Výzkum a dokumentace

Ochrana přírody 1/2018 — 18. 2. 2018 — Výzkum a dokumentace — Tištěná verze článku v pdf

Výskyt pesticidních látek ve vybraných lokalitách CHKO Moravský kras s dopadem na skapové vody

Autor: Taťána Halešová, Marie Kotyzová

Charakteristika území
Pro studii byly zvoleny 3 lokality (Amatérská jeskyně, Harbešská jeskyně a Holštejnská jeskyně) nacházející se v severní části CHKO Moravský kras. Článek je zaměřen pouze na lokality s významnými pozitivními nálezy pesticidních látek, kterými jsou Amatérská a Harbešská jeskyně.

Amatérská jeskyně zahrnuje podzemí vázané na ponorné toky Bílé vody a Sloupského potoka. V nitru Amatérské jeskyně vzniká říčka Punkva. Podzemní Punkva byla v roce 2004 zapsána na Seznam mokřadů mezinárodního významu. Amatérská jeskyně z velké části probíhá pod zemědělsky obhospodařovanými pozemky na Ostrovské plošině. Větší část povrchu nad Amatérskou jeskyní je chráněna v I. a II. zóně CHKO Moravský kras. Část se stále nachází ve III. zóně CHKO Moravský kras, kde dochází k intenzivnímu zemědělskému hospodaření včetně aplikace průmyslových hnojiv a pesticidů.

Harbešská jeskyně se nachází pod zemědělsky obhospodařovanými pozemky na Harbešské plošině, jejímž charakteristickým krajinným rysem je množství závrtů. Závrty jsou povrchové krasové jevy, které vznikají v místech, kde na povrch vyúsťují trhliny a pukliny. Srážková voda se zde rychle dostane do podzemí a tím je okolí trhlin a puklin erodováno a částečně se také propadá. Vstup do Harbešské jeskyně se nachází v závrtu Společňák. Část plošiny kolem závrtu Společňák je chráněna I. zónou CHKO Moravský kras. Zbývající části se nachází ve II. a III. zóně CHKO Moravský kras.

Odběr skapových vod v Amatérské jeskyni. Foto Marie Kotyzová

Pesticidy
Pesticidy jsou chemické látky určené k likvidaci škodlivých činitelů. S růstem světové poptávky po zemědělských produktech roste potřeba zvyšování výnosů a s tím spojená spotřeba pesticidních látek. K hlavním zdrojům znečištění životního prostředí (ŽP) patří používání pesticidů v zemědělství. Vedle přímých cest kontaminace ŽP nesmíme opomenout také nepřímé zdroje kontaminace, a to erozivní činnost větru, splachování a splavování půdy. Často se setkáváme s pozitivními nálezy pesticidních látek tam, kde bychom jejich výskyt vůbec nečekali. Jak se pesticidní látky v ŽP šíří, závisí na fyzikálně-chemických vlastnostech dané látky, povětrnostních a přírodních podmínkách a typu půdy. Pesticidy se nejlépe sorbují na jílovité půdy s vysokým obsahem organického materiálu, nejhůře pak do půd písčitých či vápencových.

Důležitým ukazatelem pro výskyt pesticidů v ŽP je poločas rozpadu, udávající dobu, za kterou obsah látky v prostředí klesne na polovinu. To, že se účinná látka rozkládá, neznamená eliminaci nebezpečí, jejich degradační produkty mohou být stejně nebo více toxické a navíc jsou často mobilnější v půdě a zvyšuje se tak pravděpodobnost jejich přechodu do podzemních vod. Proto je nezbytné sledovat nejen výchozí látky v přípravcích na ochranu rostlin, ale také jejich rozkladné produkty.

Celosvětová roční spotřeba pesticidů je v rozmezí 2–2,5 milionu tun. V České republice se každoročně spotřebuje přibližně 5 000 tun účinných látek pesticidů. Celosvětově je registrováno více než 800 účinných látek pesticidů, v České republice se jich v současné době používá přibližně 450 druhů. Účinné látky pesticidů můžeme dle chemické povahy dělit do cca 100 tříd – např. triazinové, chloracetanilidové, azolové, organofosforové pesticidy, glyfosát a další. V okrese Blansko se ročně spotřebuje cca 40 tun účinných látek pesticidů. V tabulce č. 1 jsou uvedeny spotřeby pesticidních látek v dané lokalitě – jde o triazinové pesticidy, chloracetanilidové a azolové pesticidy.

Monitoring výskytu pesticidů v CHKO Moravský kras
V rámci monitoringu v CHKO Moravský kras bylo odebráno za období 2015–2017 přibližně 50 vzorků (z toho 36 vzorků v rámci studie na pesticidy v roce 2017), převážně skapových vod. Jako doplňující vzorky byly také odebrány vzorky půdy na povrchu, přesně nad odběrovým místem v jeskyni. Vzorky byly analyzovány na téměř 150 pesticidních látek (účinných látek a vybraných metabolitů).

K analýze pesticidních látek byla využita ultra účinná kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií, kdy v tomto spojení je možné stanovit velké množství analytů s dosažením velmi nízkých detekčních limitů. Limity stanovitelnosti pro vodné vzorky jsou 0,001–0,01 µg/L, pro pevné vzorky 0,001–0,05 µg/kg. K analýze byl použit přístoj kapalinový chromatograf: ACQUITY UPLC® I-Class liquid chromatograph (Waters, USA) a hmotnostní spektrometr: Xevo® TQ-S (Waters, USA).

