.v. 110 cm lange kolommen. De kolommen bevatten profielen van een kamppodzol- en een enkeerdgrond, met een grondwaterspiegel op 1 m diepte. Bentazon werd in de bovenste 2 cm van elke kolom ingemengd. Beregening van de kolommen duurde een jaar. Percolaat van de kolommen werd frequent geanalyseerd op bentazon en 3 metabolieten. Na beeindiging van de percolatie werd het vaste bodemmateriaal geanalyseerd. Tijdens percolatie spoelde uit zowel podzol- als eerdgrond 57% van de dosering uit als bentazon. Concentraties van metabolieten in het percolaat lagen beneden de detectiegrens. In de vaste bodemfase werd in beide gronden

Van het fungicide fenpropimorf wordt verwacht dat het accumuleert in de bouwvoor op basis van laboratorium gegevens over het gedrag in het milieu. In 1996 werd een meetprogramma uitgevoerd waarbij de concentratie van fenpropimorf in de bovengrond werd bepaald ongeveer 1 jaar na toepassing. De gemeten resultaten werden vergeleken met modelberekeningen. De belangrijkste conclusies van het onderzoek zijn: 1) Op 4 van de 6 velden welke zijn onderzocht werden fenpropimorf residuen gemeten in de bovengrond. 2) De gemeten concentraties op velden met ook een eerdere toepassing waren hoger dan de concentraties gemeten op velden met slechts een bekende toepassing. 3) Modelberekeningen komen in het algemeen goed overeen met gemeten concentraties indien model invoerparameters de veldsituatie zoveel mogelijk benaderen. 4) De gemeten concentraties overschrijden een geschatte risicowaarde voor bodemecosystemen niet.

niet beschikbaar

Op basis van literatuuronderzoek is nagegaan of restemissies van microverontreinigingen vanuit door AMvB's Wet Bodembescherming gereguleerde activiteiten voldoende laag zijn om over een periode van 100 jaar de streefwaarden voor bodem en grondwater te kunnen handhaven. Bij de berekeningen is uitgegaan van de maximale emissie-eisen welke in de AMvB's Wet Bodembescherming zijn vastgelegd. Deze emissies-eisen zijn vergeleken met de kritische bodembelasting en de kritische bodembelasting ter bescherming van het grondwater dit betreft de belasting waarbij respectievelijk de streefwaarde bodem en de streefwaarde grondwater net niet wordt overschreden. Per AMvB zijn conclusies en aanbevelingen opgenomen. De belangrijkste conclusies zijn: Dierlijke meststoffen (BGDM): De concentratie van koper en zink in dierlijke mest (met name varkensmest) geeft aanleiding tot overschrijding van de streefwaarde voor bodem- en grondwater hierbij is reeds rekening gehouden met voorstellen voor de fosfaat-eindnorm zoals vastgelegd in de gewijzigd meststoffenwet. Compost (BOOM): De eisen voor schone compost in het BOOM geven aanleiding tot overschrijding van de koper en zinkconcentratie in bodem en grondwater indien de compost aangewend wordt in combinatie met dierlijke mest. Voor het vaststellen van de bodembelasting is het zinvol rekening te houden met de belasting van het (ondiepe) grondwater. Met name voor zware metalen welke relatief mobiel zijn (cadmium en zink).

De resultaten van deze studie naar de mogelijke negatieve gevolgen van de infiltratie van rivierwater in de Nederlandse duinen voor de drinkwaterkwaliteit en duinecologie wijzen er op dat de grootste bedreiging voor de ecologie de belasting van de duinen met nutrienten, (fosfaat, nitraat en ammonia) is. De beheersing van de nutrientenrijkdom in de door de infiltratie beinvloede duingebieden kan waarschijnlijk door de toepassing van de inrichtings- en beheersmaatregelen bereikt worden. De accumulatie van sporenelementen in de ondergrond onder infiltratiemiddelen is vrij beperkt. De gegevens over de omvang van de verontreiniging van water en ondergrond in natte duinvalleien met sporenelementen zijn echter schaars en nader onderzoek is noodzakelijk. De informatie over accumulatie van organische microverontreinigingen is onvoldoende om de accumulatie betrouwbaar te kwantificeren. Niettemin bestaan er geen aanwijzingen van een ernstige accumulatie van organische microverontreinigigen als gevolg van de infiltratie.

