Til dokument

Sammendrag

Freezing and thawing have large effects on water flow in soils since ice may block a large part of the pore space and thereby prevent infiltration and flow through the soil. This, in turn, may have consequences for contaminant transport. For example, transport of solutes contained at or close to the soil surface can be rapidly transported through frozen soils in large pores that were air filled at the time of freezing. Accounting for freezing and thawing could potentially improve model predictions used for risk assessment of contaminant leaching. A few numerical models of water flow through soil accounts for freezing by coupling Richards’ equation and the heat flow equation using of the generalized Clapeyron equation, which relates the capillary pressure to temperature during phase change. However, these models are not applicable to macroporous soils. The objective of this study was to develop and evaluate a dual-permeability approach for simulating water flow in soil under freezing and thawing conditions. To achieve this we extended the widely used MACRO-model for water flow and solute transport in macroporous soil. Richards’ equation and the heat flow equation were loosely coupled using the Clapeyron equation for the soil micropore domain. In accordance with the original MACRO model, capillary forces were neglected for the macropore domain and conductive heat flow in the macropores was not accounted for. Freezing and thawing of macropore water, hence, were solely governed by heat exchange between the pore domains. This exchange included a first-order heat conduction term depending on the temperature difference between domains and the diffusion pathlength (a proxy variable related to the distance between macropores) and convective heat flow. As far as we know, there are no analytical solutions available for water flow during freezing and thawing and laboratory data is limited for evaluation of water flow through macropores. In order to evaluate the new model approach we therefore first compared simulation results of water flows during freezing for the micropore domain to existing literature data. Our model was shown to give similar results as other available models. We then compared the first-order conductive heat exchange during freezing to a full numerical solution of heat conduction. Finally, simulations were run for water flow through frozen soil with initially air-filled macropores for different boundary conditions. Simulation results were sensitive to parameters governing the heat exchange between pore domains for both test cases.

Til dokument

Sammendrag

The sugarcane industry is the third largest user of pesticides in Malawi. Our aim with this study was to document pesticide use and handling practices that influence pesticide exposure among sugarcane farmers in Malawi. A semi-structured questionnaire was administered to 55 purposively selected sugarcane farmers and 7 key informants representing 1474 farmers in Nkhata Bay, Nkhotakota and Chikwawa Districts in Malawi. Our results indicate that herbicides and insecticides were widely used. Fifteen moderately and one extremely hazardous pesticide, based on World Health Organization (WHO) classification, were in use. Several of these pesticides: ametryn, acetochlor, monosodium methylarsonate and profenofos are not approved in the European Union because of their toxicity to terrestrial and aquatic life, and/or persistence in water and soil. Farmers (95%) knew that pesticides could enter the human body through the skin, nose (53%) and mouth (42%). They knew that pesticide runoff (80%) and leaching (100%) lead to contamination of water wells. However, this knowledge was not enough to motivate them to take precautionary measures to reduce pesticide exposure. Farmers (78%) had experienced skin irritation, 67% had headache, coughing and running nose during pesticide handling. Measures are in place to reduce pesticide exposure in the large estates and farms operated by farmer associations. Smallholder farmers acting independently do not have the resources and capacity to minimize their exposure to pesticides. There is need to put in place pesticide residue monitoring programs and farmer education on commercial sugarcane production and safe pesticide use as ways of reducing pesticide exposure.

