VERTIBAC stanowisko bioremediacyjne do

10. Konferencja „Racjonalna Technika Ochrony Roślin”
Poznań, 14-15 listopada 2012
Greg Doruchowski
Artur Miszczak
Waldemar Swiechowski
Ryszard Holownicki
Artur Godyn
Zakład Agroinżynierii
Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach
Zewnętrzne mycie opryskiwacza
Ciekłe pozostałości
Skażenia miejscowe
Udział pestycydów w wodzie
5 zlewni w Hesji (Niemcy)
ze skażeń rozproszonych
ze skażeń miejscowych
33
23
35
25
5
67
77
65
75
95
50 km²
25km²
Pow. zlewni 1900 km²
H-G Frede (Univ.Giessen)
TOPPS Forum, Germany, Oct 2006
20km²
7 km²
Zagospodarowanie ciekłych pozostałości
Kodeks DPOOR
Zagospodarowanie pozostałości
Dyrektywa EU 2009/128 o zrównoważonym stosowaniu pestycydów
Art. 13
Postępowanie z pestycydami i przechowywanie ich
oraz przetwarzanie ich opakowań i pozostałości
KRAJOWY PLAN DZIAŁANIA
Działanie 8 – Zadanie 6:
promowaniem systemów bioremediacji służących do neutralizacji
środków ochrony roślin w gospodarstwach
(np. BIOBED)
Zagospodarowanie pozostałości
Rozporządzenie MRiRW w sprawie sposobu postępowania przy
stosowaniu i przechowywaniu środków ochrony roślin
§ 4 Resztki cieczy użytkowej po zabiegu należy:
1) zużyć po uprzednim rozcieńczeniu (…)
2) unieszkodliwić z wykorzystaniem rozwiązań technicznych
zapewniających biologiczną degradację substancji czynnych środków
ochrony roślin
3) unieszkodliwić w sposób inny (…), zgodny z przepisami o odpadach
Bioremediacja
Cel
Opracowanie i ocena systemu bioremediacji
 wg koncepcji BIOBED
 dla małych gospodarstw (produkcja ogrodnicza)
 do stosowania w klimacie umiarkowanym
Założenia
•
zamknięty obieg pozostałości – szczelność układu
•
zwarta konstrukcja
•
mobilność (łatwe przemieszczanie)
•
odporność na mróz
•
niskie koszty
Bioremediacja
PHYTOBAC
Bioremediacja
PHYTOBAC
VERTIBAC
Biomix Tank
Buffer Tank
16 kwietnia 2012
VERTIBAC
16 kwietnia 2012
VERTIBAC
Drenaż
ŻWIR
Spowolnienie
przesiąkania
WŁÓKNINA
Substrat
SŁOMA 50%
TORF 25%
GLEBA 25%
Nasączanie
184 l
Pojemność
polowa
VERTIBAC
Zbiornik z substratem
Zbiornik buforowy
Mycie opryskiwacza
Zbiornik pośredni do zbierania
ciekłych pozostałości
Mycie opryskiwacza
Metoda
ISO 22368-2:2004
Sprzęt ochrony roślin– Metody oceny systemów myjących
– Część 2: Zewnętrzne mycie opryskiwaczy
•
skażenie opryskiwacza podczas pracy – zn. BSF
•
mycie zewnętrzne
•
płukanie stanowiska do mycia
•
gruntowne mycie opryskiwacza i stanowiska
•
pomiar objętości i koncentracji popłuczyn
Mycie opryskiwacza
Wyniki
Metoda mycia
Objętość zużytej wody [l]
Opryskiwacz
Basen
RAZEM
NISKIE ciśnienie
10 bar
17
10
27
5’
3’
8’
WYSOKIE ciśnienie
150 bar
17
10
27
2’
1’ 15”
3’ 15”
spłukany % stosowanej dawki
Opryskiwacz
Basen
RAZEM
0,46
0,09
0,55
0,71
0,07
0,78
Mycie zasadnicze
Ciecz użytk. Opryskiwacz Basen
Mycie gruntowne
Opryskiwacz
Basen
VERTIBAC
Substrat
Wsad substancji
Zbiornik buforowy
1% zastosowanej dawki w 27 l wody
symulacja zagospodarowania ciekłych pozostałości po opryskaniu 5 ha sadu i zewnętrznym umyciu opryskiwacza
INSEKTYCYDY
deltametryna tiachlopryd propargit pirimikarb
FUNGICYDY
trifloksystrobina (2x) cyprodinil difenokonazol (2x)
20
APR
1
MAY
10
MAY
20
MAY
1
JUN
10
JUN
20
JUN
1
JUL
10
JUL
pirimetanil
20
JUL
1
AUG
10
AUG
20
AUG
1
SEP
10
SEP
20
SEP
8 substancji w 10 zabiegach od MAJA do WRZEŚNIA 2012
1
OCT
VERTIBAC
Substrat
Koncentracja substancji
Rozkład fungicydów w substracie VERTIBAC
140
trifloxystrobin-INPUT
Trifloksystrobina
– WSAD
Cyprodinil – WSAD
cyprodinil-INPUT
difenoconazole-INPUT
Difenokonazol – WSAD
pirimetanil-INPUT
Pirimetanil
– WSAD
trifloxystrobin-RESIDUE
Trifloksystrobina
– POZOST.
cyprodinil-RESIDUE
Cyprodinil – POZOST.
difenoconazole-RESIDUE
Difenokonazol – POZOST.
pirimetanil-RESIDUE
Pirimetanil
– POZOST.