De aanwezigheid van bestrijdingsmiddelen in het grondwater introduceert een risico voor de volksgezondheid en ecosystemen. Om deze reden zijn schattingen nodig van de uitspoeling van bestrijdingsmiddelen naar het ondiepe grondwater. Hiervoor wordt een regionaal model van het gedrag van bestrijdingsmiddelen in de grond (GEOPESTRAS) in combinatie met het informatiesysteem bestrijdingsmiddelen (ISBEST) gebruikt. ISBEST levert gegevens over het gebruik van bestrijdingsmiddelen per gemeente. Berekeningen met GEOPESTRAS werden uitgevoerd voor unieke combinaties van bodemtype (textuur en organische-stofgehalte), grondwatertrap, landgebruik en klimaat. De invoer voor PESTRAS werd via vertaalfuncties afgeleid en een ruimtelijk beeld van de uitspoeling werd verkregen door de resultaten van de individuele berekeningen te combineren met geografische informatie. Het aantal combinaties waarvoor het model moest worden toegepast bedroeg 897. Het berekende ruimtelijk beeld van uitspoeling was sterk afhankelijk van het type bestrijdingsmiddel. Bestrijdingsmiddelen die een gemiddeld gedrag wat betreft afbraak en sorptie vertonen (bijvoorbeeld atrazin), zijn sterk afhankelijk van het organische-stofgehalte. Mobiele stoffen (bentazon en hydroxy-chloorthalonil) vertonen een sterke correlatie met de textuurkaart, terwijl de uitspoeling van vluchtige stoffen (dichloorpropeen) sterk afhankelijk is van de diepte van het grondwater en bodemfysische eigenschappen. In het algemeen werd berekend dat bestrijdingsmiddelen in veengronden niet of nauwelijks uitspoelden. De hoogste concentraties werden gevonden in zand- en leemgronden met een laag organisch-stofgehalte (concentratie vaak boven 1 mug L-1). De grootste hoeveelheden bestrijdingsmiddelen spoelden uit in de Veenkolonien, de Noord-Oost Polder, het bloembollengebied en de zandgronden van Noord-Brabant. De totale uitspoeling bedroeg in 1993 ongeveer 51000 kg, waarvan 27000 kg in het diepe grondwater en 24000 kg in het oppervlaktewater terechtkwam.

Een eerste inventariserend onderzoek is verricht om een globaal inzicht te krijgen in het voorkomen van bestrijdingsmiddelen in de bodem. Daartoe werd een zevental bestrijdingsmiddelen geselecteerd en een bemonsteringsprogramma opgezet. Een viertal bestrijdingsmiddelen kon worden aangetoond: atrazin, fenpropimorf, parathion en simazin. De bepaalde gehalten lagen niet ver boven het detectieniveau. Uitzonderingen hierop waren de atrazingehalten welke voor een aantal percelen relatief hoog waren, maar waarvoor ook een duidelijke afname in de tijd werd waargenomen. De stoffen paraquat, pencycuron en pirimicarb werden in geen enkel monster aangetroffen. De gemeten bestrijdingsmiddelgehalten komen redelijk overeen met de berekende gehalten uit het simulatiemodel PESTLA. Voor zowel atrazin, parathion als simazin werden de streefwaarden overschreden. De betekenis van deze gehalten en overschrijdingen kan op basis van de beperkte gegevens en het inventariserende karakter van de studie nog niet worden vastgesteld.

De aanwezigheid van bestrijdingsmiddelen in het grondwater introduceert een risico voor de volksgezondheid en ecosystemen. Om deze reden zijn schattingen nodig van de uitspoeling van bestrijdingsmiddelen naar het ondiepe grondwater. Hiervoor wordt een regionaal model van het gedrag van bestrijdingsmiddelen in de grond (GEOPESTRAS) in combinatie met het informatiesysteem bestrijdingsmiddelen (ISBEST) gebruikt. ISBEST levert gegevens over het gebruik van bestrijdingsmiddelen per gemeente. Berekeningen met GEOPESTRAS werden uitgevoerd voor unieke combinaties van bodemtype (textuur en organische-stofgehalte), grondwatertrap, landgebruik en klimaat. De invoer voor PESTRAS werd via vertaalfuncties afgeleid en een ruimtelijk beeld van de uitspoeling werd verkregen door de resultaten van de individuele berekeningen te combineren met geografische informatie. Het aantal combinaties waarvoor het model moest worden toegepast bedroeg 897. Het berekende ruimtelijk beeld van uitspoeling was sterk afhankelijk van het type bestrijdingsmiddel. Bestrijdingsmiddelen die een gemiddeld gedrag wat betreft afbraak en sorptie vertonen (bijvoorbeeld atrazin), zijn sterk afhankelijk van het organische-stofgehalte. Mobiele stoffen (bentazon en hydroxy-chloorthalonil) vertonen een sterke correlatie met de textuurkaart, terwijl de uitspoeling van vluchtige stoffen (dichloorpropeen) sterk afhankelijk is van de diepte van het grondwater en bodemfysische eigenschappen. In het algemeen werd berekend dat bestrijdingsmiddelen in veengronden niet of nauwelijks uitspoelden. De hoogste concentraties werden gevonden in zand- en leemgronden met een laag organisch-stofgehalte (concentratie vaak boven 1 mug L-1). De grootste hoeveelheden bestrijdingsmiddelen spoelden uit in de Veenkolonien, de Noord-Oost Polder, het bloembollengebied en de zandgronden van Noord-Brabant. De totale uitspoeling bedroeg in 1993 ongeveer 51000 kg, waarvan 27000 kg in het diepe grondwater en 24000 kg in het oppervlaktewater terechtkwam.

