Micro-simulation as a tool to assess policy concerning non-point source pollution: the case of ammonia in Dutch agriculture

Non-point source pollution is notoriously difficult to asses. A relevant example is ammonia emissions in the Netherlands. Since the mid 1980s the Dutch government has sought to reduce emissions through a wide variety of measures, the effect of which in turn is monitored using modeling techniques. This paper presents the current generation of mineral emission models from agriculture based on micro-simulation of farms in combination with a spatial equilibrium model for the dispersion of manure from excess regions with high livestock intensities within the country to areas with low livestock intensitie

Schatting van denitrificatie in grasland volgens verschillende methoden; vergelijking van methoden voor een droog en nat perceel van proefbedrijf "De Marke"

Het meten van stikstofverliezen zoals nitraatuitspoeling en denitrificatie onder veld¬omstandigheden is lastig en duur. Deze studie vergelijkt verschillende methoden om de totale hoeveelheid denitrificatie te bepalen voor een relatief nat en een droog graslandperceel op zand. Ter ondersteuning zijn tijdens het uitspoelseizoen 2004-2005 diverse metingen uitgevoerd op beide percelen. De toegepaste methoden zijn de ABC-methode, de ADI-methode, het opstellen van een veldbalans, integratie van denitrificatiemetingen in de tijd, het gebruik van complexe modellen en het toepassen van een eenvoudige rekenregel. Bij de meeste methoden is de hoeveelheid denitrificatie in het natte perceel het hoogst. De verschillen tussen de diverse methoden zijn echter groot. De geschiktste methode om denitrificatie te bepalen is afhankelijk van de beschikbare data en tijd, maar dient wel zo locatiespecifiek mogelijk te zijn

Attenuation of Nitrate from Simulated Agricultural Wastewater Using an Immobilized Anaerobic Biofilm

A number of methods are currently in use for attenuating nitrates from wastewater with varying degrees of efficiency. Bioremediation using bacteria may be an efficient and cost effective method. In an anaerobic bioremediation system, nitrate can replace carbon dioxide as an electron acceptor and aids in nitrate attenuation by assimilatory reduction. The purpose of this study was to investigate nitrate attenuation in a hyperfiltration system using a pure culture of strictly anaerobic, facultative Methanobrevibacter ruminantium bacteria. Filtration experiments were conducted using amalgamated Na- montmorillonite clay-glass beads compacted at 500 psi differential hydraulic pressure with or without a biofilm. A simulated agricultural wastewater of 3.105×10-4 moles/L of NO3- was bioremediated. The use of bacteria in attenuating nitrates offers promising results on a bench-scale

Nitrate isotopes in catchment hydrology: insights, ideas and implications for models

Models that simulate water flow and quality, particularly related to nitrate ions, are commonly used on a catchment-scale. However, tracking nitrate ions is a challenging task due to the intricate processes that affect them, such as phase exchanges, transformations, and interactions with various environmental media. In general, models capable of carrying out all tasks required to simulate water flow and quality at the same time, are rare. Additionally, most available models focus only on specific compartments of the watershed, such as surface water, topsoil, unsaturated zone, or groundwater. Taken together, these two challenges can lead to oversimplified representations of a system’s hydrology, as catchment internal processes become neglected due to missing information (lack of informative measurements, or models not focusing on all watershed compartments). Attempting to combine these models or to couple different watershed compartments results in complex calculations, increased run times, and a large number of parameters to estimate. Artificial Intelligence (AI) models have been massively used in environmental studies but, so far, the majority of them have been tested theoretically and not under real conditions. To overcome these challenges, stable isotope data are often employed to calibrate and validate internal catchment processes of these models. While water stable isotopes (δ18O and δ2H of H2O) have been extensively used in many water flow models, the use of nitrate isotopes (δ15N and δ18O of NO3-) in water quality models remains poorly explored. Nitrate isotopes can help trace the origin of NO3- contamination and disentangle the complex reactions and dynamics that nitrate undergoes during transport. Hence, we propose that incorporating nitrate isotopes into catchment-scale water flow and quality models can substantially enhance the accuracy of these models. This review provides an overview of the current use of catchment hydrological models in predicting flow and fate of solutes. We discuss their limitations and highlight the potential of combining these models with nitrate isotopes. Ultimately, this approach may reduce prediction uncertainties and provide more effective guidance for water management decisions

