Jiří Šajer, Ivana Truxová, Hana Sezimová

1. Jiří Šajer, Ivana Truxová, Hana Sezimová DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů

2. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Úvod Hodnocení potenciálního rizika výskytu pesticidních látek v povodí Odry se zaměřilo na pesticidní látky, které v roce 2007 figurovaly na seznamu povolených látek a zároveň byl prokázán jejich výskyt v povrchových vodách povodí Odry. V české části povodí Odry byl v roce 2007 a 2008 provozním a situačním monitoringem v povrchových vodách zjištěn výskyt nad mezí stanovitelnosti u osmnácti účinných látek pesticidů, u kterých byly zároveň k dispozici i údaje o aplikovaném množství od Státní rostlinolékařské správy. Vyšší hodnoty než imisní standardy uvedené v tab. 1 Přílohy 3 k nařízení vlády č. 229/2007 Sb. u těchto látek prakticky nebyly v letech 2007 a 2008 zjištěny. Nedodržení norem environmentální kvality ve smyslu směrnice 2008/105/ES rovněž nebylo zaznamenáno. K aplikaci atrazinu a metolachloru došlo pouze v okrese Liberec. Úhrnné množství zbývajících šestnácti účinných látek aplikované na ornou půdu v povodí Odry na území České republiky za roky 2007 až 2009 vypočtené na základě podkladů od Státní rostlinolékařské správy je znázorněno graficky na následujícím obrázku. V roce 2009 byl monitoringem, který zabezpečoval ČHMÚ, prokázán výskyt glyphosate a jeho metabolitu AMPA ve vodárenských nádržích Šance, Morávka a Kružberk.

3. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů

4. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů

5. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Situační ani provozní monitoring zaměřený na pesticidy nebyl prováděn u všech vodních útvarů, protože by to bylo z ekonomického hlediska neefektivní. Byla proto vyvíjena metoda umožňující nalézt potenciálně nejrizikovější vodní útvary z hlediska pravděpodobnosti výskytu těchto znečišťujících látek v povrchových vodách.

6. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Metody Rizikový útvar povrchové vody je vodní útvar, který není schopen vyhovět cílům environmentální kvality podle článku 4 Rámcové směrnice. Za potenciálně rizikové vodní útvary z hlediska výskytu pesticidů v povrchových vodách považujeme vodní útvary, u kterých doposud sice nebyla přímo monitoringem prokázána rizikovost, ale na základě identifikace možných vlivů v souvislosti s aplikovaným množstvím účinných látek pesticidů v povodí nad závěrovými profily těchto útvarů jejich rizikovost nelze do doby podrobnějšího ověření skutečného stavu prostřednictvím monitoringu vyloučit. Počínaje pramenem Odry bylo všem 144 vodním útvarům v povodí Odry na území České republiky přiděleno pracovní číslo. Na základě údajů Státní rostlinolékařské správy bylo vypočteno množství účinných látek pesticidů aplikované na ornou půdu v jednotlivých vodních útvarech v příslušném roce. Následně bylo vypočteno číslo vyjadřující potenciální riziko pro látku x (PRNx) podle rovnice: PRNx= AMx/Q355 (1) kde AMx - aplikované množství látky x nad závěrovým profilem vodního útvaru Q355 -průtok v závěrovém profilu dosažený nebo překročený v průměru 355 dní v roce.

7. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů

8. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Pro každou ze šestnácti sledovaných látek byly vodní útvary seřazeny podle PRNx sestupně a bylo jim přiřazeno pořadové číslo (ONx). (Poznámka: Všem vodním útvarům, u kterých nebyl uveden údaj o aplikovaném množství látky x bylo přiřazeno stejné pořadové číslo!) Potom byl pro každý vodní útvar vypočten součet šestnácti pořadových čísel (SON) podle rovnice: SON = ONa + ONb + …+ ONp (2) kde indexy a, b, c příslušely jednotlivým účinným látkám podle výše uvedené tabulky. Vodní útvar s nejnižším součtem pořadových čísel pro sledovaných 16 ukazatelů pak byl považován za potenciálně nejrizikovější z hlediska dopadu aplikace pesticidů nad závěrovým profilem vodního útvaru na jakost povrchové vody v tomto profilu.

9. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů • U několika potenciálně nejrizikovějších vodních útvarů byl proveden průzkum zaměřený na výskyt účinných látek alachlor, chlorpyrifos a trifluralin. • Bylo prováděno sledování pomocí nízkonákladových semipermeabilních membrán vyvinutých brněnskou pobočkou VÚV T.G.M., v.v.i. a pro možnost konfrontace výsledků byly odebrány ve stejných profilech i dnové sedimenty. • Membrány byly v tocích umístěny po dobu několika osmadvacetidenních cyklů. • Exponované membrány byly třikrát extrahovány směsí cyklohexan-etylacetát 1:1. Extrakty byly odpařeny na objem 2,0 ml. Polovina objemu tohoto roztoku, tj. 1,0 ml, byla přečištěna gelovou chromatografií. Přečištěný extrakt byl zahuštěn k suchu a doplněn hexanem na objem 1,0 ml. Metodou plynové chromatografie pak byly v extraktu stanoveny koncentrace pesticidů.

10. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Odhad přepočítavacího koeficientu membrána-voda pro ukazatele alachlor, chlorpyrifos a trifluralin byl proveden na základě laboratorně stanovených Kmw pro některé OCP z následujícího grafu:

11. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů • Odebírané vzorky sedimentů reprezentovaly tzv. čerstvý sediment, který je v průběhu roku obměňován v závislosti na změnách průtoků vody. Metodika odběru odpovídala normě ISO 5667-12 - Jakost vod - Odběr vzorků - Část 12: Pokyny pro odběry vzorků sedimentů. • Pro stanovení organochlorových pesticidů (OCP) pomocí metody plynové chromatografie s detektorem elektronového záchytu (GC-ECD) byl použit Standardní operační postup A.33 (Související dokument příručky jakosti pracoviště chemických a biologických analýz VÚV T.G.M.,v.v.i.,pobočka Ostrava pro Stanovení OCP dle ČSN ISO 6468 (75 7580)). • U vzorků sedimentu byla zjišťována akutní toxicita kontaktním testem toxicity na žížalách Eisenia foetida (OECD 207, 1984). Výsledným hodnotícím kritériem bylo stanovení mortality pomocí LC 50. Žížaly, které prošly testem akutní toxicity a nebyla u nich pozorována letalita, byly podrobeny testu stanovení inhibice enzymu acetylcholinesterázy (AChE). • Stanovení inhibice acetylcholinesterázy je využíváno jako biomarker expozice organismů k organofosfátovým pesticidům, kdy je aktivita tohoto enzymu stanovována Ellmanovou reakcí (Ellman et al., 1961). Reakce je založena na detekci produktu hydrolýzy acetylthiocholinu acetylcholinesterázou (AChE) pomocí Ellmanova činidla. • Období sledování bylo zvoleno tak, aby bylo možno podchytit vliv podzimní aplikace pesticidů.

12. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů

13. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Výsledky a diskuse 1| popisky...

14. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Heraltický potok

15. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Hvozdnice

16. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Husí potok

17. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Sedimenty – výsledky chemických analýz: Výsledky chemických analýz odebraných vzorků sedimentů, zaměřené na alachlor, chlorpyrifos a trifluralin zaznamenaly hodnoty podstatně nižší než kritérium A podle MP MŽP č.3/1996.

18. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Výsledky na extraktu ze semipermeabilních membrán:

19. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Výsledky na extraktu ze semipermeabilních membrán:

20. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Výsledky na extraktu ze semipermeabilních membrán:

21. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Přibližný přepočet množství účinných látek alachlor, chlorpyrifos a trifluralin zjištěných v semipermeabilních membránách na průměrné koncentrace ve vodě byl prakticky ve všech případech nižší než přepočtené hodnoty imisních standardů na roční průměry podle MP MŽP k n.vl. 229/2007 Sb.

22. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Příčinou inhibice AChE u živočichů jsou z používaných pesticidů organofosfáty a karbamáty. Aplikované množství organofosfátů a karbamátů na ornou půdu v povodí Odry v roce 2009 je uvedeno v následující tabulce: Ve srovnání s aplikovaným množstvím účinné látky chlorpyrifos v povodí Odry bylo v uplynulých letech aplikované množství ostatních organofosfátových pesticidů a karbamátů podstatně nižší.

23. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Následující tabulky a grafy prezentují dosažené výsledky pro závěrové profily vodních útvarů Hvozdnice po ústí do toku Moravice, Velká po ústí do toku Opava a Heraltický potok po ústí do toku Opava a jsou zaměřeny na ukazatel chlorpyrifos. Hodnotíme-li výsledky analýz z podzimního průzkumu v roce 2009, pak ve všech odebraných vzorcích sedimentu byl obsah účinné látky chlorpyrifos pod mezí stanovitelnosti. Podstatně citlivější byly v tomto směru nízkonakladové membrány.

24. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Průzkum prováděný na podzim v roce 2009: Nadpis 1| popisky...

25. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Průzkum sedimentů na podzim v roce 2009: Nadpis 1| popisky...

26. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Závěry 1 - Metoda hodnocení potenciálního rizika pomocí PRN umožnila nalézt vodní útvary v povodí Odry, ve kterých se v povrchových vodách prokazatelně vyskytují novodobé pesticidy. 2 - Průzkum pomocí nízkonákladových semipermeabilních membrán podchytil vliv aplikace pesticidů podstatně citlivěji než průzkum sedimentů. 3 - Analýza výsledků průzkumu naznačuje, že množství novodobých pesticidů v povrchových vodách sledovaných vodních útvarů přibližně koresponduje s potenciálním rizikem vyjádřeným pro tyto útvary pomocí PRN a má také svůj podíl na mortalitě žížal. 4 - Pro vyhledávání potenciálně rizikových vodních útvarů z hlediska výskytu nebezpečných látek aplikovaných na ornou půdu se obecně jeví vhodnější metoda opírající se o PRN_orná půda, pokud nejsou k dispozici dostatečně přesné údaje o aplikovaném množství na konkrétní vodní útvary.

27. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Nadpis 1| popisky...

28. DÚ I.3 Hodnocení dopadu aplikovaného množství účinných látek pesticidů na jakost povrchových vod a sedimentů Nadpis 1| popisky...

29. Hodnocení potenciálního rizika výskytu účinné látky chlorpyrifos ve vodních útvarech povodí Odry Poděkování Uvedené výsledky byly získány díky finanční podpoře poskytnuté projektu SP/2e7/67/08 „Identifikace antropogenních tlaků v české části mezinárodního povodí řeky Odry“ Ministerstvem životního prostředí České republiky.

30. Děkujeme za pozornost Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. | Podbabská 30/ 2582, 160 00 Praha 6 | +420 220 197 111info@vuv.cz, www.vuv.cz, Pobočka Brno | Mojmírovo náměstí 16, 612 00 Brno-Královo Pole | +420 541 126 311 info_brno@vuv.cz, Pobočka Ostrava | Macharova 5, 702 00 Ostrava | +420 596 134 181 | info_ostrava@vuv.cz