Van het fungicide fenpropimorf wordt verwacht dat het accumuleert in de bouwvoor op basis van laboratorium gegevens over het gedrag in het milieu. In 1996 werd een meetprogramma uitgevoerd waarbij de concentratie van fenpropimorf in de bovengrond werd bepaald ongeveer 1 jaar na toepassing. De gemeten resultaten werden vergeleken met modelberekeningen. De belangrijkste conclusies van het onderzoek zijn: 1) Op 4 van de 6 velden welke zijn onderzocht werden fenpropimorf residuen gemeten in de bovengrond. 2) De gemeten concentraties op velden met ook een eerdere toepassing waren hoger dan de concentraties gemeten op velden met slechts een bekende toepassing. 3) Modelberekeningen komen in het algemeen goed overeen met gemeten concentraties indien model invoerparameters de veldsituatie zoveel mogelijk benaderen. 4) De gemeten concentraties overschrijden een geschatte risicowaarde voor bodemecosystemen niet.

Zeugen en beren kregen vanaf speenleeftijd gedurende 5 maanden een rantsoen waaraan 0, 5, 10, 40 of 160 mg Cd/kg was toegevoegd, met als doel de overdracht van Cd uit het voer te kwantificeren en de toxiciteit te onderzoeken. Niertoxiciteit was het kritische effect, histopathologische lesies werden waargenomen vanaf een concentratie van ca. 80 mg/kg in de nier na 5 maanden. Uit de waargenomen relatie tussen totaal ingenomen hoeveelheid Cd en het gehalte in lever en nier kon een grenswaarde worden afgeleid, opdat wordt voldaan aan de ontwerpnormen te weten 0,3-0,4 mg Cd/kg voer.

De resultaten van deze studie naar de mogelijke negatieve gevolgen van de infiltratie van rivierwater in de Nederlandse duinen voor de drinkwaterkwaliteit en duinecologie wijzen er op dat de grootste bedreiging voor de ecologie de belasting van de duinen met nutrienten, (fosfaat, nitraat en ammonia) is. De beheersing van de nutrientenrijkdom in de door de infiltratie beinvloede duingebieden kan waarschijnlijk door de toepassing van de inrichtings- en beheersmaatregelen bereikt worden. De accumulatie van sporenelementen in de ondergrond onder infiltratiemiddelen is vrij beperkt. De gegevens over de omvang van de verontreiniging van water en ondergrond in natte duinvalleien met sporenelementen zijn echter schaars en nader onderzoek is noodzakelijk. De informatie over accumulatie van organische microverontreinigingen is onvoldoende om de accumulatie betrouwbaar te kwantificeren. Niettemin bestaan er geen aanwijzingen van een ernstige accumulatie van organische microverontreinigigen als gevolg van de infiltratie.

Schattingen van de emissie van bestrijdingsmiddelen van de bodem naar de atmosfeer en van de bodem naar het bovenste grondwater zijn nodig ter ondersteuning van het Nederlandse milieubeleid. Het gedrag van bestrijdingsmiddelen in de bodem is afhankelijk van diverse processen, zoals (bio)degradatie, de uitwisseling tussen de gas-, water- en vaste fasen, het transport van het middel in de bodem en de opname door het gewas. Aangezien deze processen afhankelijk zijn van o.a. meteorologische condities, is het gebruik van dynamische simulatiemodellen noodzakelijk. Om deze reden is het model PESTRAS ontwikkeld. Dit model is opgebouwd uit bestaande modellen: het hydrologisch-model SWIF, het warmtetransportmodel HEATRAS, een deel van het bestrijdingsmiddelenmodel PESTLA en het gastransportmodel GAS. Dit rapport beschrijft de koppeling van het model GAS met de versie van PESTRAS die in RIVM-rapport 715501003 is beschreven. Het rapport geeft een samenvatting van de theorie, het numerieke schema, en de modelverificatie. De gevoeligheid van het model voor de belangrijkste invoerparameters wordt toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden. Het rapport gaat vooral in op het gedrag van 1,3-dichloorpropeen (een grondontsmettingsmiddel). In een aanhangsel is een volledige gebruiksaanwijzing opgenomen. Op dit moment wordt het model op geregelde basis gebruikt ten behoeve van de evaluatie van de toestand van het milieu in het kader van de jaarlijkse MilieuBalans. Daarnaast speelt het model een belangrijke rol in de toelating van bestrijdingsmiddelen. Door de inbouw van het gastransportmodel kan PESTRAS nu toegepast worden voor vluchtige bestrijdingsmiddelen (Henry-coefficient > 10 exp. -5 m3 m-3).