Til dokument

Sammendrag

Limited knowledge and experimental data exist on pesticide leaching through partially frozen soil. The objective of this study was to better understand the complex processes of freezing and thawing and the effects these processes have on water flow and pesticide transport through soil. To achieve this we conducted a soil column irrigation experiment to quantify the transport of a non-reactive tracer and the herbicide MCPA in partially frozen soil. In total 40 intact topsoil and subsoil columns from two agricultural fields with contrasting soil types (silt and loam) in South-East Norway were used in this experiment. MCPA and bromide were applied on top of all columns. Half the columns were then frozen at −3 °C while the other half of the columns were stored at +4 °C. Columns were then subjected to repeated irrigation events at a rate of 5 mm artificial rainwater for 5 h at each event. Each irrigation was followed by 14-day periods of freezing or refrigeration. Percolate was collected and analysed for MCPA and bromide. The results show that nearly 100% more MCPA leached from frozen than unfrozen topsoil columns of Hov silt and Kroer loam soils. Leaching patterns of bromide and MCPA were very similar in frozen columns with high concentrations and clear peaks early in the irrigation process, and with lower concentrations leaching at later stages. Hardly any MCPA leached from unfrozen topsoil columns (0.4–0.5% of applied amount) and concentrations were very low. Bromide showed a different flow pattern indicating a more uniform advective-dispersive transport process in the unfrozen columns with higher con- centrations leaching but without clear concentration peaks. This study documents that pesticides can be pre- ferentially transported through soil macropores at relatively high concentrations in partially frozen soil. These findings indicate, that monitoring programs should include sampling during snow melt or early spring in areas were soil frost is common as this period could imply exposure peaks in groundwater or surface water.

Sammendrag

Redusert og endret jordarbeiding har vært et av de viktigste tiltakene mot erosjon og tap av næringsstoffer fra jordbruksarealer siden begynnelsen på 1990-tallet. Redusert jordarbeiding betyr bare harving i stedet for pløying, mens endret jordarbeiding betyr pløying om våren i stedet for høsten. Avrenningsforsøk som startet på 1980-tallet viser stor effekten av redusert og endret jordarbeiding på erosjon og næringsstofftap på forholdsvis bratte jordbruksarealer. Det eksisterer derimot kun få undersøkelser av jordarbeidingseffekter på arealer med liten helling, på tross av at slike arealer utgjør størsteparten av jordbruksarealene der det dyrkes korn. Avrenningsforsøket på Kjelle i Bjørkelangen ble satt i gang i 2014 for å belyse effekter av jordarbeiding på næringsstoffavrenning fra arealer med liten erosjonsrisiko, det vil si forholdsvis flate arealer. Forsøket består av 9 forsøksruter med målinger av avrenning fra både overflatevann og grøftevann fra hver rute. Jordarbeidingen omfatter 1) høstpløying med vårkorn, 2) vårpløying med vårkorn og 3)høstpløying med høstkorn. Resultater fra forsøkets første og andre år, 2014-2015 og 2015-16, er beskrevet i denne rapporten........

Sammendrag

Redusert og endret jordarbeiding har vært et av de viktigste tiltakene mot erosjon og tap av næringsstoffer fra jordbruksarealer siden begynnelsen på 1990-tallet. Redusert jordarbeiding betyr bare harving i stedet for pløying, mens endret jordarbeiding betyr pløying om våren i stedet for høsten. Avrenningsforsøk som startet på 1980-tallet viser stor effekten av redusert og endret jordarbeiding på erosjon og næringsstofftap på forholdsvis bratte jordbruksarealer. Det eksisterer derimot kun få undersøkelser av jordarbeidingseffekter på arealer med liten helling, på tross av at slike arealer utgjør størsteparten av jordbruksarealene der det dyrkes korn.....

Til dokument

Sammendrag

Enzymes are major components of organism defense against toxic chemicals in their environment. Despite the passage of more than 200 million years of life presence these enzymes now play an important role in detoxifying chemicals man-made addiction and it may be a useful biomarker. Lactate dehydrogenase (LDH or LD) is intracellular enzyme year found early in all living cells (animals, plants, and prokaryotes). LDH catalyzes the conversion of pyruvic acid to lactic acid and back, as it converts NAD + to NADH and back. A dehydrogenase enzyme transfers a hydride from one molecule to another. LDH enzyme exists in four distinct classes: first is NAD (P) -dependent L-lactate dehydrogenase; other LDHs act on D-lactic and / or is dependent on cytochome C: Dlactate dehydrogenase (cytochome) and L-lactate (L-lactate dehydrogenase (cytochome). LDH is expressed extensively in body tissues, such as blood cells and heart muscle. Lactate dehydrogenase (LDH) is widely distributed throughout the body, as seen mainly in the kidney, myocardium, skeletal muscle, brain, liver and lungs. Because it is released during tissue damage, it is a marker of common injuries such as heart failure and disease.

