Jak hospodařit v krasových územích v souvislosti s výskytem pesticidů ve vodách?
27. 10. 2024 Management Zobrazeno 647x
Dnešní moderní zemědělství se bez používání pesticidů neobejde. Ve světě existuje více než 1 200 registrovaných aktivních látek s pesticidním účinkem ve více než 100 skupinách. V České republice je využíváno zhruba 450 z nich ve formě některého z komerčních přípravků na ochranu rostlin, kterých je u nás aplikováno kolem 900 (alsglobal.cz).
Použití přípravků a jejich rizika
Používání pesticidních látek je nezbytné k zabránění velkých ztrát výnosů, například u obilnin by se mohly ztráty vyšplhat až na 32 %, u ovoce až na 78 %. Celosvětově se každý rok spotřebuje přibližně 3 miliony tun pesticidů (Tudi et al., 2021). Od 90. let 20. století se ve světě použití pesticidů zvýšilo téměř o 50 % (FAO).
Spotřeba přípravků na ochranu rostlin v České republice v období 2011–21 poklesla přibližně o 32 %, což představovalo nejvýraznější snížení v rámci EU. Například v Rakousku za stejné období vzrostlo využití pesticidů o 61 % a v Lotyšsku dokonce o 77 %. Největší pokles využití byl zaznamenán u rodenticidů (až o 80 %) a insekticidů (až o 60 %), zatímco u herbicidů byl pozorován mírný nárůst. Mezinárodní Organizace pro výživu a zemědělství uvádí, že v České republice se průměrně aplikuje přibližně 1,39 kg přípravku na ochranu rostlin na hektar zemědělské půdy, zatímco v Nizozemsku je to 10,82 kg/ha a v Rakousku 4,03 kg/ha (ÚKZÚZ, 2022).
Pesticidy a jejich metabolity se však z místa aplikace dostávají do životního prostředí, především do půdy, vody nebo ovzduší a mohou narušovat stabilitu ekosystémů. Do vod se pesticidy většinou dostávají povrchovým smyvem ze zemědělské půdy, průsakem do podzemních vod nebo také z průmyslových odpadních vod. Velkým problémem je vysoká mobilita pesticidů, díky čemuž dochází k znečištění vodních zdrojů. Na rychlost transportu pesticidů mají vliv vlastnosti samotných pesticidů, typy a charakteristiky půd, hydrogeologické podmínky, doba zdržení podzemní vody a oxidačně-redukční procesy (Stoppiello, et al. 2020).
Pesticidy se bohužel často používají nadměrně nebo nevhodně, což zvyšuje jejich škodlivé vlivy. Negativní účinky některých látek se mohou projevit až po několika letech (například u DDT). Navíc momentálně není znám „koktejlový efekt“, který by vyplynul z interakcí mezi jednotlivými aktivními látkami a jejich metabolity ve směsích (alsglobal.cz).
Důležitými vlastnostmi pesticidů, kvůli kterým se stávají velmi nebezpečnými je, že jsou vysoce mobilní, a také schopné bioakumulace. Zvýšené koncentrace pesticidů jsou problematické jak pro vodní a na vodu vázané ekosystémy z hlediska toxicity vůči přítomným organizmům a narušování stability těchto ekosystémů, tak i pro lidi, kteří využívají vodní zdroje k získání surové vody pro úpravu na pitnou vodu (Fučík et al., 2017).
Dle Rámcové směrnice o vodách je limit pro jednotlivé pesticidy nebo jejich metabolity v podzemních vodách 0,1 µg/l a suma všech pesticidů a metabolitů ve vzorku nemá přesáhnout 0,5 µg/l.
Zatravnění I. zóny CHKO Moravský kras
Monitorování povrchových, podzemních a skapových vod v CHKO Moravský kras, které probíhalo v letech 2018–21, prokázalo významné úniky pesticidů a hnojiv z intenzivně obdělávaných polí na krasových plošinách do krasového podzemí. Tyto látky se erozí dostávaly do závrtů a odtud pak přímo do podzemí. Tato zjištění jsou důležitá, neboť pesticidy mohou negativně ovlivnit různé druhy organizmů. Místa aplikace těchto látek mohou být i mimo hranice CHKO (Venclová, 2022).
