Rezultate și discuții
Rezultatele (Tabelul 16.4 și Fig. 16.3) au arătat că cipermetrinul (6,25 µg/L) a avut cea mai mare concentrație medie de reziduuri în apa de suprafață a râului Kuywa în timpul primei perioade de prelevare de probe (ploi abundente), urmat de diuron (1,75 µg/L). În general, toate reziduurile analizate au fost detectate în toate probele de apă prelevate în ambele perioade de prelevare. Mai multe reziduuri de pesticide (cu excepția aldrinului, alaclorului și lindanului) au fost detectate în timpul primei perioade de prelevare a probelor în comparație cu cele detectate în cea de-a doua perioadă de prelevare din sezonul mai uscat. Acest lucru ar putea fi atribuit scurgerii reziduurilor de la cultivatorii externi și de la fermele Nucleus Estate în râu în timpul ploilor abundente.
Tabel 16.4. Concentrațiile (µg/g greutate uscată) de reziduuri de pesticide în probele de sol (media și deviația standard) prelevate în timpul primei prelevări (ploi abundente) din parcelele experimentale lăsate în paragină pentru diferite perioade de timp
| Pesticide | 3 luni | 5 luni | 12 luni | 18 luni | 18 luni | 24 Luni | 60 Luni | 96 Luni | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | ||
| Cipermetrină | 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 | ||
| Alaclor | 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±0.03 | 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 | ||
| Atrazină | nd | 1.14±0,04 | 0,42±0,03 | nd | 0,25±0,03 | 0,08±0,00 | nd | ||
| Hexazinonă | 8.25±0,13 | 4,49±0,10 | 2,88±0,09 | 1,46±0,07 | nd | 0,31±0.00 | nd |
Nota: nd: nedetectat; toate mediile și abaterile standard corectate la două zecimale.
Figura 16.3. Concentrațiile medii și variațiile între cele două momente de prelevare și între sedimente (µg/g greutate uscată) și apă (µg/L). P1=eșantioane de apă (prima prelevare); P2=eșantioane de apă (a doua prelevare); SP1=eșantioane de sedimente (prima prelevare); SP2=eșantioane de sedimente (a doua prelevare); prima prelevare=august 2008 (ploi abundente); a doua prelevare: decembrie 2008 (ploi slabe); au fost analizate probe de apă nefiltrate.
Toate erbicidele analizate, cu excepția hexazinonei, sunt relativ foarte hidrofobe și au solubilități în apă (mg/L) cuprinse între 33 (atrazină) și 33.000 (hexazinonă) și valori Koc (m3/kg), cuprinse între 25 (2,4-d) și 480 (diuron). În această perioadă, probele de apă nu au fost filtrate înainte de extracție și analiză și, prin urmare, reziduurile detectate au inclus atât particule solubile, cât și particule legate, ceea ce a condus la concentrații ridicate în timpul ploilor, după cum arată rezultatele. Aplicarea pesticidelor, în special a erbicidelor în timpul sezonului ploios, când încep și activitățile de plantare în secțiile de cultivatori externi și în fermele Nucleus Estate, și spălarea ulterioară a acestora în mediul acvatic ar putea explica nivelurile mai ridicate de reziduuri în probele de apă și sedimente prelevate în această perioadă. Acest lucru prezintă riscuri semnificative pentru oamenii și vitele care folosesc râul Kuywa pentru apă potabilă, în special în perioada ploilor abundente, când mai multe reziduuri legate de particule sunt antrenate în râu direct sau prin canale.
Niveluri substanțiale de reziduuri de insecticide organoclorurate, inclusiv aldrin, p,p′-DDT și endrin, au fost detectate în apă și sedimente, ceea ce ar putea indica o posibilă utilizare ilegală în subtraversarea bazinului hidrografic (Wandiga, 2001) și/sau persistența lor din aplicațiile anterioare, înainte ca acestea să fie interzise în 1997 (Wandiga et al., 2002; Lalah et al., 2003). Concentrații mai mari de reziduuri, cu excepția p,p′-DDT, cipermetrinului, diuronului și lindanului, au fost detectate în sedimentele râului în comparație cu cele detectate în coloana de apă și acest lucru este de așteptat pentru comportamentul reziduurilor de pesticide organoclorurate în orice sistem apă/sediment datorită hidrofobicității acestora (Crawford, 2003). Excepțiile au fost concentrațiile de cipermetrin și diuron, care au fost mai mari în coloana de apă decât în sedimente, posibil din cauza aplicării recente înainte de prelevare.
