Znečištění povrchové vody zemědělstvím

Prostředky na ochranu rostlin (dále jen pesticidy) jsou syntetické organické látky, které patří do skupiny chemických sloučenin nazývaných „Emerging organic contaminants“ (EOC). Jsou nezbytné pro současnou intenzivní zemědělskou výrobu, používají se proti houbám, plevelům a škůdcům z řad mikroorganismů, hmyzu, živočichů nejen na zemědělských plodinách, ale i v lesnictví.

V celosvětovém měřítku se ročně využije přibližně 3 mil. tun pesticidů. Produkce pesticidů v rámci světa stoupla od 50. let 20. století o 11 %, což znamená z 0,2 milionů tun na přibližně 5 milionů tun v roce 2000. Bez použití pesticidních látek by docházelo k velkým ztrátám na výnosech, například u obilovin by to mohlo činit až 32 %, u ovoce až o 78 % (Tudi et al., 2021).

V rámci České republiky spotřeba přípravků na ochranu rostlin za období 2011- 2021 klesla přibližně o 32 %, což byl nejvýraznější pokles v rámci Evropské unie. Například v Rakousku za stejné období vzrostlo využívání prostředků na ochranu rostlin o 61 % a v Lotyšsku až o 77 %. V České republice se dle mezinárodní Organizace pro výživu a zemědělství aplikuje přibližně 1,39 kg prostředku na ochranu rostlin na hektar zemědělské půdy, v Nizozemsku je to pak například 10,82 kg nebo v Rakousku 4,03 kg.

Ve světě existuje více než 1 200 registrovaných aktivních látek s pesticidním účinkem ve více než 100 skupinách, v České republice je používáno zhruba 450 z nich ve formě některého z komerčních přípravků na ochranu rostlin, kterých je u nás požíváno kolem 900. Nejčastěji se vyskytují pesticidy na bázi glyfosátu, kvarterních amoniových solí, chloracetanilidové, močovinové, karbamátové, fenoxylkanové, triazinové atd. Pesticidy se aplikují jako návnady pevné či kapalné, spreje, aerosoly, v práškové formě, jako impregnace či povrchový film.

Díky plošnému využívání zasahují významnou část životního prostředí, kde následně mohou narušovat stabilitu ekosystémů. Bohužel se reálně často nadužívají či nevhodně používají a tím ještě dále stoupá jejich nebezpečnost pro životní prostředí. Negativní dopady se mohou u některých látek objevit až po delším období několika let (např.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Pesticidy byly již před více než 10 lety, spolu s těžkými kovy, farmaky a produkty osobní péče (tzv. PPCPs - Pharmaceuticals and Personal Care Products) identifikovány jako hlavní antropogenní stresory útvarů povrchových vod (MEA, 2005). Zatímco PPCPs, farmaka a těžké kovy se do vodního prostředí dostávají převážně z bodových zdrojů znečištění, vnos pesticidů do vod se děje zejména prostřednictvím plošných zdrojů znečištění, z intenzivně zemědělsky a lesnicky obhospodařovaných pozemků (Szöcs et al., 2017; Lefrancq et al., 2017).

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 ve vodách, díky čemuž dochází k znečištění vodních zdrojů.

Šíření pesticidů a jejich metabolitů prostředím vychází ze vztahu mezi retencí, transformací a transportním procesem. Dynamika a intenzita vyplavování pesticidních látek z půdy souvisí s řadou fyzikálních a chemických vlastností půdního prostředí, počasím a dále s parametry pesticidů, zejména s jejich dávkami a načasováním aplikace, mobilitou, resp. potenciálem vyplavení (Fučík et al., 2017 mapa).

Transport pesticidů do vodonosných vrstev je dán jejich množstvím a vlastnostmi a také podmínkami v podpovrchových vrstvách půdy, jako jsou hydrogeologické podmínky, doba zdržení podzemní vody, redoxní procesy, typ půdy a chemické vlastnosti. Dalšími významnými vlivy je iontová výměna, adsorpce nebo desorpce na minerály a organickou hmotu, biodegradace a chemické přeměny, mohou řídit jejich migraci do vodonosných systémů (Stoppiello, et al.

