Leaching of additives from construction materials to urban storm water runoff

Burkhardt, Michael; Zuleeg, Steffen; Vonbank, R.; Schmid, Peter; Hean, Sivotha; Lamani, X.; Bester, Kai; Boller, Markus

doi:10.2166/wst.2011.128

Cited by 101 publications

(98 citation statements)

References 15 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Due to the potential year-round application and the long-term protection purpose of biocides, it is assumed that the stock in the urban settlement is constant over time (Wittmer et al, 2010). The leaching of biocides in urban areas is a complex process and several studies provide quantitative information on loss rates, dynamics and driving factors (Jungnickel et al, 2008;Burkhardt et al, 2008;Wittmer et al, 2011). The process is mainly driven by precipitation that occurs when water flows over the treated surfaces, and it was observed that concentration patterns of urban compounds follow the rainfall pattern more than the river discharge (Wittmer et al, 2010).…”

Section: Substance Transfer For Biocidesmentioning

confidence: 99%

Modelling biocide and herbicide concentrations in catchments of the Rhine basin

Möser

Wemyss

Scheidegger

et al. 2018

Hydrol. Earth Syst. Sci.

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. Impairment of water quality by organic micropollutants such as pesticides, pharmaceuticals or household chemicals is a problem in many catchments worldwide. These chemicals originate from different urban and agricultural usages and are transferred to surface waters from point or diffuse sources by a number of transport pathways. The quantification of this form of pollution in streams is challenging and especially demanding for diffuse pollution due to the high spatio-temporal concentration dynamics, which require large sampling and analytical efforts to obtain representative data on the actual water quality.Models can also be used to predict to what degree streams are affected by these pollutants. However, spatially distributed modelling of water quality is challenging for a number of reasons. Key issues are the lack of such models that incorporate both urban and agricultural sources of organic micropollutants, the large number of parameters to be estimated for many available water quality models, and the difficulty to transfer parameter estimates from calibration sites to areas where predictions are needed.To overcome these difficulties, we used the parsimonious iWaQa model that simulates herbicide transport from agricultural fields and diffuse biocide losses from urban areas (mainly façades and roof materials) and tested its predictive capabilities in the Rhine River basin. The model only requires between one and eight global model parameters per compound that need to be calibrated. Most of the data requirements relate to spatially distributed land use and comprehensive time series of precipitation, air temperature and spatial data on discharge. For larger catchments, routing was explicitly considered by coupling the iWaQa to the AQUASIM model.The model was calibrated with datasets from three different small catchments (0.5-24.6 km 2 ) for three agricultural herbicides (isoproturon, S-metolachlor, terbuthylazine) and two urban biocides (carbendazim, diuron). Subsequently, it was validated for herbicides and biocides in Switzerland for different years on 12 catchments of much larger size (31-35 899 km 2 ) and for herbicides for the entire Rhine basin upstream of the Dutch-German border (160 000 km 2 ) without any modification. For most compound-catchment combinations, the model predictions revealed a satisfactory correlation (median r 2 : 0.5) with the observations. The peak concentrations were mostly predicted within a factor of 2 to 4 (median: 2.1 fold difference for herbicides and 3.2 for biocides respectively). The seasonality of the peak concentration was also well simulated; the predictions of the actual timing of peak concentrations, however, was generally poor.Limited spatio-temporal data, first on the use of the selected pesticides and second on their concentrations in the river network, restrict the possibilities to scrutinize model performance. Nevertheless, the results strongly suggest that input data and model structure are major sources of predictive uncertainty. The latter is for exampl...

show abstract

Section: Substance Transfer For Biocidesmentioning

confidence: 99%

Modelling biocide and herbicide concentrations in catchments of the Rhine basin

Möser

Wemyss

Scheidegger

et al. 2018

Hydrol. Earth Syst. Sci.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The leaching of biocides in urban areas is a complex process and several studies provide quantitative information on loss rates, dynamics and driving factors (Jungnickel et al, 2008;Burkhardt et al, 2008;Wittmer et al, 2011). The process is mainly driven by precipitation when water flows over the treated surfaces and it was observed that concentration patterns of urban compounds follow the rainfall pattern more than the river discharge (Wittmer et al, 2010).…”

