Современное сельское хозяйство не может обойтись без пестицидов, созданных для защиты от вредных насекомых, грибов и сорняков. Отсюда проблема — эти вещества попадают в ручьи и наносят удар по водным сообществам, их биоразнообразию, нарушают сложившиеся пищевые цепочки и способность водоёмов к самоочищению. В Германии, в рамках общенациональной программы мониторинга, консорциум учёных под руководством Центра экологических исследований Объединения им. Гельмгольца (нем. Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung — UFZ) выяснил, что установленные государством пороговые значения содержания в окружающей среде пестицидов, как правило, слишком высоки; но даже такие, чрезмерно высокие, уровни превышены более чем в 80% водных объектов.
Вывод, сделанный специалистами: биоразнообразие можно защитить — только радикально пересмотрев оценки экологического риска применения пестицидов.
В течение двух лет изучалось загрязнение пестицидами более чем сотни ручьёв, протекающих через преимущественно сельскохозяйственные низменные районы в 12 федеральных землях Германии. Оказалось, что показатели концентрации активного ингредиента, определённые как безопасные при официальном утверждении пестицида, превышены в большинстве (81%) исследованных небольших ручьёв. В 18% ручьёв такие превышения зафиксированы более чем по 10 пестицидам.
«Мы обнаружили значительно более высокую пестицидную нагрузку в малых водных объектах, чем ожидали», — говорит координатор проекта, профессор Маттиас Лисс (Matthias Liess).
Так, в трёх водоемах инсектицид тиаклоприд найден в концентрации, превышающей официально принимаемую как безопасную более чем в сто раз. В 27 ручьях найдены инсектициды клотианидин, метиокарб и фипронил, а также такие гербициды, как тербутилазин, никосульфурон и ленацил — в концентрациях, превышающих безопасные в 10—100 раз.
Исследователи также показали, что пестициды воздействуют на сообщества водных беспозвоночных и в гораздо более низких концентрациях, чем предполагается при оценке риска использования того или иного вещества. Всё зависит от того, какие виды попадают под удар. Для сохранения таких насекомых, как ручейники и стрекозы, пороговые значения содержания пестицидов должны быть примерно в тысячу раз меньше, чем для сохранения улиток и червей. Для чувствительных видов насекомых концентрация пестицидов в небольших низинных ручьях является наиболее важным фактором, определяющим их выживание. Другие известные экологические проблемы, такие как расширение водотока, дефицит кислорода и чрезмерное содержание питательных веществ, для них менее важны. Впервые, утверждает Лисс, исследование позволяет ранжировать экологические проблемы.
При существующем протоколе утверждения пестицидов высокая чувствительность видов в экосистемном контексте сильно недооценивается. До сих пор экологический риск пестицидов в полевых условиях прогнозировался на основе лабораторных исследований, искусственных экосистем и имитационных моделей. Однако, по словам Лисса, лабораторные результаты не отражают реальности.
«Помимо пестицидов на организмы в экосистеме действуют многие другие стрессоры. Это делает их гораздо более чувствительными к пестицидам. Естественные стрессоры, такие как давление хищников или конкуренция между видами, недостаточно учитываются при оценке риска. Но эти очевидные проблемы часто остаются незамеченными, потому что степень загрязнения пестицидами и эффект от этого не изучались в полевых условиях — ни в Германии, ни в других странах», — говорит Лисс.
В ходе реализации проекта учёные также обнаружили, что метод отбора проб сильно влияет на результат измерений концентрации пестицидов. Кроме стандартных, были взяты так называемые «событийные пробы». Дистанционно управляемый пробоотборник берёт образцы воды из водоёма после дождя. Таким образом, по словам Лисса, можно получить гораздо более реалистичные результаты, так как пестициды попадают в водоёмы в результате увеличения поверхностного стока с поля. Событийные пробы показывают в десять раз более высокую пестицидную нагрузку.
«Для того, чтобы реалистично представить загрязнение воды, пробы должны собираться после выпадения осадков. Нам нужен официальный регулярный мониторинг окружающей среды, чтобы иметь возможность оценить количество и воздействие пестицидов», — говорит профессор Лисс.
Он и его коллеги также требуют, чтобы результаты актуальных научных исследований принимались во внимание при утверждении новых пестицидов.
«Мы всё ещё используем пестициды, одобренные много лет назад на основе устаревшей оценки риска. Это должно измениться как можно скорее. Только так мы можем сохранить биологическое разнообразие в наших водах, а вместе с ним и пользу, которые эти биотические сообщества несут нашим экосистемам».