Chemap Agro s.r.o.

Rezidua pesticidů v orných půdách České republiky

01. 01. 2018 Doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D. a kol. Ochrana obecně Zobrazeno 2456x

Alarmující výsledky z monitoringu reziduí pesticidů v podzemních a povrchových vodách evokují otázku, zda i orná půda může obsahovat významnou kontaminaci pocházející z intenzivního používání pesticidů v současnosti či minulosti. Na tento problém se zaměřil v minulých letech výzkum týmu z Centra pro výzkum toxických látek v prostředí (RECETOX). Zajímavé výsledky byly publikovány v renomovaném odborném časopise Science of the Total Environment. Je jistě vhodné, aby se s výsledky průzkumu seznámili nejen zemědělci, ale i orgány řídící použití pesticidů v ČR či nastavující strategie českého zemědělství. Proto přinášíme následující příspěvek.

Agronutrition

Koncem prázdnin 2017 zvířil pozornost čtenářů Hospodářských novin článek upozorňující na rozsáhlou kontaminaci podzemní vody v České republice pesticidy. Asi měsíc poté byla v cyklu „A dost!“ uvedena lidověji orientovaná video reportáž[1] se stejným tématem. O tomto problému se ale ví již roky - oddělení jakosti vod Českého hydrometeorologického ústavu, které pod vedením dr. Víta Kodeše měří pesticidy nejen v podzemních vodách, ale i v povrchových, publikuje tato data, která jsou též veřejně dostupná[2], už mnoho let na konferencích či v odborných časopisech (včetně Agromanuálu[3]).

Na konci léta 2017 se však díky sdílení na sociálních sítích tyto výsledky staly rychle známé široké veřejnosti. Výsledky jsou skutečně alarmující, neboť více než polovina z téměř 700 vrtů vykazuje pozitivní nálezy alespoň nějakého pesticidu či transformačních produktů a ve značném množství vzorků jsou pesticidy jednak přítomné v mnohačetných koktejlech, jednak v koncentracích překračujících povolené limity. Současně jsou tyto nálezy dávány do úzké souvislosti s pěstováním řepky a kukuřice a celkovým trendem zemědělského hospodaření posledního desetiletí.

Vyvstávají logické otázky: Jak je na tom orná půda? Je také navzdory legislativě a regulaci používání pesticidů významně kontaminována rezidui ať už současných, či minulých pesticidů? Pokud ano, jaké látky se objevují, jak často a v jakých koncentracích? Jsou v půdě přítomny směsi mnoha různých pesticidů podobně jako ve vodách? Lze nalézt nějakou souvislost mezi výskytem reziduí a vlastnostmi půd či způsoby hospodaření? Může výskyt pesticidů v půdě souviset s jejich nálezy ve vodách? Překračují nalezené koncentrace dostupné limity a mohou být potenciálně nebezpečné pro zdraví lidí a ekosystémů?

Hledání odpovědí na tyto otázky bylo cílem výzkumu půdní skupiny Výzkumného centra pro výskyt toxických látek v prostředí (RECETOX), jehož výsledky přináší tento příspěvek.

Současné pesticidy a zemědělská půda

Současné systémy zemědělské produkce potravin, krmiv a biomasy jsou nerozlučně svázané s používáním herbicidů, fungicidů a insekticidů. Celosvětově se každý rok spotřebuje cca 3,3 milionů tun pesticidů[4], z toho cca 420 tis. tun v Evropě a 4,8 tis. tun v ČR[5]. Jejich použití je zdůvodňováno potřebou zajistit dostatečnou kvantitu a kvalitu potravin a krmiv, ale zároveň představuje jeden z největších úmyslných vstupů potenciálně nebezpečných látek do půdy, vody, ovzduší a plodin. I pokud jsou pesticidy používány dle příslušných nařízení, jen malá část účinně zasahuje cíle (škůdce), zatímco dominantní část aplikovaného množství se stává krátkodobými či dlouhodobými kontaminanty životního prostředí s celou řadou možných negativních vlivů.

