Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giảm thiểu tự nhiên dọc theo các con đường dòng chảy ngầm dựa trên mô hình hóa và giám sát một chất chuyển hóa thuốc trừ sâu từ ba nghiên cứu trường hợp
Tóm tắt
Nước ngầm—đặc biệt là cho việc sử dụng làm nước uống—là một nguồn tài nguyên được bảo vệ nghiêm ngặt trong các quy định hiện hành về đăng ký thuốc trừ sâu và bảo vệ nước uống ở EU. Một khía cạnh mà đến nay hầu như chưa được đề cập trong ngữ cảnh này là sự giảm thiểu nồng độ thuốc trừ sâu dọc theo dòng chảy từ nồng độ rò rỉ quy định ở độ sâu 1 m dưới mặt đất đến các hệ thống thu nước thô. Chất chuyển hóa trong đất là N,N-dimethylsulfamide (DMS) hình thành từ hai chất fungicidal: tolylfluanid và dichlofluanid. Theo tài liệu hướng dẫn của EU về các chất chuyển hóa liên quan trong nước ngầm, DMS là một chất chuyển hóa "không liên quan". Tuy nhiên, việc áp dụng lâu dài hai hoạt chất này trên các cây trồng lâu năm đã dẫn đến việc có mặt với số lượng DMS tăng cao và có thể định lượng trong các khu vực thu nước ngầm của các nhà máy cung cấp nước. Do đó, trong trường hợp của DMS, dữ liệu giám sát đáng kể đã có sẵn. Điều này cho phép kết hợp với mô hình hóa nước ngầm, phân tích định lượng về sự giảm thiểu tự nhiên của nồng độ DMS theo thời gian và khoảng cách. Để đạt được mục tiêu này, dữ liệu thực tế rộng lớn từ ba nghiên cứu trường hợp về các khu vực thu nước uống ở Đức đã được phân tích. Số phận môi trường của DMS trong đất và nước ngầm được đánh giá dựa trên dữ liệu tương ứng được xác định tại các địa điểm nghiên cứu. Các phân tích sử dụng dữ liệu giám sát và các phương pháp mô hình hóa kết hợp cũng đã được thực hiện để có được các kết quả có thể so sánh. Những kết quả này từ giám sát và mô hình hóa cho thấy các yếu tố giảm thiểu tổng cộng từ 12–93 từ nước rò rỉ ở độ sâu 1 m xuống các giếng giám sát—gần với điểm thu nước thô. Nếu sự giảm thiểu nồng độ tiếp tục xuống dưới tại nước thu thô được xem xét, yếu tố giảm thiểu tổng thể thậm chí còn cao hơn (40–246). Các điều kiện tại các khu vực thu nước của ba nghiên cứu trường hợp rất đa dạng, do đó cung cấp một loạt các điều kiện giảm thiểu. Khi theo dõi con đường của DMS từ sự hình thành trong đất dưới một cánh đồng đã được xử lý, đến sự rò rỉ của nó vào nước ngầm, và bên trong nước ngầm cho đến điểm thu nước thô, nồng độ của nó trong nước liên tục và nhất quán giảm. Các kết quả từ DMS đại diện cho các ước tính bảo thủ do các quá trình vận chuyển nhanh, không hấp phụ. Mở rộng cho các chất tan khác, nó đại diện cho mức tối thiểu của sự giảm thiểu mong đợi. Do đó, các quá trình giảm thiểu nồng độ thuốc trừ sâu tự nhiên được đề xuất để xem xét trong các đánh giá rủi ro thuốc trừ sâu quy định cho một đánh giá thực tế hơn mà vẫn bảo vệ về các nồng độ mong đợi trong nước thô.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
European Commission (2003) Guidance Document on the Assessment of the Relevance of Metabolites in Groundwater of Substances regulated under Council Directive 91/414/EC, Sanco/221/2000 –rev.10- final.