Sammendrag

Redusert og endret jordarbeiding har vært et av de viktigste tiltakene mot erosjon og tap av næringsstoffer fra jordbruksarealer siden begynnelsen på 1990-tallet. Redusert jordarbeiding betyr bare harving i stedet for pløying, mens endret jordarbeiding betyr pløying om våren i stedet for høsten. Avrenningsforsøk som startet på 1980-tallet viser stor effekten av redusert og endret jordarbeiding på erosjon og næringsstofftap på forholdsvis bratte jordbruksarealer. Det eksisterer derimot kun få undersøkelser av jordarbeidingseffekter på arealer med liten helling, på tross av at disse arealer utgjør størsteparten av jordbruksarealene der det dyrkes korn. Avrenningsforsøket på Kjelle i Bjørkelangen ble satt i gang i 2014 for å belyse effekter av jordarbeiding på næringsstoffavrenning fra arealer med liten erosjonsrisiko, det vil si forholdsvis flate arealer. Forsøket består av 9 forsøksruter med målinger av avrenning fra både overflatevann og grøftevann fra hver rute. Jordarbeidingen omfatter 1) høstpløying med vårkorn, 2) vårpløying med vårkorn og 3) høstpløying med høstkorn. Resultater fra forsøkets første år, 2014-2015, er beskrevet i denne rapporten. Værforholdene har stor betydning for avrenningsprosessene og vil kunne påvirke effekten av jordarbeidingen i forsøket. Resultatene for dette ene året kan derfor ikke forventes å gjelde for alle år og en er avhengig av flere år for å kunne trekke generelle konklusjoner om jordarbeidingseffekter...

Sammendrag

Hvor raskt plantevernmiddelet brytes ned i jord og vann, hvor hardt det bindes til jord og hvor raskt det kan transporteres til grunnvann og overflatevann er noen av spørsmålene som må besvares når risikoen for spredning av et plantevernmiddel i miljøet vurderes. Hva vet vi egentlig om plantevernmidlers skjebne i miljøet i Norge?

Sammendrag

Hvilken jordarbeiding som benyttes i den enkelte kornåker påvirker blant annet avlingsmengde, kvaliteten på kornet og miljøet. I denne publikasjonen er det samlet informasjon om effekter av ulik jordarbeiding, som hjelp til korndyrkere ved vurdering av jordarbeidingsmetoder, og for myndigheter ved beslutninger om jordarbeiding i regionale miljøprogram (RMP).

Sammendrag

In Europe there is an on-going process on implementing regulations aimed at reducing pollution from agricultural production systems, i.e. the Water Framework Directive and the Framework Directive for Sustainable Use of Pesticides. At the same time, there is an increasing focus on food security possibly leading to continued intensification of agricultural production with increased use of external inputs, such as pesticides and fertilizers. Application of sustainable production systems can only be achieved if they balance conflicting environmental and economic effects. In Norway, cereal production is of large importance for food security and reduction of soil and phosphorus losses, as well as pesticide use and leaching/runoff in the cereal production are of special concern. Therefore, we need to determine the most sustainable and effective strategies to reduce loss of top soil, phosphorus and pesticides while maintaining cereal yields. A three-year research project, STRAPP, is addressing these concerns. A catchment area dominated by cereal production is our common research arena within STRAPP. Since 1992 a database (JOVA) with data for soil erosion, nutrient and pesticide leaching/runoff (i.e. concentrations in stream water), yield, and agricultural management practices (fertilization, use of pesticides, soil tillage and rotations) has been established for this catchment allowing us to compare a unique diversity in cropping strategies in a defined location. An important part of STRAPP focuses on developing ‘best plant protection strategies’ for cereal fields in the study area, based on field inventories (manual and sensor based) of weeds and common diseases, available forecast systems, and pesticide leaching risk maps. The results of field studies during the growing seasons of 2013 and 2014 will be presented, with a focus on possible integrated pest management (IPM) strategies for weeds and fungal diseases in cereal production. We will also present the project concept and methods for coupling optimized plant protection strategies to (i) modelling of phosphorus and pesticide leaching/runoff, as well as soil loss, and (ii) farm-economic impacts and adaptations. Further, methods for balancing the conflicting environmental and economic effects of the above practices, and the evaluation of instruments for increased adoption of desirable management practices will be outlined.

