Werkwijze uitwerking uitloging

Voor deze verkenning is eerst voor een modelmatige benadering gekozen. Ten behoeve van de ontwikkeling van een uitlogingscriterium is een verkenning gemaakt van de mogelijkheid om met een uitspoelingsmodel de uitloging van stoffen uit de bovengrond in te bepalen. Op basis hiervan kan in een later stadium, in combinatie met beleidsmatige randvoorwaraden, een gedetailleerde uitwerking worden gemaakt.

Gekozen is het uitgebreide model PEARL (Pesticide Emission Assessment at Regional and Local scale) te gebruiken voor verkennende berekeningen van de uitspoeling. Naast PEARL bestaan nog andere opties voor het uitvoeren van verkennende berekeningen. Een vergelijk van de mogelijkheden van verschillende modellen valt buiten de scope van deze verkenning Het doel van deze verkenning is tweeledig:

• nagaan welk criterium (uit 5.1.2) het meest geschikt is om uitloging te beschrijven; • bepalen van de geschiktheid van PEARL als instrument voor de verdere invulling van

verspreidingsrisico’s (binnen de urgentiesystematiek en bodemgebruikswaarden).

Paragraaf 5.2 en 5.3 doen verslag van berekeningen naar de uitloging van zink en fenantreen met behulp van het uitspoelingsmodel PEARL. PEARL wordt binnen Europa toegepast voor

de beoordeling van het uitspoelingsrisico van bestrijdingsmiddelen in het kader van de toelating.

Bij de uitwerking van het belang van uitloging en een mogelijk criterium hiervoor zijn de volgende uitgangspunten als randvoorwaarden worden gehanteerd:

• Concentratieniveau: huidige BGWs. Deze zijn op dit moment gedefinieerd voor twee categorieën (IPO/VNG/DGM, 1999): Wonen en intensief (openbaar) groen (cluster I) en Extensief gebruikt (openbaar) groen (cluster II);

• Bodemtype: zandgrond (veel voorkomend en relatief kwetsbaar) en wellicht kleigrond. • Bodemkarakteristieken (pH, organische stofgehalte, etc.): gemiddeld en/of worst case. • Dikte bodem: dikte van de leeflaag. Uitgegaan wordt van een gemiddelde leeflaagdikte

van 1 m, welke homogeen verontreinigd verondersteld wordt tot op de hoogte van de BGW (de bodemgebruikswaarden zijn van toepassing op de leeflaag met een dikte van 50 tot 150 cm voor de categorieën I en II).

• Verplaatsing van leeflaag naar de omgeving: alleen verticaal transport in neerwaartse richting (geen kwel, geen laterale verplaatsing).

5.2

Methode

5.2.1 PEARL

PEARL is een uitspoelingsmodel ontwikkeld door Alterra en RIVM om de uitspoeling van bestrijdingsmiddelen te kunnen berekenen. Het wordt door de EU FOCUS werkgroep (EUropean FOrum for the Coordination of pesticide fate models and their USe) erkend als officieel model voor bestrijdingsmiddelentoelatingen in de Europese Gemeenschap.

PEARL is een een-dimensionaal deterministisch model dat het neerwaarts transport berekent van water en stoffen, afhankelijk van klimatologische omstandigheden, bodemeigenschappen en stofkenmerken. Het gebruik van het model en de procesbeschrijvingen zijn opgenomen in een tweetal rapporten (Leistra et al., 2001; Tiktak et al., 2000)