Krasové plošiny v Moravském krasu byly a jsou intenzivně zemědělsky využívány. Tyto rovinaté plošiny jsou charakteristické výskytem závrtů, které bývaly rozorávány až na hranu a docházelo k erozi do závrtů. V některých závrtech se nacházejí jeskyně a ornice obsahující hnojiva a pesticidy se dostávala přímo do nich.
Na základě výsledků projektu bylo nutné navrhnout a provést změnu v hospodaření, konkrétně zatravnění, okolo závrtů a nad jeskyněmi. Jednání se zemědělci o zatravnění orné půdy v I. zóně začala již v roce 2017, kdy Ministerstvo životního prostředí informovalo zástupce obcí, dotčených velkých zemědělských podniků a lesních závodů o záměru nového vyhlášení CHKO Moravský kras. Během let 2017 a 2018 proběhla série jednání se zemědělci ohledně návrhu zonace. Každý zemědělec, jehož půda byla nově navržena do I. a II. zóny, obdržel seznam dotčených půdních bloků a mapové podklady. Kromě individuálních setkání se zemědělci se konaly také setkání a semináře zaměřené na tuto problematiku. Zemědělci nepodali žádné připomínky k návrhu zonace.
V dubnu 2019 byla nově vyhlášena CHKO Moravský kras. Kromě změny hranic a nových bližších ochranných podmínek došlo i ke změně vymezení zón ochrany přírody (vyhláška MŽP č. 84/2019 Sb.). První zóna byla vymezena nad jeskyněmi (100 m na každou stranu) a kolem závrtů (30 m od hrany závrtu). Tato ochranná zóna by podle vyjádření České geologické služby měla zabránit splachům ornice z polí do závrtů a průsakům hnojiv a pesticidních látek do jeskyní. Po vyhlášení CHKO Moravský kras byly projednány konkrétní kroky vedoucí k zatravnění, jako je geodetické zaměření I. zóny, označení kůly, složení travních směsí a termíny zatravnění. Celkem bylo zatravněno 114 ha orné půdy. Dále bylo domluveno, z důvodu umožnění postupné změny hospodaření v I. a II. zóně, podání žádostí o udělení výjimky ze zákona 114/1992 Sb. na hospodaření vyžadující intenzivní technologie, aplikaci hnojiv a biocidů (Halešová, Kotyzová, 2022.).
Změna hospodaření v I. a II. zóně se dotkla čtyř velkých zemědělských podniků a jedenácti soukromých zemědělců. V plošně menší II. zóně se jedná o vyloučení některých pesticidních látek s dlouhým poločasem rozpadu (zvýšený průnik do podzemních vod). Za omezení z důvodu ochrany přírody (dlouhodobé vyloučení orné půdy z produkce) přísluší zemědělcům náhrada, která je stanovena znaleckým posudkem.
Mezi nejvýznamnější pesticidní látky zjištěné v Harbešské jeskyni během celého vzorkovacího období (2018–20) patří především triazinové pesticidy a jejich metabolity, chloridazon a jeho metabolity, chloracetanilidové pesticidy a jejich metabolity a azolové pesticidy a jejich společný metabolit 1,2,4–triazol. V této vápencové oblasti není výjimkou výskyt mateřských účinných látek, např. terbuthylazinu, atrazinu, metazachloru, epoxikonazolu a dalších. Suma pesticidních látek ve skapových vodách pod ornou půdou pravidelně překračovala povolený limit pro podzemní vodu 0,5 μg/l. Koncentrace některých jednotlivých pesticidů a jejich metabolitů překračovaly povolené limity i několikanásobně. „Průměrný“ vzorek orné půdy v roce 2018 a 2019 obsahoval 27 a u skapových vod 29 detekovatelných pesticidů a jejich metabolitů.
Změna hospodaření se výrazně projevila ve snížení koncentrací některých pesticidních látek a jejich metabolitů. V Harbešské jeskyni došlo v roce 2020 k výraznému snížení celkové sumy stanovených pesticidů a k absenci některých skupin pesticidů jako azolové a amidové pesticidy. Došlo ale především k výraznému poklesu triazinových pesticidů a metabolitů chloridazonu. V Amatérské jeskyni došlo k poklesu sumy na úroveň limitu 0,5 μg/l.