V současnosti používané pesticidy (currently used pesticides - CUPs) by měly být pro životní prostředí mnohem příznivější než zakázané pesticidy minulosti (např. organochlorované pesticidy - OCPs, jako DDT, lindan či toxafen) díky jejich vyšší účinnosti na škůdce umožňující nižší dávky, nižší perzistenci a nižší necílové toxicitě. Na druhou stranu, mnoho ve světě v současnosti užívaných pesticidů jsou stále dosti perzistentní a toxické látky (například triazinové herbicidy či conazolové fungicidy). Mezi účinnými látkami schválenými EU[6] figuruje stále kolem 150 látek zařazených do kategorie „akutní akvatická toxicita 1“, 9 látek s toxicitou pro reprodukci (úroveň 1A/1B) či způsobujících endokrinní disrupci, 6 látek podezřelých z karcinogenity a kolem 50 látek splňujících alespoň dvě ze tří kritérií PBT (perzistence, bioakumulace, toxicita). Několik povolených v současnosti používaných pesticidů je na seznamu prioritních kontaminantů vodní politiky EU[7]. Ačkoliv jsou poločasy života v současnosti používaných pesticidů obecně kratší než u organochlorovaných pesticidů, jejich opakované použití může vést k postupné kumulaci v prostředí - tzv. pseudoperzistenci, protože jejich degradace je pomalejší než jejich přísun. Zdá se tedy, že několik v současnosti používaných pesticidů následuje příběh organochlorovaných pesticidů, neboť literatura posledních let uvádí nálezy v současnosti používaných pesticidů ve velmi vzdálených oblastech či výskyt na lokalitách kde nebyly 10–20 let vůbec aplikovány. Celá tato problematika nabírá na vážnosti i s ohledem na biotickou a abiotickou produkci transformačních produktů (TPs) pesticidů, které mají velmi jiné vlastnosti než mateřské molekuly. Mohou vykazovat vyšší toxicitu, perzistenci či mobilitu a kontaminovat necílová prostředí jako povrchovou či podzemní vodu.

Zemědělská půda je první recipient pesticidů po jejich aplikaci. Pokud se váží na půdu silně, což je případ zejména hydrofobních a kationtových látek, jejich perzistence se v půdě zvyšuje, jejich dostupnost k (bio)degradaci a mobilitě se snižuje a mohou vytvořit dlouhodobá vázaná rezidua. Pro mnoho pesticidů či jejich transformačních produktů se půda stává jejich sekundárním plošným zdrojem znečištění podzemních vod (průsaky látek rozpustných či vázaných na půdní koloidy) a povrchových vod (povrchový odtok látek rozpustných, vázaných na koloidy i na větší erodované půdní částice). Spolu s únikem kapének při aplikaci jsou toto hlavní mechanizmy zodpovědné za opakované nálezy v současnosti používaných pesticidů a jejich transformačních produktů v monitoringu vod jak v ČR[8], tak v jiných zemích[9]. Zřejmě kvůli pomalému nepřetržitému uvolňování z půd jsou ve vodách nacházeny ve vysoké četnosti a koncentracích i látky nepoužívané mnoho let (např. atrazin a simazin).

Přesto, že zemědělská půda je klíčovou zásobárnou a zdrojem pesticidů, rozsáhlejší průzkumy půd (např. s počtem lokalit a látek větším než 10) jsou překvapivě vzácné. Největší publikované studie pochází z Koreje, Španělska, Maďarska a USA.

Monitoring v současnosti používaných pesticidů v půdě by měl být považován za nenahraditelnou národní a mezinárodní aktivitu, protože představuje:

  • nezbytnou post-registrační kontrolu,
  • zpětnou vazbu a verifikaci regulačního systému (např. validace environmentálních modelů),
  • logickou aktivitu komplementární k monitoringu vod,
  • zdroj realistických dat o dopadech zemědělských aktivit na životní prostředí,
  • nástroj včasného zachycení nevhodných půdních poměrů,
  • důležitý indikátor stavu půd dle Evropské agentury pro životní prostředí,
  • cennou datovou podporu pro trvale udržitelnou politiku životního prostředí, rozhodování o využívání krajiny, ochraně přírody a zemědělském hospodaření,
  • způsob, jak ověřovat účinnost zákazů jednotlivých pesticidů.

