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Protection of the groundwater against loads of plant protection products: Validation of the new EU-simulation model FO-CUS PELMO 4 for a reliable prediction of the leaching potential of PPP into groundwater

Part B: GIS-based analysis of the protection level of the FOCUS-scenarios representative for Germany concerning climate and soil properties for the national risk assessment groundwater
 
: Klein, Michael; Thomas, Kai; Trapp, Matthias; Guerniche, Djamal

:
Fulltext (PDF; )

Berlin: UBA, 2019, 275 pp.
Texte - Umweltbundesamt, 146/2019
Umweltbundesamt UBA (Deutschland)
3711 63 426
English
Report, Electronic Publication
Fraunhofer IME ()

Abstract
Die beiden Szenarien Hamburg und Kremsmünster sind diejenigen der FOCUS Standardszenarien mit den Klima- und Bodenbedingungen, die im nationalen Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel als relevant für eine konservative Grundwasser-Risikobewertung angesehen werden (Holdt et al., 2011). Auch wenn diese zwei Szenarien als repräsentativ für die Ackerbaufläche in Deutschland gelten, liegen bisher keine differenzierten räumlichen Analysen auf nationaler Ebene vor, die ein entsprechendes Schutzniveau bzw. entsprechende Boden- und Klimaeigenschaften und ihren „realistic worst-case“ Charakter für die Ackerbaufläche in Deutschland bestätigen. Dieser „Teil B“ des F & E – Projektes zielte darauf ab, eine entsprechende Protektivitätsanalyse durchzuführen. Eine GIS basierte Analyse auf nationaler Ebene wurde unter Einbeziehung von deutschlandweit höchstmöglich aufgelösten Geodaten durchgeführt, um die Repräsentativität der FOCUS-Szenarien Hamburg und Kremsmünster bzw. der zugehörigen Klima- und Bodeneigenschaften zu untersuchen. Nach einer substanzunabhängigen Untersuchung wurden in einem zweiten Schritt erwartbare Sickerwasserkonzentrationen für unterschiedliche Substanzen und für eine Vielzahl verschiedener bundeweiter georeferenzierter Kombinationen aus Boden- und Klimaeigenschaften berechnet. Hierfür wurde das Modellierungstool PELMO (Pesticide Leaching Model) genutzt, indem ein ähnlicher Ansatz wie GeoPEARL DE (Bangert, 2007) in einem „GISPELMO“ umgesetzt wurde. Auf Basis der Ergebnisse konnte das durch Hamburg abgedeckte räumliche Perzentil bewertet werden. Die Vergleiche zeigten, dass dieses Szenario nicht das 80. räumliche Perzentil für Deutschland repräsentiert. Es wurden deshalb Boden-/Klimakombinationen identifiziert, die das 80. räumliche Perzentil hinsichtlich der Pestizidkonzentration im Sickerwasser in 1 m Bodentiefe besser widerspiegeln. Diese zeichneten sich insgesamt durch niedrigere organische Kohlenstoffgehalte im Boden aus.

 

The two scenarios Hamburg and Kremsmünster are those of the FOCUS standard scenarios with climatic and soil conditions which turned out to be most relevant for a conservative groundwater risk assessment for pesticides in the German national authorisation procedure (Holdt et al, 2011). Even though these two scenarios are considered to be representative for the areas of arable land use type in Germany there’s a lack of differentiated spatial analysis on national level regarding their protection level or their defined soil and climate properties respectively to confirm their “realistic worst-case” character for the agricultural area in Germany. This “Part B” of the R&D study aimed at the refinement of that lack of information. A GIS based analysis on national level was conducted using geodata with the nationwide highest possible resolution on the looking at the representativeness of the FOCUS-scenario Hamburg and Kremsmünster, their soil and climate properties respectively. After a substance independent analysis PEC groundwater were calculated for different substances and a lot of different geo-referenced combinations of soil and climate data. The modelling tool PELMO (Pesticide Leaching Model) was used therefor by implementing a similar approach to GeoPEARL DE (Bangert, 2007) in a “GISPELMO”. Based on the results an evaluation of the actual percentile of the FOCUS Hamburg scenario was conducted. The comparisons indicated that this scenario is not representing the 80th spatial percentile in Germany. Hence soil weather combinations better representing the 80th percentile of pesticide percolate concentration in 1m soil depth were identified, which were overall based on less organic carbon in soil.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-569385.html