De prestaties van PEARL zijn uitgebreid getest op een veldexperiment met Vredepeel grond en twee bestrijdingsmiddelen: bentazon en ethoprofos. Voorlopers van PEARL (PESTLA en PESTRAS) zijn ook gebruikt om de accumulatie van cadmium te modelleren (Tiktak, 1999). PEARL is ontwikkeld als model om diffuse verontreinigingen mee te kunnen modelleren. De geschiktheid van PEARL als uitlogingsmodel is in deze studie getest aan de hand van een metaal (zink) en een organische verontreiniging (fenantreen). In de berekeningen met het PEARL, versie 1.1, wordt de aanwezigheid van een 1 m dikke, uniforme bodemlaag (leeflaag) met een contaminant concentratie op interventiewaarde dan wel streefwaarde niveau gesimuleerd. Een voorbeeld van de invoerfiles voor PEARL van zink bij pH 5 in een grond op interventiewaarde niveau in weergegeven in bijlage 5-2, de invoerfile van

fenantreen is weergegeven in bijlage 5-3. De belangrijkste keuze voor de model- invoer wordt in deze paragraaf beschreven.

5.2.2 Scenario

PEARL vraagt om invoer met betrekking tot bodemtype en hydrologie, klimaat en

stofgegevens. PEARL bevat een tiental Europese standaardscenario’s (bodem en klimaat). Voor deze verkennende berekeningen is gebruik gemaakt van het standaardscenario voor Nederland, dat is het neerslagpatroon in De Bilt in 1980 en een zanderig bodemprofiel afkomstig uit Vredepeel (Noord-Brabant).

Klimaat

De hoeveelheid neerslag in De Bilt, 1980, bedraagt 862 mm, en wordt gekenschetst als een 80% nat jaar, dat wil zeggen in slecht 20% van de jaren valt er meer neerslag. De hoeveelheid neerslag is van invloed op de mate van uitloging van contaminanten. De invloed van de hoeveelheid neerslag is groter op relatief mobiele stoffen.

Bodem

De eigenschappen van het Vredepeel profiel zijn beschreven in Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Bodemeigenschappen van de Vreedepeel grond.

Diepte (m) %zand %Silt %klei %OM rho (kg/m3) 0-0,3 92 5 3 4,7 1310 0,3-0,5 96 2 2 0,8 1540 0,5-0,7 95 3 2 0,19 1640 0,7-1,0 94 4 2 0,14 1650 1-2 93 5 2 0 1650

De zgn. Van Genuchten parameters, voor de beschrijving van de hydrologische

karakteristieken van de bodem, zijn in de PEARL database opgenomen, en staan eveneens in de input files in bijlage 5-1 en 5-2.

Grondwater

De grondwaterstand en fluctuaties daarin worden bepaald door de keuze van de onderrandvoorwaarde. Deze keuze kan van grote invloed zijn op de output-parameter ‘gemiddelde concentratie in de bovenste meter van het grondwater. De initiële

grondwaterstand is gesteld op 2 m diepte, in combinatie met ‘flux boundary condition’. Deze keuze leidt tot het gebruik van een empirische relatie tussen flux en grondwaterstand. De keuze voor deze onderrandvoorwaarde (er zijn nog 7 andere mogelijkheden) is geschikt voor diepere grondwaterstanden in zanderige gebieden.

Gewas

PEARL biedt de mogelijkheid om de aanwezigheid van gewas te simuleren. Hiertoe bevinden zich in de database enkele voorgeprogrammeerde mogelijkheden (o.a. mais, gras, aardappelen, uien, appels). De aanwezigheid van gewas beïnvloedt de waterbalans en

afhankelijk van de stofeigenschappen ook de plantopname, en daarmee de mate van uitloging van de contaminant. In deze verkennende studie is gekozen om geen gewas te simuleren.

Overige scenario-keuzes

Er worden geen bodembewerkingen zoals ploegen gesimuleerd. Andere parameters zijn gesteld op de default waarde voor het Nederlandse standaardscenario in PEARL. De volledige input-files is terug te vinden in bijlage 5-1 en 5-2.

Om aan te sluiten bij de criteria die in het bouwstoffenbesluit worden genoemd (immissiewaarden uitgedrukt in mg/m2/100 jaar) wordt een simulatietijd van 100 jaar ingesteld.