Til dokument

Sammendrag

The study examines the influence of agricultural activities on pesticides in groundwater in an area with fluvial deposits of sand with a top layer of sandy silt and silt, intensive cultivation of potatoes and cereals, and drinking water supplies of households from local groundwater wells. Information about local agricultural practice and washing sites for pesticide spraying equipment, properties of soils and deeper deposits, hydrogeology and groundwater flow, simulations of pesticide leaching, and contents of pesticides and nitrate in groundwater samples from drinking water wells was used to explore extension and reasons of pesticide contamination of groundwater. Pesticides were found in a majority of the sampled wells. Eight different pesticides and metabolites were detected in groundwater samples. The results demonstrate that on fluvial deposits diffuse pollution from spraying of fields with pesticides can result in groundwater contamination in Nordic climate. Higher concentrations of pesticides in some wells can be explained by point source contamination from washing sites. The occurrence of pesticides in drinking water wells touches up the question whether pesticides should be given general approvals, or approvals should include restrictions or recommendations regarding use on areas with high risk of groundwater contamination. Combination of washing sites for pesticide spraying equipment and groundwater wells for drinking water requires attention, proper equipment and practice, and knowledge about pesticides, soil and water to avoid contamination. Samples from wells adjacent to washing sites for pesticide equipment might overestimate average pesticide concentrations in groundwater bodies. In Nordic areas attention should be given to pesticide pollution of shallow groundwater in fluvial deposits. To provide basis for interpretation of results and planning of mitigation measures against pesticide contamination, an integrated approach using information about agronomical practice and point sources, soil properties, hydrogeology and simulations of pesticide leaching is recommended for future surveys and monitoring of pesticides in groundwater.

Sammendrag

De senere år har det blitt større oppmerksomhet rundt behovet for å redusere risikoen knyttet til tap av plantevernmidler fra punktkilder. Hovedmålet for prosjektet var å klarlegge behov og mulige metoder for å redusere forurensning fra punktkilder knyttet til bruk av plantevernmidler på norske gårdsbruk. Dette er søkt oppnådd ved en kartlegging av mulig forurensning fra punktkilder gjennom en spørreundersøkelse for å klarlegge bøndenes holdninger til problemstillingen, risikovurdering av forurensningen knyttet til aktuelle punktkilder samt en vurdering av mulige tiltak. Resultatene indikerer at over 50 % av bøndene i utvalget utførere utvendig vask av sprøyteutstyr på drenert areal uten kontroll på avløpsvannet, noe som i utgangspunktet bør oppfattes som en praksis som øker risikoen for punktkildeforurensning fra plantevernmidler. Modellsimuleringer med spredning av vaskevann på vegetasjonsdekt areal viser at denne anbefalte praksisen minker risikoen for forurensning. EUs direktiv for bærekraftig bruk av plantevernmidler setter fokus på behov for spesielle forurensningsreduserende tiltak i sårbare områder. Dette kan gi behov for økt fokus på punktkildeproblematikk bl.a. i nedslagsfelt til drikkevannskilder når disse bestemmelsene implementeres i ny norsk plantevernmiddelforskrift. I slike områder kan man dra nytte av eksisterende veiledningsmateriell for utforming av biobed og biofiltre for rensing av avløpsvann også i norsk landbruk. Vi vil anbefale at problemstillingen følges opp overfor norske bønder gjennom utarbeidelse av lettfattelige veiledninger og gjennomføring av informasjonskampanjer for å øke bøndenes oppmerksomhet for problemstillinger knyttet til plantevernmidler og punktkilder. Det bør videre vurderes om det er behov for spesielle tiltak i sårbare områder (drikkevannskilder).

Sammendrag

Det er et mål om økt matproduksjon i norsk jordbruk i takt med befolkningsveksten, mens miljøutfordringer krever en mest mulig miljøvennlig produksjonsmåte tilpassa norske forhold. Bærekraftig bruk av plantevernmidler er viktig for å sikre minst mulig tap av plantevernmidler til miljøet, helserisiko for bonden som sprøyter og rester av plantevernmidler i maten.