Zatravnění nad jeskyněmi a kolem závrtů (obr. 1) přispělo nejen k ochraně krasového podzemí a vod před znečištěním, ale také k rozčlenění zemědělské krajiny a snížení plošné eroze. Ostrůvky zeleně na orné půdě se tak stávají domovem pro řadu živočichů a různé druhy rostlin včetně vzácných a ohrožených plevelů, které ze zemědělské krajiny nenávratně mizí (Halešová, Kotyzová, 2022).
Obr. 1: Zatravnění okolí závrtů Vilémovické krasové plošiny (2022)
Pesticidy ve vodách Hranického krasu
V letech 2021–24 probíhal multioborový výzkum Hranického krasu (https://hranickykras.mendelu.cz/), který se nachází v Olomouckém kraji u Teplic nad Bečvou. Jedná se o jediný hydrotermální (hypogenní) kras v ČR. V rámci tohoto projektu byly, mimo jiné, sledovány pesticidy a jejich metabolity v povrchových, podzemních a drenážních vodách, ve vodách z výusti z ČOV a především v krasových vodách v Hranické propasti a v jezerech Zbrašovských aragonitových jeskyní.
Ve spolupráci s potápěči České speleologické společnosti byly získány vzorky z tzv. teplých vývěrů minerálních vod v hloubkách 30 m, 40 m a 60 m v Hranické propasti (obr. 2). Monitoring tohoto rozsahu a charakteru nebyl dosud v tomto území proveden. Vzorky vod byly odebírány přibližně v dvouměsíčních intervalech. Analýzy pesticidů a jejich metabolitů byly prováděny v akreditované laboratoři Povodí Moravy, s.p. Vzhledem k vysokému počtu vzorků i nalezených látek, byly vytvořeny skupiny látek dle chemického složení nalezených přípravků na ochranu rostlin.
Z výsledků vyplývá, že pesticidy nebo jejich metabolity byly nalezeny ve všech typech vod, nejčastěji se jednalo o herbicidy a fungicidy (tab. 1), ve většině případů byly koncentrace pesticidů nižší než jejich metabolitů. V tabulce 1 jsou uvedeny maximální koncentrace pro vybrané skupiny látek pro jednotlivé typy vod za celé období monitoringu.
V jezerech ve Zbrašovských aragonitových jeskyních byly potvrzeny stopové nálezy atrazinu a jeho metabolitů. Jedná se o triazinový herbicid hojně používaný proti různým dvouděložným plevelům, který byl v EU zakázán v roce 2005. Dále zde byly detekovány, opět ve stopových množstvích, chloridazon- DESPH, chloridazon-DESPH-ME, clachlor ESA, bifenox, azoxystrobin.
Pesticidy a jejich metabolity byly rovněž detekovány v hlubokých vodách Hranické propasti. Významné jsou nálezy, alachloru ESA, metolachloru OA, metolachloru ESA, metazachloru OA, metazachloru ESA, chloridazon-DESPH, chloridazon-DESPH-ME. Jak ukazují výsledky, opět jsou zde nalezeny látky, jejichž použití je již mnoho let zakázáno. Např. alachlor byl zakázán v EU v roce 2007. Jedná se o látku toxickou pro vodní prostředí a je schopen bioakumulace v potravních řetězcích. alachlor ESA byl pravidelně detekován právě v teplých vývěrech v Hranické propasti. Z výsledků projektu tak vyplývá, že velmi specifické prostředí v propasti zpomaluje degradační procesy a metabolity alachloru tam jsou stále detekovány (Oppeltová et.al, 2024).
Pesticidy a jejich metabolity nalezené v krasových vodách byly rovněž zjištěny v povrchových a drenážních vodách (obr. 3) v zájmovém území Hranického krasu, kde se však výskyt těchto látek předpokládal. Mnohdy se zde jednalo o výrazně vyšší koncentrace (často i v µg/l) než ve vodách krasových (ng/l).
Významným výsledkem projektu je zjištěná kontaminace podzemních vod, kdy bylo detekováno znečištění nejen mělkých vrtů, ale i vrtů desítky metrů (50–150 m) hlubokých. Součástí monitoringu jakosti podzemních vod byly i studny nacházející se v intravilánu obcí Černotín a Teplice nad Bečvou, v nichž bylo zjištěno znečištění metabolity pesticidů v koncentracích dosahující až 1 µg/l.