Variațiile concentrațiilor între cele două perioade de prelevare și între apă și sedimente sunt prezentate în Fig. 16.3. În general, concentrațiile de reziduuri în apă au fost mai mari decât limitele UE pentru apa potabilă de 0,5 µg/L pentru pesticide individuale și 1,0 µg/L pentru concentrațiile totale de pesticide și nivelurile corespunzătoare care au fost raportate în alte ecosisteme de subcatchment agricol tropical (US-EPA, 1992; Mansingh și Wilson, 1995). Acest lucru arată că apa râului Kuywa a fost contaminată cu diverse reziduuri de pesticide, cum ar fi dieldrin, p,p′-DDT, cipermetrin, endrin, alaclor, diuron și hexazinonă în timpul ploilor abundente și cu aldrin, dieldrin și cipermetrin în timpul ploilor ușoare. Concentrațiile de reziduuri în sedimente au fost mai mari decât în coloana de apă în timpul ploilor abundente, factorii de concentrație estimați pentru reziduurile din sedimente variind între 1800 și 4300 (pentru insecticide organoclorurate) și între 750 și 4700 (pentru erbicide). Factorii de concentrație în sedimente în timpul ploilor slabe au variat de la 1100 la 4500 (organoclorurați) și de la 240 la 74.000 (erbicide). Acești factori de concentrație au fost estimați prin împărțirea [concentrației în sedimente (µg/kg)] la [concentrația în apă (µg/L)] în același punct de prelevare a probelor și presupunând că o masă de 1 L de apă este aproximativ echivalentă cu masa de 1 kg de sedimente.
Prezența lindanului și a aldrinului în diferite compartimente din acest subbazin hidrografic poate fi explicată prin utilizarea specifică legală a acestora pentru pansarea semințelor (din datele anchetei) și, respectiv, pentru combaterea termitelor (Anonymous, 2006). Contaminarea cu lindan în sedimentele lacului Victoria a fost raportată anterior (Keng’ara et al., 2004). Probele de sedimente au arătat concentrații mai mari de reziduuri în prima prelevare de probe din sezonul ploios decât în timpul celui de-al doilea sezon mai uscat, fie din cauza unei spălări puternice a reziduurilor de pesticide de la Nucleus Estate și de la fermele de cultivatori externi în râu din cauza ploilor abundente, fie din cauza nivelurilor reduse de pesticide în parcelele experimentale de teren în repaus în decursul intervalului de 4 luni dintre cele două prelevări. Un model sezonier similar a fost raportat în sedimentele din zonele estuariene dintr-un subdistribuitor agricol cu o utilizare intensivă similară de pesticide în alte țări tropicale (Mansingh și Wilson, 1995). O comparație a concentrațiilor de reziduuri obținute în acest studiu cu aceste medii contaminate indică faptul că sub-recipientul din zona de trestie de zahăr Nzoia este relativ mai contaminat, cu concentrații de organoclorurați în sedimente (dieldrin, endosulfan și p,p′-DDT) de aproximativ 4, 10 și, respectiv, 20 de ori mai mari (Mansingh și Wilson, 1995). În special, concentrațiile ridicate de erbicide detectate în apa și sedimentele din râul Kuywa indică o potențială amenințare la adresa ecologiei acestui subdistribuitor, așa cum a fost raportat în alte studii privind erbicidele (Kreuger, 1998; De-Snoo și van-der-Poll, 1999; Schulz și Liess, 1999; Ewald și Aebisher, 2000; Bach et al, 2001; Muller et al., 2002; SETAC, 2003; Berenzen et al., 2005).
Datele de concentrație a pesticidelor obținute pentru probele de sol din parcelele experimentale din câmpurile experimentale în paragină au fost folosite pentru a estima timpul de înjumătățire în sol a diferitelor pesticide detectate. Acest lucru a fost realizat presupunând o cinetică de ordinul întâi și trasând graficele liniare ale ln (concentrația pesticidului în sol) în raport cu (timpul scurs de la ultima aplicare a pesticidului) și timpul de înjumătățire estimat pentru fiecare pesticid, calculat prin formula: 0,693/k (unde k este gradientul liniei de regresie). Unele dintre duratele de înjumătățire estimate pentru sol au fost prea lungi, variind între 0,71 și 58 de ani, cel mai probabil influențate de mai mulți factori, cum ar fi neuniformitatea eșantioanelor și creșterea unui strat de vegetație dens în fermele aflate în paragină, care ar reduce ratele de volatilizare.
.