The GeoPEARL model. Description, applications and manual

Abstract

In dit rapport wordt het GeoPEARL model gepresenteerd. GeoPEARL is een ruimtelijk verdeeld model, dat het gedrag van bestrijdingsmiddelen in het bodem - plant systeem beschrijft. Het model berekent de drainage naar het lokale oppervlaktewater en de uitspoeling naar het diepe grondwater. Met GeoPEARL kunnen stoffen met sterk uiteenlopende eigenschappen worden gesimuleerd, waaronder vluchtige stoffen en stoffen die bodemafhankelijke sorptie- en omzettingsconstanten hebben. Het model zal worden ingezet voor de evaluatie van nationale beleidsplannen, zoals het 'Meerjarenplan Gewasbescherming' en het plan 'Duurzame Gewasbescherming'. Het rapport bevat een aantal voorbeeldberekeningen voor stoffen met verschillende eigenschappen. De resultaten laten zien dat de gemiddelde belasting van het oppervlaktewater een orde groter is dan de gemiddelde belasting van het grondwater. Snelle afvoermechanismen, zoals buisdrainage, zijn hierbij dominant. Bestrijdingsmiddelen die op een dergelijke wijze worden afgevoerd kunnen direct het oppervlaktewater belasten. GeoPEARL is ook gebruikt om de huidige toelatingsprocedure voor bestrijdingsmiddelen te verifieren. In de huidige procedure wordt begonnen met de toepassing van PEARL op een enkele locatie. Deze locatie wordt verondersteld representatief te zijn voor kwetsbare gebieden. Resultaten van GeoPEARL laten echter zien dat, afhankelijk van het beschouwde middel, de maximum uitspoeling in verschillende gebieden plaats vindt. Dit duidt erop dat bij toepassing van het model op een locatie niet noodzakelijkerwijs de meest kwetsbare situatie gesimuleerd wordt. Om dit te bereiken moeten aanvullende voorwaarden gesteld worden. Om discussies over deze voorwaarden te voorkomen is directe toepassing van GeoPEARL echter te prefereren.

The GeoPEARL model presented here is a spatially distributed model describing the fate of pesticides in the soil-plant system. The model calculates the drainage of pesticides into local surface waters and their leaching into the regional groundwater. Set up to simulate the behaviour of a wide range of pesticides (e.g. volatile substances and substances showing soil-dependent sorption constants and transformation rates), GeoPEARL plays an important role in the evaluation of such Dutch pesticide policy plans as the 'Multiyear Crop Protection Plan' and the plan for 'Sustainable Crop Protection'. The report contains a number of examples of applications using pesticides with different properties. Generally, results showed the average fluxes of pesticide into local surface waters to be higher than the average fluxes of pesticide to the regional groundwater, with rapid drainage mechanisms (i.e. tube drainage and surface drainage) dominating. These observations should be taken seriously, since pesticides lost through these routes contaminate local surface waters directly. GeoPEARL has also been used to verify the current Dutch Pesticide Authorisation procedure. This procedure starts by applying PEARL to a single site, which, for leaching, is assumed to represent realistic worst-case conditions. Results of GeoPEARL showed, however, that the leaching potential of individual pesticides peaked in different regions, indicating that no such single site exists. The conclusion was that the single-site approach could give erroneous results, unless additional precautionary measures were taken while selecting the pesticide input parameters. Discussion on what these conditions should be can be avoided by opting for direct application of GeoPEARL in preference to the single-site approach.