Relevantní výzkum realizovaný ve Výzkumném centru pro toxické látky v prostředí

V únoru a březnu 2015 (3–4 měsíců po posledních možných aplikacích pesticidů a před jejich první jarní aplikací) byly odebrány vzorky orných půd ze 75 lokalit v celé ČR. Pomocí satelitních snímků, byly pro lokality určeny plodiny ve třech letech před vzorkováním (2012–2014). Navíc, pokud byla přítomná, byla při odběrech identifikována ozimá kultura. Celkově bylo rozložení plodin na lokalitách následující: 50,7 % obilniny, 16,4 % kukuřice, 12,4 % řepka, 4,4 % řepa, 4,0 % zelenina a 3,1 % luštěniny. Data o aplikacích pesticidů a pěstovaných plodinách od zemědělců nebylo možno získat, neboť jde o soukromé informace. Na každé lokalitě, na ploše cca 1 ha umístěné uprostřed pole, bylo odebráno 9 pod-vzorků ornice, které byly smíchány ve směsný vzorek. Půda byla dále homogenizována, pomalu sušena za venkovní teploty, rozmělněna, přesáta přes 2 mm síto a analyzována na základní půdní vlastnosti (obsah organického uhlíku, pH, zrnitostní složení, kationtovou výměnnou kapacitu atd.). Ve vzorcích bylo analyzováno 51 v současnosti používaných pesticidů a 9 jejich vybraných transformačních produktů, a také nepoužívané triaziny atrazin a simazin a 6 jejich transformačních produktů (analýza LC-MS/MS po extrakci QuEChERS). V současnosti používané pesticidy byly vybrány z rozsáhlého seznamu používaných látek[10] na základě jejich spotřeby s výjimkou těch, které nelze stanovit multireziduálními metodami, anebo byly pro dané lokality shledány nerelevantní (např. díky nadmořské výšce, aplikované v sadech apod.). Zakázané triaziny a jejich transformačních produkty byly začleněny na základě výsledků monitoringu vod, kde představují problém svými častými nálezy mnoho let po ukončení používání. Celkem šlo o 30 herbicidů, 20 fungicidů a 3 insekticidy reprezentujících několik skupin látek: conazolové fungicidy (9 látek), chloracetanilidy, deriváty kyseliny fenoxyoctové, strobiluriny, triaziny a pyridiny (po 4 látkách), amidy, karbamáty a deriváty kyseliny močové (po 3 látkách). Bylo též zastoupeno 17 látek ze seznamu pro substituci v EU[11] a 8 látek bylo prioritními polutanty dle vodní politiky EU[12]. Pro všechny látky byla sestavena rozsáhlá matice jejich environmentálních vlastností pomocí databáze PPDB[13].

Poté, co byla odebrána ornice rýčem, byly půdním vrtákem odebrány  i vzorky podorničí; ty jsou archivovány a zatím analyzovány nebyly
Poté, co byla odebrána ornice rýčem, byly půdním vrtákem odebrány i vzorky podorničí; ty jsou archivovány a zatím analyzovány nebyly

Půda byla odebírána z ornice, jejíž hloubka se pohybovala mezi 20–30 cm; na řadě lokalit byla v době odběru přítomná ozimá plodina
Půda byla odebírána z ornice, jejíž hloubka se pohybovala mezi 20–30 cm; na řadě lokalit byla v době odběru přítomná ozimá plodina

Na polích bylo odebráno 9 pod-vzorků ornice (každý cca 1 kg) z čtvercové sítě 3 × 3 body pokrývající plochu cca 100 × 100 m; ty byly přímo v terénu smíchány a homogenizovány, aby poskytly reprezentativní vzorek pro danou lokalitu v dostatečném množství půdy nejen na monitoring pesticidů, ale i na další laboratorní experimenty
Na polích bylo odebráno 9 pod-vzorků ornice (každý cca 1 kg) z čtvercové sítě 3×3 body pokrývající plochu cca 100×100 m; ty byly přímo v terénu smíchány a homogenizovány, aby poskytly reprezentativní vzorek pro danou lokalitu v dostatečném množství půdy nejen na monitoring pesticidů, ale i na další laboratorní experimenty

Sumární výsledky

Výsledky ukázaly, že kontaminace sledovaných půd analyzovanými pesticidy je značně rozsáhlá. V 99 % půd byl detekován (koncentrace nad limit kvantifikace - LOQ) alespoň jeden pesticid (pro sumární hodnocení se jako „pesticid“ chápe suma mateřské látky a všech relevantních transformačních produktů převedených na chemické ekvivalenty mateřské látky). V 81 % půd překročila koncentrace alespoň jednoho pesticidu koncentraci 0,01 mg/kg (použita jako prahová hodnota - vysvětleno níže). Sledované orné půdy také většinou obsahovaly rezidua vícenásobná: 85 % půd obsahovalo současně 3 a více pesticidů a 51 % půd současně 5 a více pesticidů. Přes polovinu půd (53 %) obsahovalo kombinaci alespoň 2 pesticidů v koncentracích vyšších než 0,01 mg/kg. Co se týká vícenásobného výskytu, extrémem bylo 6 půd, které obsahovaly 10 a více detekovaných pesticidů a v jedné půdě bylo nalezeno současně 8 pesticidů přesahujících limit 0,01 mg/kg. Nejvyšší koncentrace nacházené pro individuální pesticidy byly 0,139 mg/kg pro pendimetalin a 0,124 mg/kg. Pro sumární hodnocení v tomto odstavci se jako „pesticid“ chápe suma mateřské látky a všech relevantních transformačních produktů (převedených na chemické ekvivalenty mateřské látky). Nejvyšší průměrná koncentrace spolu se vyskytujících pesticidů v půdě byla 0,046 mg/kg.

