Freundlich equations (Freundlich isotherms) were derived for the three heavy metals, cadmium, copper and zinc, by regression in an extensive literature data set. The Freundlich constants were described as a function of such soil characteristics as pH, CEC and organic matter content. Freundlich isotherms were derived using both the total concentration in solution and the activity of the free metal ions in solution. The Freundlich isotherms were applied to field data for 20 Dutch soils. In general, the isotherms seem to underestimate measured values. The isotherms may provide a supplement to presently available partition data sets for estimating mobility and bioavailability of metals in soils.

The CSOIL exposure model was developed for derivation of ntervention Values for soil and groundwater clean-up. These Intervention Values are based on potential risks to humans exposed to soil contaminants. Theoretical evaluation of the CSOIL's volatilization module has shown to be not suitable for actual risk-assessment. For this reason, the VOLASOIL model has been developed for actual risk assessment in case of volatile soil contaminants. The VOLASOIL model calculates the indoor air concentration for the Dutch situation in buildings situated on soils contaminated with volatile compounds. The VOLASOIL model can be seen as an optimum between scientifically sound and applicable in practice. The model can be used for site-specific risk assessment because of the possibility of flexible combination of modelling and measurements and calculations being made for several specific contamination cases. Some of these are floating contaminant layers, pure contaminant in the open capillary zone, contaminated groundwater in crawl spaces, et cetera. The VOLASOIL model could be used as a decision-support tool within the framework of soil clean-up priority (Soil Protection Act), construction permit issues (Housing Act), and soil quality management (spatial planning). A user-friendly Windows-application has been developed for using the VOLASOIL model in practice. This computer program can be obtained at the RIVM.

In this report, a methodology is described which will allow the actual human exposure due to soil contamination to be assessed. Furthermore, the procedure for testing this indicative actual exposure against human toxicological limit values is given. In this way, the soil quality can be assessed in relation to the resulting human risks. The methodology will be included in a more general decision support system, on which the assessment of soil quality in granting a building permit will be based. Besides location-specific circumstances, the soil use on a location is an important factor in assessing actual human exposure. For this reason, eight different types of soil use have been defined. For each soil use, a scenario has been defined using standardized exposure parameters. With the help of these scenarios the human exposure specific to soil use on a contaminated site can be calculated. In the last part of this report a user's guide is given which can be used to perform the risk assessment through a step-by step procedure. Besides the sound scientific base, practical application, user-friendliness and unambiguity of the methodology has been given attention. The methodology described reflects a first, provisional approach. Testing will take place in practice, and if necessary the methodology will be adjusted in the future.

The distribution of calculated potential exposure due to soil contamination is quantified to gain insight into the reliability of the human exposure calculated with the CSOIL model. The study is focused on the distribution of exposure due to uncertainty in the input parameters caused by spatial variability and lack of information. A Monte Carlo-based sensitivity and uncertainty analysis is performed for this purpose using the UNCSAM computer package. Also investigated is the chance of occurrence of the deterministically calculated potential exposure underlying the intervention values, using the probability density function of the calculated potential exposure. Finally, the most important input parameters for the exposure distribution are derived for both potential and actual exposure. The study is focused on five contaminants, differing widely in their contaminant characteristics. The exposure via separate exposure routes is also evaluated so as to indicate the distribution of the exposure and contribution of the input parameters to exposure to other contaminants. To achieve this, other contaminants have to be characterised according to the contribution of these separate exposure routes to the total exposure. Because of large uncertainties in the calculation of the contents in the contact media (indoor air, plant content), for some contaminants one should consider performing measurements in these contact media. On the basis of probalistically derived exposure, Maximal Permissable Risk (MPR) for intake and ecotoxicological serious soil-contamination concentration (ECOTOX EBVC), it is recommended in the future to consider deriving probalistically based guidelines (e.g. intervention values) or other environmental quality objectives (e.g. final contaminant level after remediation).

