Resultat och diskussion
Resultaten (tabell 16.4 och figur 16.3) visade att cypermetrin (6,25 µg/L) hade den högsta medelkoncentrationen av restsubstanser i ytvatten i floden Kuywa under den första provtagningsperioden (kraftiga regn) följt av diuron (1,75 µg/L). Generellt sett påvisades alla analyserade resthalter i alla vattenprover som togs under båda provtagningsperioderna. Fler rester av bekämpningsmedel (utom aldrin, alachlor och lindan) påvisades under den första provtagningsperioden jämfört med dem som påvisades under den andra provtagningsperioden under den torrare årstiden. Detta skulle kunna tillskrivas avrinning av rester från utodlare och från Nucleus Estate-gårdarna till floden under kraftiga regn.
Tabell 16.4. Koncentrationer (µg/g torrvikt) av bekämpningsmedelsrester i jordprover (medelvärde och standardavvikelse) som togs under den första provtagningen (kraftiga regn) från försöksfält som lämnats i träda under olika tidsperioder
| Pesticid | 3 månader | 5 månader | 12 månader | 18 månader | 24 månader | 60 månader | 96 månader |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
| Cypermetrin | 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 |
Note: nd: ej upptäckt; alla medelvärden och standardavvikelser korrigerade till två decimaler.
Figur 16.3. Medelkoncentrationer och variationer mellan de två provtagningstillfällena och mellan sediment (µg/g torrvikt) och vatten (µg/L). P1=vattenprover (första provtagningen); P2=vattenprover (andra provtagningen); SP1=sedimentprover (första provtagningen); SP2=sedimentprover (andra provtagningen); första provtagningen=augusti 2008 (kraftiga regn); andra provtagningen:
Alla herbicider som analyserats utom hexazinon är relativt mycket hydrofoba och har vattenlöslighet (mg/L) från 33 (atrazin) till 33 000 (hexazinon) och Koc-värden (m3/kg) från 25 (2,4-d) till 480 (diuron). Under denna period filtrerades inte vattenproverna före extraktion och analys och därför innehöll de påvisade restsubstanserna både lösliga och bundna partiklar, vilket ledde till höga koncentrationer under regn, vilket framgår av resultaten. Användningen av bekämpningsmedel, särskilt herbicider, under regnperioden när planteringsverksamheten också börjar i de yttre odlingsavdelningarna och på Nucleus Estate-gårdarna och den efterföljande avrinningen till vattenmiljön skulle kunna förklara de högre halterna av bekämpningsmedel i de vatten- och sedimentprover som togs under denna period. Detta innebär betydande risker för människor och boskap som använder floden Kuywa som dricksvatten, särskilt under perioden med kraftiga regn då mer partikulärt bundna restsubstanser läcker ut i floden direkt eller genom kanalerna.
Väsentliga resthalter av klororganiska insektsmedel som aldrin, p,p′-DDT och endrin upptäcktes i vatten och sediment, vilket kan tyda på eventuell olaglig användning i delavrinningsområdet (Wandiga, 2001) och/eller att de finns kvar från tidigare tillämpningar innan de förbjöds 1997 (Wandiga m.fl., 2001), 2002; Lalah et al., 2003). Högre koncentrationer av rester, med undantag av p,p′-DDT, cypermetrin, diuron och lindan, upptäcktes i flodsediment jämfört med dem som upptäcktes i vattenpelaren, och detta är förväntat när det gäller resthalter av klororganiska bekämpningsmedel i alla vatten- och sedimentsystem på grund av deras hydrofobicitet (Crawford, 2003). Undantagen var koncentrationerna av cypermetrin och diuron, som var högre i vattenpelaren än i sedimentet, möjligen på grund av nyligen utförd applicering före provtagning.
