Bekæmpelsesmiddelforskning fra Miljøstyrelsen, 82 – Effekt af bekæmpelsesmidler på flora og fauna i vandløb

Effekt af bekæmpelsesmidler på flora og fauna i vandløb

Sammenfatning og konklusioner

Rapporten beskriver resultater fra 2½ års undersøgelser af en række forskellige pesticiders effekter på bundlevende mikroalger og et repræsentativt udvalg af invertebrater fra danske vandløb. Undersøgelserne er finansieret af Miljøstyrelsen og er gennemført i et samarbejde mellem DHI – institut for vand & miljø, Roskilde Universitets Center og Danmarks Miljøundersøgelser.

Formålet med undersøgelserne var at belyse effekter af pesticider på naturligt forekommende alger og invertebrater. Langt hovedparten af vores nuværende viden om effekter baserer sig på undersøgelser gennemført under standardiserede betingelser så som konstante koncentrationer af pesticider og med dyr og planter fra stillestående vande. Resultater herfra kan ikke umiddelbart anvendes til at forudsige effekter i vandløb, fordi pesticider her vil optræde kortvarigt i høje koncentrationer og fordi standardorganismer så som dafnier ikke nødvendigvis er lige så følsomme som vandløbsorganismer.

I undersøgelserne blev der fokuseret på effekter af realistiske eksponeringer med varigheder ned til ½ time og efterfølgende effekter på overlevelse, vækst, reproduktion og adfærd i op til 30 dage efter eksponeringen. De undersøgte pesticider (i alt 14) blev udvalgt efter deres kemiske egenskaber og forbruget i Danmark. Endvidere blev det tilstræbt at hovedparten af pesticidernes virkemekanismer var repræsenteret. Der blev undersøgt for effekter på ”naturlige” samfund af bundlevende mikroalger, på populationer af krebsdyr (2 arter), dansemyg, slørvinger (2 arter), vårfluer (2 arter), døgnfluer og snegle. Hos én art blev der undersøgt for effekter på forskellige stadier i livscyklus og hos én art gennemførtes en fuld livscyklus. Hovedparten af eksponeringerne er sket i vandet, mens 2 tests er gennemført hvor sedimentet eller føden blev kontamineret.

Kombinationer mellem undersøgte pesticider og organismer blev besluttet udfra eksisterende viden om pesticidernes toksicitet og virkemekanismer. Således var der overvægt af herbicider i undersøgelserne med alger og en overvægt af insekticider i undersøgelserne med vandløbsdyr, mens fungicider blev undersøgt både på alger og dyr.

Forsøgene med bundlevende mikroalger viste at herbiciderne isoproturon og metribuzin hæmmede fotosyntesen ved koncentrationer i intervallet 0,3 – 1 µg l^-1. Dette ligger inden for det interval som er påvist i flere danske vandløb for isoproturon og for stofgruppen triaziner, f.eks. atrazin, terbuthylazin, simazin, der med hensyn til toksicitet ligner metribuzin. Det er derfor meget sandsynligt, at disse herbicider kan påvirke stofproduktionen i enkelte vandløb. Da effekterne var fuldt reversible og varigheden af forhøjede koncentrationer typisk er 2-10 timer i små vandløb vurderes den direkte effekt på mikroalgerne og den indirekte effekt på invertebraterne dog at være af mindre betydning.

Herbicidet pendimethalin påvirkede algesamfundene ved relativt lave koncentrationer. Især grønalger var følsomme og effekten på deres biomasse forstærkedes selv efter overførsel til rent vand ved den lavest anvendte koncentration (10 µg l^-1). Sammenlignet hermed udløstes der først mortalitet hos krebsdyret Gammarus pulex i mg l^-1 området og kun efter kontinuerlig eksponering i flere dage. Pendimethalin er et af de mest anvendte herbicider i jordbruget, men fundprocenter og målte koncentrationer er relativt lave pga. lovbestemte sprøjtefrie zoner langs vandløbene og en lav mobilitet. Alligevel vurderer vi at pendimethalin kan medføre effekter på de bentiske alger, fordi det antageligt akkumuleres i vandløbsbunden hvor mikroalgerne sidder og eksponeres, fordi det er relativt persistent og fordi effekterne er længerevarende. Der er dog ingen målinger af pendimethalin i vandløbssedimenter som kan støtte denne vurdering.

Fungicidet azoxystrobin var kun svagt toksisk overfor alger, mens effektgrænsen for mortalitet hos den mest følsomme invertebrat, Gammarus pulex var betydeligt lavere (LC₅₀(4-14 dage) = 3-10 µg l^-1). Kortvarige eksponeringer (0,5-2 timer) førte til forsinket mortalitet, men kun hvis eksponeringskoncentrationen havde været urealistisk høj (2,5 mg l^-1). Derimod blev fødebearbejdningsaktiviteten hos G. pulex signifikant reduceret ved kortvarige (½ time) eksponeringer til 20 µg l^-1. Til sammenligning var der ingen effekt på nedbrydningen af kontaminerede blade. Azoxystrobin er først indført i jordbruget i 1998 og følgelig er der ringe erfaring med forekomst i danske vandløb. Forekomst af azoxystrobin i koncentrationer omkring 20 µg l^-1 i danske vandløb er ikke sandsynlige selv om mobiliteten er relativt høj og nedbrydningen meget langsom, men da azoxystrobin er nyt på markedet og endnu ikke har indgået i omfattende overvågningsprogrammer kendes de realistiske koncentrationer ikke.

