Pflanzenschutzmittel (PSM) sind weltweit in aquatischen und terrestrischen Ökosystemen nachweisbar – selbst in abgelegenen Regionen ohne landwirtschaftliche Nutzung. Neben direktem Eintrag über Oberflächenabfluss tragen atmosphärische Prozesse wie Windverfrachtung und Deposition zu ihrer weiträumigen Verbreitung bei. Auch in sehr niedrigen, oft unterhalb analytischer Nachweisgrenzen liegenden Konzentrationen können PSM erhebliche ökologische Effekte auslösen, darunter eine verzögerte Erhöhung der Mortalität, negative Wechselwirkungen mit Umweltstressoren und eine daraus resultierende Verschiebung der Artenzusammensetzung. Das bundesweite Kleingewässermonitoring (KgM) 2018/2019 in 101 Tieflandbächen zeigte, dass ereignisgesteuerte Probenahmen während Niederschlägen deutlich höhere Belastungsspitzen erfassen als Standardproben. In landwirtschaftlich geprägten Einzugsgebieten dominierten Wirkstoffe wie Neonicotinoide, Fipronil und Carbamate die Toxizität. Regulatorisch akzeptable Konzentrationen (RAK) wurden in bis zu 81 % der Gewässer in landwirtschaftlich geprägten Einzugsgebieten überschritten – teils auch in Schutzgebieten. Die Stärke der PSM-Belastung war eng assoziiert mit dem Rückgang insektizidvulnerabler Arten, gemessen mit dem SPEARpesticides-Indikator. Der für Freilandpopulationen protektive Grenzwert (feldbasierte akzeptable Konzentration [ACfield]) lag meist deutlich unter den behördlichen Grenzwerten. Die Ergebnisse belegen erhebliche Defizite der derzeitigen Risikobewertung und unterstreichen den Bedarf für monitoringbasierte Grenzwerte, effektive Minderungsmaßnahmen (z. B. Gewässerrandstreifen, Biolandbau) sowie ein verstetigtes, pestizidspezifisches Monitoring. Nur so lassen sich ökologische Schäden durch PSM realistisch erfassen und Biodiversitätsverluste wirksam begrenzen.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Viele Studien zeigen, dass chemische Pflanzenschutzmittel (PSM) auch über weite Distanzen transportiert werden können und so die Umwelt belasten. Auch entlegene Schutzgebiete sind davon betroffen und werden hierdurch beeinträchtigt, was insbesondere Insektenpopulationen nachhaltig schädigt. Dies konnte durch ein deutschlandweites Kleingewässermonitoring (KgM) bestätigt werden (Liess et al., 2021). Bereits im Projekt PuMa 1.0 (Laufzeit 1.7.2021 - 30.6.2023) entwickelten die Projektpartner eine Webanwendung, mit der auf einer interaktiven Karte u.a. potenzielle Quellen von PSM identifiziert, das ökologische Risiko eines vorhergesagten PSM-Eintrags bewertet und PSM-Reduktionsszenarien simuliert werden können. Mit dem Folgeprojekt PuMa 2.0 sollen die zurzeit noch bestehenden Limitierungen dieser Webanwendung identifiziert und überwunden werden. Das Ziel ist die Weiterentwicklung der vorhandenen Webapplikation zu einer offenen, digitalen Plattform für Umweltforschung, die sich in das bestehende IT-Umfeld von Anwendern aus Umweltforschung, Landwirtschaft, Verwaltung und Umweltschutz integrieren lässt. Wissenschaftliche Ziele des Projekts PuMa 2.0 bestehen u.a. in der Quantifizierung des Oberflächenabfluss und der ökotoxikologischen Bewertung eintragsmindernder Maßnahmen. Ziele im Bereich der Softwareentwicklung bestehen u.a. in der Umsetzung mehrerer Schnittstellen für den Import und Export von Schlag- und PSM-Anwendungsdaten. Sowie der Entwicklung von Programmierschnittstellen zur Integration weiterer Expositionsmodelle und Auswertungen zur ökotoxikologischen Risikobewertung.
