MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Miljø- og Fødevareudvalget 2019-20
MOF Alm.del Bilag 342
Offentligt

CASE-STUDIE AF HUSDYRBRUG MED FOKUS

PÅ ZINK-OMSÆTNINGEN

Videnskabelig rapport fra DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi

nr. 331

2019

AARHUS

UNIVERSITET

DCE – NATIONALT CENTER FOR MILJØ OG ENERGI

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

[Tom side]

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

CASE-STUDIE AF HUSDYRBRUG MED FOKUS

PÅ ZINK-OMSÆTNINGEN

Videnskabelig rapport fra DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi

nr. 331

2019

Jesper L. Bak

Martin M. Larsen

John Jensen

Aarhus Universitet, Institut for Bioscience

AARHUS

UNIVERSITET

DCE – NATIONALT CENTER FOR MILJØ OG ENERGI

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Datablad

Serietitel og nummer:

Titel:

Forfattere:

Institution(er):

Udgiver:

URL:

Udgivelsesår:

Redaktion afsluttet:

Faglig kommentering:

Kvalitetssikring, DCE:

Finansiel støtte:

Bedes citeret:

Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 331

Case-studie af husdyrbrug med fokus på zink-omsætningen

Jesper L. Bak, Martin M. Larsen & John Jensen

Aarhus Universitet, Institut for Bioscience

Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi ©

http://dce.au.dk

August 2019

Juni 2019

Morten T. Strandberg & Følgegruppen for projektet

Susanne Boutrup

Miljøstyrelsen

Bak, J.L., Larsen, M.M. & Jensen, J. 2019. Case-studie af husdyrbrug med fokus på zink-

omsætningen. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 36 s. -

Videnskabelig rapport nr. 331

http://dce2.au.dk/pub/SR331.pdf

Gengivelse tilladt med tydelig kildeangivelse

Sammenfatning:

Rapporten beskriver et case-studie af stofstrømme, akkumulering i jord og

udvaskning til vandmiljøet for zink på 4 ejendomme med produktion af smågrise.

Formålet med projektet var oprindeligt at belyse problemer som følge af anvendelse

af medicinsk zink i svineproduktionen. Under projektet er det besluttet at udfase

denne anvendelse, og projektet har dermed primært bidraget til at videreudvikle og

validere de anvendte modeller for akkumulering i jord og udvaskning til vandmiljøet.

Projektet understøtter dermed tidligere konklusioner om, at også den ikke medicinske

anvendelse af zink i svineproduktionen vil føre til fortsat akkumulering i jorden. Som

noget nyt viser projektet at udvaskning af zink og transport med drænvand sker i

tidsmæssigt afgrænsede perioder, hvor tilførslen til vandløb kan være problematisk

ift. overholdelse af korttidskravet for zink.

zink, kobber, smågrise, gylle, jord, vandmiljø

Grafisk Værksted, AU Silkeborg

Colourbox

978-87-7156-422-8

2244-9981

Rapporten er tilgængelig i elektronisk format (pdf) som

http://dce2.au.dk/pub/SR331.pdf

Emneord:

Layout:

Foto forside:

ISBN:

ISSN (elektronisk):

Sideantal:

Internetversion:

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Indhold

Baggrund

Indledning

2.1

2.2

2.3

Tidligere undersøgelse af zink og kobber i jordmiljøet

Vurderingskriterier

Tidligere undersøgelser af zink og kobber i vandmiljøet

Undersøgelsesdesign

3.1

Udvælgelse af marker og ejendomme

Prøvetagning og resultatet

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

Jord

Planter

Jordvand

Vand fra dræn og vandløb

Gylle

Modelberegninger

5.1

5.2

Model for planteoptag baseret på hollandske data

Massebalance for stationsmarker

Diskussion

Konklusioner

Referencer

Bilag 1. Zn-optag baseret på hollandske data

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

[Tom side]

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Baggrund

Miljøstyrelsen har gennem et udbudsbrev af 17/11, 2015 inviteret DCE/Aar-

hus Universitet til at afgive tilbud på et projekt vedr. et case-studie af husdyr-

brug med fokus på zink-omsætningen. Miljøstyrelsen har i udbuddet ønsket,

at projektet gennemføres i samarbejde med SEGES, som hvis muligt vil være

behjælpelige i forhold til at finde forsøgslokaliteter.

Projektet er en opfølgning på et tidligere projekt vedr. ”belysning af kobber-

og zinkindholdet i jord” (Bak m.fl., 2015) og rapporten vedr. ”miljøfremmede

stoffer og metaller i vandmiljøet” baseret på NOVANA data (Boutrup, m.fl.,

2015). Med udgangspunkt i disse rapporter har der været debat omkring an-

vendelsen af kobber og zink i landbruget. Den daværende miljø- og fødeva-

reminister, Eva Kjer Hansen, tilkendegav på baggrund heraf, at udviklingen

er bekymrende, og ønskede yderligere undersøgelser iværksat med henblik

på at udvikle viden og evt. løsninger.

Det her rapporterede casestudie er en del af disse ekstra undersøgelser. Pro-

jektet har været ledet af DCE/AU, men er gennemført af et konsortium, der

også omfatter Waageningen Universitet og SEGES. Waageningen har bidra-

get med data og modeller for optag af zink, medens SEGES har været ansvar-

lig for kontakt til- og indhentning af data fra de deltagende bedrifter. Sidelø-

bende med dette arbejde har SEGES udarbejdet en rapport vedr. ”Omkostnin-

ger ved fastsættelse af zinklofter med udgangspunkt i nuværende zinkudskil-

lelse og ved forskellige lofter for fosfortilførsel” (SEGES, 2017).

Projektet har været fulgt af en følgegruppe sammensat af repræsentanter fra

DCE, SEGES, Fødevarestyrelsen, Miljøstyrelsen, Danmarks Naturfrednings-

forening og Miljø og Fødevareministeriet.

Projektet er i udbudsbrevet defineret som et studie af et eller flere udvalgte

bedrifter med smågrise, hvor næringsstofkredsløbet inkl. tab til miljøet fast-

lægges, og hvor mulighederne for at reducere tabene vurderes. Det forventes,

at der med næringsstofkredsløbet primært er tænkt på stofstrømmen af zink

(og om muligt kobber), idet der tages hensyn til, at gyllen udbringes efter ind-

hold af kvælstof og fosfor. De undersøgte husdyrbrug må gerne have flere

gylletyper, men det prioriteres højt at finde husdyrbrug, hvor gylle fra små-

grise opbevares og udbringes særskilt. Det prioriteres også højt, at husdyr-

brugene har haft den nuværende drift i en længere årrække, og at det er mu-

ligt på en væsentlig del af arealet at kunne gennemføre drænvandsmålinger i

forhold til zink, som kan knyttes til dyrkningsarealer på husdyrbrugene.

På husdyrbrugene indsamles så vidt muligt oplysninger om zinkanvendelsen

i foderet i de forskellige staldanlæg både i forsøgsåret og i de tidligere år. Op-

lysninger om markernes dyrkningshistorie særligt med henblik på afgrøder

og anvendelse af husdyrgødning indsamles for så mange år som muligt.

I (et) forsøgsår gennemføres følgende målinger:

•

Målinger af zink og gerne andre relevante metaller i gyllen eller husdyr-

gødningen fra alle relevante gyllebeholdere og evt. andre lagre med hus-

dyrgødning.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

•

Målinger af zinkindholdet i udvalgte marker samt standardanalyser af re-

aktionstal, fosfortal og kaliumtal plus tekstur og organisk stof.

•

Målinger af den samlede zinkoptagelse og fjernelse med de forskellige dele

af afgrøden i de udvalgte marker.

•

Så vidt muligt målinger af zinkkoncentrationen i drænvandet fra de ud-

valgte marker.

På baggrund af de indsamlede data og målingerne i forsøgsåret opstilles ba-

lancen for zink, og det bestemmes, hvor stor en procentdel af det tilførte zink

der optages og fjernes med forskellige afgrøder, hvor meget der ophobes, og

hvor meget der udvaskes. Dette vurderes både samlet set og med en supple-

rende vurdering af variation i forhold til afgrøde, jordtype, reaktionstal osv.

På baggrund af de fundne resultater foretages en vurdering af, hvordan hånd-

teringen af husdyrgødningen evt. kan ændres med henblik på at reducere pro-

blemerne med ophobning og udvaskning samt generelt pege på forskellige løs-

ningsmuligheder. Det kan bemærkes, at der siden projektets start i EU-regi er

vedtaget en udfasning af anvendelsen af medicinsk zink i produktion af små-

grise. Nogle af de i projektet stillede spørgsmål diskuteres derfor mere generelt,

idet smågriseproduktionen, hvad angår anvendelsen af zink, fremadrettet ikke

forventes at adskille sig så meget fra den øvrige svineproduktion.

Det er valgt at analysere de udtagne jord- og planteprøver for kobber også,

men der er ikke foretaget modelberegninger for kobber. Zn (og Cu) målt i

drænvand forventes at være tættest relateret til metalindholdet i de nederste

jordlag (50-75 cm og 75-100 cm). En nærmere analyse af rådata fra en under-

søgelse af akkumulering af kobber og zink i landbrugsjord rapporteret i 2005

(Gräber m.fl, 2005, Hansen m.fl., 2005) viste, at der i denne undersøgelse var

fundet 13 % højere koncentration i lag 3 (75-100 cm) sammenlignet med lag 2

(50-75 cm). Forskellen var dog ikke signifikant (p=0,31). Resultaterne fra lag 3

er ikke diskuteret i publikationerne (Gräber m.fl, 2005, Hansen m.fl., 2005), og

årsagen til de høje koncentrationer i lag 3 i denne undersøgelse kendes ikke.

Det er vanskeligt at udtage jordprøver i større dybder, uden at der sker en

opblanding / kontaminering af de nederste jordlag. Da der således mangler

et datagrundlag for koncentrationerne i de dybere jordlag, er det besluttet i

dette studie at udtage jordprøver til 75 cm dybde på alle marker og foretage

totalanalyse af Zn og Cu på prøverne. Der er anvendt et hydraulisk prøvetag-

ningssystem, der skulle sikre mod opblanding / kontaminering af jorden. Fir-

maet GPS-Agro har været entreprenør på denne prøvetagning.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Indledning

Tungmetaller er en naturlig del af jordbunden og dets økosystemer, idet de

findes i det geologiske materiale, hvorfra kemiske, fysiske og biologiske ned-

brydningsprocesser bidrager til at frigive metallerne. Det naturlige bag-

grundsindhold af metaller varierer meget på grund af den geologiske varia-

tion. Det samme gælder niveauet i det akvatiske miljø, hvor metaller naturligt

tilføres ved udvaskning. Zink er et essentielt næringsstof men kan i for høje

koncentrationer være skadeligt for jordfauna og organismer i vandmiljøet.

Tidligere undersøgelser har vist, at der i danske landbrugsjorder i perioden

1998-2014 er sket en markant stigning i indholdet af kobber og zink på hen-

holdsvis ca. 19 og 24 % (Bak m.fl., 2015, se nedenfor). Der er fundet overskridel-

ser af nul-effekt niveauerne for zink i jord i 45 % af foretagne målinger med den

største andel af overskridelser på sandjorder. I danske vandløb blev der i peri-

oden 2011-2013 fundet gennemsnitskoncentrationer i vand, der er højere end

miljøkvalitetskravet for ferskvand på 67 % af 21 undersøgte målestationer.

Langt den største kilde (80-90 %) til zink og kobber i de danske jorder stammer

fra landbruget primært gennem tilførsel med svinegylle (Jensen & Bak, 2018).

