Te badania doktoranckie, będące częścią finansowanego przez UE projektu Projekt SOILPROM, ma na celu lepsze zrozumienie, w jaki sposób poziomy pestycydów zmieniają się w czasie i rozprzestrzeniają się z powierzchni ziemi do wód gruntowych. Głównym celem jest poprawa sposobu ustalania dolnej granicy w modelach gleby, co jest ważne dla dokładnych prognoz. Modele te opierają się na wiedzy o tym, gdzie znajduje się zwierciadło wód gruntowych - ale w wielu częściach Europy brakuje tych informacji lub są one niejasne.

Cele i metodologia

Badanie będzie wykorzystywać połączony model gleby i wód gruntowych aby zbadać, w jaki sposób różne procesy podziemne wpływają na poziomy pestycydów w wodach gruntowych w czasie i przestrzeni. Procesy te obejmują ruch wody, rozprzestrzenianie się i rozkład zanieczyszczeń oraz ich rozcieńczanie. Badania obejmą również wpływ rodzajów gleby, zachowania wód gruntowych, wzorców pogodowych, zmian w użytkowaniu gruntów oraz sposobu stosowania pestycydów.

Przypadek użycia Zwischenscholle Aquifer - Jülich, Niemcy

Badanie koncentruje się na Warstwa wodonośna Zwischenscholle w pobliżu Jülich w Niemczech. Ta warstwa wodonośna składa się z piaszczystych i żwirowych warstw pochodzących z rzek Ren i Moza, osadzonych na wodoodpornej warstwie gliny zwanej gliną Reuver. Wody gruntowe płyną z południowego wschodu na północny zachód, z łagodnym nachyleniem. Tereny powyżej są w większości wykorzystywane do celów rolniczych i leśnych. Powszechne uprawy obejmują buraki cukrowe i pszenicę ozimą, z mniejszymi ilościami ziemniaków, owsa i kukurydzy. Ponieważ lustro wody jest płytkie, a rolnictwo intensywne, obszar ten jest bardzo podatny na zanieczyszczenie pestycydami. W rzeczywistości wiadomo, że warstwa wodonośna jest zanieczyszczona atrazyną, szeroko stosowanym środkiem chwastobójczym.

Implikacje dla zrównoważonego zarządzania gruntami

Wyniki tego projektu mogą pomóc w poprawie sposobu zarządzania gruntami, zwłaszcza na obszarach, gdzie wody gruntowe są zagrożone stosowaniem pestycydów. Wykorzystując zaawansowane modele i szczegółowe symulacje, badania mają na celu opracowanie lepszych polityk i praktyk w celu ochrony zasobów wodnych.
Koncentrując się na modelowaniu w różnych skalach i wykorzystując zaawansowane dane dotyczące wody, badanie to odpowiada na ważne pytania naukowe i wspiera szersze cele projektu SOILPROM - promowanie zrównoważonego użytkowania gruntów i wody w całej Europie.

Autorzy

Ali Sadrzadeh jest doktorem w Instytucie Agrosfery (IBG-3) Forschungszentrum Jülich w Niemczech. Uzyskał wspólny tytuł magistra Erasmus Mundus w dziedzinie wód gruntowych i zmian globalnych - skutki i adaptacja (GroundwatCH) w Instituto Superior Técnico (Portugalia), IHE Delft (Holandia) i TU Dresden (Niemcy). Obecnie uczestniczy w projekcie SOILPROM, w którym koncentruje się na symulacji przepływu wody i transportu pestycydów w strefach nienasyconych i nasyconych przy użyciu podejścia do modelowania gleby i wód gruntowych.

Prof. dr Jan Vanderborght jest dyrektorem Instytutu Agrosfery (IBG-3) w Forschungszentrum Jülich w Niemczech. Pracuje również jako profesor na Wydziale Inżynierii Biosfery KU Leuven. Jego badania koncentrują się na transporcie substancji rozpuszczonych w glebie, losie pestycydów, hydrogeofizyce, parowaniu gleby i pobieraniu przez rośliny wody, składników odżywczych i pestycydów. W uznaniu jego zasług w 2024 r. został mianowany członkiem Soil Science Society of America (SSSA).

Dr Lutz Weihermüller jest starszym badaczem specjalizującym się w fizyce gleby w Instytucie Agrosfery (IBG-3) w Forschungszentrum Jülich w Niemczech. Jest odpowiedzialny za laboratoria fizyczne gleby w IBG-3, koncentrując się na określaniu właściwości hydraulicznych gleby. Jego badania obejmują fizykę gleby, modelowanie numeryczne, hydrogeofizykę, rotację węgla i los zanieczyszczeń organicznych. Dr Weihermüller jest również koordynatorem Międzynarodowego Konsorcjum Modelowania Gleb (ISMC).