Významným faktorem v souvislosti s šířením a akumulací pesticidů je adsorpce na půdních částicích. Vysoká adsorpce vede k akumulaci v půdě, přičemž se snižuje biodostupnost a biologická degradace pesticidu. Pesticidy a jejich metabolity se mohou šířit a následně akumulovat ve vodonosných vrstvách prostřednictvím procesu známého jako vyluhování, který zahrnuje jejich přesun do hlubších vrstev půdy a případně do zdrojů podzemních vod (Zemann, et al. 2016, Pérez-Lucas, et al. 2019).

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Hromadění pesticidů ve vodonosných vrstvách představuje vážná environmentální a zdravotní rizika, protože tyto podzemní vody jsou celosvětově využívány jako zdroje vody pitné (Zhang, et al. 2006, Bhandari, et al. 2020, Perera-Rios, et al. 2022, Ruomeng, et al.

Schopnost pesticidů kontaminovat podzemní vody a jejich vyluhovací potenciál je možné hodnotit dle tzv. GUS skóre (Groundwater Ubiquity Score) (Gustafson, 1989). GUS je experimentálně vypočítaná hodnota dle Gustafsona (1989), která dává do souvislosti poločas rozpadu pesticidu a sorpční potenciál. Při použití pesticidů, zejména na propustných půdách nebo třeba v krasových oblastech, je třeba sledovat schopnost chemických sloučenin kontaminovat podzemní vody.

Mnoho globálních studií a výzkumných prací odhalilo nálezy pesticidů a jejich metabolitů v povrchových a podzemních vodách, včetně krasových vod a zdrojů pitné vody (Syafrudin, et al. 2021, Ferrando a Matamoros 2020, Baran, et al. 2021, (Troldborg, et al.

Legislativa a normy

Přistoupením České republiky do Evropské unie vznikla ČR povinnost řídit se evropskou legislativou. Rámcová směrnice o vodě 2000/60/ES usiluje o postupné omezení emisí, vypouštění a úniků nebezpečných látek do vody po celé Evropě a zajištění jejího dlouhodobého a udržitelného využívání. Směrnice se zabývá povrchovými vodami, pobřežními vodami a podzemními vodami a usiluje o zajištění dobrého chemického stavu útvarů povrchových i podzemních vod v celé Evropě. V případě povrchových vod je tento cíl vymezen pomocí limitů koncentrací specifických znečišťujících látek s významem pro EU, které jsou známé jako prioritní polutanty.

Směrnice 2013/39/EU stanovuje tzv. normy environmentální kvality. Tyto evropské předpisy byly implementovány do naší národní legislativy novelizací vodního zákona č. 254/2001 Sb. v platném znění a NV 401/2015 Sb. Rámcová směrnice o vodě požaduje také dobrý chemický stav podzemních vod. Tento požadavek podporuje i Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2006/118/ES o ochraně podzemních vod proti znečištění a zhoršování stavu, v níž se stanoví opatření k posuzování, monitorování a limity znečištění podzemních vod. Pro jednotlivé pesticidy nebo jejich metabolity je zde určen limit 0,1 µg/l a pro sumu jednotlivých stanovených pesticidů a jejich metabolitů platí limit 0,5 µg/l v podzemních vodách.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Oblast pitných a teplých vod reguluje Směrnice 2020/2184 ES o jakosti vody určené pro lidskou spotřebu (implementace do vyhlášky 252/2004 Sb. v platném znění) která stanovuje limit 0,1 µg/l pro každý jednotlivý pesticid nebo jeho metabolit.

Cílem směrnice Rady 91/676/EHS o ochraně vod před znečištěním způsobeném dusičnany ze zemědělských zdrojů [1] (dále „nitrátová směrnice“) je snižovat znečištění vod, které pochází ze zemědělských zdrojů, a předcházet dalšímu takovému znečišťování, a to jednak pro zajištění dodávek kvalitní pitné vody a jednak k ochraně povrchové vody před eutrofizací.

Transpozice nitrátové směrnice byla provedena ustanovením § 33 zákona č. 254/2001 Sb., o vodách, ve znění pozdějších předpisů [2], kde je uloženo vládě nařízením stanovit zranitelné oblasti a v těchto oblastech upravit používání a skladování hnojiv a statkových hnojiv, střídání plodin a provádění protierozních opatření. Zranitelné oblasti byly v roce 2003 nařízením vlády č. 103/2003 Sb., o stanovení zranitelných oblastí a o používání a skladování hnojiv a statkových hnojiv, střídání plodin a provádění protierozních opatření v těchto oblastech [3], vymezeny výčtem katastrálních území, která leží v povodích povrchových vod a oblastech podzemních vod, kde bylo prokázáno významné znečištění dusičnany ze zemědělských zdrojů nebo kde okolnosti nasvědčují tomu, že může dojít k dalšímu zhoršení jakosti vod.

