Een eerste inventariserend onderzoek is verricht om een globaal inzicht te krijgen in het voorkomen van bestrijdingsmiddelen in de bodem. Daartoe werd een zevental bestrijdingsmiddelen geselecteerd en een bemonsteringsprogramma opgezet. Een viertal bestrijdingsmiddelen kon worden aangetoond: atrazin, fenpropimorf, parathion en simazin. De bepaalde gehalten lagen niet ver boven het detectieniveau. Uitzonderingen hierop waren de atrazingehalten welke voor een aantal percelen relatief hoog waren, maar waarvoor ook een duidelijke afname in de tijd werd waargenomen. De stoffen paraquat, pencycuron en pirimicarb werden in geen enkel monster aangetroffen. De gemeten bestrijdingsmiddelgehalten komen redelijk overeen met de berekende gehalten uit het simulatiemodel PESTLA. Voor zowel atrazin, parathion als simazin werden de streefwaarden overschreden. De betekenis van deze gehalten en overschrijdingen kan op basis van de beperkte gegevens en het inventariserende karakter van de studie nog niet worden vastgesteld.

Van het fungicide fenpropimorf wordt verwacht dat het accumuleert in de bouwvoor op basis van laboratorium gegevens over het gedrag in het milieu. In 1996 werd een meetprogramma uitgevoerd waarbij de concentratie van fenpropimorf in de bovengrond werd bepaald ongeveer 1 jaar na toepassing. De gemeten resultaten werden vergeleken met modelberekeningen. De belangrijkste conclusies van het onderzoek zijn: 1) Op 4 van de 6 velden welke zijn onderzocht werden fenpropimorf residuen gemeten in de bovengrond. 2) De gemeten concentraties op velden met ook een eerdere toepassing waren hoger dan de concentraties gemeten op velden met slechts een bekende toepassing. 3) Modelberekeningen komen in het algemeen goed overeen met gemeten concentraties indien model invoerparameters de veldsituatie zoveel mogelijk benaderen. 4) De gemeten concentraties overschrijden een geschatte risicowaarde voor bodemecosystemen niet.

Op basis van literatuuronderzoek is nagegaan of restemissies van microverontreinigingen vanuit door AMvB's Wet Bodembescherming gereguleerde activiteiten voldoende laag zijn om over een periode van 100 jaar de streefwaarden voor bodem en grondwater te kunnen handhaven. Bij de berekeningen is uitgegaan van de maximale emissie-eisen welke in de AMvB's Wet Bodembescherming zijn vastgelegd. Deze emissies-eisen zijn vergeleken met de kritische bodembelasting en de kritische bodembelasting ter bescherming van het grondwater dit betreft de belasting waarbij respectievelijk de streefwaarde bodem en de streefwaarde grondwater net niet wordt overschreden. Per AMvB zijn conclusies en aanbevelingen opgenomen. De belangrijkste conclusies zijn: Dierlijke meststoffen (BGDM): De concentratie van koper en zink in dierlijke mest (met name varkensmest) geeft aanleiding tot overschrijding van de streefwaarde voor bodem- en grondwater hierbij is reeds rekening gehouden met voorstellen voor de fosfaat-eindnorm zoals vastgelegd in de gewijzigd meststoffenwet. Compost (BOOM): De eisen voor schone compost in het BOOM geven aanleiding tot overschrijding van de koper en zinkconcentratie in bodem en grondwater indien de compost aangewend wordt in combinatie met dierlijke mest. Voor het vaststellen van de bodembelasting is het zinvol rekening te houden met de belasting van het (ondiepe) grondwater. Met name voor zware metalen welke relatief mobiel zijn (cadmium en zink).

In het laboratorium verkregen sorptie-isothermen voor zware metalen in de bodem, onderschatten meestal de waargenomen totale metaalgehalten in het veld. Daarom zijn isothermen gebaseerd op in-situ data nodig. Het doel van dit onderzoek is sorptie-isothermen voor Cd, Cu, Pb en Zn te verkrijgen als invoer voor het zware metalen accumulatiemodel SOACAS. Twee typen sorptie-isothermen zijn afgeleid van velddatasets in dit onderzoek: het Freundlich type met een vaste fase fractie, afgeleid met Stapsgewijze Lineaire Regressie (LR) en een model met twee vaste fase metaalfracties, een reactieve fractie en een inerte fractie, afgeleid met Niet Lineaire Kleinste Kwadraten Regressie (NLSSR). Uit de resultaten van de LR en de NLLSR fits blijkt dat de verklaarde variantie voor de Zn modellen meestal het hoogste is, gevolgd door de Cd modellen. De verklaarde variantie van de Cu en Pb modellen is lager. De performance van de LR en de NLLSR modellen is vergelijkbaar. De NLLSR fits van de 2-fase isothermen bevatten bijna nooit een statistisch significante inerte metaalfractie. Dit betekent dat een 2-fase model, in de meeste gevallen, niet van deze dataset afgeleid kan worden. De LR modellen afgeleid van velddata (dit onderzoek) voorspellen de waargenomen totale metaalgehalten in het veld beter dan de isothermen afgeleid van laboratoriumdata. De uitbreiding van de velddataset en kwaliteitsverbetering van de dataset wordt aanbevolen voor toekomstig onderzoek.<br>