Schattingen van de emissie van bestrijdingsmiddelen van de bodem naar de atmosfeer en van de bodem naar het bovenste grondwater zijn nodig ter ondersteuning van het Nederlandse milieubeleid. Het gedrag van bestrijdingsmiddelen in de bodem is afhankelijk van diverse processen, zoals (bio)degradatie, de uitwisseling tussen de gas-, water- en vaste fasen, het transport van het middel in de bodem en de opname door het gewas. Aangezien deze processen afhankelijk zijn van o.a. meteorologische condities, is het gebruik van dynamische simulatiemodellen noodzakelijk. Om deze reden is het model PESTRAS ontwikkeld. Dit model is opgebouwd uit bestaande modellen: het hydrologisch-model SWIF, het warmtetransportmodel HEATRAS, een deel van het bestrijdingsmiddelenmodel PESTLA en het gastransportmodel GAS. Dit rapport beschrijft de koppeling van het model GAS met de versie van PESTRAS die in RIVM-rapport 715501003 is beschreven. Het rapport geeft een samenvatting van de theorie, het numerieke schema, en de modelverificatie. De gevoeligheid van het model voor de belangrijkste invoerparameters wordt toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden. Het rapport gaat vooral in op het gedrag van 1,3-dichloorpropeen (een grondontsmettingsmiddel). In een aanhangsel is een volledige gebruiksaanwijzing opgenomen. Op dit moment wordt het model op geregelde basis gebruikt ten behoeve van de evaluatie van de toestand van het milieu in het kader van de jaarlijkse MilieuBalans. Daarnaast speelt het model een belangrijke rol in de toelating van bestrijdingsmiddelen. Door de inbouw van het gastransportmodel kan PESTRAS nu toegepast worden voor vluchtige bestrijdingsmiddelen (Henry-coefficient > 10 exp. -5 m3 m-3).

Het gedrag van atrazine en metabolieten in de bodem is onderzocht m.b.v. 110 cm lange grondkolommen. De kolommen bevatten profielen van een kamppodzol- en een enkeerdgrond, met een grondwaterspiegel op 1 m diepte. Atrazine werd in de bovenste 2 cm van elke kolom ingemengd. Beregening van de kolommen duurde een jaar. Percolaat, gasfase en vaste fase van de kolommen werden frequent geanalyseerd op atrazine en 7 metabolieten. Tijdens percolatie spoelde uit de podzol 28% van de dosering uit als atrazine en twee metabolieten. Uit de eerdgrond werd geen uitspoeling waargenomen. In de podzol kolom werd na een jaar 9% van de dosering teruggevonden en in de eerdgrond 54%. Met behulp van een eenvoudig model voor front verplaatsing van verontreinigingen in de bodem wordt geconcludeerd dat onder Nederlandse veldomstandigheden met grondwaterspiegel op 1 m -m.v. voor geen van beide grondsoorten significante uitspoeling naar het grondwater zal plaatsvinden.

In this literature survey to assess the accumulation of micropollutants in activities regulated by General Administrative Order (GAO) of the Dutch Soil Protection Act, seven GAOs were considered. The main aim was to determine by means of a critical load approach if the annual accumulation of micropollutants from activities regulated by the GAOs would cause exceedance of the Dutch target value within a 100-year period. A secundary aim was to evaluate this critical load approach, as described and used in earlier RIVM studies. In this approach, the actual annual loads to soil (kg.ha-1.yr-1) from activities mentioned above are compared with critical loads for micropollutants. Critical loads are calculated using a model called SOACAS and represent the annual loads which will prevent the target value for soil being exceeded for a defined time period. The annual input of micropollutants is compared with these critical loads. To avoid accumulation of micropollutants in groundwater, a critical load is introduced to protect the soil water. In conclusion, additional policy measures will have to be generated to avoid accumulation of micropollutants exceeding Dutch target values for soil and groundwater. Sharp emission reduction is especially necessary for copper and zinc from pig manure. Recommendations considered for advanced research, monitoring and policy have been proposed for each of the GAOs.