Toto nařízení vlády zároveň stanovilo, že přezkoumání zranitelných oblastí a návrhy na změny jejich rozsahu musí být předloženy vládě nejpozději do čtyř let od prvního vymezení.

První akční program pro zranitelné oblasti České republiky byl vyhlášen k 1. 1. 2004, s termínem jeho zavedení do 31. 12. 2007.

Součástí implementace nitrátové směrnice je také zajištění zpracování a odeslání povinných zpráv Evropské komisi o plnění nitrátové směrnice za každé čtyřleté období.

Monitorování a jeho význam

Monitoringu pesticidů v chráněných krajinných oblastech byla donedávna věnována jen malá pozornost. Monitoring povrchových, podzemních a skapových vod v CHKO Moravský kras, který probíhal v letech 2018-2021, potvrdil významné průsaky pesticidů a hnojiv z intenzivně obhospodařovaných polí na krasových plošinách do krasového podzemí. Tyto látky se erozí dostávaly do závrtů a odtud pak přímo do podzemí. Zjištění je zásadní, protože pesticidy mohou mít negativní vliv na různé druhy organismů. Místa jejich aplikace přitom mohou být i daleko za hranicemi CHKO (Venclová, 2022).

Historicky byly krasové plošiny v Moravském krasu obhospodařovány, protože zde byl rovinatý terén na rozdíl od příkrých skalních stěn a hlubokých krasových údolí. Krasové plošiny jsou charakteristické výskytem závrtů, které bývaly rozorávány až na hranu a docházelo k erozi do závrtů. Na základě výsledků projektu bylo třeba navrhnout a realizovat změnu hospodaření (zatravnění) kolem závrtů a nad jeskyněmi.

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. 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).

Mezi nejvýznamnější pesticidní látky zjištěné v Harbešské jeskyni během celého vzorkovacího období (2018-2020) 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 přispělo nejen k ochraně krasového podzemí a vod před znečištěním, ale také k rozčlenění zemědělské krajiny a snížení plošné eroze.

Cílem projektu je omezení aplikace prostředků na ochranu rostlin na zemědělských pozemcích v ochranném pásnu vodárenské nádrže Švihov na řece Želivce v rámci určité úrovně (řádu) uceleného povodí, kdy intenzivní zemědělské hospodaření vede ke zvýšenému výskytu živin, pesticidů a jejich metabolitů ve vodárenské nádrži Švihov. Jedná se o největší vodárenskou nádrž ve střední Evropě.

Vzhledem k tomu, že zemědělské hospodaření u vodárenských nádrží má přímý dopad na kvalitu zdroje pitné vody, je nutné, aby zemědělci používání přípravků na ochranu rostlin, zejména pesticidů, omezovali na nezbytně možnou míru.

Do pilotního projektu je zapojeno Ministerstvo zemědělství, státní podnik Povodí Vltavy, Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský a 18 zemědělských subjektů. Zemědělské hospodaření je omezené v tom smyslu, že některé látky jsou zcela zakázány, u jiných musí používat nižší dávky, čímž jsou ztížené podmínky hospodaření. Projekt se zaměřuje i na osevní postupy s cílem zachovávat pestrou strukturu plodin a zvyšovat biodiverzitu.

Na následující tabulce je ukázka výsledků hodnocení jakosti povrchových a podzemních vod pro revize v roce 2015. Jednotlivá monitorovací místa jsou vyhodnocena a rozdělena do kategorií podle hodnoty koncentrací NO3. Pokud to bylo možné z hlediska časových řad měření, u každého místa byl vyhodnocen také trend: vzrůstající (šipka směrem nahoru), klesající (šipka dolů) a stabilní (vodorovná šipka).

Od roku 2002, kdy byly zranitelné oblasti vymezeny, došlo k výraznému posunu ve vývoji v oblasti datových podkladů i ke zpřesnění způsobu hodnocení. I nadále jsou pro revize používána data ČHMÚ o jakosti povrchových i podzemních vod.