Koncentracja [mg/kg]
120
100
80
60
40
20
0
20
APR
KW
1
MAY
10
MAY
MAJ
20
MAY
1
10
20
JUNC Z E JUN
JUN
RWIEC
1
JUL
10
JUL
LIPIEC
20
JUL
1
10
20
AUGS I E R
AUG
AUG
PIEŃ
1
SEP
10
20
SEP
SEP
WRZESIEŃ
1
OCT
PAZ
9 dni
33 dni
127 dni
148 dni
VERTIBAC
Substrat
Koncentracja substancji
Rozkład insektycydów w substracie VERTIBAC
45
40
Deltametryna – WSAD
deltamethrin-INPUT
Tiachlopryd
– WSAD
thiacloprid-INPUT
deltamethrin-RESIDUE
Deltametryna – POZOST.
Tiachlopryd
– POZOST.
thiacloprid-RESIDUE
Koncentracja [mg/kg]
35
30
25
20
15
10
5
0
20
APR
KW
1
MAY
10
MAY
MAJ
20
MAY
1
JUN
10
JUN
20
JUN
CZERWIEC
1
JUL
10
JUL
LIPIEC
20
JUL
1
AUG
10
AUG
SIERPIEŃ
20
AUG
1
SEP
10
SEP
20
SEP
WRZESIEŃ
1
OCT
PAZ
133 dni
153 dni
VERTIBAC
Substrat
Koncentracja substancji
Rozkład insektycydów w substracie VERTIBAC
Koncentracja [mg/kg]
200
180
Propargit – WSAD
propargite-INPUT
Pirimikarb – WSAD
pirimicarb-INPUT
160
propargite-RESIDUE
Propargit – POZOST.
pirimicarb-RESIDUE
Pirimikarb – POZOST.
140
120
100
80
60
40
20
0
20
APR
KW
1
MAY
10
MAY
MAJ
20
MAY
1
JUN
10
JUN
20
JUN
CZERWIEC
1
JUL
10
JUL
LIPIEC
20
JUL
1
AUG
10
AUG
SIERPIEŃ
20
AUG
1
SEP
10
SEP
20
SEP
WRZESIEŃ
1
OCT
PAZ
99 dni
111 dni
VERTIBAC
Substrat
Efektywność biodegradacji
Substancja
Liczba
zabiegów
Łączny wsad
[mg/kg]
Koncentracja
[mg/kg]
Dni po ostatnim
zabiegu
Trifloksystrobina
2
34,78
4,29
9
Cyprodinil
1
21,74
0,42
Difenokonazol
2
34,78
Pirimetanil
1
Deltametryna
Efektywność
[%]
(15-41)*
87,7
148
(103-135)**
98,1
0,94
127
(68-879)*
97,3
130,44
2,47
33
(82-180)*
98,1
1
43,48
0,14
153
(58-117)**
99,7
Tiachlopryd
1
17,39
n.s.
133
(31-91)*
Propargit
1
173,91
21,6
111
(149-468)*
87,6
Pirimikarb
1
65,22
4,08
99
(22-190)*
93,7
* DT90 – dossier UE – badania polowe
** DT90 – dossier UE – badania laboratoryjne
100,0
VERTIBAC
01 czerwca 2012
Podczas sezonu
15 siepnia 2012
01 października 2012
VERTIBAC
Substrat
Odparowanie wody
Odparowanie wody z substratu VERTIBAC podczas sezonu
Temperaturea
Promieniowanie
Ewapotranspiracja referencyjna (ETo)
Ewapotranspiracja z VERTIBAC
300
25
250
20
200
15
150
10
10
100
5
5
50
0
0
0
20
APR
KW
1
MAY
10
MAY
M
AJ
20
MAY
1
10
20
JUNC Z EJUN
R W I E CJUN
1
10
JUL L I PJUL
IEC
20
JUL
1
10
20
AUGS I EAUG
R P I E ŃAUG
1
10
20
SEPW R ZSEP
E S I E ŃSEP
1
POCT
AZ
Promieniowanie słoneczne [W/m2]
Ewapotranspiracja [mm]
Temperatura [°C ]
30
VERTIBAC
Substrat
Odparowanie wody
Zbiornik buforowy
Odparowanie wody ze stanowiska VERTIBAC
Ewapotranspiracja / Ewaporacja [mm[
Dzienne odparowanie wody [dm3]
10
9
Ewapotranspiracja referencyjna - ETo
8
Ewapotranspiracja z substratu VERTIBAC - ETv
Ewaporacja ze zb. buforowego VERTIBAC - Ev
7
Łączne odparowanie wody z VERTIBAC (ET v + E v)
6
5
4
3
2
1
0
MAJ
CZERWIEC
LIPIEC
Razem Maj-Wrz 2012
Substrat
640 l
Zb. Bufor.
230 l
870 l
Nasączanie 184 l
RAZEM
1054 l
SIERPIEŃ
WRZESIEŃ
WNIOSKI
FAKTY:
• prosta konstrukcja – dostępne materiały
• kompaktowa budowa
• łatwość obsługi
• efektywna degradacja substancji
• bardzo efektywne odparowanie wody
• mobilność
PYTANIA:
• efektywność degradacji herbicydów (?)
• odporność na mróz (?) – aktywność mikrobiologiczna (?)
• metabolity (?)
• okres używalności substratu (?)
Podziękowania
Program Wieloletni „Rozwój zrównoważonych metod produkcji ogrodniczej w celu
zapewnienia wysokiej jakości biologicznej i odżywczej produktów ogrodniczych oraz
zachowania bioróżnorodności środowiska i ochrony jego zasobów”
Zadanie nr 1.3 „Opracowanie metod neutralizacji pozostałości środków ochrony roślin
w opakowaniach i w opryskiwaczach”
finansowany przez Ministerstwo Rolnictwa i Rozwoju Wsi.
,
realizowany w Instytucie Ogrodnictwa w Skierniewicach
dziękuję