Vulnerability to diffuse pollution of European soils and groundwater

Abstract

From the Atlantic Ocean to the Ural Mountains, European soils and groundwater are threatened by diffuse pollution derived from various chemicals used in modern agriculture and by increased atmospheric deposition of pollutants. The investigated vulnerability of soils (including groundwater) to diffuse pollution depends on land cover, topsoil, net precipitation, aquifer type, groundwater recharge and age. The elaboration of the various composing elements, both for the topsoil and for groundwater, was realized by applying Geographical Information Systems (GIS). Net precipitation is estimated using meteorological data and applying the Langbein/Turc approach for the actual evapo-transpiration. Irrigation techniques will not greatly change the amount of net precipitation. Net precipitation is assumed to include 5% of the total precipitation, immediately discharged by runoff or by fast percolation to deeper layers. Net precipitation is discharged by groundwater recharge and surficial flow. The occurrence of surficial runoff is related to soil features. The average groundwater age follows from aquifer depth, porosity and the recharge. The vulnerability of European soils and European groundwater was estimated by establishing a ranking of the combined risks with regard to diffuse pollution. The results of the ranking and intermediate results are presented on maps.

Bodem en grondwater in Europa (van de Oeral tot de Atlantische Oceaan) worden bedreigd door diffuse vervuilingen die vooral worden veroorzaakt door de bemesting van landbouwgronden en door een toegenomen luchtverontreiniging. De kwetsbaarheid van de bodem (met inbegrip van het grondwater) voor diffuse vervuiling hangt af van het landgebruik, eigenschappen van de ondiepe bodem, het neerslagoverschot, aard van de watervoerende pakketten, aanvulling en ouderdom van het grondwater. Het overschot aan neerslag is geschat met behulp van meteorologische gegevens en de benadering van Turc-Langbein voor de actuele evapotranspiratie. Door toepassing van irrigatie zal de waarde van het neerslagoverschot niet sterk veranderen. Voor alle gebieden is aangehouden dat 5% van de neerslag onmiddellijk wordt afgevoerd door oppervlakkige afvoer of snelle percolatie in de bodem en dus niet onderhevig is aan evapotranspiratie. De aanvulling van het grondwater is gelijk aan het neerslagoverschot minus de oppervlakkige afstroming. Het voorkomen van oppervlakkige afvoer is afhankelijk gesteld van een aantal eigenschappen van de bodem (textuur, helling, landgebruik, ijsbedekking). De ouderdom van het grondwater volgt uit de waarden voor de aanvulling, de porositeit en de dikte van de desbetreffende watervoerende lagen. De kwetsbaarheid van de bodem is onderscheiden in een kwetsbaarheid van de toplaag en een kwetsbaarheid van het grondwater. In beide gevallen worden, met behulp van GIS-methodieken, waarden aan de kwetsbaarheid toegekend die volgen uit een verwerking van de gewogen bijdragen door de diverse factoren die van invloed zijn. De resultaten zijn op kaarten weergegeven.