Díky projektu Technologické agentury České republiky TA01010670 Chráněná území povrchových a podzemních vod pro lidskou spotřebu - hodnocení jakosti surové vody a jeho využití v praxi [14] bylo možné ve větší míře použít pro hodnocení jakosti také data o jakosti surové vody určené pro lidskou spotřebu pořizovaná na základě zákona č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu [15] a jeho prováděcí vyhlášky č. 428/2001 Sb. [16]. Jedná se o výsledky měření jakosti provozovatelů vodovodů, kteří tato data v současnosti pravidelně zasílají podnikům Povodí a krajským úřadům (dříve Ministerstvu zemědělství).

Další výraznou změnou při revizích zranitelných oblastí bylo vytvoření metodiky pro hodnocení eutrofizace [17]. Hodnocení je založeno v prvním kroku na vyhodnocení koncentrací dusičnanů, pokud koncentrace přesahuje 25 mg/l, jsou tyto profily dále vyhodnocovány z hlediska celkového fosforu. U profilů, které jsou na základě tohoto posouzení hodnoceny v horším než v dobrém stavu, dochází k dalšímu kroku - určení míry vlivu zemědělského hospodaření na základě podílu dusičnanového dusíku na celkovém anorganickém dusíku ve vzorku.

Reportingová zpráva je odesílána každým členským státem v předepsaném formátu a obsahuje vyhodnocení a statistické údaje za předepsané období. Evropská komise pak na základě jednotlivých národních zpráv vyhotoví celoevropskou zprávu a statistiky o účinnosti nitrátové směrnice a následně pak z těchto výsledků čerpá nové poznatky o možných potřebných důrazech, například v oblasti nastavení akčních programů pro zemědělce.

Ze statistik vyplývá, že Česká republika se nachází z hlediska rozlohy zranitelných oblastí v evropském průměru (samozřejmě zde nejsou započteny státy, které se rozhodly stanovit zranitelné oblasti celoplošně). Zajímavé je i srovnání výsledků monitoringu dusičnanů v ostatních státech.

Hlavním cílem nitrátové směrnice je chránit jakost vod v členských státech Evropské unie pomocí předcházení úniků dusičnanů ze zemědělských zdrojů do podzemních a povrchových vod. Ukazuje se, že opatření, která jsou nastavena pomocí jednotlivých akčních programů, a prosazování správné zemědělské praxe někde přinášejí své výsledky v podobě snižování znečištění zdrojů vod.

Je patrné, jak nezbytné jsou kvalitní monitorovací programy a jejich vzájemná provázanost s vyhodnocováním účinnosti akčního programu a úzká spolupráce se zemědělci. Opatření akčního programu jsou každé 4leté období revidována a stále zpřísňována, ať už se jedná o období zákazu hnojení, limitů povolených dávek a způsobu hospodaření.

Je nutné si ale uvědomit, že celý proces zlepšení jakosti vod má dlouhodobý charakter, a tak výsledky jsou zatím pouze pozvolné.

Stav českých vod je alarmující. Podzemní i povrchové vody jsou znečištěny pesticidy. To říká tzv. Modrá zpráva, která je na dnešním programu vlády. Podle Českého hydrometeorologického ústavu byly v roce 2020 nalezeny pesticidy a jejich metabolity v 4059 vzorcích, což činí ohromujících 82 % všech odebraných vzorků.

U podzemních vod zpráva uvádí, že limit alespoň jednoho ze sledovaných ukazatelů kvality vody byl překročen v 82,4 % pozorovaných pramenů nebo vrtů. Kvalita vod se zhoršuje - ani tato čísla nás nepřinutí změnit způsob zemědělského hospodaření?

Znečištění způsobují jak chemické látky a pesticidy, průmysl, tak i města a obce a působení klimatické změny. Zdroje podzemních a povrchových vod přitom mají zásadní význam pro zásobování obyvatel pitnou vodou.

Zdroje a typy znečištění

1. Zdrojem jsou města a obce, průmyslové závody, objekty soustředěné zemědělské živočišné výroby… Nejčastější zdroje tohoto znečištění jsou především čistírny odpadních vod. Jedná se ale i odpad z domácností a továren.
2. To je zejména znečištění, které pochází ze zemědělského hospodaření, z atmosférických látek a z erozních splachů z povrchu. Výrazným zdrojem kontaminace vody u plošného znečištění jsou látky obsazené v hnojivech, které se běžně používají při zemědělství.
3. Havarijní znečištění je zkrátka únik závadných látek do vody při nějaké havárii (jako například tanker, ze kterého unikne ropa do moře). Havárie jsou nejvíce způsobené dopravou. Nejčastěji unikají ropné látky, odpadní vody, a chemické látky.