Indholdet af kobber og zink i svinegylle stammer dels fra tilførsler med fode-

ret, hvorfra det udskilles til gyllen, dels fra anvendelsen af medicinsk zink.

Det aktuelle forbrug (tilsætning) af kobber og zink i foder til svin i Danmark

er ca. 1100 tons zink, heraf 414 t medicinsk zink og knap 300 tons kobber (Bir-

gitte Broesbøl-Jensen, Fvst, pers. komm). Grundet et EU forbud vil medicinsk

zink blive udfaset med et stop for anvendelsen fra år 2022.

Grises fysiologiske behov for kobber og zink angives traditionelt som 6 hhv.

100 mg pr. kilo foder (Tybirk m.fl., 2015). Indtil primo 2019 måtte fuldfoder til

smågrise indtil 12 uger gamle højest indeholde 170 mg kobber kg

-1

, medens

foder til svin ældre end 12 uger højest måtte indeholde 25 mg kg

-1

. I februar

2019 trådte et nyt EU-regulativ om tilsætning af kobber i foder til smågrise i

kraft, og det betyder, at der nu må være et totalindhold (summen af tilsat og

naturligt indhold) op til: 150 mg kobber kg

-1

foder frem til 4 uger efter fravæn-

ning; 100 mg kobber kg

-1

foder fra 5. – 8. uge efter fravænning og 25 mg kobber

-1

foder fra 8 uger efter fravænning.

Indholdet af zink i fuldfoder til smågrise og so-hold må maksimalt indeholde

150 mg kg

-1

, mens indholdet af zink i foder til andre svin (slagtesvin) siden

primo 2017 maksimalt må være 120 mg kg

-1

(i foder med et vandindhold på 12

%). Grænseværdierne omfatter det totale indhold i fuldfoderet, det vil sige sum-

men af den mængde, der tilsættes som tilsætningsstof og det indhold, der na-

turligt forekommer i de ingredienser, der i øvrigt indgår i foderet. Det naturlige

indhold af zink i foderråvarerne er ca. 30 mg zink kg

-1

. Herudover kan dyrlæ-

gen, når der er problemer med fravænningsdiarré hos smågrise, ordinere foder

medicinsk zink som tilsætning til foderet i en periode på 14 dage. Den anbefa-

lede dosering er i den forbindelse på 2500 mg zink pr. kg fuldfoder. Lavt optag

af metallerne fra foderstoffer og mineralsuppleringskilder betyder, at grisene

udskiller en meget stor del af det indtagne kobber og zink med gødningen.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Der vil således fortsat være en relativ stor tilførsel af zink til jorden med svi-

negylle via foderet også efter udfasningen af medicinsk zink der skal ske se-

nest i 2022. Som beskrevet ovenfor udgør medicinsk zink 27 % af den an-

vendte mængde zink.

2.1

Tidligere undersøgelse af zink og kobber i jordmiljøet

Der er tidligere gennemført en kortlægning af tungmetalindholdet i danske

dyrknings- og naturjorder baseret på 393 prøver indsamlet på tilfældigt ud-

valgte punkter i Kvadratnettet i 1992-93 (Bak m.fl., 1997). Af disse prøver var

311 indsamlet på agerland, ca. 70 heraf på jorde tilhørende bedrifter med svin.

Ved rapporteringen af denne undersøgelse (i 1996) blev det konkluderet, at det

er relevant fortsat at have opmærksomhed på indholdet af specielt kobber, men

også zink i landbrugsjord. Denne konklusion var primært baseret på en forvent-

ning til den fremtidige udvikling baseret på en stofstrømanalyse. For zink er

jordbundsafhængigheden så stor, at der ikke (i 1993) blev fundet signifikante

forskelle mellem arealanvendelsesklasserne. De fundne koncentrationer på na-

turjorder lå dog væsentligt under koncentrationerne på dyrkningsjord. (Jensen

m.fl., 1996). En opfølgende undersøgelse i 1998 pegede desuden på at det er

relevant at følge udviklingen specielt for den del af svineproduktionen, der har

specialiseret sig i produktionen af smågrise (Hansen, 2005).

I 2014 – 2015 blev disse undersøgelser fulgt op med undersøgelsen ”belysning

af kobber- og zinkindholdet i jord” (Bak m.fl., 2015). Denne undersøgelse havde

til formål at beskrive indholdet af kobber- og zink i dyrkningsjord, primært på

bedrifter med svin og marker, der modtager svinegylle. Undersøgelsen omfat-

tede både bedrifter med slagtesvin og bedrifter med smågrise. Det blev konklu-

deret, at brugen af kobber og zink i svinefoder har medført en stigning i jord-

koncentrationerne i størrelsesordenen 21-28 % for kobber, og 41 % for zink hvis

der ses på perioden fra 1998 til 2014. For zink var der et mindre fald i middel-

koncentration fra 1986 til 1998. Disse konklusioner er baseret på gennemsnit af

de målte data de enkelte år og baseret på en lineær trend. Hvis der kun betragtes

punkter med sammenhørende værdier, kan 24 % af jordindholdet af zink i 2014

tilskrives akkumulering (stigning i koncentration) siden 1998. Det blev konklu-

deret, at stigningerne i jordkoncentrationer af kobber og zink på de arealer, hvor

der har været udbragt svinegylle, var uanset driftsform.

2.2

Vurderingskriterier

For at vurdere hvorvidt målte (jord)koncentrationer udgør en risiko eller ej

kan man sammenholde dem med et fastsat (jord)kvalitetsrelateret mål. Et ek-

sempel på et sådant kaldes på engelsk ”Predicted No-Effect Concentration”

(PNEC) eller nul-effekt-koncentration, som angiver den maksimale jordkon-

centration, hvor det forudsiges, at der ikke sker uacceptable effekter på jord-

bundsorganismer. PNEC kan være jordtypeafhængig eftersom giftigheden af

metaller varierer efter jordtype, da metaller bindes mindre hårdt og derved er

lettere tilgængelig for de jordlevende organismer i sand- end i lerjorder. I Dan-

mark er der ikke fastsat bindende miljørelaterede jordkvalitetskrav, hvorfor

der anvendes PNEC fra EU’s risikovurderingsrapport for zink og kobber. Her

er PNEC angivet som den del af jordkoncentrationerne, som ligger over det

naturlige baggrundsniveau, m.a.o. som den antropogent tilførte koncentra-

tion. For sand- og lerjorder er PNEC herved beregnet til 36 og 63 mg kg

-1

for zink og 25,6 og 89 mg kg

-1

ts for kobber. I Bak m.fl. (2015) er beregninger

af PNEC for jord beskrevet nærmere.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

I vand er der to sæt af miljøkvalitetskrav (MKK), som foreligger i en Bekendtgø-

relse

. Det generelle kvalitetskrav, der en kravværdi, som skal overholdes som et

årsgennemsnit, og maksimumkoncentrationen, der er den højeste tilladte kon-

centration i alle prøver. Det generelle kvalitetskrav og maksimumkoncentratio-

nen er for zink henholdsvis 7,8 og 8,4 µg l

-1

og for kobber 1,0 og 2,0 µg l

-1

. Ved

vurdering af koncentrationer i et vandområde kan der for både kobber og zink

tages hensyn til den naturlige baggrundskoncentration, det vil sige der ved vur-

deringen skal tages højde for den naturlige baggrundskoncentration. Alternativt

gælder det generelle kvalitetskrav i forhold til den biotilgængelige koncentration.

For kobber blev der i den tidligere undersøgelse konkluderet, at der på længere

sigt kan forventes overskridelser af nul-effekt-niveauet på i størrelsesorden 30-

50 % af arealerne, der modtager svinegylle. En fjerdedel af dette niveau af areal

med overskridelse kan være nået på 80 år. For zink blev det konkluderet, at en

fortsættelse af den nuværende praksis kan medføre en væsentlig stigning i an-

delen af arealer, hvor nul-effekt niveauet for zink overskrides, selvom niveauet

allerede er højt. Den største stigning forventedes at følge af koncentrationsud-

viklingen på arealer, der modtager gylle fra produktion af smågrise med anven-

delse af medicinsk zink, selvom der også forventedes en væsentlig stigning fra

de andre produktionsformer (slagtesvin og integrerede bedrifter). Anvendelsen

af medicinsk zink er som nævnt efterfølgende reguleret. Der er på landsplan ca.

110 000 markblokke der modtager svinegylle, (ud af totalt omkring 360 000

markblokke); 72 000, der modtager mere end 30 kg N ha

-1

år

-1

som gennemsnit

for ejendommen, og 58 000, der modtager mere end 50 kg N ha

-1

år

-1

som gen-

nemsnit for ejendommen. Figur 0 viser den beregnede udvikling i antallet af

markblokke, hvor PNEC værdierne for zink og kobber vil overskrides fremover

ved fortsættelse af den nuværende landbrugspraksis (Bak m.fl., 2015). Der er

som nævnt besluttet en udfasning af brugen af medicinsk zink til år 2022, hvor-

for stigningen i antal markblokke med overskridelse af PNEC værdierne for zink

for ejendomme med søer og smågrise må forventes reduceret og stigningstakten

blive sammenlignelig med det, der gælder for de øvrige produktionsformer.

Figur 0.

Beregnet udvikling i antal markblokke, der overskrider nul-effekt grænserne for kobber og zink ved fortsættelse af ak-

tuel (2015) landbrugspraksis. Der er siden besluttet en udfasning af brugen af medicinsk zink til år 2022 hvorfor stigningen i an-

tal markblokke med overskridelse af PNEC værdierne for zink for ejendomme med søer og smågrise må forventes reduceret.

Beregningen er foretaget for arealer (markblokke), der modtager svinegylle i større mængde end 30 kg N ha

-1

år

-1

som gennem-

snit for en ejendom. Beregningen er opdelt på bedriftstyper, hvor integrerede bedrifter har både søer, smågrise og slagtesvin

(Bak m.fl., 2015).

Bekendtgørelse om fastlæggelse af miljømål for vandløb, søer, overgangsvande,

kystvande og grundvand (BEK nr 1625 af 19/12/2017)

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

2.3

Tidligere undersøgelser af zink og kobber i vandmiljøet

Resultater fra den danske overvågning af miljøfremmede stoffer og metaller i

vandmiljøet viser, at zink er det metal, der er fundet i de højeste koncentrati-

oner i såvel udløb fra renseanlæg som i overfladevandsområder og i deposi-

tion via luft og nedbør. Der er dog observeret en væsentlig reduktion i både

atmosfærisk deposition og i udledning fra punktkilder. Mediankoncentratio-

nerne i punktkilder er i 2011-2013 reduceret til halvdelen af mediankoncen-

trationerne i 2004-2006 (Boutrup, m.fl., 2015). Der har desuden siden 1998 ek-

sisteret internationale aftaler om begrænsning af emissioner af tungmetal til

luft (https://www.unece.org/env/lrtap/hm_h1.html) .

Tilførslen af zink og kobber til vandmiljøet via dræn og overfladeafstrømning

fra landbrugsjorder er ikke kvantificeret, men det forventes at udgøre en stor

andel af den samlede tilførsel af zink og kobber til ferskvandsområder. Den

årlige udledning af zink og kobber til recipienter fra de danske renseanlæg og

andre punktkilder er estimeret til mere end 90 tons zink og ca. 10 tons kobber

i perioden 1998-2013 (Jensen & Bak, 2018). Dette skal ses i forhold til anven-

delsen af zink og kobber i svinefoder, der aktuelt er ca. 1100 tons zink og knap

300 tons kobber (se ovenfor), hvoraf i størrelsesorden 10 % af den mængde,

der udbringes med gylle kan forventes at blive udvasket fra pløjelaget (de

øverste 30 cm, Bak m.fl., 2015). Udvaskningen i dette studie var beregnet med

en model, der yderligere valideres gennem det her beskrevne case-studie. Det

skal dog bemærkes, at der vil være en væsentlig tidsforsinkelse mellem ud-

vaskning fra pløjelaget og udvaskning til dræn, idet der først vil ske en akku-

mulering i lavere jordlag (se kapitel 5).