Limitní hodnota 0,01 mg/kg pochází z vyhlášky č. 13/1994 Sb.[14] a týká se jednotlivých pesticidů nepatřících mezi organochlorované pesticidy. Přestože daná vyhláška již není platná, byla tato hodnota použita pro interpretaci výsledků, neboť jiný obecný limit pro individuální pesticidy není dostupný, a to ani v novele vyhlášky (vyhláška č. 153/2016 Sb.). Použití takového společného prahu je jistě vhodnější pro interpretaci výsledků než pouhá detekce, protože LOQ se odvíjí od aktuálních schopností analytické instrumentace. V zahraničí bylo možné dohledat pouze holandský[15] limit 0,07 mg/kg, který se ale týká sumy všech pesticidů v půdě a byl překročen v 32 % půd. Podobný je i český limit pro sumu pesticidů v půdě (dle vyhlášky č. 13/1994 Sb. je to 0,1 mg/kg), který byl překročen v 21 % půd. Intervenční holandská hodnota pro sumu nechlorovaných pesticidů z holandské legislativy (0,5 mg/kg) naštěstí nebyla nikde překročena.

Sušení půd probíhalo pomalu za venkovní teploty, aby nebyly ovlivněny hladiny pesticidů; po vysušení byla půda několikrát mělněna a homogenizována, poté přesáta přes síto 2 mm a skladována v chladu před vlastními analýzami
Sušení půd probíhalo pomalu za venkovní teploty, aby nebyly ovlivněny hladiny pesticidů; po vysušení byla půda několikrát mělněna a homogenizována, poté přesáta přes síto 2 mm a skladována v chladu před vlastními analýzami

Triazinové herbicidy včetně zakázaného atrazinu a simazinu

Při pohledu na jednotlivé látky (graf) je patrné, že látky příslušející k triazinovým herbicidům byly nacházeny nejčastěji (nějaký zástupce byl přítomen v 89 % půd) a též ve významných koncentracích - 47 % půd obsahovalo sumu triazinů překračující 0,01 mg/kg. Konkrétně byly nejčastěji detekovanými látkami transformační produkty triazinů, zejména hydroxy-triaziny. Hydroxy-terbutylazin a hydroxy-atrazin patřily také mezi látky nejčastěji překračující limit 0,01 mg/kg (24 % respektive 25 % půd) a dosahující nejvyšších maximálních koncentrací (0,075 respektive 0,124 mg/kg). To odpovídá jejich silné sorpci a významné perzistenci v půdě. Nižší výskyt desalkylovaných triazinů korespondoval opět s jejich vlastnostmi, které podmiňují jejich preferenci k vymývání do podzemní vody. Výskyt triazinů v půdách vykazoval významnou negativní korelaci s půdním pH, což je vysvětlitelné mechanizmy jejich sorpce a degradace v půdě.

Transformační produkty atrazinu a simazinu, které se v EU nepoužívají od zákazu v roce 2004 (více než 10 let před odběry půd), byly ve studovaných půdách nacházeny překvapivě často. Atrazin a simazin jsou látky významně toxické pro vodní prostředí, prioritní látky vodní politiky EU, podezřelé karcinogeny a endokrinní disruptory. Navzdory zákazu jsou atrazin a simazin, či jejich transformační produkty často nacházeny jako kontaminanty evropských vod i půd. Přestože se nebezpečnost transformačních produktů může lišit od mateřských molekul, hladiny nalezené v českých orných půdách mohou být problematické, protože významně překračovaly dostupné limity: limity US EPA[16] pro ochranu podzemní vody (0,0002 a 0,0003 mg/kg pro atrazin respektive simazin) a holandské limity[17] (0,0002 a 0,000009 mg/kg pro atrazin respektive simazin) byly překročeny vždy, když byly tyto látky detekovány - u 32 % a 33 % půd pro atrazin respektive simazin.

Vyvstává klíčová otázka, odkud tato rezidua v půdách pochází. V ČR byl simazin před zákazem používán velmi málo (max. 200 kg/rok a ne na polní plodiny)[18]. Je tedy velmi nepravděpodobné, že by půdní výskyt byl dědictvím minulosti. Naopak se jako velmi pravděpodobná jeví hypotéza, že tato rezidua simazinu pochází z aplikace terbutylazinu, který má dle EU legislativy[19] povoleny až 3% nečistoty simazinu. Zdá se, že každoroční aplikace terbutylazinu, který v roce 2006 nahradil atrazin, dosahující až 110 tun ročně, vnáší do zemědělské půdy ČR až 3,3 tun simazinu ročně, což je řádově více než aplikace před zákazem. Tato hypotéza byla potvrzena výsledky: 1) výskyt desetyl-simazinu (první degradační produkt simazinu v půdě) silně koreloval (rP = 0,68–0,99) s výskytem terbutylazinu a desetyl-terbutylazinu; 2) desetyl-simazin (stejně jako terbutylazin a desetyl-terbutylazin) byl nacházen pouze na lokalitách, kde byla ve dvou letech před odběry pěstována kukuřice, což je jediná plodina na kterou je terbutylazin aplikován; 3) koncentrace desetyl-simazinu byly téměř dvakrát vyšší na lokalitách s kukuřicí v roce 2014 než na lokalitách s kukuřicí v roce 2013. Hydroxy-simazin jako perzistentní dlouhodobé reziduum nebyl na kultivaci kukuřice vázán. To, že na něj neměl vliv výskyt kukuřice ani v posledních dvou letech před odběrem, naznačuje, že jeho poločas života v půdě je mnohem delší než jediná dostupná hodnota v databázích[20] (30 dní), a to nejméně 1 rok.

