Dlouhodobé monitorování ovzduší ukazuje, že pesticidy nezmizely, naopak se vracejí zpět

Perzistentní pesticidy nadále znečišťují naše ovzduší i desítky let po jejich zákazu, jak odhalila nová dlouhodobá studie na Národní atmosférické observatoři v České republice. Výzkumníci zjistili, že koncentrace perzistentních organochlorových pesticidů (OCP) přestaly klesat a zůstávají v prostředí kvůli sekundárním zdrojům, jako je půda, zatímco některé současně používané pesticidy (CUP) přetrvávají v atmosféře i roky po zákazu. Tyto poznatky zdůrazňují naléhavou potřebu nepřetržitého monitoringu a přísnějších opatření na ochranu lidského zdraví a ekosystémů. 

„Zkoumali jsme atmosférické hladiny organochlorových pesticidů (OCP) a současně používaných pesticidů (CUP) v průběhu let na zemědělské lokalitě v České republice. Několik věcí nás zaujalo – například koncentrace některých OCP klesaly, ale zjistili jsme, že koncentrace v minulosti nejvíce  používaných pesticidů, jakými jsou β- a γ-HCH, DDT, α-chlordan a mirex, se vyrovnávají, což znamená, že se tyto látky zejména během letního období uvolňují ze sekundárních zdrojů, půd a sedimentů zpět do atmosféry," říká hlavní autor publikace Ludovic Mayer z centra RECETOX.

Výzkumníci také zjistili, že hladiny CUP v atmosféře většinou klesaly nebo nevykazovaly významné změny – zakázané látky, jako chlorpyrifos a fenpropimorf, zůstaly v atmosféře detekovatelné i roky po zákazu, což poukazuje na jejich perzistenci.

„Náš výzkum je zásadní, protože zpochybňuje předpoklad, že vysoce perzistentní, zakázané látky časem přirozeně zmizí; vyrovnávání koncentrací OCP dokazuje, že desítky let staré zdroje znečištění nadále přispívají ke kontaminaci našeho ovzduší a představují trvalé riziko pro lidské zdraví a životní prostředí. Zjistili jsme, že environmentální zátěž těmito semivolatilními sloučeninami přetrvává, protože se v půdě rozkládají velmi pomalu a mají schopnost znovu se uvolňovat do ovzduší,“ dodává Ludovic Mayer.

Navíc studium současně používaných pesticidů poskytuje okamžitou zpětnou vazbu o účinnosti jejich nedávného zákazu. Takto se ukazuje, že sloučeniny jako chlorpyrifos a fenpropimorf přetrvávají v atmosféře roky po jejich zákazu, což podtrhuje významnost jejich sledování při snaze o odstraňování z prostředí a ochraně lidí před expozicí těmto toxickým látkám. Studie ukazuje na význam dlouhodobého monitoringu CUP, který by poskytl dostatečné poznatky o jejich osudu v atmosféře a pomohl vyvinout přesné modely pro předpověď klíčových environmentálních procesů, jakými jsou atmosférický transport a depozice. Takový monitoring však v současnosti chybí.

K závěrům vědci dospěli na základě kontinuálního odběru vzorků vzduchu každé dva týdny na Národní atmosférické observatoři Košetice (NAOK), zemědělsko-venkovské lokalitě v České republice, po dobu 10 let pro OCP a 3 let pro CUP.

„Vzorky ovzduší jsme sbírali pomocí vysokoobjemových vzduchových čerpadel, která nasávají venkovní vzduch přes speciální filtry, což nám umožnilo zachytit jak částicovou, tak plynnou složku ovzduší, kde se pesticidy vyskytují. V laboratoři jsme použili citlivé přístroje k přesné identifikaci a kvantifikaci těchto pesticidů. Poté jsme aplikovali statistické metody, abychom zjistili, jak se hladiny pesticidů měnily v průběhu let se zohledněním teploty a dalších faktorů ovlivňujících zpětné vytěkávání z půd a povrchů převážně v letních měsících. Tyto poznatky nám pomáhají lépe porozumět chování pesticidů v prostředí a ukazují, proč je dlouhodobý monitoring nezbytný. V budoucnu doufáme, že budeme studovat širší škálu chemických látek a také jejich interakce nejen s ovzduším, ale i s půdou, vodou a srážkami. Tím získáme jasnější obraz o osudu těchto látek v prostředí,“ uzavírá Ludovic Mayer. 