Protocol gebruiksvoorschriften dierlijke mest, versie 1.0

Het Besluit Gebruik Meststoffen schrijft voor dat dierlijke mest op emissiearme wijze wordt toegediend. Dit Besluit bepaalt daarnaast in welke periode van het jaar dierlijke mest op het land mag worden gebracht. Deze voorschriften hebben tot doel om de emissies van stikstof en fosfaat naar het milieu te beperken. In de laatste jaren zijn producten uit mestverwerking beschikbaar gekomen. Deze nieuwe mestsoorten kunnen afwijkende emissie-eigenschappen hebben, zodat er aanleiding kan zijn om andere eisen te stellen aan de wijze waarop en de periode waarin het product wordt toegediend. Het ministerie van Economische Zaken heeft aan de Commissie van Deskundigen Meststoffenwet (CDM) gevraagd om een protocol op te stellen, dat in staat stelt te beoordelen welk risico de toepassing van mestsoorten, toedieningstechnieken en toedieningstijdstippen heeft op uitspoeling van stikstof en fosfaat naar grond- en oppervlaktewater en op de emissies van ammoniak en lachgas naar de atmosfeer. In dit rapport wordt het protocol beschreven. Met het protocol wordt een oordeel gegeven van het risico op emissies ten opzichte van referentiemeststoffen, -toedieningstijdstippen en - toedieningstechnieken. Met de resultaten van de beoordelingen met dit protocol moet het ministerie een beleidsafweging kunnen maken met betrekking tot gebruiksvoorschriften voor dierlijke mest en producten daarvan

Hydrofysische gegevens van de bodem in de Basisregistratie Ondergrond (BRO) en het Bodemkundig Informatie Systeem (BIS) : Update 2018

Soil Hydro-Physics (SHP) properties are the key properties that determine soil–water interactions. As water is the primary transport medium for dissolved compounds, such as nitrogen, phosphates, pesticides, antibiotics, organicmatter, etc., Therefore SHP-properties are also important for the transport behaviour of these substances. Examplesof these properties are water retention, -(un)saturated hydraulic conductivity, shrinkage and swelling, organic matter content, texture (particle distribution), structure (soil aggregation/pore structure), density and capillary rise.SHP-properties are determinants in research areas related to soil-water conditions: food security (drought andwater damage), agricultural development (precision drainage, irrigation), soil salinisation and sodification(evaporation and capillary rise equilibrium), soil greenhouse gas emissions (N2O, CO2), nature conservation (wet and dry ecosystem types), sustainable land use and healthy soils (function allocation), water quality (nutrients,contaminants, antibiotics, percolation, leaching and run-off to groundwater and surface water), flooding and ponding (dike stability, infiltration, soil water repellency) and infrastructural damage (soil shrinkage). Given the increasing demand for current data of high quality and the fact that existing databases lack sufficient potential for upscaling, this project serves as a means to generate additional high quality data each year. The SHP-properties and related meta information are implemented in the BIS (Bodem Informatie Systeem) and from 2019 will be implemented in the BRO database (Basisregistratie Ondergrond) as well. Currently there are 217 samples linked toprofile descriptions and other meta information in the BIS-database

Macrophytes in drainage ditches : functioning and perspectives for recovery

Sloten zijn overal ter wereld te vinden en vormen een belangrijk onderdeel van het Nederlandse landschap. Ondanks dat het door de mens gemaakte, kunstmatige wateren zijn, kunnen ze een grote diversiteit aan flora en fauna bevatten. Hierdoor dragen ze in belangrijke mate bij aan de biodiversiteit van het agrarisch landschap. Doordat sloten in ecologisch opzicht sterk lijken op afgesloten nevengeulen in rivieruiterwaarden zouden sloten zelfs een vervanger kunnen zijn voor de nevengeulen die op veel plaatsen zijn verdwenen. Verstoringen als eutrofiering en frequent vegetatie verwijderen hebben er echter voor gezorgd dat veel sloten momenteel een monocultuur bevatten van bijvoorbeeld kroos of Smalle waterpest (Elodea nuttallii). Deze monoculturen zorgen voor verslechterde leefomstandigheden voor waterdieren (vissen, amfibieën en ongewervelde dieren) waardoor de totale biodiversiteit van de sloot achteruit gaat. Om achteruitgang van de ecologische kwaliteit te voorkomen of terug te dringen is kennis nodig over de factoren die verantwoordelijk zijn voor het voorkomen van verschillende typen vegetatie. Het onderzoek in dit proefschrift richt zich daarom op het identificeren van condities en mechanismen die de samenstelling en het functioneren van watervegetaties in Nederlandse sloten bepalen, waarbij meer specifiek gekeken is naar de effecten van voedselrijkdom, onderhoud en de aanwezige overlevingsorganen

MAMBO 2.x : design principles, model structure and data use

This report describes MAMBO, the model for calculation of manure and fertilizer distribution based on economic principles. Six key processes regarding animal manure and artificial fertilizer are included in MAMBO: (1) Manure and mineral production on farms; (2) Maximum allowed application of manure on farms within statutory and farm level constraints using micro-simulation and mathematical programming techniques; (3) Manure surplus at farm level (production minus maximum application amount); (4) Manure distribution between farms (spatial equilibrium model); (5) Application of manure and artificial fertilizer within the remaining bounds resulting in soil loads with minerals; (6) emission of ammonia and other pollutants at all stages described above. MAMBO is a complex model that uses large amounts of data, the structure of the model and the data used as well as examples of key model results are included. Finally both design principles and quality control are discussed at length