Výsledky a diskuse
Výsledky (tab. 16.4 a obr. 16.3) ukázaly, že nejvyšší průměrnou koncentraci reziduí v povrchové vodě řeky Kuywa měl cypermethrin (6,25 µg/l) během prvního období odběru vzorků (přívalové deště), následovaný diuronem (1,75 µg/l). Obecně byla všechna analyzovaná rezidua zjištěna ve všech vzorcích vody odebraných v obou vzorkovacích obdobích. Více reziduí pesticidů (kromě aldrinu, alachloru a lindanu) bylo zjištěno během prvního období odběru vzorků ve srovnání s rezidui zjištěnými ve druhém období odběru vzorků v sušším období. To by mohlo být přičítáno splachům reziduí z pěstitelských farem a z farem Nucleus Estate do řeky během silných dešťů.
Tabulka 16.4. Koncentrace (µg/g sušiny) reziduí pesticidů v půdních vzorcích (průměr a směrodatná odchylka) odebraných při prvním odběru vzorků (přívalové deště) z pokusných pozemků ponechaných různou dobu ladem
| Pesticidy | 3 měsíce | 5 měsíců | 12 měsíců | 18 měsíců | 24 měsíců | 60 měsíců | 96 měsíců |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aldrin | 0.98±0,65 | 0,54±0,11 | 0,58±0,01 | 1,83±0,67 | 1,68±0,20 | 0,89±0,90 | 0,74±0,01 |
| Dieldrin | 1,44±0.34 | 0.99±0.04 | 0.65±0.39 | 0.37±0.16 | 1.29±0.47 | 0.97±0.07 | 0.52±0.24 |
| Endosulfan | 1,18±0,70 | nd | 0,46±0,26 | 0,49±0,37 | 1,21±0,58 | 0,84±0,18 | 0,31±0.16 |
| DDT | 1,83±0,78 | 1,13±0,17 | 0,56±0,25 | 1,30±0,13 | 0,60±0,48 | 0,35±0.19 | 0,70±0,40 |
| Cypermethrin | 3,13±0,78 | 1,12±0,28 | 0,61±0,16 | 2,315±0,23 | 0,56±0.01 | 0,38±0,02 | 1,81±0,00 |
| Endrin | 0,91±0,77 | 0,45±0,00 | 0,44±0,16 | 0,28±0.11 | 0,27±0,24 | 0,84±0,04 | 0,44±0,11 |
| Alachlor | 1,34±0,27 | 0,71±0,18 | 1,77±0.62 | 0,95±0,08 | 0,68±0,10 | 0,59±0,00 | 0,58±0,33 |
| Diuron | 1,16±0,10 | 0,46±0.03 | 0,74±0,38 | 0,68±0,13 | 0,42±0,05 | 0,39±0,28 | 0,26±0,07 |
| Lindan | nd | 4.38±0,10 | nd | 1,38±0,04 | nd | 0,05±0,01 | nd |
| Atrazin | nd | 1.14±0,04 | 0,42±0,03 | nd | 0,25±0,03 | 0,08±0,00 | nd |
| Hexazinon | 8.25±0,13 | 4,49±0,10 | 2,88±0,09 | 1,46±0,07 | nd | 0,31±0.00 | nd |
Poznámka: nd: nezjištěno; všechny střední hodnoty a směrodatné odchylky opraveny na dvě desetinná místa.
Obrázek 16.3. Průměrné koncentrace a odchylky mezi dvěma časy odběru vzorků a mezi sedimentem (µg/g sušiny) a vodou (µg/l). P1=vzorky vody (první odběr); P2=vzorky vody (druhý odběr); SP1=vzorky sedimentu (první odběr); SP2=vzorky sedimentu (druhý odběr); první odběr=srpen 2008 (silné deště); druhý odběr:
Všechny analyzované herbicidy kromě hexazinonu jsou relativně velmi hydrofobní a mají rozpustnost ve vodě (mg/l) od 33 (atrazin) do 33 000 (hexazinon) a hodnoty Koc (m3/kg) od 25 (2,4-d) do 480 (diuron). V tomto období nebyly vzorky vody před extrakcí a analýzou filtrovány, a proto zjištěná rezidua zahrnovala jak rozpustné, tak vázané částice, což vedlo k vysokým koncentracím během dešťů, jak ukazují výsledky. Aplikace pesticidů, zejména herbicidů, v období dešťů, kdy začínají pěstitelské činnosti i v úsecích pěstitelů a na farmách Nucleus Estate, a jejich následné vyplavování do vodního prostředí by mohlo vysvětlit jejich vyšší obsah reziduí ve vzorcích vody a sedimentů odebraných v tomto období. To představuje významné riziko pro lidi a dobytek, kteří využívají řeku Kuywa jako zdroj pitné vody, zejména v období silných dešťů, kdy se více reziduí vázaných na částice vyplavuje do řeky přímo nebo prostřednictvím kanálů.