Původní článek

Current-use and legacy pesticides' multi-annual trends in air in central Europe: primary and unidentified secondary sources

Ludovic Mayer, Lisa Melymuk, Adela Holubová Šmejkalová, Jiři Kalina, Petr Kukučka, Jakub Martiník, Petra Přibylová, Petr Šenk, Pourya Shahpoury, and Gerhard Lammel

Atmos. Chem. Phys., 25, 12467–12482

 https://doi.org/10.5194/acp-25-12467-2025

licensed under CC-BY 4.0

Abstrakt

Tato studie se zabývala sledováním 48 současně používaných pesticidů (CUP) a 30 organochlorových pesticidů (OCP) v ovzduší na zemědělsko-venkovské lokalitě v České republice, přičemž odběry vzorků probíhaly každé dva týdny po dobu tří, respektive deseti let. Navzdory tomu, že byly OCP zakázány již před několika desetiletími, přetrvávají v atmosféře, přičemž v letním období je patrné jejich zpětné uvolňování (revolatilizace) z povrchů.

Analýza časových trendů ukázala klesající koncentrace některých OCP v ovzduší, což naznačuje dlouhodobé snižování jejich zásob v jednotlivých environmentálních složkách, zejména v půdě. U látek β- a γ-HCH, p,p′-DDE, p,p′-DDD, p,p′-DDT, α-chlordan a mirex bylo pozorováno vyrovnávání koncentrací, což poukazuje na nedávné zesílení sekundárních zdrojů v daném regionu nebo i mimo něj. Tyto jevy souvisejí se změnou směru výměny mezi ovzduším a povrchem v reakci na historické atmosférické depozice nebo s nedávnou mobilizací z pozemních rezervoárů, jako jsou vodní plochy, kryosféra nebo půdy zahřívané lesními požáry.

Koncentrace CUP dosahovaly maxima během aplikačních období, přičemž víceleté trendy byly buď nevýznamné, nebo klesající. U látek, jako jsou chlorpyrifos a fenpropimorf, byly klesající trendy v souladu s regulačními zákazy, nicméně jejich přítomnost v ovzduší byla prokazatelná ještě jeden rok po zavedení zákazu, což svědčí o jejich perzistenci.

2 Metodika

2.4 Příprava vzorků a analýza

Vzorky ovzduší byly nejprve obohaceny izotopicky značenými standardy (tabulka S3) a následně extrahovány pomocí automatického extraktoru (E-800, Büchi Extraction System, Flawil, Švýcarsko). Pro extrakci CUP bylo použito 150 mL methanolu s přídavkem 5 mM octanu amonného, zatímco pro OCP bylo použito 150 mL dichlormethanu.

Čištění extraktů CUP bylo provedeno filtrací přes membránu z acetátu celulózy s velikostí pórů 0,22 µm (Corning Costar Spin-X, USA) a následnou koncentrací pod jemným proudem dusíku na konečný objem 500 µL. K alikvotnímu podílu 100 µL extraktu bylo přidáno 100 µL vody MilliQ a takto připravený vzorek byl použit k analýze.

Po extrakci byly extrakty OCP převedeny na skleněnou kolonu (vnitřní průměr 30 mm) naplněnou 0,5 g aktivovaného silikagelu, 30 g silikagelu modifikovaného kyselinou sírovou a 1 g neaktivovaného silikagelu. Eluce probíhala 40 mL směsi dichlormethan : hexan (1 : 1). Jako „keeper“ bylo přidáno 50 µL n-nonanu a extrakt byl následně zakoncentrován pod jemným proudem dusíku na konečný objem 100 µL.

CUP byly analyzovány pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC, Agilent 1290, Agilent, Santa Clara, USA) spojené s hmotnostním spektrometrem (QTRAP 5500, AB Sciex, Framingham, USA) za použití čtyř dříve vyvinutých a publikovaných metod (Mayer et al., 2024). Prekurzorové a produktové ionty byly monitorovány v režimu časově řízeného vícenásobného reakčního monitorování (scheduled MRM) (tabulka S4). Identifikace jednotlivých pesticidů byla založena na porovnání poměrů intenzit iontů a retenčních časů se standardy, kvantifikace byla provedena pomocí interní kalibrace s izotopicky značenými standardy (tabulka S4).

OCP byly analyzovány pomocí plynové chromatografie spojené s tandemovou hmotnostní spektrometrií (GC-MS/MS). Pro vzorky z let 2015–2017 byl použit GC systém 7890A spojený s MS s trojitým kvadrupólem 7000B, pro vzorky z let 2018–2022 pak GC systém 8890 spojený s MS s trojitým kvadrupólem  7000D.