Schmidt CK, Brauch H-J (2008) N, N-dimethylsulfamide as precursor for N-nitrosodimethylamine (NDMA) formation upon ozonation and its fate during drinking water treatment. Environ Sci Technol 42(17):6340–6346
Schmidt CK (2007) N,N-Dimethylsulfamid (DMS)—Ein Problemstoff mit zwei Gesichtern. Nachrichten aus dem Technologiezentrum Wasser Karlsruhe 22
European Food Safety Authority (2005) Conclusion regarding the peer review of the pesticide risk assessment of the active substance tolylfluanid. EFSA J 1–76
Fischer T, Haakh F, Kiefer J, Rogg J-M (2019) Belastung der Rohwasserressourcen für die Trinkwasserversorgung in Baden-Württemberg mit Rückständen von Pflanzenschutzmitteln. Grundwasserdatenbank Wasserversorgung, Karlsruhe, Germany
Anstötz S, Münch F, Jezussek M, Gilsbach W (2017) Welche Pflanzenschutzmittelrückstände spielen in bayerischem Trinkwasser eine Rolle? J Consum Protect Food Saf 12(S1):75–79
Barufke K-P, Berthold G, Börke P, Burucker G, Hilliges F, Jankowski A, Neumann P, Straus G, Wolter R, Wolters W, Haenel S (2019) Bericht zur Grundwasserbeschaffenheit—Pflanzenschutzmittel. Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser, Gotha
Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) (2019) Bericht zur Grundwasserbeschaffenheit—Pflanzenschutzmittel, Gotha, Germany, 2019.
National Research Council (2000) Natural attenuation for groundwater. The National Academies Press, Washington, DC
Rao P, Hornsby A, Jessup R (1985) Indices for ranking the potential for pesticide contamination of groundwater. In: Proceedings of the Soil and Crop Science Society of Florida, p 1–8.
Buttler T, Martinkovic W, Nesheim ON (2003) Factors influencing pesticide movement to ground water, University of Florida, Institute of Food and Agricultural Sciences, Florida
Leistra M, van der Linden AMA, Boesten JJTI, Tiktak A, van den Berg F (2001) PEARL model for pesticide behaviour and emissions in soil-plant systems : description of the processes in FOCUS PEARL v 1.1.1. Wageningen, Alterra
FOCUS (2006) Guidance document on estimating persistence and degradation kinetics from environmental fate studies on pesticides in EU Registration. Report of the Work Group on Degradation Kinetics, SANCO/10058/2005 version 2.0, p 434
FOCUS (2000) FOCUS groundwater scenarios in the EU plant protection product review process. Report of the FOCUS Groundwater Scenarios Workgroup, Sanco/321/2000 rev.2, 2000.
Lee C, Schmidt C, Yoon J, von Gunten U (2007) Oxidation of N-nitrosodimethylamine (NDMA) precursors with ozone and chlorine dioxide: kinetics and effect on NDMA formation potential. Environ Sci Technol 41:2056–2063
Gimsing AL, Agert J, Baran N, Boivin A, Ferrari F, Gibson R, Hammond L, Hegler F, Jones RL, König W, Krueger J, van der Linden T, Liss D, Loiseau L, Massey A, Miles B, Monrozies L, Newcombe A, Poot A, Reeves GL, Reichenberger S, Rosenbom AE, Staudenmaier H, Sur R, Schwen A, Stemmer M, Tüting W, Ulrich U (2019) Conducting groundwater monitoring studies in Europe for pesticide active substances and their metabolites in the context of Regulation (EC) 1107/2009. J Consum Protect Food Saf 14(S1):1–93
Büchler B, Himml M (2013) 3D-Grundwasserströmungs- und tranportmodell WW2; Bericht zur DMS-Grundwasserstofftransportsimulation im Einzugsgebiet der Wassergewinnungsanlage [non-disclosed water treatment plant]. GEOBIT Ingenieur-Gesellschaft mbH, Aachen
Šimůnek J, van Genuchten MT, Šejna M (2006) The HYDRUS Software package for simulating two- and three-dimensional movement of water, heat, and multiple solutes in variably-saturated media, version 1.0, PC Progress, Prague, Czech Republic
Cooper HHJ, Jocob CE (1946) A generalized graphical method for evaluating formation constants and summarizing well-field history. Eos, Trans Am Geophys Union 27(4):526–534
Theis CV (1935) The relation between the lowering of the piezometric surface and the rate and duration of discharge of a well using ground-water storage. Eos, Trans Am Geophys Union 16(2):519–524
Himml M (2010) Auswertung von Pumpversuchen und Flowmetermessungen in Grundwassermessstellen des Einzugsgebietes der rechtsrheinischen Wassergewinnungsanlagen der [non-disclosed water treatment plant]. GEOBIT Ingenieur-Gesellschaft mbH, Aachen
Schaap MG, Leij FJ, van Genuchten MT (2001) Rosetta: a computer program for estimating soil hydraulic parameters with hierarchical pedotransfer functions. J Hydrol 251(3–4):163–176
Schaap M (2000) ROSETTA Version 1.2. U.S. Salinity Laboratory ARS-USDA, Riverside, USA. [Online]. http://www.ussl.ars.usda.gov.
