Tulokset ja keskustelu
Tulokset (taulukko 16.4 ja kuva 16.3) osoittivat, että sypermetriinillä (6,25 µg/l) oli korkein keskimääräinen jäämäkeskiarvopitoisuus Kuywa-joen pintavedessä ensimmäisellä näytteenottojaksolla (runsaat sateet) ja seuraavaksi korkein jäännöspitoisuus oli diuroni (1,75 µg/l). Yleisesti ottaen kaikkia analysoituja jäämiä havaittiin kaikissa vesinäytteissä, jotka otettiin molempien näytteenottojaksojen aikana. Torjunta-ainejäämiä (aldriiniä, alaklooria ja lindaania lukuun ottamatta) havaittiin enemmän ensimmäisellä näytteenottojaksolla kuin toisella kuivemman kauden näytteenottojaksolla. Tämä saattaa johtua siitä, että ulkopuolisilta viljelijöiltä ja Nucleus Estate -tiloilta peräisin olevat jäämät valuvat jokeen rankkasateiden aikana.
Taulukko 16.4. Torjunta-ainejäämien pitoisuudet (µg/g kuivapainoa) maanäytteissä (keskiarvo ja keskihajonta), jotka otettiin ensimmäisen näytteenoton aikana (rankkasateet) koepeltolohkoilta, jotka jätettiin kesannolle eri ajoiksi
| Torjunta-aineet | 3 kuukautta | 5 kuukautta | 12 kuukautta | 18 kuukautta | 24 kuukautta | 60 kuukautta | 96 kuukautta |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
| Dieldriini | 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 |
| Endosulfaani | 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 |
| Lindane | nd | 4.38±0.10 | nd | 1.38±0.04 | nd | 0.05±0.01 | nd |
| Atratsiini | nd | 1.14±0.04 | 0.42±0.03 | nd | 0.25±0.03 | 0.08±0.00 | nd |
| Heksatsinoni | 8.25±0.13 | 4.49±0.10 | 2.88±0.09 | 1.46±0.07 | nd | 0.31±0.00 | nd |
Huomautus: nd: ei havaittu; kaikki keskiarvot ja keskihajonnat korjattu kahden desimaalin tarkkuudella.
Kuva 16.3. Keskimääräiset pitoisuudet ja vaihtelut kahden näytteenottoajankohdan välillä sekä sedimentin (µg/g kuivapainoa) ja veden (µg/L) välillä. P1=vesinäytteet (ensimmäinen näytteenotto); P2=vesinäytteet (toinen näytteenotto); SP1=sedimenttinäytteet (ensimmäinen näytteenotto); SP2=sedimenttinäytteet (toinen näytteenotto); ensimmäinen näytteenotto=elokuu 2008 (rankkasateet); toinen näytteenotto: Joulukuu 2008 (kevyet sateet); analysoitiin suodattamattomat vesinäytteet.
Kaikki analysoidut rikkakasvien torjunta-aineet heksatsinonia lukuun ottamatta ovat suhteellisen hyvin hydrofobisia, ja niiden vesiliukoisuudet (mg/l) vaihtelevat 33:sta (atratsiini) 33 000:een (heksatsinoni) ja Koc-arvot (m3 /kg) vaihtelevat 25:stä (2,4-d) 480:aan (diuron). Tänä aikana vesinäytteitä ei suodatettu ennen uuttamista ja analysointia, joten havaitut jäämät sisälsivät sekä liukoista että sitoutunutta hiukkasmaista ainetta, mikä johti suuriin pitoisuuksiin sateiden aikana, kuten tulokset osoittavat. Torjunta-aineiden, erityisesti rikkakasvien torjunta-aineiden käyttö sadekaudella, jolloin istutustoiminta alkaa myös ulkoviljelijöiden osastoilla ja Nucleus Estate -tiloilla, ja niiden huuhtoutuminen vesiympäristöön saattaa selittää niiden korkeammat jäämäpitoisuudet kyseisenä ajanjaksona otetuissa vesi- ja sedimenttinäytteissä. Tämä aiheuttaa merkittäviä riskejä ihmisille ja karjalle, jotka käyttävät Kuywa-jokea juomavetenä, erityisesti rankkasateiden aikana, jolloin enemmän hiukkasiin sitoutuneita jäämiä huuhtoutuu jokeen suoraan tai kanavien kautta.
Vedessä ja sedimentissä havaittiin huomattavia pitoisuuksia orgaanisten kloorattujen hyönteismyrkkyjen, kuten aldriinin, p,p′-DDT:n ja endriinin, jäämiä, mikä saattaa viitata niiden mahdolliseen laittomaan käyttöön valuma-alueen osavaluma-alueella (Wandiga, 2001) ja/tai niiden pysyvyyteen aiemmista käyttökerroista, jotka olivat peräisin ennen kuin ne kiellettiin vuonna 1997 (Wandiga ym., 2001), 2002; Lalah et al., 2003). Jäämien korkeammat pitoisuudet, lukuun ottamatta p,p′-DDT:tä, sypermetriiniä, diuronia ja lindaania, havaittiin joen sedimentissä verrattuna vesipatsaassa havaittuihin pitoisuuksiin, mikä on odotettavissa orgaanisten klooripitoisten torjunta-aineiden jäämien käyttäytymiseltä missä tahansa vesi/sedimentti-järjestelmässä niiden hydrofobisuuden vuoksi (Crawford, 2003). Poikkeuksena olivat sypermetriinin ja diuronin pitoisuudet, jotka olivat korkeampia vesipatsaassa kuin sedimentissä, mikä johtui mahdollisesti äskettäisestä levityksestä ennen näytteenottoa.