Den tidligere undersøgelse til ”belysning af kobber- og zinkindholdet i jord”

(Bak m.fl., 2015) pegede på, at den nuværende anvendelse af kobber og zink i

svineproduktionen kan føre til udvaskninger af zink og kobber i mængder,

der potentielt kan være problematiske i vandmiljøet. Denne problemstilling

blev dog ikke nærmere belyst, idet undersøgelsen fokuserede på jordindhol-

det. Denne konklusion var både baseret på det aktuelle jordindhold og gød-

ningsanvendelse, samt den observerede og beregnede fremtidige koncentra-

tionsudvikling. Selvom problemstillingen for zink er reduceret pga. regule-

ring - og udfasning af anvendelsen af medicinsk zink, vurderes problemstil-

lingen stadig til at være relevant.

Andelen af NOVANA overvågningsstationer, hvor den årlige gennemsnits-

koncentration af opløst zink var højere end det generelle kvalitetskrav for zink

på 7,8 µg l

-1

, var i perioden 2011-2013 på 67% (Boutrup, m.fl. 2015). Beregnin-

gerne var baseret på den andel af zink, der ligger over det naturlige bag-

grundskoncentration og omfatter stationer med mere end 10 årlige prøver.

Det blev i samme rapport vurderet, at der sandsynligvis også har været over-

skridelser af maksimumkoncentrationen for overfladevand på 8,4 µg Zn l

-1

som følge af udledninger fra punktkilder. Vurderingen var baseret på målin-

ger i spildevand og en tommelfingerregel om, at spildevand fortyndes med

en faktor 10 ved udledning til overfladevand. Det var ikke været muligt at

vurdere mulige overskridelser som følge af udledninger fra dræn og med

overfladevand (Boutrup, m.fl., 2015).

Jensen og Bak (2018) undersøgte betydningen biotilgængelighedsbaserede til-

pasninger ved at inddrage lokal-specifikke biotilgængelighedskorrektioner,

som bygger på tilstedeværelsen af kalcium, opløst organisk indhold (DOC)

samt pH. Resultaterne viste, at der i cirka 25 % af de undersøgte vandløb var

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

målt biotilgængelige zinkkoncentrationer, som overskred det generelle vand-

kvalitetskrav.

Zink kan genfindes i sø- og vandløbssedimenter i koncentrationer, der i mere

end 50 % af prøverne vurderes til at udgøre en potentiel risiko for sediment-

levende organismer, selv efter at generelle biotilgængelighedsbetragtninger

er inddraget (Jensen og Bak, 2018). Zink er et af de metaller, der hyppigst

overskrider kvalitetskravene for drikkevand (0,8 % af prøverne fra borings-

kontrollen, 5,5 % i GRUMO) (Boutrup, m.fl., 2015). I marine områder over-

skrider zink de af OSPAR fastsatte ’Environmental Assessment Criteria’

(EAC) i 8 % af de undersøgte sedimentprøver, mens at baggrundsniveauet for

zink i muslinger blev overskredet i 95 % af de undersøgte prøver (Boutrup,

m.fl., 2015).

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Undersøgelsesdesign

Som skitseret ovenfor har de tidligere undersøgelser af tungmetalindholdet i

jord- og vandmiljøet og sammenhænge mellem landbrugsdrift og kobber- og

zink i dyrkningsjord givet en del viden om de generelle niveauer om påvirk-

ningen af indholdet i landbrugsjord fra landbrugsdriften. Der har imidlertid

manglet viden om de mere specifikke forhold på ejendomme med produktion

af smågrise og anvendelse af medicinsk zink, og om den mulige tilførsel til

vandmiljøet af zink udvasket fra (disse) landbrugsjorder.

Der er i designet af case-studiet for zink taget udgangspunkt i, at det i et pro-

jekt af det forventede omfang ikke vil være muligt at dække alle relevante

kombinationer af jordbund, afgrøder og landbrugspraksis udelukkende ved

anvendelse af målte data. Det kan desuden ikke forventes at være muligt at

finde marker med alle de væsentligste afgrøde(grupper) hvede, byg, raps,

græs, majs, roer og kartofler på brug med smågriseproduktion. Der er kom-

penseret for dette ved at anvende en kombination af målte data og modelbe-

regninger til at besvare de stillede spørgsmål.

Der er forskel på, hvor hårdt zink bindes til forskellige jordtyper (sand-, ler-,

kalkjorder). Specielt kalkjorder vurderes at være relevante ift. at belyse, om

der er arealer, hvor gylle med højt zinkindhold kan udbringes uden stor risiko

for udvaskning. Der er imidlertid kun et forholdsvis begrænset areal med

egentlige kalkjorder i Danmark. Kortet over simplificerede jordbundstyper

fra den landsomfattende Jordklassificering 1975-79 (https://arealinforma-

tion.miljoeportal.dk)

omfatter således kun omkring 8300 ha kalkjorder; og det

har ikke været muligt at finde arealer, hvor der sker udbringning af gylle fra

smågrise på kalkjorder, der har kunnet indgå i undersøgelsen.

Undersøgelsen er delt i en ejendomsundersøgelse og en markundersøgelse,

hvor stofstrømme undersøges på henholdsvis ejendoms- og markniveau.

Ejendomsundersøgelsen omfatter 4 ejendomme, der som beskrevet er udvalgt

bl.a. med henblik på, at det skulle være muligt at foretage målinger på dræn-

vand. Ejendommene – og specielt det drænede areal, er dermed primært be-

liggende på mere lerede jorder. Markundersøgelsen inddrager (de væsentlig-

ste) marker på de fire ejendomme. Der er desuden høstet afgrøder og foreta-

get metalanalyser på de høstede afgrøder fra 44 marker. Analyserne af korn

er foretaget separat for stængel og kerne.

Zink forventes at bevæge sig forholdsvis langsomt ned gennem jordsøjlen

(VKM, 2014), og koncentrationerne i de dybere jordlag vil derfor være et bedre

udgangspunkt for beregning af den aktuelle udvaskning til dræn og til vand-

løb med overfladenært grundvand. Disse data er også væsentlige for valide-

ring af modelberegninger for zink, hvor der i dette studie anvendes en model.

Der er derfor udtaget jordprøver til metalanalyse ned til en dybde på 75 cm.

Det har på tre ejendomme været muligt at finde marker, hvor der har kunnet

installeres en vandprøvetager (autosampler) i en samlebrønd, der samler

drænvand fra hele marken. Data fra disse tre marker anvendes til mere detal-

jerede modelberegninger, og der er derfor også foretaget en jordprofilunder-

søgelse på markerne og analyse af metalindholdet for hele jordprofilen.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Markerne kan imidlertid ikke forventes at være repræsentative for hele land-

brugsarealet. Det vil være atypisk at finde drænede arealer på (naturligt

veldrænede) sandjorder, og dette har heller ikke været muligt på de tre ind-

gående ejendomme. Det er derfor valgt at medtage prøver fra marker i Land-

overvågningsprogrammet (LOOP) i undersøgelsen. Der er medtaget prøver

en marker på sandjord, som modtager svinegylle, og som er udstyret med

sugeceller, der er i drift til opsamling af jordvand.

Det er forsøgt at udvælge ejendomme og marker med drænmålinger, så det

samtidigt har været muligt at udtage en vandløbsprøve. Dette har været mu-

ligt for to af ejendommene. Endelig er der udtaget og analyseres gylleprøver

på de deltagende ejendomme. Der forventes at være en sammenhæng mellem

zink og kobber, fordi stofferne i nogen udstrækning anvendes sammen (dog

mindre betydende ved medicinsk anvendelse af zink) og interagerer i jord og

ved optag. Det er derfor valgt at medtage kobberanalyser på alle prøver.

3.1

Udvælgelse af marker og ejendomme

Ejendomme og marker er udvalgt i samarbejde med SEGES, idet der er lagt

vægt på, at der er gylletanke med ren smågrisegylle, at der på markerne er

udbragt ren smågrisegylle i så lang tid som muligt, at gylletildeling og histo-

rik kan spores mindst 10 og gerne 20 år tilbage i tiden, og at der er dræn på

ejendommene, der kan anvendes til udtagning af drænvandsprøver. Tabel 1

og figur 1 giver et overblik over de udvalgte ejendomme og marker, samt an-

tallet af prøver. På store marker er der udtaget flere (2-3) prøver, medens me-

get små (del)marker er udeladt fra prøvetagningen på ejendomme, hvor

markplanen omfatter et stort antal små marker. Ud over disse marker og ejen-

domme har undersøgelsen omfattet tre marker med sugeceller på ejendomme

i landovervågningsprogrammet (LOOP) med svin. Det har dog ikke været

muligt at finde ejendomme i LOOP, som primært producerer smågrise.

Tabel 1.

Ejendomme, marker og prøver i undersøgelsen

ejendom

Marker i alt

antal

Arl (ha)

196

364

Jordprøver

antal

Arl (ha)

196

315

Oplysn.

antal

Arl (ha)

dræn

vandløb

Figur 1.

Placering af ejendomme og marker i undersøgelsen. Højre side af figuren viser markerne for en af de deltagende ejen-

domme overlagt kort over jordbundstekstur. Lysere signatur er mere sandede jorder. På kortudsnittet er der finsandet jord, ler-

blandet sandjord og lerjord. Kortudsnittet viser desuden jordprøver udtaget på de enkelte marker.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Prøvetagning og resultatet

4.1

Jord

Der er udtaget 75 jordprøver fordelt på 67 marker. Prøverne er taget med del-

prøver fra 3 dybder (0-25 cm, 25-50 cm og 50-75 cm). Som udgangspunkt er

hver prøve puljet fra 16 nedstik fordelt som en transekt over marken, der så

godt som muligt dækker variation i jordbund, topografi mm inden for mar-

ken. På små marker er antallet af nedstik reduceret til 12 eller 8. Prøverne er

analyseret for total Cu og Zn på eget laboratorium, der er akkrediteret til at

foretage analyserne. Oplysninger om jordbund, nedbør, nedbørsoverskud

(perkolation), afgrøder og tilførsel af svinegylle er indhentet fra landsdæk-

kende kort og registre. For marker, hvor oplysninger om afgrøder og jord-

bund i samarbejde med SEGES har kunnet indhentes fra de deltagende ejen-

domme, er disse oplysninger anvendt.

På de tre marker, hvor der har været installeret en autosampler til opsamling

af drænvand, er der desuden udgravet en jordbundsprofil til 1 meters dybde,

hvor der i fire dybder (0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm og 75-100 cm) er udtaget

jordprøver, der er analyseret for Reaktionstal (Rt), fosfortal (Pt), kalital (Kt),

magnesiumtal (Mgt), humus %, ler %, silt %, finsand %, grovsand %, JB-nr.,

total Zn, og total Cu. For de øvrige marker er der anvendt jordbundsdata fra

landsdækkende data.

Resultaterne af metalanalyserne i jordprøverne er illustreret på figur 2.

Fundne værdier for det øverste jordlag for ejendomme med smågrise fra un-

dersøgelsen ”belysning af kobber- og zinkindholdet i jord” i 2015 (Bak m.fl.,

2015) er medtaget til sammenligning.