Na rozdíl od simazinu, četná a vysoká rezidua hydroxy-atrazinu nemohou souviset s aplikací terbutylazinu, protože povolená nečistota 0,1% nemůže ani těsně po aplikaci vést k nalezeným koncentracím: běžná dávka[21] 400–900 g/ha terbutylazinu na kukuřici představuje 0,4–0,9 g/ha atrazinu, což zhruba odpovídá 0,0001–0,0003 mg/kg, zatímco výsledky (graf) ukazují průměrné koncentrace hydroxy-atrazinu 0,027 mg/kg. S velikou pravděpodobností jde o dědictví intenzivního (až 130 tun ročně) používání atrazinu několik desetiletí před zákazem. Na druhou stranu, promodelování degradační kinetiky z roku 2005 do roku 2015 ukázalo, že aplikační dávky atrazinu (typicky 1000–2000 g/ha) by nemohly vést k nalezeným koncentracím (graf), pokud by poločas života hydroxy-atrazinu nebyl minimálně 2 roky. To je sice v rozporu s údaji v databázích[22], ale potvrzuje to výsledky několika zahraničních studií.

Conazolové fungicidy

Druhou nejčastěji nacházenou skupinou pesticidů byly conazolové fungicidy (nějaký zástupce byl přítomen v 74 % půd). Vyskytovaly se též ve významných koncentracích - 53 % půd obsahovalo sumu conazolů překračující 0,01 mg/kg. Nejčastěji se v půdách vyskytoval epoxiconazol (48 % půd) a tebuconazol (36 %), dále flusilazol (23 %), prochloraz (21 %) a další (graf). Epoxiconazol a tebuconazol také často překračovaly práh 0,01 mg/kg (25 % respektive 11 % půd).

Conazolové fungicidy jsou užívány v EU ve vysokých množstvích pro obilniny a olejniny. Jsou ale kandidáty na substituci[23], protože naplňují kritéria PBT, zejména toxicitu pro reprodukci a endokrinní disrupci. Vykazují také významnou toxicitu pro vodní organizmy a pro savce (hepatotoxicita, karcinogenita, endokrinnní disrupce). Dle klasifikace EU[24] jsou epoxiconazol a flusilazol podezřelé karcinogeny a látky toxické pro reprodukci kategorie 1A/1B (do kategorie 2 pak patří tebuconazol a cyproconazol). Jediné dostupné půdní limity pro conazolové fungicidy uvádí US EPA[25] - limity pro ochranu podzemní vody: flusilazol 1,8 mg/kg, prochloraz 0,0019 mg/kg a propiconazol 0,69 mg/kg. Je patrné, že v 21 % půd byl překročen limit pro prochloraz.

Vysoká frekvence nálezů conazolových fungicidů koresponduje nejen s jejich intenzivním používáním (např. epoxiconazol - pouze obilí, 41 tun ročně; prochloraz 80–90% obilí/10–20 % olejniny, 164 tun ročně; tebuconazol 50 % obilniny/50 % olejniny, 167 tun ročně) ale také s jejich environmentálními vlastnostmi: silná sorpce v půdě (logKOC 3–4), malá a střední rozpustnost (SW 7–150 mg/L), vysoká perzistence v půdě (DT50 120–400 dní). S výjimkou tebuconazolu nebyl výskyt conazolových fungicidů asociován s kultivací plodin na lokalitách. To naznačuje, že jejich poločas života v půdách je dostatečně dlouhý na to, aby byly detekovatelné i řadu let po aplikaci a lze je tak zařadit mezi dlouhodobá rezidua. Tebuconazol se významně častěji a ve vyšších koncentracích vyskytoval na lokalitách s ozimou řepkou v momentě vzorkování potvrzující podzimní ranou aplikaci.

