Resultater og diskussion
Resultaterne (Tabel 16.4 og Fig. 16.3) viste, at cypermethrin (6,25 µg/L) havde den højeste gennemsnitlige restkoncentration i overfladevand i floden Kuywa i den første prøveudtagningsperiode (kraftig regn) efterfulgt af diuron (1,75 µg/L). Generelt blev alle de analyserede restkoncentrationer påvist i alle vandprøver, der blev udtaget i begge prøveudtagningsperioder. Der blev påvist flere pesticidrester (undtagen aldrin, alachlor og lindan) i den første prøveudtagningsperiode sammenlignet med dem, der blev påvist i den anden prøveudtagningsperiode i den tørre årstid. Dette kan tilskrives afstrømning af restkoncentrationer fra de udeproducerende landbrugere og fra Nucleus Estate-farme til floden under kraftige regnskyl.
Tabel 16.4. Koncentrationer (µg/g tørvægt) af pesticidrester i jordprøver (gennemsnit og standardafvigelse) taget under den første prøveudtagning (kraftige regnskyl) fra forsøgsmarker, der har ligget brak i forskellige tidsrum
| Pesticid | 3 måneder | 5 måneder | 12 måneder | 18 måneder | 24 måneder | 60 måneder | 96 måneder | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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±0,20 | 1,44±0,20 | 1,44±0,20 | 0,74±0,01 | |||||||
| Dieldrin | .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±0,18 | 0,31±0,18 | 0,31±0,18 | 1,21±0,58 | 0,84±0,18 |
| DDT | 1.83±0.78 | 1.13±0.17 | 0.56±0.25 | 1.30±0.13 | 0.60±0.48 | 0.35±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±0,16 | 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±0,00 | 0,28±0,00 | 0,28±0,00 | 0,81±0,00 | 1,81±0,00 | 0,27±0,24 | 0,84±0,04 | 0,44±0,11 |
| Alachlor | 1,34±0,27 | 0,71±0,18 | 1,77±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±0,10 | 0,46±0,00 | 0,68±0,10 | 0,68±0,08 | 0,68±0,10 | 0,74±0,38 | 0,68±0,13 | 0,42±0,05 | 0,39±0,28 | 0,26±0,07 |
| Lindan | og | 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±0.07 | 0.31±0.00 | nd |
Note: nd: ikke påvist; alle gennemsnit og standardafvigelser korrigeret til to decimaler.
Figur 16.3. Gennemsnitskoncentrationer og variationer mellem de to prøveudtagningstidspunkter og mellem sediment (µg/g tørvægt) og vand (µg/L). P1=vandprøver (første prøveudtagning); P2=vandprøver (anden prøveudtagning); SP1=sedimentprøver (første prøveudtagning); SP2=sedimentprøver (anden prøveudtagning); første prøveudtagning=august 2008 (kraftige regnskyl); anden prøveudtagning:
Alle de analyserede herbicider undtagen hexazinon er relativt meget hydrofobiske og har vandopløseligheder (mg/L) på mellem 33 (atrazin) og 33 000 (hexazinon) og Koc-værdier (m3/kg) på mellem 25 (2,4-d) og 480 (diuron). I denne periode blev vandprøverne ikke filtreret før ekstraktion og analyse, og derfor omfattede de påviste restkoncentrationer både opløseligt og bundet partikulært materiale, hvilket førte til høje koncentrationer under regnvejr, som det fremgår af resultaterne. Anvendelsen af pesticider, især herbicider, i regntiden, hvor plantningsaktiviteterne også begynder i de ydre dyrkningsafdelinger og på Nucleus Estate-farmene, og den efterfølgende afsmitning til vandmiljøet kan forklare de højere restkoncentrationer i vand- og sedimentprøver, der er taget i denne periode. Dette udgør en betydelig risiko for mennesker og kvæg, der bruger Kuywa-floden som drikkevand, især i perioder med kraftig regn, hvor flere partikulært bundne restkoncentrationer udvaskes direkte eller gennem kanalerne i floden.
Der blev påvist betydelige restkoncentrationer af organoklorinsekticider, herunder aldrin, p,p′-DDT og endrin, i vand og sediment, hvilket kunne tyde på mulig ulovlig anvendelse i underafvandingsområdet (Wandiga, 2001) og/eller deres persistens fra tidligere anvendelser, før de blev forbudt i 1997 (Wandiga et al, 2002; Lalah et al., 2003). Der blev påvist højere koncentrationer af restkoncentrationer med undtagelse af p,p′-DDT, cypermethrin, diuron og lindan i flodsedimentet sammenlignet med dem, der blev påvist i vandsøjlen, og dette er forventeligt for organoklorholdige pesticidrester i ethvert vand/sedimentsystem på grund af deres hydrofobicitet (Crawford, 2003). Undtagelserne var koncentrationerne af cypermethrin og diuron, som var højere i vandsøjlen end i sedimentet, muligvis på grund af nylig anvendelse inden prøvetagningen.