Na základě zranitelnosti podzemních a krasových vod v kombinaci s potenciální retencí přívalových srážek byl v rámci projektu vytvořen prostorový model. V této souvislosti byla navržena opatření (např. ochranné zatravnění, obnova historických cest, vybudování poldru) na nejvíce zranitelných lokalitách.
Tab. 1: Maximální koncentrace skupin pesticidů v jednotlivých typech vod
Skupina herbicidů |
Voda povrchová (ng/l) |
Voda z ČOV (ng/l) |
Voda drenážní (ng/l) |
Voda podzemní (ng/l) |
Voda z propasti jeskyně (ng/l) |
Močovinové herbicidy |
48,0 |
103,0 |
0 |
93,0 |
0 |
Triazinové, diazinové herbicidy |
182,0 |
105,9 |
91,5 |
849,2 |
56,4 |
Triazolové herbicidy |
162,0 |
151,0 |
17,4 |
142,0 |
0 |
Chloracetanilidové herbicidy |
2 426,4 |
1 368,7 |
1774 |
1606,5 |
108,6 |
Fenoxy herbicidy |
7 198,0 |
3421,0 |
0 |
41,0 |
0 |
Pyridazinon herbicidy |
2 869,0 |
1 304,0 |
13 629,0 |
3 086,0 |
474,0 |
Obr. 2: Odběry vzorků z Hranické propasti (2023)
Obr. 3: Výusť drenážních vod (2022)
Závěr
Z výsledků výzkumu Hranického i Moravského krasu vyplývá, že krasová území jsou velmi zranitelná a aplikované přípravky na ochranu rostlin se zde nachází i řadu let po zákazu jejich aplikace. Realizace opatření v Moravském krasu ukazuje, že při spolupráci vodohospodářů, zemědělců, AOPK a dalších subjektů je možné navrhnout a realizovat opatření tak, aby se snížila kontaminace krasových vod a současně zemědělské hospodaření zůstalo v dané oblasti zachováno.
Seznam použité literatury je u autora.
Použité zdroje:
Fučík, P., Brom, J., Duffková, R., Zajíček, A., Kaplická, M., Maxová, J., Liška, M., Dobiáš, J. 2017. Vymezení lokalit ohrožených vyplavením pesticidy v odvodněných zemědělských povodích. Specializovaná mapa s odborným obsahem. 38 s. ISBN 978-80-87361-77-1
TUDI, Muyesaier, et al. Agriculture development, pesticide application and its impact on the environment. 2021. International journal of environmental research and public health. 18 (3), 1112. Dostupné z: https://doi.org/10.3390/ijerph18031112
Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský. 2022. eagri.cz: Spotřeba přípravků na ochranu rostlin v České republice klesá. [online]. [cit. 2023-11-26]. Dostupné z: https://eagri.cz/public/web/ukzuz/tiskovy-servis/tiskove-zpravy/x2022_spotrebapripravku-klesa-za-rok-2021.html
Stoppiello MG, Lofrano G, Carotenuto M, Viccione G, Guarnaccia C and Cascini L. 2020. A comparative assessment of analytical fate and transport models of organic contaminants in unsaturated soils Sustainability 12: 2949
Venclová, B. 2022. Změna hospodaření v CHKO Moravský kras na základě výsledků projektu. [online] [cit. 2023-12-20] https://uroda.cz/zmena-hospodareni-v-chko-moravsky-kras-na-zaklade-vysledku-projektu/
Halešová, T., Kotyzová, M., 2022. Grassing of Zone I in the Moravian Karst Protected Landscape Area. The Nature Conservation Journal 40–43
Oppeltová, Petra; Vlček, Vítězslav; Geršl, Milan; Chaloupský, Pavel; Ulrich, Ondřej; Sedláček, Jozef; Vavrouchová, Hana; Kohoutková, Kristýna; Klepárník, Radim; Šimečková, Jana; 2024. Occurrence and path pollution of emerging organic contaminants in mineral water of Hranice hypogenic Karst. Frontiers in Environmental Science. 12(5 February), 1339818. ISSN 2296-665X. https://doi.org/10.3389/fenvs.2024.1339818
Další články v kategorii Management