Im Rahmen einer ersten Machbarkeitsstudie (Aufstockung FKZ 3720674011 in 2022) zur gekoppelten Analyse von Anwendungsdaten und gemessenen PSM Wirkstoffkonzentrationen in benachbarten Fließgewässern wurden die Anwendungsdaten zu 14 ausgewählten Messstellen des Kleingewässermonitorings digitalisiert und analysiert. Die vorliegenden Daten aus 2018/2019/2021 umfassen die landwirtschaftlich genutzten Flächen in den Einzugskorridoren (3x1 km) an den Messstellen des Kleingewässermonitorings an über 100 kleinen Gewässern (<30 km2 Einzugsgebiet) in der Agrarlandschaft Deutschlands aus 10 Bundesländern. Anhand erster Analysen ließ sich u.a. die Ausbringung von PSM einzelnen Belastungsspitzen im Monitoring zuordnen und darstellen, dass mit dem Untersuchungszeitraum des KgM der Zeitraum mit dem Maximum an PSM-Anwendungen abgedeckt werden konnte. Aussagen zu einzelnen Expositionstreiber lassen sich hingegen auf der Basis einer Stichprobengröße von nur 14 Einflusskorridoren nicht detailliert ableiten. Hierfür empfehlen die Studiendurchführer alle vorliegenden Anwendungsdaten einzubeziehen. Insbesondere für Einzelwirkstoffe erwarten wir durch die größeren Datenbasis Empfehlungen zu stoffspezifischen Expositionstreibern und Managementmaßnahmen. Zusätzlich zur erweiterten gekoppelten Analyse der Anwendungsdaten mit den Monitoringdaten aus dem Kleingewässermonitoring sollen die Anwendungsdaten durch Digitalisierung auch vollständig zur Nutzung im Rahmen weiterer Vorhaben und Aufgabenstellungen verwertbar gemacht werdern. Erstmalig könnten dann Fragestellungen unter Einbezug eines realen, repräsentativen deutschlandweiten Anwendungsdatensatzes bearbeitet werden.
<p>Diverse menschengemachte Chemikalien gelangen in unsere Umwelt. Keine andere Stoffgruppe wird dabei so gezielt und großflächig ausgebracht wie Pflanzenschutzmittel. Sie werden zum Schutz der Kulturpflanzen eingesetzt, schädigen aber weitere Pflanzen und Tiere. Während der Pflanzenschutzmittelabsatz über die letzten Jahrzehnte hoch bleibt, nimmt die Biodiversität in der Agrarlandschaft ab.</p><p>Zugelassene Pflanzenschutzmittel</p><p>Das europäische und deutsche Pflanzenschutzrecht gewährleisten, dass nur <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a> auf den Markt kommen, deren Umweltauswirkungen als akzeptabel bewertet werden. Diese Umweltprüfung erfolgt im Rahmen des <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/wissenswertes-ueber-pflanzenschutzmittel/europaeisches-genehmigungsverfahren-fuer-wirkstoffe">Zulassungsverfahrens</a> durch das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>.</p><p>(siehe Abb. „Zahl zugelassener Pflanzenschutzmittel und Wirkstoffe“).</p><p>Absatz von Pflanzenschutzmitteln</p><p>Bislang gibt es keine systematische Erfassung der tatsächlich ausgebrachten Pflanzenschutzmittelmengen. Die Verkaufszahlen geben jedoch einen Anhaltspunkt:</p><p>(siehe Abb. „Inlandsabsatz einzelner Wirkstoffgruppen in Pflanzenschutzmitteln“ und Tab. „Inlandsabsatz von Pflanzenschutzmitteln“).</p><p>Aus den Verkaufszahlen der Pflanzenschutzmittel kann nicht unmittelbar auf deren Verbrauch geschlossen werden, da die ausgebrachten Mengen je nach Art des Anbaus und der Fruchtfolge sowie der lokalen Bedingungen erheblich variieren. Außerdem werden die Präparate unter Umständen über mehrere Jahre gelagert. Auf die landwirtschaftliche Nutzfläche von Ackerland und Dauerkulturen umgerechnet ergibt sich aus dem Absatz von 2023 durchschnittlich eine Verwendung von 6,4 Kilogramm Pflanzenschutzmitteln beziehungsweise 2,1 Kilogramm Wirkstoff je Hektar (bei rund 11,9 Millionen Hektar Ackerland und Dauerkulturen gemäß Statistischem Bundesamt). Im „Panel Pflanzenschutzmittel-Anwendungen“ (PAPA) besteht für eine Auswahl relevanter Kulturpflanzen (Winterweizen, Wintergerste, Winterroggen, Mais, Kartoffeln, Zuckerrüben, Tafelapfel, Hopfen und Wein) ein Netz an landwirtschaftlichen Erhebungsbetrieben. Diese erfassen detailliert die jährlich tatsächlich ausgebrachten Mengen an chemischen Pflanzenschutzmitteln und übermitteln diese anonymisiert an das Julius Kühn-Institut (JKI). Ab 2028 erfolgt eine systematische digitalisierte Nutzungserfassung der Anwendungsdaten. Grundlage hierfür schuf die Überarbeitung der europäischen Verordnung zu Statistiken von landwirtschaftlichen Betriebsmitteln (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:32022R2379">SAIO-Verordnung, EU 2022/2379</a>).