Variationerna i koncentrationer mellan de två provtagningsperioderna och mellan vatten och sediment visas i fig. 16.3. Generellt sett var restkoncentrationerna i vatten högre än EU:s gränsvärden för dricksvatten på 0,5 µg/L för enskilda bekämpningsmedel och 1,0 µg/L för totala koncentrationer av bekämpningsmedel och motsvarande nivåer som har rapporterats i andra tropiska ekosystem i delavrinningsområden inom jordbruket (US-EPA, 1992; Mansingh och Wilson, 1995). Detta visar att vattnet i floden Kuywa var förorenat med olika bekämpningsmedelsrester som dieldrin, p,p′-DDT, cypermetrin, endrin, alachlor, diuron och hexazinon under kraftiga regn och med aldrin, dieldrin och cypermetrin under lätta regn. Koncentrationerna av restsubstanser i sediment var högre än i vattenpelaren under kraftiga regn, med uppskattade koncentrationsfaktorer för restsubstanser i sediment på mellan 1 800 och 4 300 (för klororganiska insektsmedel) och mellan 750 och 4 700 (för herbicider). Koncentrationsfaktorerna i sediment under lätta regn varierade från 1100 till 4500 (klororganiska insekter) och från 240 till 74 000 (herbicider). Dessa koncentrationsfaktorer uppskattades genom att dividera (koncentrationen i sediment (µg/kg)) med (koncentrationen i vatten (µg/L)) vid samma provtagningspunkt och genom att anta att en massa av 1 L vatten ungefär motsvarar massan av 1 kg sediment.
Närvaron av lindan och aldrin i olika delområden i detta delavrinningsområde kan förklaras av deras lagstadgade specifika användning för utsädesbehandling (från undersökningsuppgifterna) respektive termitbekämpning (Anonym, 2006). Lindanföroreningar i Victoriasjöns sediment har rapporterats tidigare (Keng’ara et al., 2004). Sedimentproverna visade högre koncentrationer av bekämpningsmedelsrester vid den första provtagningen under regnperioden än under den andra torrare säsongen, vilket antingen berodde på att bekämpningsmedelsrester från Nucleus Estate och de externa odlingsgårdarna sköljdes ut i floden på grund av kraftiga regn, eller på att bekämpningsmedelsnivåerna i de experimentella fältlotterna som låg i träda minskade under de fyra månader som förflutit mellan de två provtagningarna. Ett liknande säsongsmönster rapporterades i sediment från flodmynningsområden i ett delavrinningsområde med liknande intensiv användning av bekämpningsmedel i andra tropiska länder (Mansingh och Wilson, 1995). En jämförelse mellan de restkoncentrationer som erhållits i denna undersökning och dessa förorenade miljöer visar att delavrinningsområdet för sockerrör i Nzoia är relativt sett mer förorenat, med sedimentkoncentrationer av klororganiska ämnen (dieldrin, endosulfan och p,p′-DDT) som är ungefär 4, 10 respektive 20 gånger högre (Mansingh och Wilson, 1995). De höga koncentrationer av herbicider som upptäcktes i vatten och sediment i floden Kuywa tyder på ett potentiellt hot mot ekologin i detta delavrinningsområde, vilket har rapporterats i andra studier om herbicider (Kreuger, 1998; De-Snoo och van-der-Poll, 1999; Schulz och Liess, 1999; Ewald och Aebisher, 2000; Bach et al, 2001; Muller et al., 2002; SETAC, 2003; Berenzen et al., 2005).
De uppgifter om bekämpningsmedelskoncentrationer som erhållits för jordproverna från de experimentella tomterna i träda användes för att uppskatta halveringstiderna i jorden för de olika bekämpningsmedel som upptäcktes. Detta gjordes genom att anta första ordningens kinetik och plotta linjära plottar av ln (koncentrationen av bekämpningsmedel i marken) mot (tid sedan senaste bekämpningsmedelstillförsel) och den uppskattade halveringstiden för varje bekämpningsmedel beräknad med hjälp av följande formel: 0,693/k (där k är regressionslinjens lutning). Några av de uppskattade halveringstiderna i marken var för långa, från 0,71 till 58 år, vilket troligen påverkades av flera faktorer, t.ex. att proverna var ojämna och att det växte upp ett tjockt vegetationstäcke på de nedlagda gårdarna, vilket skulle minska avdunstningshastigheten.