De fundne værdier i de øverste jordlag er lavere end for undersøgelsen i 2015

(p=0,004 for både Zn og Cu). Der er desuden i denne undersøgelse fundet et

væsentligt fald i koncentrationer fra lag 1-2 og 2-3. Forskellen mellem jordla-

gene er i denne undersøgelse signifikant (p<0.003) for både Zn og Cu.

Figur 2.

Fundne koncentrationer (5, 25, 50, 75 og 95 percentil) af mg zink og kobber pr. kg jord. Fundne værdier for det øverste

jordlag for ejendomme med smågrise fra undersøgelsen i 2015 (Bak m.fl., 2015) er medtaget til sammenligning (kvnet 0-25 cm).

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Der er også i denne undersøgelse fundet en væsentlig andel af prøver, specielt

for sandjord, der overskrider nul-effekt niveauet i jord for Zn på 36 mg kg

-1

for sandjord og 63 mg kg

-1

for

. Der er ikke i nogen af prøverne fundet kob-

berindhold, der overskrider nul-effekt niveauet i jord for Cu. Prøveantallet og

antallet - og den forventede repræsentativitet af de indgående ejendomme gør

dog, at denne undersøgelse ikke bidrager væsentligt til forøget viden om den

landsdækkende fordeling af jordkoncentrationer og overskridelser. Figur 2 er

derfor heller ikke opdelt på jordtyper, så der umiddelbart kan sammenlignes

med nul-effekt niveauer.

Figur 3 illustrerer sammenhæng mellem koncentrationer af Zn i det øverste

jordlag (0-25 cm) og jordbundstekstur (fra landsdækkende jordbundskort, JB

nr; 11 er humus-jord), perkolation og nedbør for alle marker.

Figur 3.

Sammenhæng mellem koncentrationer af Zn i det øverste jordlag (0-25 cm) og jordbundstekstur (JB-nr. 11 er humus-

jord), perkolation og nedbør for alle marker.

Den bedste lineære model (RSE 0.30, R

0.69, p < 10

-6

) for zinkkoncentrationen

i det øverste jordlag omfatter jordbund (JB–nr.) perkolation og afgrøde, hvor

JB og afgrøde er analyseret som kategoriske variable. For de enkelte para-

metre er perkolation og græs i omdrift signifikante (begge negative).

Der har ikke været oplysninger om gylleudbringning for flere år for tilstræk-

keligt mange marker til, at gylletilførsel har kunnet inddrages i modellen. Der

kan udledes et nationalt datasæt for tilførsel af svinegylle på markblokniveau

baseret på GLR/CHR-data (Bak m.fl., 2015). Dette datasæt har imidlertid ikke

kunnet anvendes i dette studie, fordi tilførslen på markblokniveau er negativt

korreleret (R

= 0,8) med den oplyste tilførsel på de marker, hvor der har været

tilgængelige oplysninger fra lodsejerne. En del af forskellen kan skyldes, at

der ikke er en entydig sammenhæng mellem markblokke og marker, specielt

hvor markplanen er omlagt mange gange. Det kan bemærkes, at der er natur-

lige forskelle i zinkindhold mellem ler- og sandjorder, men at indholdet i dette

studie ligger væsentligt over baggrundsværdier målt i naturjorder, hvor me-

diankoncentrationen er under 8 mg kg

-1

(Larsen m.fl., 1996)

Der er som beskrevet på tre marker udgravet en jordbundsprofil til 1 meters

dybde, hvor der i fire dybder (0-25 cm, 25-50 cm, 50-75 cm og 75-100 cm) er

udtaget jordprøver, der er analyseret for Rt, Pt, Kt, Mgt

, humus %, ler %, silt

Nul-effektniveauet er beregnet som summen af PNEC for tilført zink (PNECadded

på engelsk) og den naturlige baggrundskoncentration, der er jordtypeafhængig

Reaktionstal, fosfortal, kaliumtal og mangantal

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

%, finsand %, grovsand %, JB nr, total Zn, og total Cu. Resultater herfra er

gengivet i tabel 2. Zinkindholdet på disse marker er forholdsvis højt (op til

138 mg kg

-1

) sammenlignet med de øvrige marker i undersøgelsen (figur 2),

hvilket sandsynligvis hænger sammen med, at der er udvalgt marker, der pri-

mært er tilført gylle fra smågrise over en 10-årig periode.

Tabel 2.

Data for de tre intensivt undersøgte marker med målestationer for drænvand.

Dybde

ejendom 1

0-25

25-50

50-75

75-100

ejendom 2

0-25

25-50

50-75

75-100

ejendom 3

0-25

25-50

50-75

75-100

5,6

6,7

6,3

6,1

4,4

3,8

2,0

1,5

12,0

16,0

8,9

7,3

3,3

3,6

2,1

5,6

2,4

2,1

0,7

0,6

5,1

4,6

4,5

2,3

4,8

1,9

1,3

38,6

37,9

29,4

49,1

50,4

63,5

60,7

66,04

35,69

14,05

11,93

17,73

10,64

0,78

0,84

6,1

7,4

7,3

4,9

5,8

2,9

2,7

16,0

9,2

9,5

5,7

5,9

5,5

2,5

2,2

2,3

0,4

0,3

6,1

6,4

2,2

1,4

4,7

3,7

1,3

28,4

30,5

4,8

5,3

58,4

57,2

91,8

91,7

51,76

53,81

7,38

7,81

17,82

20,67

1,21

1,52

6,7

7,1

7,0

6,7

9,2

6,5

1,2

1,0

20,0

16,0

9,0

12,0

10,0

11,0

4,0

4,4

4,2

4,0

1,0

2,0

11,4

8,4

9,3

6,1

8,6

39,7

38,8

32,3

50,8

35,8

34,8

53,7

30,2

138,25

125,06

26,32

11,62

27,63

28,24

6,65

1,60

Mgt

mg/100 g

Humus

Ler

Silt Finsand Gr.sand Jb

mg/100 g mg/100 g

mg / kg TS mg / kg TS

Det er på baggrund af resultaterne fra disse jordprøver undersøgt, hvilken

betydning andre jordbundsparametre har for jordens zinkindhold. Dybden

for prøven er medtaget som kategorisk variabel. Zinktilførslen med gylle over

10 år og perkolationen for marken er desuden medtaget i analysen. Set enkelt-

vis er Zn-indholdet signifikant korreleret med både dybde, Rt, Pt, Kt, Mgt,

humus %, ler %, perkolation og Zn-tilførsel. Korrelationen er negativ for

dybde og Rt og positiv for de øvrige parametre. R

værdierne er som ventet

lave for perkolation og Zn-tilførsel, hvor den forklarende variabel har én

værdi pr. profil, medens de målte Zn-koncentrationer falder med dybden.

Korrelationen er dog også lav for Rt (R

=0,01). For de øvrige parametre er der

en forholdsvis stærk korrelation til Zn-indholdet i jorden: dybde (R

=0,53), Pt

=0,83), Kt (R

=0,61), Mgt (R

=0,77), humus (R

=0,88) og ler (R

=0,65) (figur

4). Der er en stærk kovarians mellem nogle af parametrene, specielt Pt og hu-

mus (R

=0,70, P<E-3), Kt og Pt (R

=0,54, P=0,007), Mgt og Pt (R

=0,54, P=0,006)

og humus og ler (R

=0,78, P<E-3). Den bedste lineære model (RSE=13,

=0,93, p < E-5) omfatter således kun humus og Pt. At fosfor er en god præ-

diktor for Zn-indholdet skyldes formentlig både, at kilderne er de samme

(gylle), og at der er ligheder mellem, hvordan stofferne bindes i jorden. Der er

desuden set på marker, der primært har fået tilført gylle fra smågrise over en

10-årig periode, og hvor Zn-indholdet i gyllen ift. fosfor derfor er sammenlig-

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

neligt. Udbringning af gylle med medicinsk zink er siden 2017 blevet regule-

ret, til dels efter fosfor, og er pt. under udfasning

. Denne regulering har dog

ikke nået at influere på disse resultater.

Resultaterne skal ikke ses som udgangspunkt for opstilling af en model til

forudsigelse af jordkoncentrationer pba. Jordbundsparametre. En sådan mo-

del er opstillet for dyrkningsjord i (Larsen m.fl., 1996) pba. et større og mere

repræsentativt datasæt. Det kan dog ud fra resultaterne her forventes, at en

(bedre) statistisk model vil kunne opstilles, hvis der foretages en undersø-

gelse, omfattende et større antal parametre, specielt JB, perkolation, afgrøde,

fosfor, humus og akkumuleret zink tilførsel. Resultaterne fra de intensivt un-

dersøgte marker har den begrænsning, at der kun indgår tre marker, og zink-

indholdet forventes at variere med dybden, både pga. forskelle i jordbunds-

forhold og fordi zinkindholdet i stor udstrækning stammer fra zink tilført ved

jordoverfladen, og koncentrationen derfor falder med dybden. Det kan dog

bemærkes, at den bedste lineære model som nævnt ikke indeholder dybden,

men humus og fosfor. Dette resultat kan primært bruges til at målrette en

fremtidig videreudvikling i de anvendte modeller, der i øjeblikket ikke di-

rekte inkluderer humus og fosfor.

Figur 4.

Sammenhæng mellem fundne koncentrationer af Zn i jord og jordens indhold (%) af humus, ler og fosfor på de tre de-

taljeret undersøgte marker (prøver fra alle dybder). Der er som beskrevet i teksten en betydelig kovarians mellem nogle af para-

metrene, specielt Pt og humus, der begge falder med dybden.

4.2

Planter

Planteprøver er indsamlet ved høst som puljede stikprøver fra en transekt på

hver mark. For kornafgrøder er der indsamlet prøver af både kerne og halm.

Fundne indhold af Zn og Cu i kerne og stængel er vist i tabel 3 og forholdet

mellem indholdet i kerne og stængel for hvede og byg på figur 10. Som det

fremgår, er der ikke nogen entydig relation mellem koncentrationer i kerne

og stængel (hvede p = 0,26; byg p = 0,83).

https://husdyrvejledning.mst.dk/vejledning-til-bekendtgoerelserne/husdyrgoed-

nings-bekendtgoerelsen/11-anvendelse-af-husdyrgoedning-mv/# 37

https://laegemiddelstyrelsen.dk/da/nyheder/2016/udfasning-af-zinkoxid-til-smaagrise/

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Tabel 3.

Koncentrationer af Zn og Cu (mg / kg TS) i planteprøver (stængel og kerne).

Plante

byg

hvede

raps

kartoffel

havre

rajgræs

byg

hvede

raps

havre

rajgræs

Plantedel

stængel

hel kartoffel plante

Stængel

stængel

Kerner

krner

kerner

Antal prøver

22,04

20,78

11,39

38,44

40,59

19,44

31,85

28,47

31,34

36,14

33,49

2,28

2,03

1,76

5,93

2,26

2,06

3,86

3,21

3,55

3,30

4,05

4.3

Jordvand

Det har af praktiske grunde kun været muligt at skaffe prøver jordvand fra

en enkelt stationsmark i landovervågningsprogrammet. Marken er på sandet

jord, primært gødet med svinegylle, men ikke primært gylle fra smågrise. Der

er indsamlet og analyseret 8 vandprøver fordelt på forår og efterår 2018. De

fundne koncentrationer ligger på 18±4 µg l

-1

. Dette er konsistent med det

fundne gennemsnitsniveau i dræn på marken ved ejendom 3 (21 µg l

-1

, se tabel

5), der er den mest sandede af de tre undersøgte marker med dræn.