Section: Substance Transfer For Biocidesmentioning

confidence: 99%

Modelling biocide and herbicide concentrations in catchments of the Rhine basin

Möser¹,

Wemyss²,

Scheidegger³

et al. 2017

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. Impairment of water quality by organic micropollutants such as pesticides, pharmaceuticals or household 10 chemicals is a problem in many catchments worldwide. These chemicals originate from different urban and agricultural usages and are transferred to surface waters from point or diffuse sources by a number of transport pathways. The quantification of this form of pollution in streams is challenging and especially demanding for diffuse pollution due to the high spatio-temporal concentration dynamics, which requires large sampling and analytical efforts to obtain representative data on the actual water quality. 15 Models can also be used to predict information to which degree streams are affected by these pollutants. However, spatially distributed modeling of water quality is challenging for a number of reasons. Key issues are the lack of such models that incorporate both urban and agricultural sources of organic micropollutants, the large number of parameters to be estimated for many available water quality models, and the difficulty to transfer parameter estimates from calibration sites to areas 20 where predictions are needed.To overcome these difficulties, we used the parsimonious iWaQa model that simulates herbicide transport from agricultural fields and diffuse biocide losses from urban areas (mainly façades and roof materials) and tested its predictive capabilities in the Rhine River basin. The model only requires between one and eight global model parameters per compound that need to 25 be calibrated. Most of the data requirements relate to spatially distributed land use and comprehensive time series of precipitation, air temperature and spatial data on discharge.The model was calibrated with data sets from three different small catchments (0.5 -24.6 km 2 ) for three agricultural herbicides (isoproturon, S-metolachlor, terbuthylazine) and two urban biocides (carbendazim, diuron). Subsequently, it was 30 validated for different years on 12 catchments of much larger size (31 -160'000 km 2 ) without any modification. For most compound-catchment combinations, the model predictions revealed a satisfactory correlation (median r 2 : 0.5) with the observations and the peak concentrations mostly predicted within a factor of two to four (median: 2.1 fold difference for herbicides and 3.2 for biocides respectively). The seasonality of the peak concentration was also well simulated, the predictions of the actual timing of peak concentrations however, was generally poor. 35Limited spatio-temporal data, first on the use of the selected pesticides and second on their concentrations in the river network, restrict the possibilities to scrutinise model performance. Nevertheless, the results strongly suggest that input data and model structure are major sources of predictive uncertainty. The latter is for example seen in background concentrations that are systematically overestimated in certain regions, which is most probably linked to the modelled coupling of 40 background concentrations to land use intensity.H...

show abstract

“…Podczas badań przeprowadzonych w Szwajcarii [5] obserwowano stężenie terbutryny w odpływie z fasad zraszanych wodą opadową. Przy wstępnej zawartości terbutryny wynoszącej 1700 mg•m -2 materiału fasady podczas pierwszego opadu stę-żenie terbutryny w odpływie wynosiło od 100 do 800 μg•l -1 .…”

Section: śRodowiskowe Normy Jakościunclassified

“…Początkowe wartości stężenia cybutryny w odpływie z fasad zraszanych deszczem wyraża się w setkach μg•l -1 , a nawet w mg•l -1 . Po około czterech latach wartości stężenia cybutryny w odpływie są o trzy rzędy niższe [5,6,7,26]. …”