De aanwezigheid van bestrijdingsmiddelen in het grondwater introduceert een risico voor de volksgezondheid en ecosystemen. Om deze reden zijn schattingen nodig van de uitspoeling van bestrijdingsmiddelen naar het ondiepe grondwater. Hiervoor wordt een regionaal model van het gedrag van bestrijdingsmiddelen in de grond (GEOPESTRAS) in combinatie met het informatiesysteem bestrijdingsmiddelen (ISBEST) gebruikt. ISBEST levert gegevens over het gebruik van bestrijdingsmiddelen per gemeente. Berekeningen met GEOPESTRAS werden uitgevoerd voor unieke combinaties van bodemtype (textuur en organische-stofgehalte), grondwatertrap, landgebruik en klimaat. De invoer voor PESTRAS werd via vertaalfuncties afgeleid en een ruimtelijk beeld van de uitspoeling werd verkregen door de resultaten van de individuele berekeningen te combineren met geografische informatie. Het aantal combinaties waarvoor het model moest worden toegepast bedroeg 897. Het berekende ruimtelijk beeld van uitspoeling was sterk afhankelijk van het type bestrijdingsmiddel. Bestrijdingsmiddelen die een gemiddeld gedrag wat betreft afbraak en sorptie vertonen (bijvoorbeeld atrazin), zijn sterk afhankelijk van het organische-stofgehalte. Mobiele stoffen (bentazon en hydroxy-chloorthalonil) vertonen een sterke correlatie met de textuurkaart, terwijl de uitspoeling van vluchtige stoffen (dichloorpropeen) sterk afhankelijk is van de diepte van het grondwater en bodemfysische eigenschappen. In het algemeen werd berekend dat bestrijdingsmiddelen in veengronden niet of nauwelijks uitspoelden. De hoogste concentraties werden gevonden in zand- en leemgronden met een laag organisch-stofgehalte (concentratie vaak boven 1 mug L-1). De grootste hoeveelheden bestrijdingsmiddelen spoelden uit in de Veenkolonien, de Noord-Oost Polder, het bloembollengebied en de zandgronden van Noord-Brabant. De totale uitspoeling bedroeg in 1993 ongeveer 51000 kg, waarvan 27000 kg in het diepe grondwater en 24000 kg in het oppervlaktewater terechtkwam.

In dit rapport wordt nagegaan in hoeverre bodemkwaliteitsverschillen tussen de 13 landbouwgebieden volgens het Landbouw Economisch Instituut (LEI) optreden en waar streefwaarden worden overschreden. Hierbij is gebruik gemaakt van bodemmonsters die op routine basis worden genomen ten behoeve van bodemvruchtbaarheidsonderzoek. Verschillende combinaties van grondsoort (zand, rivierklei, zeeklei, leem en veen) en bodemgebruik (grasland, bouwland, mais, boomgaarden en bloembollenteelt) zijn onderzocht op zware metalen en organische verbindingen. De resultaten van de zware metaalanalyses laten ondermeer zien dat in het westelijk weidegebied over het algemeen hogere cadmium-, koper-, lood-, zink-, kwik- en arseengehalten zijn gemeten dan in andere regio's van Nederland, hetgeen ondermeer een gevolg is van regionale verschillen in atmosferische depositie. Toetsing van de resultaten aan de streefwaarden laat zien dat streefwaarden worden overschreden in diverse regio's voor cadmium, lood, zink, koper en kwik. De resultaten van de analyses van organische verbindingen laten zien dat de gehalten aan polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK) het hoogst zijn in de fruitteelt in het Rivierkleigebied ; het gemiddelde fluorantheengehalte bedraagt daar bijvoorbeeld 48 keer de streefwaarde. Voor lindaan wordt in alle monsters de streefwaarde overschreden. In het zuidelijk zandgebied werd een lindaangehalte gemeten 147 x hoger dan de streefwaarde. De resultaten van de calciumchloride-extracties laten zien dat cadmium van de onderzochte zware metalen het meest beschikbaar/mobiel (ca. 10% in zandgrond) is in de bodem. Voor zink is in zandgrond 3-9% beschikbaar. De percentages liggen lager voor koper (0,5%), nikkel (ca. 1%) en arseen (0,3%). Lood en chroom zijn in de bodem praktisch niet beschikbaar (lood: max. 0,07% en chroom: max. 0,04%). Een vergelijking tussen resultaten van een soortgelijk onderzoek dat in 1986 is uitgevoerd, levert geen aanwijzingen op over significante veranderingen in koper-, lood- en zinkgehalten in grasland en bouwland tussen 1986 en 1992. Voor cadmium zijn de gehalten voor grasland op klei en zand, in 1992 significant lager (afname ca. 40%) in vergelijking met meetresultaten uit 1986. Dit verschil kan niet worden toegeschreven aan een afname van de belasting van landbouwgrond, maar is voornamelijk het gevolg van steekproefverschillen. Ter verkrijging van een landelijk c.q. regionaal beeld van stofgehalten in de bodem is een onderzoek als dit aan te bevelen. Voor het detecteren van trends is een onderzoekopzet als het onderhavige niet geschikt.<br>