Ve vodě a sedimentech byla zjištěna značná množství reziduí organochlorových insekticidů včetně aldrinu, p,p′-DDT a endrinu, což by mohlo naznačovat jejich možné nezákonné používání v dílčím povodí (Wandiga, 2001) a/nebo jejich přetrvávání z předchozích aplikací před jejich zákazem v roce 1997 (Wandiga et al..), 2002; Lalah et al., 2003). V říčním sedimentu byly zjištěny vyšší koncentrace reziduí s výjimkou p,p′-DDT, cypermethrinu, diuronu a lindanu ve srovnání s rezidui zjištěnými ve vodním sloupci, což se očekává u chování reziduí organochlorových pesticidů v jakémkoli systému voda/sediment vzhledem k jejich hydrofobicitě (Crawford, 2003). Výjimkou byly koncentrace cypermethrinu a diuronu, které byly vyšší ve vodním sloupci než v sedimentu, pravděpodobně v důsledku nedávné aplikace před odběrem vzorků.
Rozdíly v koncentracích mezi oběma obdobími odběru vzorků a mezi vodou a sedimentem jsou uvedeny na obr. 16.3. Obecně byly koncentrace reziduí ve vodě vyšší než limity EU pro pitnou vodu 0,5 µg/l pro jednotlivé pesticidy a 1,0 µg/l pro celkové koncentrace pesticidů a odpovídající úrovně, které byly zaznamenány v jiných tropických zemědělských ekosystémech podpovodí (US-EPA, 1992; Mansingh a Wilson, 1995). Z toho vyplývá, že voda v řece Kuywa byla kontaminována rezidui různých pesticidů, jako jsou dieldrin, p,p′-DDT, cypermethrin, endrin, alachlor, diuron a hexazinon během silných dešťů a aldrin, dieldrin a cypermethrin během slabých dešťů. Koncentrace reziduí v sedimentu byly vyšší než ve vodním sloupci během silných dešťů, přičemž odhadované koncentrační faktory reziduí v sedimentu se pohybovaly od 1800 do 4300 (pro organochlorové insekticidy) a od 750 do 4700 (pro herbicidy). Koncentrační faktory v sedimentu během slabých dešťů se pohybovaly od 1100 do 4500 (organochlorové látky) a od 240 do 74 000 (herbicidy). Tyto koncentrační faktory byly odhadnuty vydělením (koncentrace v sedimentu (µg/kg)) (koncentrací ve vodě (µg/l)) ve stejném místě odběru vzorků a za předpokladu, že hmotnost 1 l vody přibližně odpovídá hmotnosti 1 kg sedimentu.
Přítomnost lindanu a aldrinu v různých složkách v tomto dílčím povodí lze vysvětlit jejich legálním specifickým použitím při moření osiva (z údajů z průzkumu), resp. při hubení termitů (Anonym, 2006). Kontaminace lindanem v sedimentech Viktoriina jezera byla zaznamenána již dříve (Keng’ara et al., 2004). Vzorky sedimentu vykazovaly vyšší koncentrace reziduí při odběru vzorků v prvním období dešťů než během druhého suššího období, a to buď v důsledku silného vyplavení reziduí pesticidů z Nucleus Estate a z farem pěstitelů do řeky v důsledku silných dešťů, nebo snížením obsahu pesticidů na úhorových experimentálních polních pozemcích během čtyřměsíčního intervalu mezi oběma odběry. Podobný sezónní vzorec byl zaznamenán v sedimentech z ústí řek v zemědělském povodí s podobně intenzivním používáním pesticidů v jiných tropických zemích (Mansingh a Wilson, 1995). Srovnání koncentrací reziduí získaných v této studii s těmito kontaminovanými prostředími ukazuje, že dílčí povodí v zóně cukrové třtiny Nzoia je relativně více kontaminováno, přičemž koncentrace organochlorových látek v sedimentech (dieldrin, endosulfan a p,p′-DDT) jsou přibližně 4krát, 10krát a 20krát vyšší (Mansingh a Wilson, 1995). Zejména vysoké koncentrace herbicidů zjištěné ve vodě a sedimentu v řece Kuywa naznačují potenciální ohrožení ekologie tohoto dílčího povodí, jak bylo uvedeno v jiných studiích o herbicidech (Kreuger, 1998; De-Snoo a van-der-Poll, 1999; Schulz a Liess, 1999; Ewald a Aebisher, 2000; Bach et al., 2001; Muller et al., 2002; SETAC, 2003; Berenzen et al., 2005).
Údaje o koncentraci pesticidů získané pro půdní vzorky z pokusných úhorů byly použity k odhadu poločasů rozpadu jednotlivých zjištěných pesticidů v půdě. To bylo provedeno za předpokladu kinetiky prvního řádu a vynesením lineárních grafů ln (koncentrace pesticidu v půdě) versus (doba od poslední aplikace pesticidu) a odhadovaného poločasu rozpadu pro každý pesticid vypočteného podle vzorce: 0,693/k (kde k je sklon regresní přímky). Některé z odhadovaných poločasů rozpadu půdy byly příliš dlouhé a pohybovaly se v rozmezí od 0,71 do 58 let, což bylo pravděpodobně ovlivněno několika faktory, jako je nerovnoměrnost vzorků a růst hustého vegetačního krytu na úhorových farmách, který by snižoval rychlost odpařování
.