Sorption isotherms for metals in soil obtained in the laboratory generally underpredict the observed metal content in the solid phase in the field. Isotherms based on in-situ data are therefore required. The aim of this study is to obtain field-based sorption isotherms for Cd, Cu, Pb and Zn as input for the heavy-metal accumulation model SOACAS. Two types of sorption isotherms were fitted using field data sets in this research: the Freundlich type, with one solid-phase fraction was fitted by Stepwise Linear Regression (LR), and a model with two solid phase mass fractions, a reactive fraction and a non-reactive fraction, was fitted with Nonlinear Least Squares Regression (NLSSR). From the results of the LR and the NLLSR fits of the Hoop-Janssen data set, the generally explained variance for the Zn models is shown to be the highest, followed by the Cd models. The explained variance of the Cu and Pb models is lower. The performance of the LR models and the NLLSR models is comparable. The NLLSR fits of the 2-phase isotherms of the Hoop-Janssen data set almost never include a statistically significant inert metal fraction. This implies that a 2-phase model can, in most cases, not be derived from this data set. The LR models derived from field data (this research) predicts the observed metal content in the solid phase in the field best compared with isotherms derived from batch data. The extension of the field partition data set and quality improvement is recommended for future research.

Sorption isotherms for metals in soil obtained in the laboratory generally underpredict the observed metal content in the solid phase in the field. Isotherms based on in-situ data are therefore required. The aim of this study is to obtain field-based sorption isotherms for Cd, Cu, Pb and Zn as input for the heavy-metal accumulation model SOACAS. Two types of sorption isotherms were fitted using field data sets in this research: the Freundlich type, with one solid-phase fraction was fitted by Stepwise Linear Regression (LR), and a model with two solid phase mass fractions, a reactive fraction and a non-reactive fraction, was fitted with Nonlinear Least Squares Regression (NLSSR). From the results of the LR and the NLLSR fits of the Hoop-Janssen data set, the generally explained variance for the Zn models is shown to be the highest, followed by the Cd models. The explained variance of the Cu and Pb models is lower. The performance of the LR models and the NLLSR models is comparable. The NLLSR fits of the 2-phase isotherms of the Hoop-Janssen data set almost never include a statistically significant inert metal fraction. This implies that a 2-phase model can, in most cases, not be derived from this data set. The LR models derived from field data (this research) predicts the observed metal content in the solid phase in the field best compared with isotherms derived from batch data. The extension of the field partition data set and quality improvement is recommended for future research.

Quality standards for heavy metals are based on the total amount of the metal present in the solid phase. In some cases risk limits are derived which are almost equal to the natural background concentration. Thereupon, it is insufficiently taken into account that some metals are essential for living organisms. These observations were ground for developing a conceptual framework for an improved risk assessment methodology that does take these aspects into account. As a first step towards implementation of the framework, toxicity tests were performed with natural substrates and biota that actually reside in these substrates. Thereupon, the bioavailability of the metals for the species tested is explicitly taken into account. It is concluded that integration of knowledge on soil chemistry (speciation and competition), the ecological characteristics of the test species, and the underlying mechanisms of toxicity do indeed enable future implementation of an improved methodology for risk assessment of heavy metals. It is shown that the dominant uptake routes for metals by specific classes of organisms as well as the presence of competing cations (especially H+) need to be specifically taken into account. The strategies employed by biota to detoxify accumulated metals could be used for developing improved risk assessment methodologies based upon internal metal levels as being the ultimate expression of bioavailability.

Quality standards for heavy metals are based on the total amount of the metal present in the solid phase. In some cases risk limits are derived which are almost equal to the natural background concentration. Thereupon, it is insufficiently taken into account that some metals are essential for living organisms. These observations were ground for developing a conceptual framework for an improved risk assessment methodology that does take these aspects into account. As a first step towards implementation of the framework, toxicity tests were performed with natural substrates and biota that actually reside in these substrates. Thereupon, the bioavailability of the metals for the species tested is explicitly taken into account. It is concluded that integration of knowledge on soil chemistry (speciation and competition), the ecological characteristics of the test species, and the underlying mechanisms of toxicity do indeed enable future implementation of an improved methodology for risk assessment of heavy metals. It is shown that the dominant uptake routes for metals by specific classes of organisms as well as the presence of competing cations (especially H+) need to be specifically taken into account. The strategies employed by biota to detoxify accumulated metals could be used for developing improved risk assessment methodologies based upon internal metal levels as being the ultimate expression of bioavailability.