Graf: Četnost a koncentrace jednotlivých látek nalezených v 75 orných půdách (nenalezené nejsou uvedeny)
Graf: Četnost a koncentrace jednotlivých látek nalezených v 75 orných půdách (nenalezené nejsou uvedeny)

Chloroacetanilidové herbicidy

Acetochlor a S-metolachlor patří spolu s terbutylazinem a glyfosátem k nejvíce používaným herbicidům pro kukuřici (121 tun respektive 64 tun ročně), zatímco metazachlor se používá dominantně na řepku (169 tun ročně). Tyto látky mají velmi krátký poločas života v půdě (5–30 dní) a jsou tranformovány na oxanilovou kyselinu (OA) a etanesulfonovou kyselinu (ESA). Tyto jsou v běžném půdním pH ze 100% deprotonované a tudíž velmi málo sorbované (log KOC 5–60), což vede k jejich vysoké mobilitě a vyplavení z půdy. Výsledkem jsou jejich četné nálezy v podzemních a povrchových vodách. Výsledky orných půd v ČR (graf) ukazují, že chloroacetanilidy a jejich transformační produkty jsou pouze krátkodobá půdní rezidua reflektující nedávné plodiny na lokalitách: 1) acetochlor nebyl na lokalitách v roce 2014 použit (díky jeho zákazu v EU) a přestože byl pravděpodobně aplikován v roce 2013 ve velmi vysokých dávkách (1,5–2,5 kg/ha)[26], jeho transformační produkty nebyly nikde nalezeny. S-metolachlor a metazachlor či jejich OA a ESA byly nalezeny v 25 % půd a jejich celkové koncentrace překračovaly práh 0,01 mg/kg v 13 % půd. Metazachlor či jeho transformační produkty (ESA více než OA) byly nalezeny v 11 % půd a pouze na lokalitách, kde byla řepka ozimá v době vzorkování, což koresponduje s podzimní ranou aplikací. S-metolachlor či jeho transformační produkty byly častější na lokalitách, kde byla v letech 2014 či 2013 pěstována kukuřice.

I když se nebezpečnost transformačních produktů chloracetanilidů může lišit od jejich mateřských látek, orientačně lze výsledky interpretovat pomocí zahraničních limitů: US EPA[27] limity (0,28 mg/kg pro acetochlor a 3,2 mg/kg pro metolachlor) nebyly překročeny, ale pozaďové a cílové limity z Holandska[28] pro metolachlor (0,00003 mg/kg respektive 0,003 mg/kg) byly překročeny u 13 % respektive 9 % půd. Holandská pozaďová hodnota pro metazachlor (0,003 mg/kg) byla překročena u 7 % půd.

Ostatní pesticidy

Po triazinech, conazolech a chloracetanilidech byl nejčastěji detekovaným pesticidem fenpropidin (20 % půd), který také překračoval úroveň 0,01 mg/kg u 13 % půd. Často byl nacházen také diflufenican (17 % půd), jehož výskyt korespondoval s ozimou obilninou v době vzorkování a vůbec nebyl nacházen na lokalitách s obilninami před rokem 2014. V 11 % půd byl také nalezen karbendazim, který vždy překročil holandské pozaďové i cílové limity (0,00003 mg/kg respektive 0,003 mg/kg)[29]. Tato látka je ale od roku 2014 v EU zakázána, takže by se situace v budoucnu měla zlepšovat. Deriváty močoviny byly sice nalezeny v 15% půd, ale práh 0,01% byl překročen jen u 4% půd.

Pro několik pesticidů byl očekáván vysoký nález kvůli jejich vysoké spotřebě v ČR, ale výsledky ukázaly opak: chlorpyrifos (182 tun ročně), pendimetalin (122 tun ročně), petoxamid (105 tun ročně) či fenpropimorf (71 tun ročně). U petoxamidu to lze přikládat jeho velmi krátké perzistenci, vysoké rozpustnosti a minimální sorpci na půdu. U pendimetalinu a chlorpyrifosu je naopak známá malá rozpustnost, vysoká lipofilita, sorpce v půdě a perzistence. V půdách by se měly dle všeho vyskytovat a malá frekvence záchytu zřejmě souvisí s vyšším LOQ těchto dvou látek, který by do budoucna určitě měl být snížen.

Analyzované látky, které nebyly detekovány v žádné půdě, byly: 2,4-D, acetochlor, acetochlor-OA, aminopyralid, atrazin, desetyl-atrazin, desetyl-desisopropyl-atrazin, bentazon, clomazon, clopyralid, dicamba, dimethachlor, fluroxypyr, MCPA, mecoprop-P, mesotrion, metconazol, picoxystrobin, propaquizafop, prothioconazol, thiophanate-methyl, trifloxystrobin.

Srovnání s výsledky monitoringu vod

Výsledky výskytu pesticidů v orných půdách mohou být srovnány také s výstupy (frekvence vzorků nad LOQ a nad limit pro vodu 0,1 µg/l) monitoringu vod v ČR prováděného Českým hydrometeorologickým ústavem, jehož výsledky jsou veřejně dostupné[30] (data pro rok 2014, protože rok 2015 ještě nebyl dostupný).