Het blootstellingsmodel CSOIL is ontwikkeld voor de afleiding van de Interventiewaarden voor bodem- en grondwatersanering. Deze Interventiewaarden zijn gebaseerd op het potentiele risico voor de mens bij blootstelling aan bodemverontreiniging. Theoretische evaluatie van de vervluchtigingsmodule uit het CSOIL-model heeft aangetoond dat de module niet geschikt is voor actuele risico-analyse. Daarom is het VOLASOIL-model ontwikkeld voor de actuele risico-analyse in het geval van bodemverontreiniging met vluchtige verbindingen. Het VOLASOIL-model berekent, voor de Nederlandse situatie, de binnenluchtconcentratie in huizen gebouwd op dergelijk vervuilde bodems. Het model kan beschouwd worden als een optimum tussen degelijke theoretische onderbouwing en toepasbaarheid in de praktijk van het bodemonderzoek. Doordat een flexibele combinatie mogelijk is tussen meten en rekenen en omdat het model berekeningen kan uitvoeren voor verschillende verontreinigingssituaties (drijflaag, puur produkt in de onverzadigde zone, gecontamineerd grondwater in de kruipruimte, etc.), kan het model gebruikt worden voor locatie-specifieke risico-analyse. Het VOLASOIL-model zou gebruikt kunnen gaan worden als een beslissingsondersteunend instrument in het kader van de saneringsurgentiesystematiek (Wet Bodembescherming), de systematiek voor de beoordeling van de bodemkwaliteit bij bouwvergunningsaanvragen (Woningwet) en Actief Bodembeheer (Ruimtelijke Ordening). Ten behoeve van het gebruik in de praktijk is een gebruikersvriendelijke windows-applicatie ontwikkeld. Dit computerprogramma is bij het RIVM te verkrijgen.<br>

Voor de drie zware metalen cadmium, koper en zink zijn Freundlich-adsorptievergelijkingen (Freundlich-isothermen) afgeleid door regressie op een uitgebreide literatuur dataset. De Freundlich constante werd hierbij beschreven als functie van bodemkarakteristieken zoals pH, CEC en organisch stofgehalte. Freundlich isothermen werden afgeleid op basis van zowel de totale concentratie in oplossing als de activiteit van het vrije metaalion in oplossing. De Freundlich isothermen zijn toegepast op een velddataset voor een twintigtal Nederlandse bodems. In het algemeen lijken de isothermen het gemeten gehalte te onderschatten. Niettemin bieden de isothermen een aanvulling op momenteel beschikbare partitiegegevens voor (modelmatige) schattingen van mobiliteit en biobeschikbaarheid van metalen in de bodem.<br>

Schattingen zijn nodig van de gevoeligheid van de Nederlandse bodems voor pesticide uitspoeling naar het grondwater. De belangrijkste processen die de uitspoeling van deze stoffen beinvloeden zijn omzetting, sorptie, opname en transport. Aangezien de interactie tussen deze processen complex en niet-lineair is, zijn dynamische, proces georienteerde simulatie modellen onmisbaar bij het maken van deze voorspellingen. Het model moet voldoen aan de volgende eisen: (i) modulaire opzet waardoor de model ontwikkeling en het onderhoud beheersbaar blijft, (ii) het model moet eenvoudig te koppelen zijn aan een GIS, (iii) het model moet toepasbaar zijn voor alle belangrijke combinaties van bodemtype, gewastype en pesticiden en (iv) het model moet aan hoge kwaliteitseisen m.b.t. ontwerp, documentatie, validatie en beheer voldoen. In dit kader is het model PESTRAS ontwikkeld. Dit model is opgebouwd uit bestaande submodellen, n.l. het bodemwater transportmodel SWIF, het warmte transport submodel van ILWAS en het pesticide transport- en accumulatiemodel PESTLA. Alle submodellen werden aangepast, zodat deze voldoen aan de vier boven vermelde eisen. Dit rapport beschrijft de model formuleringen, het numerieke schema en geeft richtlijnen m.b.t. de toepassing van het model (installatie, invoer en verwerking van de uitvoer). Verder geeft het rapport voorbeelden van model uitvoer en worden de resultaten van een gevoeligheids analyse beschreven. The regionalisatie en de afleiding van de data worden in een apart rapport beschreven.<br>

Om inzicht te verkrijgen in de betrouwbaarheid van de met het CSOIL-model berekende blootstelling is, middels een op Monte Carlo-technieken gebaseerde gevoeligheids- en onzekerheidsanalyse met behulp van het software pakket UNCSAM, de spreiding in de potentiele blootstelling in beeld gebracht. Dit betreft de spreiding die veroorzaakt wordt door onzekerheid in de input-parameters ten gevolge van zowel ruimtelijke spreiding als gebrek aan informatie. Tevens wordt, op basis van de kansverdeling van de berekende potentiele blootstelling, de kans van voorkomen aangegeven van de deterministisch (op puntschatting gebaseerde) berekende potentiele blootstelling, zoals ten grondslag ligt aan de interventiewaarden. Tenslotte is onderzocht door welke input-parameters de spreiding in de blootstelling wordt bepaald, voor zowel de potentiele als de actuele blootstelling. De studie is uitgevoerd voor een vijftal contaminanten met uiteenlopende eigenschappen. Bovendien is de blootstelling via de separate blootstellingroutes geevalueerd. Op grond van grote onzekerheden in de berekening van gehaltes in de contact-media, met name binnenlucht-concentratie en gewasgehalte, dient voor sommige contaminanten meting in deze contact-media te worden overwogen. Aanbevolen wordt in de toekomst probabilistisch onderbouwde normen (zoals interventiewaarden) en/of andere milieu-kwaliteitsdoelstellingen (zoals saneringseinddoel) af te leiden. Hiertoe zal, behalve de in deze studie afgeleide probabilistische weergegeven blootstelling, tevens het Maximaal Toelaatbare Risico (MTR) voor blootstelling en de ecotoxicologische ernstige-bodemverontreinigingsconcentratie (ECOTOX EBVC) in probabilistische vorm moeten worden vertaald.<br>

