Gewasbeschermingsmiddelen in drainagewater
Inleiding
In de landbouwgebieden wordt door onder andere de waterschappen de oppervlaktewaterkwaliteit gemonitord op verontreiniging van onder andere gewasbeschermingsmiddelen (GBM). Uit deze monitoring blijkt dat er vanuit de landbouw GBM in het water terecht komen. Emissies naar het oppervlaktewater van deze GBM vormen in het geval van normoverschrijdingen een potentieel milieurisico. In de tweede nota duurzame gewasbescherming is de doelstelling opgenomen dat in 2018 ten opzichte van 2013 het aantal normoverschrijdingen van GBM in het oppervlaktewater zijn gehalveerd, en in 2023 tot nul is gereduceerd.
Emissies van GBM naar het oppervlaktewater kunnen via drift, afspoeling en uitspoeling via drainagewater plaatsvinden. Om de juiste maatregelen te kunnen nemen om de emissie terug te dringen is inzicht in de emissieroutes noodzakelijk.
Meetmethodieken
GBM kunnen in te hoge concentraties in het oppervlaktewater terecht komen als bijvoorbeeld na toepassing op het land door hevige regenval plasvorming optreedt en daarna afspoeling plaatsvindt, of als de drainagebuizen bij hevige regenval na een droge periode water gaan leveren. De reguliere monitoring gebeurt door op een bepaald moment een watermonster van ca. 1 liter te nemen, een steekmonster dus. Deze manier van monitoren levert een momentopname op waarbij enerzijds de kans groot is dat de piekconcentratie niet wordt aangetoond of door het beperkte monstervolume lage concentraties niet worden gemeten en anderzijds dat er juist in een piek gemeten wordt en daarmee een overschatting ontstaat. In beide situaties ontstaat een onvolledig beeld van de waterkwaliteit en de belangrijkste emissieroutes. Door de inzet van nieuwe monitoringstechnieken kan het onderzoek naar de waterkwaliteit en de emissieroutes van GBM naar het oppervlaktewater verbeterd worden.
Afgelopen jaren zijn er monitoringstechnieken ontwikkeld zoals passive sampling, waarbij gedurende een langere periode bemonsterd kan worden. Hierdoor worden piekconcentraties opgepikt en verdisconteerd in de gemiddelde concentratie die over de bemonsteringsperiode wordt gemeten. Tevens kunnen GBM al bij lagere concentraties gemeten worden door het grotere bemonsterde volume en daarmee lagere detectielimieten dan bij de conventionele bemonstering. Op deze wijze kan er een beter beeld van de waterkwaliteit worden verkregen en kunnen reductiemaatregelen gerichter gevalideerd worden.
Bayer CropScience en Deltares
Bayer CropScience is producent van chemische en biologische GBM, en daarin marktleider in Nederland. Emissies van deze GBM is een groot punt van zorg, omdat de normoverschrijdingen die worden veroorzaakt gevolgen kunnen hebben voor het beschikbare middelenpakket. Als de reductiedoelen uit de tweede Nota niet worden behaald dan gaat er onder andere via het toelatingsbeleid ingegrepen worden en zal het middelenpakket onmiddellijk versmald worden, met grote gevolgen voor de agrarische sector. Bayer voert onder andere op de Forward Farm locatie in Abbenes onderzoek uit naar verschillende maatregelen om de emissie te reduceren om zo een verantwoord gebruik van GBM te stimuleren. Op deze locatie in Abbenes is er sinds 2015 een meerjarige samenwerking met een normaal opererend landbouwbedrijf, met een ondernemer met passie voor duurzaamheid, die openstaat voor Innovatie en verbreding van kennis. De Forward Farm locatie in Nederland is de boerderij van Jasper en Eveline Roubos (Het Groene Hart, Kaagweg 50 in Abbenes). Emissie reducerende maatregelen kunnen hier getest worden waarbij tevens goede monitoring kan plaatsvinden.
