Ochrana zdrojů pitných vod: Inovativní řešení problematiky výskytu pesticidů v krajině

Význam tématu

Agrární činnost vede k únikům pesticidů do půdy a vodních zdrojů, včetně těch určených pro pití. Tento jev ohrožuje kvalitu vody, vyvolává nutnost nákladných úprav ve vodárnách a omezuje použití účinných, ale perzistentních látek. In-situ řešení na bázi dřevní štěpky nabízí levnou, pasivní a dlouhodobě udržitelnou metodu ke snížení kontaminace přímo v místě vzniku.

Cíle a přehled studie / článku

Projekt ELIPES (SS06020006) s cílem ověřit využitelnost denitrifikačních štěpkových bioreaktorů pro současné odstraňování dusičnanů a pesticidů z povrchového odtoku zemědělských ploch. Realizuje se v letech 2023–2025 pod vedením ALS Czech Republic ve spolupráci s VUT Brno, VÚMOP a EPS biotechnology. Součástí je poloprovozní testovací jednotka v CHKO Moravský kras a široký monitoring pesticidů v ČR.

Použitá metodika a instrumentace

• Kapalinová chromatografie s hmotnostní detekcí (LC-MS) pro stanovení až 352 parametrů pesticidů a metabolitů.
• Poloprovozní bioreaktor s topolovou dřevní štěpkou jako nosičem mikrobiální aktivity.
• Automatické vzorkovače a senzory pro měření fyzikálně-chemických parametrů (teplota, pH, redoxní potenciál).
• Datová stanice s dálkovým přenosem dat v reálném čase pro monitorování provozu.

Hlavní výsledky a diskuse

• Monitoring v červnu 2023 prokázal přítomnost pesticidů ve všech 45 vzorcích půdy (0,01–0,73 mg/kg) a ve 43 z 45 povrchových vod (0,01–14,09 µg/l).
• Glyfosát a metabolit AMPA byly nejčastější a nejkoncentrovanější ve vzorcích půdy i vod.
• Poloprovozní bioreaktor fungoval stabilně, základní biochemické parametry byly v optimálním rozsahu pro denitrifikaci i mikrobiální rozklad pesticidů.
• Sorpce a mikrobiální mineralizace se jeví jako klíčové dekontaminační mechanismy.

Přínosy a praktické využití metody

• In-situ bioreaktor umožňuje snížit transport pesticidního znečištění do vodních toků bez nutnosti rozsáhlých stavebních úprav.
• Pasivní provoz a nízké náklady na údržbu zajišťují dlouhodobou udržitelnost.
• Možnost úpravy provozních podmínek pro různé druhy pesticidů díky modulárnímu uspořádání a monitoringu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace mikrobiální komunity pro širší spektrum pesticidních sloučenin.
• Integrace lineárních opatření v povodích – živé ploty s vloženými bioreaktory k ochraně vodních zdrojů.
• Digitalizace provozu a prediktivní řízení na základě modelů kvality vody.
• Rozšíření řešení do dalších agroekosystémů a regionů EU.

Závěr

Projekt ELIPES demonstruje, že denitrifikační štěpkové bioreaktory lze efektivně využít nejen k odstraňování dusíkatých forem, ale i širokého spektra pesticidů. Poloprovozní jednotka potvrdila praktickou použitelnost technologie v chráněném území, což otevírá cestu k implementaci podobných řešení v celé krajině a minimalizaci vlivu zemědělství na kvalitu pitné vody.

Reference

• NKÚ 2021. Kontrolní závěr z kontrolní akce č. 20/04: Intervence k zajištění udržitelné jakosti vod.
• Vieira D., Franco A., De Medici D., Martin Jimenez J., Wojda P., Jones A. Pesticides residues in European agricultural soils – Results from LUCAS 2018 soil module. Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2023. DOI:10.2760/86566, JRC133940.