4.4

Vand fra dræn og vandløb

Der er foretaget intensiv måling i tre drænede områder (marker), hvor dræn-

vand kan udtages fra tilgængelige samlebrønde. Markerne er udvalgt for at

afspejle den størst mulige variation i jordbundsforhold og afgrøde, og der er

udvalgt marker, der har modtaget gylle fra smågrise for alle (eller de fleste)

år inden for seneste 10-års periode. Drænvand er udtaget med autosampler

(ISCO), så der opsamles prøver, der repræsenterer et flow-vægtet gennemsnit

for en 14 dages periode. I forbindelse med tømning af prøvetagerne er der (i

den udstrækning, der har været vand i drænene) udtaget drænvand fra et

større antal brønde (12), hvor de udtagne vandprøver er analyseret som

punktprøver. Der er ved den sidste prøvetagning udtaget prøver fra de vand-

løb, hvor drænene udmunder. Prøverne er udtaget opstrøms og nedstrøms

drænudløbene. De to vandløb, hvor der er udtaget prøver, er karakteriseret

ved, at udløbene fra drænene sker forholdsvis langt oppe i vandløbene, såle-

des at der kun er et begrænset antal andre landbrugskilder opstrøms.

Der er fra autosamplerne opsamlet i alt 850 prøver, der alle er analyseret for

zink og kobber. Indholdet var 317 prøver under detektionsgrænsen for Zn,

224 for Cu. Fordelingen af de målte koncentrationer er vist på figur 5. De målte

koncentrationer kan sammenholdes med den tilladte maksimumkoncentrati-

onen for zink på 6,9

μg

-1

(8,4

μg

-1

fratrukket det estimerede baggrundsni-

veau for zink i ferskvand på 1,5

μg

-1

(Bak og Larsen, 2014)), og tilsvarende

for kobber, hvor den tilladte maksimumkoncentration er 1,34

μg

-1

(2,0

μg

-1

fratrukket baggrund på 0,66

μg

-1

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Figur 5. Fordeling af målte koncentrationer af Zn og Cu i drænvand.

Tidsserier for de fundne koncentrationer af zink i drænvand er vist på figur 6

sammen med dagsnedbør og beregnet vandbalance på marken. Afgrøder og

gødningsudbringning på de tre marker i 2016 og 2017 har været:

Ejendom

2, 2017: Vårbyg, 35 ton ha

-1

smågrisegylle udbragt ca. 5. april.

Ejendom 2, 2016: vårbyg, 35 ton ha

-1

smågrisegylle udbragt ca. 5. april.

Ejendom 1,

2017: Vinterhvede, 30 ton ha

-1

smågrisegylle udbragt d. 10. april.

Ejendom 1, 2016: Vinterhvede, 40 ton ha

-1

smågrisegylle udbragt d. 1. april.

Ejendom 3, 2017:

vinterhvede, 25 ton ha

-1

sogylle udbragt d. 20. april

Ejendom 3, 2016: vinterraps 21 ton ha

-1

smågrisegylle udbragt d. 5. april.

Figur 6a.

Koncentrationer af Zn (µg l

-1

) i drænvand målt på kontinuert (isco) opsamlede prøver og i punktprøver udtaget på sta-

tionsmarken v. ejendom 1. Figuren viser desuden dagsnedbør og beregnet vandbalance på marken.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Figur 6b.

Koncentrationer af Zn (µg l

-1

) i drænvand målt på kontinuert (isco) opsamlede prøver og i punktprøver udtaget på sta-

tionsmarken v. ejendom 2. Figuren viser desuden dagsnedbør og beregnet vandbalance på marken.

Figur 6c.

Koncentrationer af Zn (µg l

-1

) i drænvand målt på kontinuert (isco) opsamlede prøver og i punktprøver udtaget på sta-

tionsmarken v. ejendom 3. Figuren viser desuden dagsnedbør og beregnet vandbalance på marken.

Der er foretaget både opsamling af dagsprøver (Zn koncentrationen er vist

med orange søjler på figur 6) og manuelt udtaget vandprøver ved skift af prø-

veflasker i autosamplerne hver 14. dag (punktprøver vist med rød). Ved sid-

ste skift af flasker i isco-samplerne (medio maj) er der desuden indsamlet

vandløbsprøver opstrøms og nedstrøms drænvandsudløbet. Det er tydeligt,

at punktmålingerne ikke formår at ’fange’ perioderne med høje koncentratio-

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

ner, og målinger med høj tidslig opløsning er nødvendige for at afspejle ud-

vaskningen. Det samme er tilfældet med vandløbsmålingerne, der, som det

fremgår, er taget i en periode, hvor koncentrationen har været forholdsvis lav

i både dræn og vandløb. Den højeste koncentration er vist på figur 6. Det er

imidlertid ikke muligt på baggrund af målingerne at konkludere, om der har

været en påvirkning af koncentrationerne i vandløbet fra tilførslen af dræn-

vand fra stationsmarkerne. Dels er koncentrationerne lave (1,4 og 1,2 µg l

-1

ved ejendom 1 samt 4,2 og 17,4 µg l

-1

ved ejendom 3), dels er den fundne kon-

centration ved ejendom 3 højest opstrøms stationsmarken.

Målingerne viser for alle tre marker forholdsvis konsistent lave koncentratio-

ner den største del af året, specielt i vinterperioden. Der er imidlertid perioder

af nogle ugers varighed med højere koncentrationer. Disse episoder kan fin-

des efter udbringning af gylle og / eller jordbearbejdning, mest udtalt på sta-

tionen ved ejendom 2. Det kan bemærkes, at den udbragte gylle ved ejendom

3 er so-gylle med lavere zinkindhold, og der er væsentlige usikkerheder ved

målingerne, idet der var meget lidt vand i perioden, og autosampleren derfor

kørte dårligt. Jordbunden ved ejendom 1 forventes at kunne tilbageholde

mere zink end jordbunden ejendom 2, hvilket måske kan være en del af for-

klaringen på forskellen i niveau af den puls, der ses efter udbringning. Der

kan ved ejendom 3 også ses en periode med forhøjede koncentrationer star-

tende ved høst (31. juli) 2016. En tilsvarende forøgelse ses ikke på de to øvrige

stationer. Autosampleren ved ejendom 1 har dog ikke kunnet opsamle vand i

perioden umiddelbart efter høst. Det er vanskeligt på det foreliggende grund-

lag at skelne betydningen af gylleudbringning fra betydningen af jordbear-

bejdning, men begge faktorer ser ud til at kunne medvirke til en puls af ud-

vaskning, og den observerede udvaskning er konsistent lav i perioder, hvor

der ikke har været udbragt gylle eller foretaget jordbearbejdning.

De fundne drænvandskoncentrationer er for alle tre marker i perioder høje ift.

korttidskravet (den tilladte maksimumskoncentration) i vand på 6,9

μg

-1

. Det

kan dog ikke konkluderes med sikkerhed, at udledningen har medført over-

skridelser, fordi vandføringen i dræn og vandløb ikke er målt. Betragtes de

målte koncentrationsforløb (figur 6) kan det ses, at tilførslen med dræn kan

have medført overskridelser i vandløbet, hvis fortyndingsfaktoren fra dræn

til vandløb er under 30 (i størrelsesorden).

En fortyndingsfaktor på 10 anvendes som tommelfingerregel ved punktkilder

(Boutrup m.fl., 2015). Dette er imidlertid en tommelfingerregel, og drænudløb

kan ikke direkte sammenlignes med andre punktkilder. En fortynding på 10

gange svarer til, at enkeltmålinger i drænvand kan være problematiske, så-

fremt de overstiger koncentrationer på henholdsvis 69,0 og 13,4 µg l

-1

for zink

og kobber. Som det fremgår af figur 5 er det en mindre del af det samlede

antal målinger, som ligger over disse koncentrationer; flest for kobber. Det

tidsmæssige forløb, der kan ses på figur 6a og 6c, viser imidlertid, at der i

perioder med jordbearbejdning og / eller gylleudbringer gennem en måned

eller mere måles koncentrationer, som overstiger korttidskriteriet med op til

en faktor 50. En simpel oplandsanalyse for de oplande, hvor vandløbsmålin-

gerne er foretaget, giver en fortyndingsfaktor af størrelsesorden 20 for det en-

kelte drænudløb. Dertil kommer, at det er sandsynligt, at der vil være et tids-

mæssig sammenfald i udvaskning fra flere marker i oplandet. Der udbringes

i begge oplande svinegylle på omkring 40 % af arealet (tabel 4). Det er dermed

sandsynligt, at der forekommer overskridelser af korttidskravet i oplandene.

Dette er dog ikke vist i vandløbsmålingerne, der som det fremgår ikke har

”ramt” en periode med høje koncentrationer i drænene.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Tabel 4.

Areal af mark med drænmålinger ift. samlet oplandsareal, samt andel af dyrket

land og land, der modtager svinegylle i oplandene.

Dyrket i opland %

Ejendom 1

Ejendom 3

72,8

62,4

Svinegylle i opland %

37,5

40,9

4.5

Gylle

Der er fra de fire ejendomme udtaget prøver fra 6 gylletanke med gylle fra

smågrise. Prøverne er udtaget i forbindelse med gylleudbringning, hvor der i

forvejen omrøres i tanken. De fundne resultater er vist i tabel 5 og sammen-

holdt med resultater fra undersøgelsen ”belysning af kobber- og zinkindhol-

det i jord” i 2015 (Bak m.fl., 2015). De fundne resultater i dette studie er højere

end for undersøgelsen i 2015. Forskellen er dog ikke signifikant (P=0,69), hvil-

ket primært skyldes den meget store varians på prøverne udtaget i dette stu-

die. Variansen kan muligvis skyldes, at prøverne er udtaget af lodsejerne, og

der kan have været variation i metode og omhuen med omrøring før prøve-

tagning. Der er således usikkerhed omkring kvaliteten af gylleanalyserne i

dette studie, og værdierne er derfor ikke brugt som udgangspunkt for balan-

ceberegninger (se nedenfor). Grænseværdien for zink i spildevandsslam er til

sammenligning 4000 mg kg

-1

ts og 1000 mg kg

-1

ts for kobber

Tabel 5.

Koncentrationer af Zn og Cu i prøver taget fra gylletanke; dette studie sammen-

holdt med undersøgelsen ”belysning af kobber- og zinkindholdet i jord” i 2015 (Bak m.fl.,

2015).

Mg kg

-1

Dette studie

2015

7916

2629

stdev

8991

1927

1922

563

stdev

2570

352

Grænserne vedr. kobber og zink er i Bek. 1001 af 27. juni 2018 (slambekendgørelsen)

ikke fastsat efter fosfor, så sammenligning kan afhænge af fosforindholdet i den ud-

bragte slam.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Modelberegninger

Modelberegninger har været essentielle i tidligere undersøgelser af metalind-

holdet i jord, fordi puljestørrelserne er meget store ift. de årlige fluxe (tilførsel,

fjernelse v. høst, udvaskning, immobilisering / ældning)

I forhold til de forholdsvis simple modeller anvendt i undersøgelsen i 2014 –

’15 (”belysning af kobber- og zinkindholdet i jord” (Bak m.fl., 2015)) har det

været vurderet, at der er behov for et lidt mere detaljeret modelværktøj, der

bl.a. (bedre) kan beskrive sammenhængene mellem forskellige metalfraktio-

ner i jord og jordvand (figur 7), og som omfatter flere jordlag og transport i

makroporer.

Figur 7.

Sammenhængene mel-

lem forskellige metalfraktioner i

jord og jordvand. M2+ angiver frie

metal ioner, ML kompleks bundet

metal (Degryse m.fl., 2009).