unclassified

Charakterystyka i występowanie cybutryny i terbutryny w wodach i ściekach

Kułakowski¹

2015

ZNPRzBiS

View full text Add to dashboard Cite

CHARAKTERYSTYKA I WYSTĘPOWANIE CYBUTRYNY I TERBUTRYNY W WODACH I ŚCIEKACHW wyniku wdrożenia dyrektywy 2013/39/UE lista substancji priorytetowych uległa rozszerzeniu o 15 nowych związków, w tym biocydy cybutrynę i terbutrynę. Rozszerzony został tym samym zakres substancji, których monitoring musi być obowiązkowo prowadzony przez kraje członkowskie UE. Związki te nie były dotychczas w Polsce objęte zakresem monitoringu wód, stąd uznano za celowe dokonanie przeglądu literaturowego informacji związanych z charakterystyką, zastosowaniem i występowaniem wymienionych substancji w środowisku wodnym w innych krajach. Oba wymienione związki należą do grupy triazyn. Są inhibitorami fotosyntezy. Mimo restrykcji nałożonych na ich stosowanie nadal są wykrywane w środowisku wodnym. Wskazano na przykłady występowania obu związków w wodach powierzchniowych lądowych i w wodach portowych. Zwrócono uwagę na możliwość szerokiego występowania obu związków w Polsce ze względu na ich stosowanie jako dodatków do materiałów elewacji budynków i pokryć dachów.Słowa kluczowe: biocydy, algicydy, herbicydy, środki przeciwporostowe, monitoring wód powierzchniowych. WstępW 2013 r. weszła w życie dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy 2013/39/UE z dnia 12 sierpnia 2013 r., zmieniająca dyrektywy 2000/60/WE oraz 2008/ 105/WE [Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej, L 226/1, 24.8.2013]. Istotnym elementem nowej dyrektywy jest zwiększenie liczby substancji priorytetowych z 33 do 48. Wśród piętnastu nowych substancji priorytetowych są związki o różnorodnym zastosowaniu: substancje zawarte w środkach ochrony roślin, chemikalia przemysłowe, uboczne produkty spalania oraz substancje zawarte w produktach biobójczych (biocydy). Niniejsza praca zawiera omówienie dwóch związków z tej ostatniej grupy: cybutryny (Irgarolu) i terbutryny.1 Przemysław Kułakowski, Politechnika Krakowska, ul. Warszawska 24, tel. 12 6282876, p.kulakowski@vistula.wis.pk.edu.pl 254 P. KułakowskiWymienione związki znalazły się na liście substancji priorytetowych w związku z wymaganiami określonymi w dyrektywie 98/8/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 lutego 1998 r., dotyczącej wprowadzania do obrotu produktów biobójczych. Dyrektywa ta ograniczyła możliwość stosowania niektórych preparatów przeciwporostowych w żegludze, w tym cybutryny. Ograniczenia te dotyczyły przede wszystkim małych jednostek pływających (poniżej 25 m długości). W przypadku większych jednostek możliwe było stosowanie cybutryny do roku 2003. Nie oznacza to jednak całkowitego wyeliminowania tego związku ze środowiska wodnego w Europie ze względu na ruch statków spoza obszaru UE, możliwość jego przenikania do wody z osadów dennych oraz -choć nie ma na ten temat informacji -obrotu Irgarolem poza oficjalnym rynkiem bądź zużywania zapasów.Cybutryna i terbutryna będą zatem objęte monitoringiem wód, podobnie jak pozostałe substancje priorytetowe. Monitoring cybutryny i terbutryny nie był wcześniej w Polsce prowadzony, dlatego celowe jest dokonanie przeglądu zagadnień związanych z charakterystyką, zastosow...

show abstract

Leaching of additives from construction materials to urban storm water runoff

Cited by 101 publications

References 15 publications

Modelling biocide and herbicide concentrations in catchments of the Rhine basin

Modelling biocide and herbicide concentrations in catchments of the Rhine basin

Modelling biocide and herbicide concentrations in catchments of the Rhine basin

Charakterystyka i występowanie cybutryny i terbutryny w wodach i ściekach

Contact Info

Product

Resources

About