Fungicidet fenpropimorph var som Azoxystrobin kun svagt toksisk overfor mikroalger og der var fuldt recovery af både fotosynteseaktivitet og biomsser efter overførsel til rent vand. I NOVA programmet er fenpropimorph påvist i 2-4% af de undersøgte prøver, med en median-maximum koncentration på 0,07 µg l^-1 (DMU 2001, DMU 2002). Med den baggrund anser vi effekter af fenpropimorph på algesamfundene for usandsynlige.

Fungicidet prochloraz var moderat toksisk overfor Gammarus pulex med stærkt faldende effektkoncentration med øget eksponeringstid (LC_{50,24 timer} = 22 mg l^-1, LC₅₀(14 dage) = 0,6 mg l^-1. Ved en realistisk eksponeringsvarighed (< 24 timer) var der ingen akut mortalitet selv ved 10 mg l^-1. Derimod blev der ”afsat” toksicitet ved kortvarige (½-1 time) eksponeringer til meget høje koncentrationer (>5 mg l^-1). Prochloraz er ikke påvist i danske vandløb under NOVA programmet og sammen med de høje effektkoncentrationer anser vi det for usandsynligt at fungicidet kan påvirke invertebratfaunaen i danske vandløb.

Toksiciteten af insekticidet dimethoat var lav overfor alle undersøgte invertebrater med LC_50,96timer værdier på 5 mg l^-1 eller højere. Hos krebsdyret Gammarus pulex øgedes toksiciteten med eksponeringsvarigheden, men selv efter 14 dage var LC₅₀ værdien højere end 1 mg l^-1. Der var ingen effekt på Gammarus' nedbrydning af elleblade selv efter eksponering til 2 mg l^-1. Set i forhold til meget lave fundprocenter og koncentrationer i danske vandløb anser vi derfor, at effekter af dimethoat for lidet sandsynlige.

Insekticidet pirimicarb var det mindst giftige af de undersøgte pesticider. Eksponering til så høje koncentrationer som 5 mg l^-1 medførte ingen toksicitet hos 5 forskellige arter selv efter 14 dage. Sammenholdt med lave fundprocenter (4%) og meget lave koncentrationer (max 0,026 µg l^-1) anser vi at effekter af pirimicab er meget usandsynlige i danske vandløb.

Toksiciteten af insekticidet diflubenzuron blev undersøgt overfor 5 forskellige invertebrater. Der kunne ikke påvises nogen akut (96 timer) mortalitet ved de højeste anvendte koncentrationer (Gammarus: 0,2 mg l^-1, øvrige arter: 3-5 mg l^-1). Insekticider indenfor benzoylphenylurea gruppen er specifikt virkende på vækst/hudskifte hos insekter (og formentligt krebsdyr) og der kan derfor ikke forventes effekter ved kortvarige eksponeringer. I Danmark anvendes insekticider af benzoylphenylurea gruppen ikke i jordbruget og risikoen for transport til vandløb er meger ringe.

Insekticidet esfenvalerat der tilhører gruppen af pyrethroider var langt det mest giftige af de undersøgte pesticider. Standardiserede akuttest viste LC_{50,96 timer} værdier for Gammarus pulex på samme niveau som hos dafnier (ca 200 ng l^-1) og de akut toksiske koncentrationer var markant lavere end hos de øvrige undersøgte invertebrater. Ved længerevarende eksponering (14 dage) reduceredes LC₅₀ værdien til ca 30 ng l^-1. Selv kortvarige (½-1 time) eksponeringer til lave koncentrationer (50-200 ng l^-1) havde efterfølgende effekt på overlevelse, vækst/udvikling, reproduktion og fødebearbejdning.

Undersøgelser af driften hos invertebrater efter eksponering til esfenvalerat viste effektkoncentrationer mellem 0,2 og 20 ng l^-1 med Gammarus pulex som den suverænt mest følsomme af de undersøgte arter. Hos de to undersøgte vårfluearter havde esfenvalerat ingen effekt på driftmønstret.

Der er ikke påvist esfenvalerat eller andre pyrethroider under NOVA programmet, men under flomhændelser i danske vandløb er der målt koncentrationer op til 660 ng l^-1. Den forøgede drift ved en nominel koncentration på 0,2 ng l^-1 er langt lavere end de højeste målte koncentrationer, men også meget lavere end detektionsgrænsen for kemiske analyser. Det er velkendt, at pyrethroider oa. pesticider med høj partikelaffinitet under naturlige forhold især forekommer som bundet til partikler. Og det er vist, at den partikulere fraktion er mindre giftig end den opløste. Det gør det vanskeligt på basis af kemiske analyser at forudsige om pyrethroider påvirker invertebratfaunaen i danske vandløb. Vi mener dog at med så lave effektkoncentrationer selv efter kortvarige eksponeringer og den brede påvirkning på vitale processer som overlevelse, reproduktion og adfærd vil pyrethroider blandt pesticiderne være den største trussel for faunaen i danske vandløb.