Modellering van het gedrag van zware metalen in de bodem door het RIVM vindt plaats in het kader van uiteenlopende projecten bij het Laboratorium voor Bodem- en Grondwateronderzoek, Laboratorium voor Water- en Drinkwateronderzoek, Laboratorium voor Ecotoxicologie en Laboratorium voor Afvalstoffen en Emissies. De doelstelling van de projecten loopt uiteen: berekening van accumulatie in de bodem en uitspoeling naar het grondwater ; onderbouwing van normstelling en bepaling van actuele risico's ; analyse van effecten op organismen; accumulatie in en vrijzetting uit onderwatersedimenten ; en bepaling van uitlooggedrag van reststoffen. De systeembeschrijving en het toepassingsbereik van de voor bovenstaande doelstellingen gebruikte modellen vertonen belangrijke overeenkomsten. Mede met het oog op het belang voor integrale produkten en samenhangende analyses in het kader van de RIVM-milieuplanbureautaak zijn een vijftal modellen, te weten CATS-1, METRAS, NMPCULTY, SimpleBox en SOACAS vergeleken wat de resultaten voor het bodemcompartiment betreft. Hiertoe zijn een viertal eenvoudige modelsituaties voor cadmium en koper doorgerekend, met als uitgangspunten de modelparameters van het model SOACAS. De modellen bleken goed overeen te stemmen wat de berekende bodemgehaltes en uitspoeling betreft, maar af te wijken wat de berekende plantopname van zware metalen betreft. De verschillen in resultaten tussen modellen zouden aanzienlijk groter zijn geweest wanneer de verschillende modellen hun default-instellingen hadden gebruikt, met name wat plantopname betreft. De belangrijkste vaststelling is dan ook de overeenkomst van het gedrag van de gebruikte rekenregels voor accumulatie en uitspoeling. Er kan echter niet geconcludeerd worden dat de bodemmodules simpel uitwisselbaar zijn ; hiervoor verschillen de gebruikte modelleersoftware (FORTRAN, Lotus-123 etc.), en de verwerking en presentatie van de resultaten te veel. In de toekomst is afstemming van gebruikte modelconcepten en modelparameters voor sorptie, transport en plantopname mogelijk en zinvol. Aanzetten voor afstemming van de beschrijving van sorptie zijn reeds in gang gezet.<br>

Schattingen van de emissie van bestrijdingsmiddelen van de bodem naar de atmosfeer en van de bodem naar het bovenste grondwater zijn nodig ter ondersteuning van het Nederlandse milieubeleid. Het gedrag van bestrijdingsmiddelen in de bodem is afhankelijk van diverse processen, zoals (bio)degradatie, de uitwisseling tussen de gas-, water- en vaste fasen, het transport van het middel in de bodem en de opname door het gewas. Aangezien deze processen afhankelijk zijn van o.a. meteorologische condities, is het gebruik van dynamische simulatiemodellen noodzakelijk. Om deze reden is het model PESTRAS ontwikkeld. Dit model is opgebouwd uit bestaande modellen: het hydrologisch-model SWIF, het warmtetransportmodel HEATRAS, een deel van het bestrijdingsmiddelenmodel PESTLA en het gastransportmodel GAS. Dit rapport beschrijft de koppeling van het model GAS met de versie van PESTRAS die in RIVM-rapport 715501003 is beschreven. Het rapport geeft een samenvatting van de theorie, het numerieke schema, en de modelverificatie. De gevoeligheid van het model voor de belangrijkste invoerparameters wordt toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden. Het rapport gaat vooral in op het gedrag van 1,3-dichloorpropeen (een grondontsmettingsmiddel). In een aanhangsel is een volledige gebruiksaanwijzing opgenomen. Op dit moment wordt het model op geregelde basis gebruikt ten behoeve van de evaluatie van de toestand van het milieu in het kader van de jaarlijkse MilieuBalans. Daarnaast speelt het model een belangrijke rol in de toelating van bestrijdingsmiddelen. Door de inbouw van het gastransportmodel kan PESTRAS nu toegepast worden voor vluchtige bestrijdingsmiddelen (Henry-coefficient > 10 exp. -5 m3 m-3).