Som beskrevet i afsnittet om dræn og vandløb ovenfor ser det imidlertid ud

til, at episoder med forhøjede koncentrationer og transport er forbundet med

begivenheder som gylleudbringning og anden jordbearbejdning. Udvasknin-

gen under disse episoder forventes at være styret af en række faktorer som

ud- og nedbringningsmetode for gyllen, arten af jordbearbejdning mv., som

der ikke er tilstrækkeligt data for i det gennemførte studie. Der er endvidere

ikke gode eksisterende modeller til at beskrive disse faktorers betydning for

udvaskningen. Der er derfor ikke opstillet eller valideret modeller for disse

episoder i dette projekt. Der vil være behov for et mere detaljeret studie, hvor

de relevante data for gødningsudbringning og jordbearbejdning kan kombi-

neres med drænvandsdata for de forventede episoder på et større antal mar-

ker, hvis en sådan model skal etableres.

Det er derfor valgt udelukkende at inddrage hollandske data for planteoptag

for at videreudvikle modellen anvendt i tidligere projekter (Bak m.fl., 2015).

Der eksisterer i Holland et stort antal sammenhørende målte værdier for kon-

centrationer i jord og planter for forskellige jordbundsforhold og afgrøder, og

der er i forskellige projekter opstillet simple modeller for sammenhæng mel-

lem afgrøde, jordbund og planteoptag (de Vries m.fl., 2004 de Vries m.fl.,

2005, Reinds m.fl., 2006). Waageningen Universitet, der er partner i det her

rapporterede case-studie, har medvirket til afprøvning af de udviklede, hol-

landske modeller på data fra case-studiet.

5.1

Model for planteoptag baseret på hollandske data

Den anvendte hollandske model for planteindhold er kort beskrevet i bilag 1.

Der er ikke hollandske data for raps, og blandt de afgrøderne på markerne i

case-studiet er der dermed kun datagrundlag / mulighed for at teste model-

len for korn og rajgræs (tabel 3). Sammenligning mellem modelberegnet og

målt planteindhold er illustreret i figur 8. Modellen for græs kan, som det

fremgår, ikke anvendes for rajgræs. Den beregnede middelkoncentration af

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Zn i korn (kerne + stængel) er for de målte data 21,8 mg kg

-1

og beregnet 22,8

mg kg

-1

. Forskellen er 4 % og ikke signifikant (P=0,40). Korrelationen er fin i

betragtning af, at der er anvendt jordbundsdata fra landsdækkende datasæt.

Det forventes, at en del af afvigelserne mellem måling og model skyldes den

forholdsvis grove opløsning af jordbundskortet (se figur 1). De målte data vi-

ser ikke nogen tendens til relativt fald i optag ved høje jordkoncentrationer,

hvilket er en indikation på, at den anvendte lineære model dækker det inter-

val af koncentrationer, vi finder i dansk landbrugsjord. Til sammenligning vi-

ser figur 9 de målte koncentrationer i kerne og stængel sammenholdt med

målte jordkoncentrationer.

Figur 8.

Målt og modelberegnet indhold i korn (kerne og stængel) og i rajgræs

Figur 9.

Målt Zn indhold i kerne og stængel for korn sammenholdt med jordkoncentration.

Den anvendte hollandske model er som beskrevet en simpel empirisk model

mellem afgrøde, jordbund og planteoptag, hvor planteoptaget for korn er for

det samlede optag / indhold i kerne og stængel. Det er undersøgt, om model-

len også kan bruges for indholdet i kerne og / eller stængel separat, men dette

er ikke fundet muligt. Som illustreret i figur 10 er der ikke i de målte data

nogen entydig sammenhæng mellem indholdet af Zn i kerne og stængel for

de enkelte prøver / marker, og det har ikke pba. litteratur eller anden viden

været muligt at opstille en model for fordelingen af Zn mellem kerne og stæn-

gel.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Figur 10.

Sammenhæng mellem

koncentrationer af Zn i kerne og

stængel for hvede og byg.

5.2

Massebalance for stationsmarker

Der er foretaget en simpel massebalanceberegning for de tre stationsmarker

med det udviklede modelsystem (tabel 6 viser en balance for ét år). Der er i

beregningen gengivet i tabel 6 anvendt den gennemsnitlige tilførsel af zink

med svinegylle set over 10 år. Optag er beregnet ved anvendelse af den i

denne rapport beskrevne model baseret på hollandske data (bilag 1). Æld-

ningsprocessen, dvs. overførsel af en del af zink-puljen til en inaktiv fraktion

(figur 7) er parameteriseret baseret på tidligere undersøgelser (Bak m.fl.,

2015), hvor processen blev kalibreret på basis af tidsseriedata.

Koncentrationer i dræn er som årsgennemsnit nogenlunde konsistent (i stør-

relsesorden) med modelberegning baseret på jordkoncentrationer i nederste

jordlag. Det har dog ikke været muligt at foretage en egentlig validering af

beregningerne, dels fordi der som nævnt er en del målinger under detektions-

grænsen og manglende målinger, specielt for ejendom 1, dels fordi målinger

med høje koncentrationer primært findes i perioder med negativ vandba-

lance, hvor modelberegning af perkolationen er forholdsvis upræcis (Blicher-

Mathiesen m.fl., 2013). At den beregnede vandbalance er negativ er dog ikke

ensbetydende med, at der ikke kan måles vand i drænene, idet der vil være

afstrømning i forbindelse med nedbør pga. heterogenitet i jorden, makroporer

mv. Problemerne ift. vandmiljøet ser imidlertid på kort sigt som beskrevet

ovenfor ud til mest at være risiko for overskridelse af korttidsgrænserne i

vandløb i perioder / episoder med høje koncentrationer i det afstrømmende

vand. Dette er ikke dækket af det eksisterende modelsystem.

Tabel 5.

Massebalance for de tre stationsmarker, nu-situation. Udvaskning fra bunden af forskelige lag gennem jordsøjlen, æld-

ning og akkumulering er baseret på modelberegning.

Zn pulje

Tilf.gylle

(10 års snit)

3759 (4041)

4594 (3009)

620 (1716)

dræn

µg l

-1

Perko-

lation

405

316

480

529

400

469

239

292

566

Høst

Udvask. Udvask. Ældning Akk. jord

25 cm

75 cm

102

25 cm

1104

413

527

25 cm

2123

1904

179

g Zn ha

-1

år

-1

Høst

Udvask Akk.

25 cm 25 cm

5,9

9,7

kg Zn ha

-1

g Zn ha

-1

år

-1

Ejendom 1

Ejendom 2

Ejendom 3

1045

392

415

Data for jordbund mm. for de tre intensivt undersøgte marker er gengivet i

tabel 2, medens tilført zink med gylle for det undersøgte år og jordens totale

zinkpulje på de tre marker er gengivet i tabel 5. Marken ved ejendom 2 får

den største tilførsel ift. jordens pulje (8 ‰), medens den relative tilførsel ved

ejendom 1 og ejendom 3 er 3-4 ‰. Marken ved ejendom 1 er mest leret med

fin sandblandet lerjord i øverste jordlag, medens markerne ved ejendom 2 og

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

ejendom 3 har fin lerblandet sandjord i øverste jordlag (to øverste for ejendom

2) og grovsand i dybere lag. pH (reaktionstal) og fosfortal er højest ved ejen-

dom 1, der også har højest humus %. Disse værdier er lavest ved ejendom 3.

De fundne forskelle i andelen af den tilførte zink, der fjernes ved høst og ud-

vaskning, skyldes primært de nævnte forskelle i jordbund. Forskelle i udvask-

ning skyldes primært forskel i jordbundstekstur og perkolation og i mindre

omfang forskel i pH

. Den relative andel, der fjernes ved høst og udvaskning

er konsistent med tidligere studier (Bak m.fl., 2015, Monteiro m.fl., 2010), når

der tages højde for den forholdsvis høje tilførsel på de tre marker, der indgår

i denne undersøgelse.

Ud over den ovenfor præsenterede balance for ét år, er der foretaget scenarie-

beregninger for udviklingen i jordkoncentrationer over 50 år for de intensivt

undersøgte marker. Der er regnet på scenarier, hvor tilførslen af zink fortsæt-

ter på et niveau svarende til gennemsnittet for de sidste 10 år på marken, samt

på scenarier med forskellige krav til zinkindhold i foder og P tilførsel til mar-

ken (70 eller 100 mg Zn FE

-1

, 25, 30 og 35 kg P ha

-1

) hhv. med og uden anven-

delse af medicinsk zink. Tilførslen for disse scenarier er bergnet på baggrund

af (SEGES, 2017). Der er desuden beregnet et scenario uden tilførsel af zink

med gylle. Resultater fra beregningen er vist på figur 11 og i tabel 6.

Figur 11.

Beregnet udvikling i jordkoncentrationer (øverste 25 cm) af zink for de tre intensivt undersøgte marker. Kurven med

orange farve viser koncentrationsudviklingen, hvis tilførslen af zink fortsætter på et niveau svarende til gennemsnittet for de sid-

ste 10 år på marken. Det grå bånd viser den beregnede koncentrationsudvikling ved forskellige kombinationer af krav til zinkind-

hold i foder og P tilførsel til marken (70 eller 100 mg Zn FE

-1

, 25, 30 og 35 kg P ha

-1

) hhv. med og uden anvendelse af medicinsk

zink. Den blå linje viser udviklingen uden tilførsel af zink med gylle. De stiplede sorte linjer angiver nul-effektniveauer for jord.

Beregnet fra reaktionstal baseret på (Bak m.fl., 2015)

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Tabel 6.

Årlig akkumulering og beregnet jordkoncentration efter hhv. 30 og 50 års tilførsel af zink på de tre intensivt undersøgte

marker (øverste 25 cm), hvor tilførslen reguleres efter indhold af zink i foder og P tilførsel til marken (70 eller 100 mg Zn FE

-1

25, 30 og 35 kg P ha

-1

) uden anvendelse af medicinsk zink.

kg P ha

-1

mg Zn FE

-1

Akkumule-

ring

år 0

mg kg

-1

ejendom 1

-1918

-1105

-1531

123

113

100

-1210

-397

-823

128

122

100

-1068

-255

-682

130

124

100

-927

-114

-540

131

126

-1460

-647

-1073

126

119

-1368

-556

-982

127

120

-1277

-464

-890

128

121

g Zn ha

-1

år

-1

ejendom 2

ejendom 3

ejendom 2

ejendom 3

Kons. år 50 ejendom 1

mg kg

-1

ejendom 2

ejendom 3

Kons. år 30 ejendom 1

Zn-koncentrationen i de tre marker ligger i udgangspunkt langt over nul-ef-

fekt niveauet for zink i jord, og en fortsat tilførsel af zink på niveau med gen-

nemsnittet af tilførslerne de seneste 10 år vil for alle markerne betyde en væ-

sentlig fremtidig stigning i jordkoncentrationer. Mindst for marken ved ejen-

dom 3, der har modtaget mindst gylle, og hvor en del af den udbragte gylle

har været so-gylle. En regulering med forskellige kombinationer af krav til

zinkindhold i foder og P tilførsel til marken (70 eller 100 mg Zn FE

-1

, 25, 30 og

35 kg P ha

-1

) vil ikke entydigt give en forbedring for alle undersøgte marker,

hvis anvendelsen af medicinsk zink fortsætter. Hvis medicinsk zink udfases

som forventet, kan der forventes et gradvist fald i jordkoncentrationer, men

koncentrationerne for de undersøgte marker vil dog stadig efter 50 år over-

skride nul-effekt niveauet. Hvis tilførslen af zink til markerne helt stoppes vil

niveauet på én mark (ved ejendom 2) over 50 år nærme sig nul-effekt ni-

veauet.