Nejčastější látky v povrchových a podzemních vodách ČR byly transformační produkty chloracetanilidů: ESA (48–94 % respektive 12–19 %) a OA (15–82 % respektive 4–8 %), které také často překračovaly limit 0,1 µg/l. V půdách byly méně časté, což souvisí s jejich vysokou mobilitou. Pořadí výskytu ve vodách (ESA > OA > mateřská látka) odpovídalo výskytu v půdách jen částečně (ESA > mateřská látka > OA). Zatímco v půdách byl výskyt metazachloru a S-metolachloru podobný, v povrchových vodách převažoval metazachlor, což odpovídá jeho více než dvojnásobné spotřebě. Koresponduje to též s jeho podzimní preemergentní aplikaci na řepku, kdy je vysoká náchylnost k odnosu do povrchových vod.

Též terbutylazin a jeho transformační produkty byly nacházeny často jak v povrchových (19–48 %) tak v podzemních vodách (1–2 %), což koresponduje s jejich vysokým výskytem v půdách. Zatímco ve vodě byly podobně zastoupeny hydroxy-, desetyl- transformační produkty i mateřské molekuly, v půdách dominoval hydroxy-terbutylazin. Podobný závěr lze učinit pro atrazine a jeho transformační produkty, který byl nalezen v 19–38 % povrchových vod a 8–12 % podzemních vod. Zatímco mateřský terbutylazin a desetyl-terbutylazin byly nalezeny jak ve vodě, tak v půdě, mateřský atrazin a desetyl-atrazin byly nalezeny jen ve vodě. To naznačuje, že půdní rezidua jsou dosti stará a ukazují jen silně sorbovaný hydroxy-atrazin. Koncentrace v podzemní vodě byl pro tyto molekuly téměř 10krát vyšší než ve vodě povrchové, což naznačuje, že podzemní voda a horninové prostředí je v současnosti největším zdrojem atrazinu pro povrchové vody. Simazin, hydroxy-simazin a desetyl-simazin byly nalezeny v podzemní vodě v podobných frekvencích jako odpovídající molekuly terbutylazinu, což opět naznačuje vstup simazinu jako nečistoty terbutylazinu (viz výše).

Conazolové fungicidy byly časté v půdách, ale v podzemních vodách se vůbec nevyskytovaly, což koresponduje s jejich vlastnostmi (silná sorpce, malá rozpustnost). Naopak v povrchových vodách se vyskytovaly (2–17 %), což naznačuje povrchový odtok conazolů vázaných na erodované půdní částice. Převládal zde tebuconazol, což souvisí s jeho podzimní aplikací na ozimou řepku.

Fenpropidin a diflufenican četné v půdách se ve vodách téměř nevyskytovaly, což souvisí s jejich silnou sorpcí v půdě. Naopak několik látek vůbec nenalezených v půdě bylo nalezeno ve vodě a souvisí to s jejich vysokou rozpustností a mobilitou v půdě (např. quinmerac, bentazon, clomazon, mesotrion, MCPA).

Závěr

Studie RECETOX ukázala, že zemědělské půdy jsou kontaminovány četnými pesticidy, které se vyskytují jako vícenásobné směsi a ve významných koncentracích.

Nejvýraznější je výskyt triazinových herbicidů, conazolových fungicidů, chloracetanilidových herbicidů, fenpropidinu a diflufenicanu. Přestože na získaných datech zatím nebyla provedena analýza zdravotních či ekologických rizik, vzbuzují tyto výsledky pozornost z hlediska možných dopadů, protože:

a) zahraniční limity založené na výpočtu rizik byly často překročeny;

b) řada těchto látek patří mezi podezřelé karcinogeny či endokrinní disruptory;

c) látky se vyskytují ve směsích, jejichž (eko)toxicita může být aditivní či dokonce synergická.

Výsledky průzkumu půd provedeného RECETOX v kombinaci s výsledky monitoringu vod ČHMÚ jednoznačně poukazují na nutnost zabývat se strategiemi snížení vstupů pesticidů do zemědělských půd. Též lze jednoznačně doporučit, aby zemědělské půdy byly pravidelně sledovány na výskyt pesticidů, a také, aby naměřené výsledky byly reflektovány při nastavování zemědělského hospodaření a schvalování použití pesticidů. V tomto ohledu lze velmi pozitivně kvitovat úsilí ÚKZÚZ, který v posledních letech začal pesticidy sledovat na vybraných lokalitách bazálního monitoringu půd.

Použitá literatura u autora. Článek byl zpracován na základě podpory GAČR (projekt 15-20065S: Osud a biodostupnost v současnosti používaných a nových pesticidů v zemědělsky využívaných fluvizemích - vliv vlastností půd a pesticidů).