Variationerne i koncentrationerne mellem de to prøvetagningsperioder og mellem vand og sediment er vist i fig. 16.3. Generelt var koncentrationerne af restkoncentrationer i vand højere end EU’s drikkevandsgrænser på 0,5 µg/L for individuelle pesticider og 1,0 µg/L for samlede pesticidkoncentrationer og tilsvarende niveauer, som er blevet rapporteret i andre tropiske landbrugsdeloplandøkosystemer (US-EPA, 1992; Mansingh og Wilson, 1995). Dette viser, at vandet i Kuywa-floden var forurenet med forskellige pesticidrester som f.eks. dieldrin, p,p′-DDT, cypermethrin, endrin, alachlor, diuron og hexazinon under kraftige regnskyl og med aldrin, dieldrin og cypermethrin under lette regnskyl. Restkoncentrationerne i sedimentet var højere end i vandsøjlen under kraftige regnskyl, og de anslåede koncentrationsfaktorer for restkoncentrationer i sedimentet varierede fra 1800 til 4300 (for organoklorinsekticider) og fra 750 til 4700 (for herbicider). Koncentrationsfaktorerne i sedimentet under de lette regnskyl varierede fra 1100 til 4500 (organokloriner) og fra 240 til 74 000 (herbicider). Disse koncentrationsfaktorer blev anslået ved at dividere (koncentrationen i sediment (µg/kg)) med (koncentrationen i vand (µg/L)) på det samme prøveudtagningssted og ved at antage, at en masse på 1 L vand omtrent svarer til massen af 1 kg sediment.
Forsekomsten af lindan og aldrin i forskellige kompartmenter i dette delafvandingsområde kan forklares ved deres lovbestemte specifikke anvendelse til henholdsvis frøbejdsning (fra undersøgelsesdataene) og termitbekæmpelse (Anonym, 2006). Lindanforurening i sedimentet i Victoriasøen er tidligere blevet rapporteret (Keng’ara et al., 2004). Sedimentprøverne viste højere koncentrationer af restkoncentrationer i den første prøveudtagning i regntiden end i den anden tørre sæson, hvilket enten skyldes en kraftig udvaskning af pesticidrester fra Nucleus Estate og de eksterne landbrug ud i floden som følge af kraftige regnskyl eller reducerede pesticidniveauer i de braklagte forsøgsmarker i løbet af de 4 måneder, der gik mellem de to prøveudtagninger. Et lignende sæsonbestemt mønster blev rapporteret i sedimenter fra flodmundingsområder i et delopland med lignende intensiv pesticidanvendelse i andre tropiske lande (Mansingh og Wilson, 1995). En sammenligning af de restkoncentrationer, der er opnået i denne undersøgelse, med disse forurenede miljøer viser, at Nzoia-sukkerrørsunderoplandet er relativt mere forurenet med sedimentkoncentrationer af organiske klorstoffer (dieldrin, endosulfan og p,p′-DDT), der er henholdsvis ca. 4, 10 og 20 gange højere (Mansingh og Wilson, 1995). Især de høje koncentrationer af herbicider, der er påvist i vand og sediment i Kuywa-floden, tyder på en potentiel trussel mod økologien i dette delafvandingsområde, som det også er blevet rapporteret i andre undersøgelser af herbicider (Kreuger, 1998; De-Snoo og van-der-Poll, 1999; Schulz og Liess, 1999; Ewald og Aebisher, 2000; Bach et al, 2001; Muller et al., 2002; SETAC, 2003; Berenzen et al., 2005).
De pesticidkoncentrationsdata, der er opnået for jordprøverne fra de forsøgsarealer, der blev bragt i brak, blev anvendt til at estimere halveringstiden for de forskellige påviste pesticider i jorden. Dette blev gjort ved at antage første ordens kinetik og plotte lineære plotter af ln (koncentration af pesticid i jorden) mod (tid siden sidste pesticidudbringning) og den anslåede halveringstid for hvert pesticid beregnet ved hjælp af formlen: 0,693/k (hvor k er gradienten af regressionslinjen). Nogle af de anslåede halveringstider i jorden var for lange, fra 0,71 til 58 år, hvilket sandsynligvis var påvirket af flere faktorer såsom uensartethed i prøverne og vækst af et tæt vegetationsdække på de braklagte gårde, som ville reducere forflygtigelseshastigheden.