Největší problém u zemědělství je fakt, že zemědělský sektor je největším spotřebitelem globálních sladkovodních zdrojů. Zemědělství a živočišná výroba využívá přibližně 70 procent zásob povrchové vody na Zemi. Po celém světě je zemědělství hlavní příčinou degradace vody. Ve Spojených státech je zemědělské znečištění hlavním zdrojem kontaminace v řekách a potocích, druhým největším zdrojem v mokřadech a třetím největším zdrojem v jezerech. Rovněž významně přispívá ke kontaminaci ústí řek a podzemních vod.

Pokaždé, když prší, splachují se hnojiva, pesticidy a živočišný odpad z farem, s čímž unikají i patogeny a viry do našich vodních cest. Znečištění živinami způsobené přebytkem dusíku a fosforu ve vodě nebo ve vzduchu je celosvětově největší hrozbou pro kvalitu vody a způsobuje především rozkvět řas, z nichž mnohé mohou být nebezpečné.

Použitá voda se nazývá odpadní voda. Vychází z našich dřezů, sprch a toalet i z komerčních, průmyslových a zemědělských činností. Termín také zahrnuje odtok dešťové vody, ke kterému dochází, když srážky přinášejí do našich vodních cest silniční soli, olej, mastnotu, chemikálie a úlomky z nepropustných povrchů.

OSN uvádí, že více než 80 procent světových odpadních vod proudí zpět do životního prostředí, aniž by byly čištěny nebo znovu použity; v některých nejméně rozvinutých zemích dosahuje toto číslo až k 95 %. Ve Spojených státech zpracovávají čistírny odpadních vod denně zhruba 34 miliard galonů odpadní vody. Tato zařízení snižují množství znečišťujících látek, jako jsou patogeny, fosfor a dusík v odpadních vodách, stejně jako těžké kovy a toxické chemikálie v průmyslovém odpadu, před vypuštěním upravených vod zpět do vodních toků. Podle odhadů některých odborníků však stárnoucí a snadno přemožené systémy čištění odpadních vod, s kterými v současnosti lidstvo pracuje, také každoročně uvolňují jen v USA více než 850 miliard galonů nezpracované odpadní vody.

Na titulních stránkách mohou dominovat velké skvrny, ale spotřebitelé představují drtivou většinu znečištění ropou v našich mořích, včetně ropy a benzínu, které denně kapají z milionů osobních a nákladních automobilů. Kromě toho téměř polovina z odhadovaného 1 milionu tun ropy, která se každoročně dostane do mořského prostředí, nepochází z úniků tankerů, ale z pozemních zdrojů, jako jsou továrny, farmy a města.

Na moři tvoří úniky tankerů asi 10 procent ropy ve vodách po celém světě, zatímco pravidelná provozování odvětví námořní dopravy - prostřednictvím legálních i nelegálních vypouštění - přispívá asi jednou třetinou. Ropa se také přirozeně uvolňuje zpod oceánského dna zlomeninami známými jako prosakování.

Radioaktivní odpad je jakékoli znečištění, které emituje záření nad rámec toho, co je přirozeně uvolňováno prostředím. Generuje ho těžba uranu, jaderné elektrárny a výroba a testování vojenských zbraní. Dále také jako univerzity a nemocnice, které používají radioaktivní materiály pro výzkum a medicínu. Radioaktivní odpad může přetrvávat v životním prostředí po tisíce let, což činí jeho ukládání velkou výzvou.

Náhodné uvolnění nebo nesprávná likvidace kontaminantů ohrožují podzemní vody, povrchové vody a mořské zdroje.

Následky znečištění vod

Znečištění vody zabíjí. Ve skutečnosti podle jistých studií způsobilo v roce 2015 1,8 milionu úmrtí. Znečištěná voda způsobuje ale i nemoci. Nebezpečná voda každoročně způsobí onemocní přibližně jedné miliardě lidí. A komunity s nízkými příjmy jsou nepřiměřeně ohroženy, protože jejich domy jsou často nejblíže nejvíce znečištěným průmyslovým oblastem.

tags: #znečištění #povrchové #vody #zemědělstvím

Oblíbené příspěvky:

• Program pro děti v Baldovci
• Průvodce výběrem koše na tříděný odpad
• Emise v České republice
• Rozměry a využití výklopných kontejnerů
• Klimatická změna v ČR