De undersøgte marker har som beskrevet modtaget gylle fra smågrise, der har

modtaget medicinsk zink i en længere årrække (> 10 år). Markerne har derfor

som udgangspunkt et højt zinkindhold, hvilket afspejles i de beregnede kon-

centrationsudviklinger. For at illustrere, hvordan en mere almindelig koncen-

trationsudvikling ville være for de belyste scenarier med begrænsning på ind-

hold i foder og udbringning reguleret efter fosfor, er der foretaget en bereg-

ning af den forventede koncentrationsudvikling for markerne ved ejendom 2

og ejendom 1 (sand- og lerjord) med et udgangspunkt, hvor koncentratio-

nerne på markerne svarer til medianværdier for undersøgte marker med ud-

bringning af svinegylle i den tidligere undersøgelse i 2015 (Bak m.fl., 2015)

Denne beregning er illustreret på figur 12.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Figur 12.

Beregnet koncentrationsudvikling for markerne ved ejendom 2 og ejendom 1

(sand- og lerjord) hvis koncentrationerne på markerne som udgangspunkt havde svaret til

medianværdier for undersøgte marker med udbringning af svinegylle i den tidligere under-

søgelse i 2015 (Bak m.fl., 2015). Det grå bånd viser den beregnede koncentrationsudvik-

ling ved forskellige kombinationer af krav til zinkindhold i foder og P tilførsel til marken (70

eller 100 mg Zn FE

-1

, 25, 30 og 35 kg P ha

-1

)

Som det ses, er der i dette tilfælde nogle af de beregnede scenarier, der vil lede

til fremtidige stigninger i koncentrationer

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Diskussion

Dette studie bygger, som beskrevet i indledningen oven på et sæt af tidligere

undersøgelser, der har vist, at akkumulering af zink og kobber er et problem

på landbrugsarealer, der modtager svinegylle. Problemet for zink har været

størst for arealer, der modtager gylle fra smågrise, fordi medicinsk anvendelse

af zink har givet meget høje koncentrationer i gyllen. Nul-effekt niveauet af

zink for jord er allerede overskredet for en væsentlig del af dette areal, og en

fortsættelse af den hidtidige praksis forventedes at føre til en yderligere stig-

ning i arealet med overskridelser. En planlagt udfasning af anvendelsen af

medicinsk zink kan forventes at reducere mængden af zink, der udbringes

med gylle, med omkring en tredjedel. Der vil fortsat kunne forventes en stig-

ning i arealet med overskridelse af nul-effekt niveauet for jord, men udviklin-

gen for arealer, der modtager gylle fra smågrise vil kunne forventes at komme

til at ligne udviklingen for arealer, der modtager gylle fra slagtesvin eller søer.

En regulering af den tilladte mængde zink pr FE, der reelt reducerer den sam-

lede mængde zink i gylle, må forventes at reducere akkumuleringen af zink i

jord og stigningen i arealer, der overskrider nul-effekt niveauet. Denne be-

tragtning forudsætter, at begrænsningerne vil medføre en reduceret anven-

delse af zink på ejendomme, der i dag ligger over grænsen, og at begrænsnin-

gen ikke vil medføre større anvendelse på andre ejendomme. Det er vanske-

ligere at vurdere, om en regulering af udbringning efter P vil have en betyd-

ning. Reguleringen vil medføre en omfordeling af gyllen, men forholdene på

de enkelte marker ift. akkumulering og udvaskning er meget forskellige. Det

er dog ikke urealistisk at antage, at en del omfordeling vil være til marker, der

i nu-situationen vil have en negativ trend i zink indhold, og der dermed vil

være en positiv effekt af en sådan regulering; specielt hvis det samlede for-

brug samtidig reduceres jf ovenstående.

Der er også væsentlige problemer med zink og kobber i vandmiljøet. Et over-

slag baseret på en beregnet udvaskning fra landbrugsjord til vandmiljøet ty-

der på, at denne tilførsel er af samme størrelsesorden som tilførslen fra punkt-

kilder (se kapitel 2). Andelen må forventes at være større i oplande med stor

udbringning af gylle og forventes at stige ved fortsat akkumulering af zink og

kobber i jord. Det tidsmæssige forløb af udvaskningen set over et år har været

dårligt kendt og eventuelle problemer ift. overskridelse af maksimumkon-

centrationen og det generelle miljøkvalitetskrav for vand har dermed ikke

kunne belyses.

Der er foretaget beregninger af den fremtidige udvikling af zinkkoncentrati-

oner i jord for tre intensivt undersøgte marker. Beregningen viser, at der selv

ved et totalt stop for udbringning af zink på disse marker, hvor der har været

en stor akkumulering, vil gå en lang årrække før jordkoncentrationerne nær-

mer sig nul-effekt niveauet.

Det kan bemærkes, at en reduktion af zinkindhold som beregnet i nogle sce-

narier ikke kan forventes at medføre zinkmangel. Generelt forventes der ved

gødningsplanlægning ikke at være behov for at tilføre zink til landbrugsaf-

grøder i Danmark, og mangel på zink forventes primært at kunne findes på

grovsandede jorder og/eller på jord med højt indhold af organisk stof. Et

zinktal på mellem 1 og 3 anses for normalt (SEGES, 2017 b). På en jord med 5

% ler og 2 % humus svarer dette til en totalkoncentration af zink på 21 – 24

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

mg kg

-1

(Bak m.fl., 2015), der kan sammenholdes med de beregnede værdier

præsenteret på figur 11 og 12

Studiet har bidraget med en yderligere underbygning af det modelapparat,

der blev anvendt ved tidligere undersøgelser i 2014-15 (Bak m.fl., 2015) og en

forbedring af delmodellen for planteoptag, så dette modelapparat bedre vil

kunne anvendes til konsekvensberegning af mulige tiltag til regulering af an-

vendelsen af zink eller udbringning af gylle. Der vil dog fortsat kunne være

behov for en bedre beskrivelse af betydningen af jordens indhold af fosfor og

humus for opbygning af jordkoncentrationer af zink.

Studiet har desuden givet væsentlig ny viden vedr. det tidsmæssige forløb af

koncentrationer af zink i drænvand efter udbringning af gylle med et (relativt

højt) indhold af zink, samt efter høst og omlægning af afgrøde. De fundne

koncentrationer af zink og kobber i drænvand overskrider for i perioder mak-

simumkoncentrationerne for zink og kobber i vandløb i en grad, så udlednin-

gen kan forventes at have medført overskridelser af miljøkvalitetskravene i

vandløbene. Det har ikke været muligt at foretage modelberegninger til be-

lysning af denne problemstilling, idet der vil kræves et andet modelsystem

med højere tidsmæssig opløsning.

I nedenstående gives på baggrund af de fundne resultater en kort diskussion

af nogle af de konkrete spørgsmål, der er ønsket belyst ved undersøgelsen.

Er der nogen afgrøder eller efterafgrøder, som har særlig stor optagelse af zink og evt.

andre metaller, og er der forskelle i risikoen for tab af zink til vandmiljøet på forskellige

jordtyper?

Målingerne i dræn tyder på en øget risiko for udvaskning efter udbringning

og måske jordbearbejdning, og de hollandske data for zinkkoncentrationer i

landbrugsafgrøder viser, at de højeste koncentrationer findes i græs. Hvis

dette kombineres med de øvrige sammenhænge med jord og nedbør / perko-

lation, kan det forventes, at de arealer, hvor risikoen for udvaskning vil være

mindst, vil være permanente eller sjældent omlagte græsarealer på jorder

med stort indhold af humus og ler og med lille nedbørsoverskud.

Det er muligt, at risikoen for udvaskning kan reduceres, hvis udbringningen

af svinegyllen fordeles på flere, mindre udbringninger, men dette vil skulle

undersøges nærmere. Det har ikke været muligt at inddrage egentlige kalk-

jorder i undersøgelsen, men disse udgør kun en lille del af den danske dyrk-

ningsjord. Det vurderes imidlertid, at kalkning af jorden, så pH holdes på et

forholdsvis højt niveau, vil kunne reducere udvaskningen. Der er derimod

kun et meget begrænset areal ca. 8300 ha) med egentlige kalkjorder.

Er det miljømæssigt bedre, at gylle fra smågrise isoleres og udbringes på arealer med

lille risiko for udvaskning til vandmiljøet?

Det har ikke på baggrund af dette studie været muligt at identificere arealer,

hvor store mængder zink (eller kobber) i svinegylle kan udbringes uden risiko

for udvaskning. En sådan udbringning vil desuden, jf. undersøgelsen i 2015

(Bak m.fl., 2015), kunne føre til opbygning af problematiske jordkoncentrati-

oner.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Er der et niveau for tilførsel af zink fra husdyrgødningen, som vurderes miljømæssigt

uproblematisk opdelt i forskellige jordtyper, afgrøder osv., således at en afsætning og an-

vendelse af gylle med zink op til dette niveau entydigt vil være en fordel miljømæssigt.?

Som et underspørgsmål hertil har det været ønsket belyst, om det vil være en

miljømæssig fordel at blande gylle fra smågrise med højt zinkindhold med

andre gylletyper. Relevansen af dette spørgsmål er, som beskrevet i indled-

ningen, reduceret, fordi der på EU-niveau er besluttet en udfasning af brugen

af medicinsk zink.

Modelberegninger foretaget ved undersøgelsen i 2015 (Bak m.fl., 2015) viste,

at der er en andel af marker, hvor der forventes faldende zinkkoncentrationer

i jorden ved fortsættelse af den aktuelle landbrugspraksis. Det samme gør sig

gældende for kobber, men for et mindre antal marker. De beregnede fald skyl-

des en kombination af jordbund, nedbørsoverskud mm., der begrænser ud-

vaskningen og en begrænset (under gennemsnitlig) tilførsel af metal i gylle

på disse marker. Ved det her rapporterede casestudie blev der fundet samme

niveau for optag som ved den tidligere undersøgelse. Datagrundlaget er for

lille til en egentlig validering af udvaskningsberegningerne, men niveauet

vurderes at være rigtig, når der ved beregning af udvaskningen til dræn tages

udgangspunkt i koncentrationerne i det nederste jordlag. De hidtidige ud-

vaskningsberegninger har ikke inkluderet øget transport ved fx udbringning,

som der er set i dette studie. Betydningen heraf har dog ikke kunnet kvantifi-

ceres nøjagtigt, idet perkolationen varierer meget over året og episoderne

med høje koncentrationer er fundet i tidsperioder med forventet lav perkola-

tion. Set ift. jordkoncentrationerne må det således forventes, at der kan findes

arealer, hvor en (mindre) forøgelse af udbringningen vil være miljømæssigt

uproblematisk, og at det opstillede modelapparat kan anvendes til at identi-

ficere disse arealer. Den her anvendte model er sat op for 4 jordlag og kan

dermed både anvendes til beregning af jordkoncentrationer i alle jordlag og

udvaskning fra det underste jordlag.

Når hensynet til vandmiljøet inddrages, er svaret, at der ikke på baggrund af

den her rapporterede undersøgelse kan fastlægges et uproblematisk niveau

for tilførsel med gylle. De foretagne målinger i dræn viser koncentrationer,

der i perioder overskrider miljøkvalitetskravene for maksimumkoncentratio-

ner af zink (og kobber) for vandløb i en grad, hvor det må forventes, at græn-

serne i vandløb kan overskrides, selvom der antages en væsentlig fortynding.

Fortyndingen er som beskrevet usikker og vil være oplandsafhængig og af-

hænge af den samlede udbringning af svinegylle i oplandet, samt andre op-

landskarakteristika som arealanvendelse, jordbund, nedbørsoverskud mm.