Om inzicht te verkrijgen in de betrouwbaarheid van de met het CSOIL-model berekende blootstelling is, middels een op Monte Carlo-technieken gebaseerde gevoeligheids- en onzekerheidsanalyse met behulp van het software pakket UNCSAM, de spreiding in de potentiele blootstelling in beeld gebracht. Dit betreft de spreiding die veroorzaakt wordt door onzekerheid in de input-parameters ten gevolge van zowel ruimtelijke spreiding als gebrek aan informatie. Tevens wordt, op basis van de kansverdeling van de berekende potentiele blootstelling, de kans van voorkomen aangegeven van de deterministisch (op puntschatting gebaseerde) berekende potentiele blootstelling, zoals ten grondslag ligt aan de interventiewaarden. Tenslotte is onderzocht door welke input-parameters de spreiding in de blootstelling wordt bepaald, voor zowel de potentiele als de actuele blootstelling. De studie is uitgevoerd voor een vijftal contaminanten met uiteenlopende eigenschappen. Bovendien is de blootstelling via de separate blootstellingroutes geevalueerd. Op grond van grote onzekerheden in de berekening van gehaltes in de contact-media, met name binnenlucht-concentratie en gewasgehalte, dient voor sommige contaminanten meting in deze contact-media te worden overwogen. Aanbevolen wordt in de toekomst probabilistisch onderbouwde normen (zoals interventiewaarden) en/of andere milieu-kwaliteitsdoelstellingen (zoals saneringseinddoel) af te leiden. Hiertoe zal, behalve de in deze studie afgeleide probabilistische weergegeven blootstelling, tevens het Maximaal Toelaatbare Risico (MTR) voor blootstelling en de ecotoxicologische ernstige-bodemverontreinigingsconcentratie (ECOTOX EBVC) in probabilistische vorm moeten worden vertaald.<br>

In het kader van de Woningwet is een methodiek ontwikkeld welke ten doel heeft: "het schatten van het risico ten gevolge van verspreiding van een contaminant". De methodiek zal deel uitmaken van een systematiek voor de beoordeling van de bodemkwaliteit bij bouwvergunningsaanvragen. In eerste instantie wordt getoetst in hoeverre een contaminant vanuit de verontreinigde locatie de directe omgeving kan belasten ('stand-still' beginsel). Hiertoe wordt een verplaatsingsflux als kwantitatief criterium berekend. Met behulp van deze flux kan een indeling van het verspreidingsrisico worden gemaakt in een drietal klassen: I. een laag verspreidingsrisico ; II. een intermediair verspreidingsrisico en III. een hoog verspreidingsrisico. Indien de flux in klasse I of III valt is de toetsing onherroepelijk. In geval dat de flux in te delen is in klasse II wordt op grond van een kwalitatieve beoordeling een eindoordeel voor het verspreidingsrisico gegeven. Hierbij worden een aantal risico-verhogende en risico-verminderende locatie-specifieke factoren beschouwd. Gezien de hoge mate van onzekerheid ten gevolge van een gebrek aan gegevens en een sterk vereenvoudigd formularium, mag geen absolute betekenis aan de berekeningen worden toegekend. Om recht te doen aan de aan de beoordelingssystematiek gestelde eisen, te weten een degelijke wetenschappelijke onderbouwing enerzijds en eenvoudige toepassings- mogelijkheid, gebruikersvriendelijkheid en eenduidigheid anderzijds, bestaat de rapportage uit twee gedeelten: Deel I, waarin de theoretische achtergronden van de methodiek in detail beschreven zijn ; Deel II, welke als korte gebruikershandleiding voor de methodiek beschouwd kan worden. Het definieren van grenswaarden ten behoeve van de indeling van de berekende verplaatsingsflux in klassen betreft een beleidsmatige beslissing en is buiten beschouwing van deze rapportage gebleven.<br>