Kuvassa 16.3 on esitetty pitoisuuksien vaihtelut kahden näytteenottojakson välillä sekä veden ja sedimentin välillä. Yleisesti ottaen jäämien pitoisuudet vedessä olivat korkeammat kuin EU:n juomaveden raja-arvot, jotka ovat 0,5 µg/l yksittäisten torjunta-aineiden osalta ja 1,0 µg/l torjunta-aineiden kokonaispitoisuuksien osalta, ja vastaavat tasot, jotka on raportoitu muissa trooppisissa maatalouden osavaluma-alueiden ekosysteemeissä (US-EPA, 1992; Mansingh ja Wilson, 1995). Tämä osoittaa, että Kuywa-joen vesi oli saastunut erilaisilla torjunta-ainejäämillä, kuten dieldriinillä, p,p′-DDT:llä, sypermetriinillä, endriinillä, alakloorilla, diuronilla ja heksatsinonilla rankkasateiden aikana ja aldriinillä, dieldriinillä ja sypermetriinillä kevyiden sateiden aikana. Jäämien pitoisuudet sedimentissä olivat suurempia kuin vesipatsaassa rankkasateiden aikana, ja sedimentissä olevien jäämien arvioidut pitoisuuskertoimet vaihtelivat 1800-4300 välillä (orgaanisten kloorihyönteismyrkkyjen osalta) ja 750-4700 välillä (rikkakasvien torjunta-aineiden osalta). Kevyiden sateiden aikana sedimentin pitoisuuskertoimet vaihtelivat 1100:sta 4500:aan (orgaaniset klooratut hyönteismyrkyt) ja 240:stä 74 000:een (rikkakasvien torjunta-aineet). Nämä pitoisuuskertoimet arvioitiin jakamalla (pitoisuus sedimentissä (µg/kg)) (pitoisuus vedessä (µg/L)) samassa näytteenottopisteessä ja olettamalla, että yhden litran veden massa vastaa suunnilleen yhden kilogramman sedimentin massaa.
Lindaanin ja aldriinin esiintyminen tämän osavaluma-alueen eri osissa selittyy niiden lakisääteisellä erityiskäytöllä siementen peittauksessa (tutkimustiedoista) ja termiittitautien torjunnalla (Anonyymi, 2006). Lindaanin saastumisesta Victoriajärven sedimentissä on raportoitu aiemmin (Keng’ara et al., 2004). Sedimenttinäytteiden jäämäpitoisuudet olivat korkeammat ensimmäisen sadekauden näytteenotossa kuin toisen kuivemman kauden näytteenotossa, mikä johtui joko siitä, että torjunta-ainejäämät huuhtoutuivat voimakkaasti Nucleus Estate -tilalta ja ulkoviljelytiloilta jokeen rankkasateiden vuoksi, tai siitä, että torjunta-aineiden pitoisuudet olivat pienentyneet kesannolla olevilla koepeltolohkoilla näiden kahden näytteenoton välillä kuluneiden neljän kuukauden aikana. Samanlainen kausittainen malli on raportoitu sedimentissä, joka on peräisin suistovyöhykkeiltä maatalouden osavaluma-alueelta, jossa käytetään yhtä paljon torjunta-aineita muissa trooppisissa maissa (Mansingh ja Wilson, 1995). Tässä tutkimuksessa saatujen jäämäpitoisuuksien vertailu näihin saastuneisiin ympäristöihin osoittaa, että Nzoian sokeriruokovyöhykkeen valuma-alue on suhteellisesti saastuneempi, sillä orgaanisten kloorien (dieldriini, endosulfaani ja p,p′-DDT) pitoisuudet sedimentissä ovat noin 4, 10 ja 20 kertaa korkeammat (Mansingh ja Wilson, 1995). Erityisesti Kuywa-joen vedessä ja sedimentissä havaitut korkeat rikkakasvien torjunta-ainepitoisuudet viittaavat mahdolliseen uhkaan tämän osavaluma-alueen ekologialle, kuten muissa rikkakasvien torjunta-aineita koskevissa tutkimuksissa on todettu (Kreuger, 1998; De-Snoo ja van-der-Poll, 1999; Schulz ja Liess, 1999; Ewald ja Aebisher, 2000; Bach et al, 2001; Muller et al., 2002; SETAC, 2003; Berenzen et al., 2005).
Kokeellisilta kesantopeltolohkoilta otetuista maanäytteistä saatujen torjunta-ainepitoisuustietojen perusteella arvioitiin eri havaittujen torjunta-aineiden puoliintumisaikoja maaperässä. Tämä tehtiin olettamalla ensimmäisen kertaluvun kinetiikka ja piirtämällä lineaariset kuvaajat ln (torjunta-aineen pitoisuus maaperässä) vs. (aika viimeisimmästä torjunta-aineen levityksestä) ja kunkin torjunta-aineen arvioitu puoliintumisaika, joka laskettiin kaavalla: 0,693/k (jossa k on regressiosuoran kaltevuus). Jotkin maaperän arvioidut puoliintumisajat olivat liian pitkiä ja vaihtelivat 0,71-58 vuoteen, mihin todennäköisesti vaikuttivat useat tekijät, kuten näytteiden epätasaisuus ja paksu kasvipeite kesantotiloilla, mikä vähentäisi haihtumisnopeutta.