Dette har ikke kunnet belyses gennem denne undersøgelse, men vil kræve en

undersøgelse, hvor vandløbsmålinger sammenholdes med oplandsberegnin-

ger for forskellige typer af oplande, hvor det er muligt at foretage udvask-

ningsberegninger for et større antal ejendomme.

Case-studiets resultater sat i relation til, den besluttede udfasning af an-

vendelse af medicinsk zink til smågrise

Case-studiets fokus på bedrifter med produktion af smågrise og anvendelse

af medicinsk zink betyder, at de fundne koncentrationsniveauer, stofstrømme

mv. ikke kan forventes at være repræsentative for en fremtidig situation, hvor

der er sket en regulering - og igangsat en udfasning af anvendelsen af medi-

cinsk zink. De foretagne modelberegninger viser imidlertid, at der selv ved et

fuldstændig ophør med tilførsel af zink med gylle på de undersøgte marker

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

vil gå en betragtelig årrække, før jordkoncentrationerne vil nærme sig nul-

effekt niveauet.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Konklusioner

•

Undersøgelsen understøtter konklusionerne fra tidligere undersøgelser i

2015, der viste, at anvendelse af zink og kobber i svineproduktionen har

medført en væsentlig påvirkning af jordkoncentrationer på de marker,

hvor der udbringes gylle.

•

Undersøgelsen underbygger endvidere anvendeligheden af det modelap-

parat, der blev anvendt ved tidligere undersøgelser 2015 og der er sket en

forbedring af delmodellen for planteoptag.

•

Der er ift. tidligere studier fundet et større koncentrationsfald ned gennem

jordhorisonten.

•

Jordkoncentrationerne afhænger, ud over af den tilførte mængde af metal

i gyllen, af jordbund, nedbørsoverskud (perkolation) og afgrøde.

•

Baseret på den mere detaljerede jordundersøgelse er der desuden fundet

en væsentlig positiv korrelation mellem jordens indhold af fosfor og hu-

mus og zinkkoncentrationen, som der bør tages højde for ved en fremtidig

videreudvikling af modelapparatet.

•

Koncentrationerne af zink og kobber i drænvand er i en del af målingerne

højere end miljøkvalitetskravet defineret som maksimumkoncentrationen

for hhv. zink og kobber i vandløb i en grad, så udledningen kan forventes

at medføre overskridelser i vandløbene, selvom der er en væsentlig usik-

kerhed ift. fortyndingen fra dræn til vandløb. Der er ikke målt en påvirk-

ning af vandløbskoncentrationer, hvilket sandsynligvis skyldes, at de få

vandløbsmålinger er foretaget på et tidspunkt, hvor drænkoncentratio-

nerne har været lave.

•

De højeste værdier i drænvand er fundet i perioder umiddelbart efter jord-

bearbejdning og / eller udbringning af gylle på de undersøgte marker.

•

Fortyndingen vil være oplandsafhængig og afhænge af den samlede ud-

bringning af svinegylle i oplandet, samt andre oplandskarakteristika som

arealanvendelse, jordbund, nedbørsoverskud mm., hvilket ikke har kun-

net belyses i denne undersøgelse.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Referencer

Audet, J. Martinsen, L., Hasler, B., de Jonge, H., Karydi, E., Ovesen, N.B.,

Kronvang, B, 2014, Comparison of sampling methodologies for nutrient mon-

itoring in streams: uncertainties, costs and implications for mitigation, Hy-

drol. Earth Syst. Sci., 18, 4721–4731, 2014.

Bak, J.L., Jensen, J. & Larsen, M.M. 2015. Belysning af kobber- og zinkindhol-

det i jord, indhold og udvikling i kvadratnettet og måling på udvalgte brugs-

typer. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 72 s. -

Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 159,

http://dce2.au.dk/pub/SR159.pdf

Bak, J. & Larsen, M.M. 2014: Baggrundsniveau for barium, zink, kobber, nik-

kel og vanadium i fersk- og havvand. Fagligt notat fra DCE, 9/12, 2014 .

Birch, H., Sharma, A.K., Vezzaro, L., Lützhøft, H-C.H., Mikkelsen, P.S., 2013,

Velocity Dependent Passive Sampling for Monitoring of Micropollutants in

Dynamic Stormwater Discharges, Environ. Sci. Technol. 2013, 47,

12958−12965

Blicher-Mathiesen, G., Mejlhede, P., Pedersen, L.E., Grant, R. & Olsen, B.Ø.

2010: Oplandsmodellering af vand og kvælstof i umættet zone for oplandet til

Odderbæk. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. 90 s. –Faglig

rapport fra DMU nr. 740. http://www.dmu.dk/Pub/FR740.pdf

Boutrup, S., Holm, A.G., Bjerring, R., Johansson, L.S., Strand, J., Thorling, L.,

Brüsch, W.,Ernstsen, V., Ellermann, T. & Bossi, R. 2015. Miljøfremmede stoffer

og metaller i vandmiljøet. NOVANA. Tilstand og udvikling 2004-2012. Aar-

hus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 242 s. - Viden-

skabelig rapport fra DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi nr. 142,

http://dce2.au.dk/pub/SR142.pdf

Degryse, F., Smolders, E., Parker, D.R., 2009, Partitioning of metals (Cd, Co,

Cu, Ni, Pb, Zn) in soils: concepts, methodologies, prediction and applications

– a review, European Journal of Soil Science, August 2009, 60, 590–612

de Vries W., Römkens, P.F.A.M., Voogd, J.C.H., (2004): Prediction of the long

term accumulation and leaching of zinc in Dutch agricultural soils: a risk as-

sessment, study Wageningen, Alterra, Alterra-report 1030.

de Vries W, Schütze G, Lofts S, Tipping E, Meili, M., Römkens, P.F.A.M. and

Groenenberg, J.E .2005., Calculation of critical loads for cadmium, lead and

mercury. Background document to a Mapping Manual on Critical Loads of

cadmium, lead and mercury, Wageningen, Alterra, Alterra Report 1104: 143

pp.

Gräber, I., Hansen, J.F., Olesen, S.E.; Petersen, J., Østergaard, H.S.; Krogh, L.

(2005): Accumulation of Copper and Zinc in Danish Agricultural Soils in In-

tensive Pig Production Areas, Geografisk Tidsskrift, 105(2) 15-21, 2005.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Hansen, J.F., Olesen, S.E., Gräber, I., Petersen, J., Østergaard, H.S., Poulsen,

H.D. (2005): Grøn viden – Markbrug nr. 315. Anvendelse af kobber og zink i

svineproduktion og akkumulering i jorden. Danmarks Jordbrugsforskning.

Jensen, J., Bak, J., Larsen, M.M. (1996): Tungmetaller i danske jorder, TEMA-

rapport fra DMU, 1996/4, ISBN 87-7772-253-3.

Jensen, J. , Bak, J.L. 2018. Zink og kobber i vandmiljøet. Kilder, forekomst og

den miljømæssige betydning. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for

Miljø og Energi, 44 s. - Videnskabelig rapport fra DCE - Nationalt Center for

Miljø og Energi nr. 263 http://dce2.au.dk/pub/SR263.pdf

Monteiro, S.C., Lofts, S., Boxall, A.B.A., 2010, Pre-Assessment of Environmen-

tal Impact of Zinc and Copper Used in Animal Nutrition, Scientific / Tech-

nical Report submitted to EFSA

Reinds, G.J., J.E. Groenenberg & W. de Vries, 2006. Critical Loads of copper,

nickel, zinc, arsenic,chromium and selenium for terrestrial ecosystems at a

European scale. A preliminary assessment. Wageningen,Alterra, Alterra-rap-

port 1355.

Rozemeier, J., Van der Velde, Y., De Jonge, H., Van Geer, F., Broers, H-P., Bier-

kens, M., 2009, Application and Evaluation of a New Passive Sampler for

Measuring Average Solute Concentrations in a Catchment Scale Water Qual-

ity Monitoring Study, 2010, Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 1353–1359

SEGES, 2017 a, Omkostninger ved fastsættelse af zinklofter med udgangs-

punkt i nuværende zinkudskillelse og ved forskellige lofter for fosfortilførsel

SEGES, 2017 b, Jordbundsanalyser - hvad gemmer sig bag tallene?

Tybirk, P., Sloth, M.S., Jørgensen, L., 2015, Normer for næringsstoffer, SEGES

http://www.vsp.lf.dk/~/media/Files/PDF%20-%20Viden/Normer_fo-

der/Normer%20for%20naeringsstoffer_20%20udgave%202015.pdf

VKM (2014): Zinc and copper in pig and poultry production – fate and effects

in the food chain and the environment. Vitenskapskomiteen for mat-

trygghet,Norge. ISBN. 978-82-8259-093-8.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

Bilag 1. Zn-optag baseret på hollandske data

Tabel b1.

Zn-koncentrationer i forskellige afgrøder baseret på hollandske data

Soil

Lime status

Median Zn concentration (mg kg-1 dry matter)

Grass

Maize

Wheat

Potato

Sand

Non-Calcareous

Calcareous

Clay

Non-calcareous

Calcareous

8.9

Loess

Peat

All

Data

(49-126)

(29-168)

(36-78)

(12-22)

Sugar beet

8.5

(39-257)

model

⋅

/1000

= Zn uptake rate (g ha yr )

-1

Y = crop yield (kg.ha .yr )

-1

= Zn content in the plant or crop (mg.kg )

⋅

soil ,tot n

= Zinc concentration in plant (mg.kg dry matter)

-1

soil,tot

= Total zinc concentration in soil (mg.kg )

1-n

n-1

= Soil plant transfer constant ( [mg ·kg ] )

N = coefficient

Log K

= α

+ α

⋅

pH - KCl

+ α

⋅

log(OM)

+ α

⋅

log(clay)

Table b2.

Coefficients.

Crop

Grass

Maize

Wheat-grain

Potatoes

Sugar beet

-1

α0

2.29

0.90

1.2

1.11

2.61

α1

-0.13

-0.10

-0.06

-0.08

-0.38

α2

-0.06

0.28

0.12

-0.46

α3

-0.35

-0.62

-0.38

-0.6

0.33

0.90

0.37

0.45

1.17

0.20

0.64

0.73

0.50

0.63

se-yest

0.14

0.09

0.06

0.07

0.15

Relationships for wheat were also used for other cereals

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

[Tom side]

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 342: Orientering om anvendelse zink i landbruget, fra miljøministeren

CASE-STUDIE AF HUSDYRBRUG MED FOKUS

PÅ ZINK-OMSÆTNINGEN

Rapporten beskriver et case-studie af stofstrømme, ak-

kumulering i jord og udvaskning til vandmiljøet for zink på

4 ejendomme med produktion af smågrise. Formålet med

projektet var oprindeligt at belyse problemer som følge af

anvendelse af medicinsk zink i svineproduktionen. Under

projektet er det besluttet at udfase denne anvendelse, og

projektet har dermed primært bidraget til at videreud-

vikle og validere de anvendte modeller for akkumulering

i jord og udvaskning til vandmiljøet. Projektet understøtter

dermed tidligere konklusioner om, at også den ikke me-

dicinske anvendelse af zink i svineproduktionen vil føre til

fortsat akkumulering i jorden. Som noget nyt viser projektet

at udvaskning af zink og transport med drænvand sker i

tidsmæssigt afgrænsede perioder, hvor tilførslen til vandløb

kan være problematisk ift. overholdelse af korttidskravet for

zink.

ISBN: 978-87-7156-422-8

ISSN: 2244-9981