Doc. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.a, Ing. Martina Hvězdováa, Mgr. Petra Kosubová, Ph.D.b, Ing. Petra Dinisovác, Doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc.a, Ing. Lukáš Brodský, Ph.D.d, Mgr. Marek Šudomaa, Mgr. Lucia Škulcováa, Ing. Milan Sáňka, Dr.a, Mgr. Markéta Svobodováa, Bc. Lucia Krkoškováa, Mgr. Jana Vašíčková, Ph.D.a, Mgr. Natália Neuwirthováa, Mgr. Bc. Lucie Bielská, Ph.D.a

a Masarykova univerzita, Brno

b Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský, Brno

c AQUATEST s.r.o., Praha

d Univerzita Karlova, Praha

allfoto©J. Hofman


[3] Kodeš V. (2015): Kontaminace podzemních vod pesticidy v České republice. Agromanuál 6: 59-61

[7] European Commission (2011): Proposal for a directive of the European Parliament and of the Council amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC as regards priority substances in the field of water policy

[8] Sehonová et al. (2012): Assessment of pesticide residues in surface waters in the Czech Republic. Bulletin VÚRH Vodňany 48: 5-19; Kodeš (2015): Kontaminace podzemních vod pesticidy v České republice. Agromanuál 6: 59-61

[9] Loos et al. (2009): EU-wide survey of polar organic persistent pollutants in European river waters. Environ Poll 157: 561-568; Loos et al. (2010) Pan-European survey on the occurrence of selected polar organic persistent pollutants in ground water. Water Res 44: 4115-4126

[12] European Commission (2011): Proposal for a directive of the European Parliament and of the Council amending Directives 2000/60/EC and 2008/105/EC as regards priority substances in the field of water policy

[14] Vyhláška 13/1994 Sb., kterou se upravují některé podrobnosti ochrany zemědělského půdního fondu

[15] Soil Quality Regulation, Ministry of Housing, Planning and the Environment, the Netherlands, 2006.

[17] de Bruijn et al. (1998): Environmental Risk Limits in the Netherlands. RIVM Report 601640001

[19] European Commission (2011): Regulation No 820/2011 approving the active substance terbuthylazine, in accordance with Regulation (EC) No 1107/2009 of the European Parliament and of the Council concerning the placing of plant protection products on the market, and amending the Annex to Commission Implementing Regulation (EU) No 540/2011 and Commission Decision 2008/934/EC Text with EEA relevance, 2011

[28] de Bruijn et al. (1998): Environmental Risk Limits in the Netherlands. RIVM Report 601640001

[29] de Bruijn et al. (1998): Environmental Risk Limits in the Netherlands. RIVM Report 601640001

Rezidua pesticidů v orných půdách České republiky

Na polích bylo odebráno 9 pod-vzorků ornice (každý cca 1 kg) z čtvercové sítě 3 × 3 body pokrývající plochu cca 100 × 100 m; ty byly přímo v terénu smíchány a homogenizovány, aby poskytly reprezentativní vzorek pro danou lokalitu v dostatečném množství půdy nejen na monitoring pesticidů, ale i na další laboratorní experimenty
Půda byla odebírána z ornice, jejíž hloubka se pohybovala mezi 20–30 cm; na řadě lokalit byla v době odběru přítomná ozimá plodina
Poté, co byla odebrána ornice rýčem, byly půdním vrtákem odebrány i vzorky podorničí; ty jsou archivovány a zatím analyzovány nebyly
Sušení půd probíhalo pomalu za venkovní teploty, aby nebyly ovlivněny hladiny pesticidů; po vysušení byla půda několikrát mělněna a homogenizována, poté přesáta přes síto 2 mm a skladována v chladu před vlastními analýzami

Související články

Poškození polních plodin v roce 2017

04. 12. 2017 Ing. Vít Bittner; MARIBO SEED INTERNATIONAL, ČR Ochrana obecně Zobrazeno 373x

Zhodnocení ochrany zahrad, sadů a vinic na střední Moravě za rok 2017

30. 11. 2017 Ing. Josef Gall; Týn nad Bečvou Ochrana obecně Zobrazeno 246x

Zhodnocení ochrany polních plodin na střední Moravě za rok 2017

29. 11. 2017 Ing. Josef Gall; Týn nad Bečvou Ochrana obecně Zobrazeno 314x

Co ještě udělat na zahradě, než přijde zima

27. 11. 2017 Ing. Josef Gall; Týn nad Bečvou Ochrana obecně Zobrazeno 238x

Rezidua pesticidů v povrchových vodách - legislativa, rizika, aktuální stav

17. 10. 2017 Ing. Martin Ferenčík; Povodí Labe, s. p. Hradec Králové Ochrana obecně Zobrazeno 693x

Další články v kategorii Ochrana obecně

Agro Aliance
Bayer CropScience
AG NOVACHEM s.r.o.

Kalendář akcí

Prohlédnout vše

Upozornění

Veškeré údaje uvedené na webu www.agromanual.cz jsou pouze informativní, při použití přípravků se řiďte etiketou přípravku.

Anketa

Jak se Vám líbí nové názvosloví chorob a používáte je?
18%
5%
2%
22%
3%
49%
detail