Histock KM (2005) Hydrology: principles and practice, Malden, Oxford. Blackwell Publishing, Carlton
Spring U (2006) Grundwasserverhältnisse im Bereich [non-disclosed water treatment plant]. SIMULTEC AG, Zürich
Seibert K (2005) Ermittlung von Bodenkenndaten, Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt Speyer (LUFA), Speyer
Lauer F, Botscheck J (2016) Description and classification of an agricultural test soil in [name of trial site], Kölner Bucht, Germany, according to Soil Taxonomy, Bonn
Agri4Cast Data Portal (2019) Gridded agro-meteorological data in Europe, Joint Research Centre, European Commission, [Online]. https://agri4cast.jrc.ec.europa.eu/DataPortal/RequestDataResource.aspx?idResource=7&o=&r=n. Accessed 2019.
Weiß J, Starke B (2019) Grundwassermodellrechnungen [non-disclosed water treatment plant]; Berechnungen des Tolylfluanid-Methaboliten DMS. CDM Smith Consult GmbH, Alsbach
Trapp (2006) Hydrogeologisches Abschlussgutachten zur Abgrenzung eines Wasserschutzgebietes für die Quellwasserfassungen der [non-disclosed water treatment plant], Regierungspräsidium Freiburg, Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau
Regierungspräsidium Freiburg, Landesamt für Geologie, Rohstoffe und Bergbau, "LGRB-Kartenviewer," [Online]. https://maps.lgrb-bw.de/. Accessed 29 May 2020.
Diersch H-JG (2014) FEFLOW : finite element modeling of flow, mass and heat transport in porous and fractured media. Springer, Heidelberg
Jaynes DB, Logsdon SD, Horton R (1995) Field method for measuring mobile/immobile water content and solute transfer rate coefficient. Soil Sci Soc Am J 59(2):352–356
Charnay M-P, Tuis S, Coquet Y, Barriuso E (2005) Spatial variability in 14C-herbicide degradation in surface and subsurface soils. Pest Manage Sci 61(9):845–855
Gelhar LW (1992) A critical review of data on field-scale dispersion in aquifers. Water Res Res 28(7):1955–1974
Sur R, Roepke B (2007) Dimethylsulfamide in drinking water abstracted from groundwater and surface water—comparison between modelling and monitoring data, Bayer AG, Monheim
Lasagna M, Debernardi L, Paolo C, De Luca DA (2013) Effect of the dilution process on the attenuation of contaminants in aquifers. Environ Earth Sci 70:2767–2784
Stuart ME, Gooddy DC, Hughes AG, Jackson CR (2006) A field and modeling study to determine pesticide occurrence in a public water supply in Northern England, UK. GroundW Monit Remediat 26(4):128–136
Grathwohl P, Maier U, Beyer C (2007) Aufkommen, Qualität und Verbleib mineralischer Abfälle—Anhang 9 Modellierung der Verdünnung/Abminderung von Stoffkonzentrationen im Grundwasser bei Stoffeinträgen aus Verwertungsmaßnahmen zur Unterstützung der Datenlage des UBA-Vorhabens „Umsetzung der Ergebnisse des BMBF-Verbundvorhabens „Sickerwasserprognose“ in konkrete Vorschläge zur Harmonisierung von Methoden“ (UBA FE 205 74 251) als ergänzende Grundlage zur Ausgestaltung der Bundesverwertungsverordnung, auf der Basis bisheriger Ergebnisse aus dem BMBF Forschungsvorhaben zur Sickerwasserprognose. Umweltbundesamt
Austria (Rapporteur Member State) (2019) Combined Draft Renewal Assessment Report prepare Commission Regulation (EU) N° 1107/2009 on the active substance fluazinam
United Kingdom (Rapporteur Member State) (2015) Renewal assessment report (RAR) on the active substance mesotrione prepared by the rapporteur Member State, the United Kingdom, in the framework of Commission Implementing Regulation (EU) No 844/2012
Chilton P, Stuart M, Gooddy D, Williams R, Johnson A (2005) Pesticide fate and behaviour in the UK Chalk aquifer, and implications for groundwater quality. Q J Eng Geol Hydrogeol 38(1): 65–81, 2005.