Deltares is al jaren betrokken bij het opzetten van monitoring van waterkwaliteit, het opzetten van strategieën en de inzet van passive samplers om de monitoring te verbeteren. Tevens is ze intensief betrokken bij de doorontwikkeling van passive sampling om deze beschikbaar te maken voor een zo breed mogelijke monitoringstoepassing en een breed pakket aan stoffen.
Opzet project
In het project heeft er monitoring plaatsgevonden van drainage- en slootwater om onderscheid te kunnen maken of emissie afkomstig is van drift, afspoeling of drainage. Rond de Forward Farm twee passive samplers in de sloot en aan het uiteinde van vier drains zijn geplaatst volgens onderstaande opstelling.
Figuur 1: bemonsteringslocaties bij uiteinde van de drains, in de sloten en tocht.
Om het drainwater te kunnen monitoren is een speciale unit ontwikkeld, die ervoor zorgt dat de samplers nooit droogvallen én dat indien de drain onder water komt te staan er geen water terug stroomt de drain in en GBM restanten dubbel gemeten kunnen worden (Figuur 2). Er is gebruik gemaakt van zowel siliconenrubber als Speedisk passive samplers (Figuur 3)
Figuur 2: Ontworpen systeem om drainagewater te monitoren met passive samplers.
Figuur 3: Toegepaste passive samplers; siliconenrubber(rechts boven) en Speedisks (rechts onder).
Resultaten en conclusies
De drainage-unit én de passive samplers hebben goed gefunctioneerd. Toepassing van passive sampling voor het monitoren van drainagewater bleek erg zinvol omdat het moment dat de hoogste concentratie van de stoffen in drainagewater aanwezig was varieerde; soms was dit aan het begin dat de drain gingen lopen en soms juist later. Doordat de samplers anderhalf tot drie maanden uithingen konden deze pieken bemonsterd worden.
Veel van de door de akkerbouwer toegepaste GBM zijn ook gemeten in het drainagewater, weliswaar vaak in zeer lage concentraties. De hoogste concentraties zijn gemeten in de herfst/winter periode, ruim na het toepassingsseizoen. Een voorbeeld hiervan is fluopicolide, een aardappel fungicide, dat was toegepast in juli en de hoogste concentraties in het drainagewater liet zien in december/januari.
Opvallend en lastig verklaarbaar was het feit dat bij het perceel met aardappels, waar een van de twee gemonitorde drains in grond ligt met duidelijk hogere organische stof gehalte, er juist in die drain hogere concentraties GBM gevonden zijn. Mogelijk wordt dit veroorzaakt door preferente stoombanen in de grond.
Op de locatie was een test gedaan met een herbicide waarbij op een deel van het perceel met wintertarwe, ter hoogte van één van de twee drains een dubbele dosis werd toegepast. Het herbicide bestond uit twee actieve stoffen flufenacet en diflufenican. De dubbelde dosis resulteerde in een hogere waarde van flufenacet in de drain, namelijk de meest hydrofiele actieve stof die makkelijker uitspoelt. Diflufenican werd in lagere concentraties waargenomen en met minder grote verschillen tussen de drain met een dubbele en een enkele dosis. Deze stof is hydrofoob, bindt zich daardoor sterker aan organische stof en spoelt minder uit naar de drainage.
Vervolg
Duidelijk is dat de in het oppervlaktewater aangetroffen GBM voor een relevant deel afkomstig is van de drainage. Dit wil niet zeggen dat normoverschrijdingen in het oppervlaktewater per definitie worden veroorzaakt door drainage, maar het draagt bij aan de totale loading. Het is dan ook van belang om maatregelen te verkennen die bij kunnen dragen aan het terugdringen van emissie via de drainage. Te denken valt bijvoorbeeld aan het toepassingsmoment en aan precisie landbouwmethodes.
Voor meer informatie: jasperien.deweert@deltares.nl / joris.roskam@bayer.com