Til dokument

Sammendrag

This is a final report for the project Norwegian Scenarios from the periods 1999-2002 and 2005- 2008, mainly focusing on the simulations done with the models MACRO and PRZM. The aim of this project was to improve the risk assessment work in Norway by establishing surface- and groundwater scenarios which could be representative for Norwegian conditions and to later use these for approval of new pesticides. This project has been a cooperation between Bioforsk Plantehelse, Norwegian University of Life Sciences and the Norwegian Food Safety Authority.

Til dokument

Sammendrag

Organochlorine pollutants in the major fish species (pike Esox lucius, perch Perca fluviatilis, and roach Rutilus rutilus) of Lake Arungen, Norway, were investigated after an extensive removal of large pike in 2004. The organochlorine pollutants detected in fish liver samples in 2005 were dichlorodiphenyltrichloroethane (DDTs), polychlorinated biphenyls (PCBs), hexachlorobenzene (HCB), and heptachlor epoxide (HCE). DDTs were the dominant among all analyzed OCs. Sigma PCB and HCB, detected in fish from two clearly distinct trophic levels (prey and predators), give an indication of biontagnification. All OC concentrations in female pike were significantly lower compared to males, which might be due to the removal of high concentrations of pollutants in roe during spawning. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Sammendrag

I et nylig avsluttet prosjekt er det laget tre ulike verktøy som viser risiko for utlekking av plantevernmidler fra ulike arealer ved å kombinere terrengdata med simuleringer av utlekking av ulike plantevernmidler fra ulike arealtyper. De ulike verktøyene er testet ut i forhold til anvendelighet for brukerne.

Til dokument

Sammendrag

This is a final report for the project Norwegian Scenarios II, part two, that has been performed in collaboration between Bioforsk Plant Health and Plant Protection, The Norwegian University of Life Sciences and the Norwegian Food Safety Authority. The aim of the project was to establish Norwegian scenarios for the models PRZM and MACRO and to use them for approval of new pesticides.

Til dokument

Sammendrag

Konklusjonen fra både feltforsøk og modellsimuleringer er at det er svært liten risiko for at glufosinat-ammonium (heretter omtalt som glufosinat) skal kunne forurense grunnvannet i en konsentrasjon over miljøfarlighetsgrensen på 9 μg/l eller drikkevannsgrensen på 0.1 μg/l ved sprøyting langs jernbaneskinner i dette området. Jordprofilet ved forsøksfeltet på Gardermobanen utgjør et høyrisikoområde for utlekking av mobile plantevernmidler. Men det ble ikke påvist utlekking av glufosinat (> 0.1 μg/l) til en dybde på 2-6 meter i den umetta sonen i profilet eller til grunnvannet ved prøvetakingstidspunkt i en periode på 138 dager etter sprøyting (august-november). Metabolitten 3-MPPA ble heller ikke påvist. Simulering av glufosinat-transporten med modellen MACRO_GV viste at kun svært små mengder glufosinat kunne vaskes ned til 2 meters dyp i jordprofilet, og at årsmiddelkonsentrasjonen ville være godt under analysemetodens deteksjonsgrense (0.1 μg/l).

Til dokument

Sammendrag

Eit feltlysimeterforsøk i jordbær der det er nytta ulike plantevernmiddel mot ugras, skadedyr og plantesjukdomar er utført på Foss gard i Lier (Buskerud) under dagleg leiing av Landbrukets Fagsenter Østlandet, frukt og bærring. Hovudmålet til prosjektet var å sjå på produksjonssystem som er retta mot miljøvenleg plantevernpraksis og få dokumentert kunnskap om bruk av plantevernmiddel i jord. Rapporten er konsentrert om restmengder av plantevernmiddel i grøftevatn og overflatevatn i dyrkingsforsøk der det er nytta svart plast med dryppvatning og mattekultur av halm der det er bruka vatnspreiar. Det er Bioforsk Lab (Pesticidlaboratoriet) som har analysert vatnprøvane. I denne rapporten er resultata frå feltforsøket nytta i modellsimulering til å kunna beskriva ei slik vatnavrenning og utlekking av plantevernmiddel og på den måten finna kor gyldig den nytta matematiske modellformelen var. Viser til oppsummerte konklusjonar i avsnittet modellsimulering (s. 16)