Výsledky monitoringu
Výsledky monitoringu jsou zaneseny do grafů. Graf č. 1 znázorňuje výsledky analýzy půdních vzorků a vzorků skapových vod z lokality A2 – Dóm zemních pyramid v Amatérské jeskyni nacházející se pod trvalým travním porostem. Srovnáním nálezů ve třech různých obdobích vidíme, že nejvyšší nálezy byly zjištěny v roce 2015/2016. Nález atrazinu a jeho metabolitů ve skapových vodách je po celé tři roky setrvalý. Z grafu je také patrné, že v zemině se v podzimních odběrech vyskytují další rezidua pesticidních látek ve srovnání s odběrem v jarním období. Ve všech třech odběrech zeminy se opakovaně vyskytují rezidua triazinových hydroxy-metabolitů (atrazin-2-hydroxy, terbuthylazin-hydroxy a simazin-2- hydroxy).

V grafu č. 2 jsou znázorněny výsledky analýzy půdních vzorků a v grafu č. 3 vzorky skapových vod z lokality A3 – Rozlehlá chodba v Amatérské jeskyni nacházející se pod ornou půdou. Nejvyšší nálezy reziduí pesticidních látek byly zjištěny v roce 2015/2016; odběry na podzim. V tomto roce bylo ve vzorku zeminy nalezeno několik účinných látek a metabolitů, které byly v tomtéž roce nebo předchozích letech v dané lokalitě aplikovány. Ve vzorcích skapových vod byly nalezeny především rezidua metabolitů atrazin-desethyl a metolachlor ESA.

V grafu č. 4 jsou znázorněny pesticidní látky v zemině odebrané na orné půdě nad Harbešskou jeskyní (lokality S1 a S2). Nejčetnější nálezy reziduí byly zjištěny v roce 2015/2016; odběr na podzim. V tomto roce bylo ve vzorku zeminy nalezeno několik účinných látek a metabolitů, které byly v tomtéž roce nebo předchozích letech v dané lokalitě aplikovány. Nejvyšší koncentrace dosahoval metabolit terbuthylazin-hydroxy, účinná látka tebukonazol, propikonazol, epoxikonazol a diflufenican. V období jaro 2017 bylo spektrum nalezených látek užší a koncentrace nižší. V období podzim 2017 bylo nalezeno několik reziduí pesticidních látek, kde spektrum látek bylo širší ve srovnání s jarním obdobím 2017. Nejvyšší koncentrace byla zjištěna pro účinnou látku metazachlor, která byla v dané lokalitě aplikována za účelem pěstování řepky. Nejčetnější nález reziduí pesticidních látek ve skapové vodě byl zjištěn na podzim 2017. V tomto roce bylo ve vzorku vody nalezeno několik účinných látek a metabolitů. Ve všech třech obdobích se setkáváme s pozitivními nálezy acetochloru ESA – klesající trend, atrazinu a jeho metabolitu atrazin – desethyl – srovnatelný až mírně rostoucí trend. Významné nálezy jsou v grafu označeny modrým křížkem.

Pro nejčastěji se vyskytující látky byly od Ústředního a kontrolního zkušebního ústavu zemědělského získány hodnoty chronických toxicit a jejich příslušné RAC hodnoty (regulatory acceptable concentration) pro srovnání dopadu těchto látek na necílové organismy žijící v jeskynních systémech. Z uvedených pozitivních nálezů a zjištěných chronických toxicit vyplývá, že nejrizikovějšími pesticidními látkami v CHKO Moravský kras jsou triazinové pesticidy atrazin a terbuthylazin. RAC (mg/L) dle cílového organismu (bezobratlé, řasy a vodní organismy) pro atrazin je 2,2–4 mg/L, pro terbuthylazin 1,28–1,9 mg/L.

I když koncentrace samotného atrazinu v rámci studie nedosáhla RAC koncentrace, vzhledem k faktu, že jeho používání bylo zakázáno v roce 2005, jde pravděpodobně o historickou zátěž, kdy působení atrazinu a jeho metabolitů jsou necílové organismy vystavovány již dlouhou dobu.

Další látky, které by mohly negativně ovlivňovat necílové organismy v CHKO Moravský kras, jsou účinné látky a metabolity (tabulka č. 2)

Nejvyšší obsahy těchto rizikových pesticidních látek ve skapových vodách měla lokalita Harbešská jeskyně závrt Společňák – orná půda. Dalším rizikem je, že dosud nebylo zjišťováno, jak tyto látky na organismy působí v kombinacích.

Mapa č. 1: Zkoumané lokality v rámci studie PPK na výskyt
pesticidních látek v CHKO Moravský kras
(S – Harbešská jeskyně – závrt Společňák, A – Amatérská jeskyně,
H – Holštejnská jeskyně). Zpracoval: Zdeněk Hejkal

Závěr
Výsledky studie dokládají, že aplikace pesticidů je v současné době velmi rozšířená i v oblastech zvláště chráněných území, jako je CHKO Moravský kras. V důsledku dlouhodobého hospodaření s pesticidy dochází ke kontaminaci podzemních vod rezidui a především metabolity pesticidů, které mají podobné vlastnosti jako výchozí látky. Z uvedených výsledků je důležité upozornit také na nutnost sledování rozkladných produktů, které umožňují zkoumat historickou zátěž lokality, jelikož většina nalezených látek pochází z historické aplikace – atrazin zakázán od roku 2005, acetochlor od roku 2013. Ukazuje se, že největší riziko v CHKO Moravský kras představují triazinové pesticidy – již zakázaný atrazin a stále používaný terbuthylazin.

Výsledky studie slouží jako podklad pro plánovaná opatření v souvislosti s novým vymezením zonace a také jako důležitý zdroj informací pro zemědělce hospodařící na území CHKO Moravský kras.