</p><p>___<br> * zum Beispiel Kohlendioxid; inert = wenig reaktionsfreudig; Einsatz in geschlossenen Räumen/Lagerungsbehältern</p><p>Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL): Absatz an Pflanzenschutzmitteln in der Bundesrepublik Deutschland. Ergebnisse der Meldungen gemäß § 64 (früher § 19) Pflanzenschutzgesetz</p><p>Funde von Pflanzenschutzwirkstoffen in der Umwelt</p><p>Kaum ein Wirkstoff wird sofort in der Umwelt abgebaut. Rückstände verbleiben zum Teil längerfristig im Boden, in Gewässern und im Grundwasser. Während für Grundwasser und Oberflächengewässer Daten zur Verfügung stehen, fehlen umfassende Boden- und Luftmonitoringdaten bisher. Voraussichtlich werden auch hier in den nächsten Jahren Monitoringdaten kommen (siehe auch: <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/bodenlebewesen-werden-durch-pflanzenschutzmittel">Bodenlebewesen werden durch Pflanzenschutzmittel gefährdet</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/pflanzenschutzmittel/problematik-bei-zulassung-einsatz/pflanzenschutzmittel-vom-winde-verweht">Pflanzenschutzmittel – vom Winde verweht</a>).</p><p>Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte im Grundwasser</p><p>Pflanzenschutzmittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte (Metaboliten) werden trotz mittlerweile abnehmender Tendenzen immer noch häufig im Grundwasser gefunden Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/l?tag=LAWA#alphabar">LAWA</a>) gibt in mehrjährigen Abständen Berichte zur Grundwasserbeschaffenheit und der Belastung mit Wirkstoffen und Metaboliten heraus. Der aktuelle Bericht <a href="https://www.lawa.de/documents/psm-bericht-2023-12-22-barrierearm-final_2_1728974845.pdf">(LAWA 2024)</a> zeichnet folgendes Bild:</p><p>Die Entwicklung zeigt, dass die Anstrengungen zum Grundwasserschutz fortgeführt werden müssen. Insbesondere viele der nicht relevanten Metaboliten werden dennoch nicht standardmäßig bestimmt, da verbindliche Regelungen fehlen.</p><p>Rückstände von Pflanzenschutzwirkstoffen in oberirdischen Gewässern</p><p>In Oberflächengewässern wird die Belastung mit Pflanzenschutzmitteln derzeit nur im Gewässermonitoring zur Umsetzung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/wasser/fliessgewaesser/chemischer-zustand-der-fliessgewaesser">Wasserrahmenrichtlinie</a> systematisch erhoben. Da dazu nur größere Gewässer herangezogen werden, eignen sich die Daten nicht zur Abschätzung der Belastung der zahlreichen Kleingewässer in der Agrarlandschaft mit Pflanzenschutzmitteln.</p><p>Kleine, unmittelbar an Felder angrenzende Gewässer wurden in Studien im Rahmen des sogenannten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/termine/veranstaltung-kleingewaessermonitoring-jetzt">Kleingewässermonitorings</a> untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die tatsächliche <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Pflanzenschutzmittel#alphabar">Pflanzenschutzmittel</a>-Belastung häufig um einiges höher ist als in der Zulassung als akzeptabel eingeschätzt.</p>
Rückstände von Pflanzenschutzmitteln (PSM) werden regelmäßig in bedenklichen Mengen in angrenzende Gewässer gespült. Detaillierte Auswertungen des Kleingewässermonitorings auch mit Hilfe der tatsächlichen PSM-Anwendungsdaten zeigen jetzt: Veröffentlicht in Texte | 63/2023.
The data set was complied and curated as part of the 0-Pollution Saxony Project with the objective to provie a comprehensive overview of available measurements on river water quality. Measurements currently stored in various databases were transferred into a uniform and consistent data structure. A total of 2,892,429 individual data points measured at 2,012 measurement sites were integrated into the data set. The spatial focus is on the Free State of Saxony, where 1,670 of the measurement sites with 1,553,733 of these data points are located. Chemical data from water samples in the Free State of Saxony were compiled from various sources. The overall dataset includes data from the following sources: Elbe River Basin Community (Flussgebietsgemeinschaft Elbe): http://www.fgg-elbe.de Small Water Bodies Monitoring (Kleingewässermonitoring - KGM): https://www.ufz.de/kgm (PANGAEA data publication: Liess, M et al. 2021) iDA - Data Portal for Saxony: Provides access to environmental data and map collections. The data originate from measurement and investigation programs of the State Agency for Environment, Agriculture and Geology, and various specialized information systems of the Free State of Saxony. (http://www.umwelt.sachsen.de/umwelt/infosysteme/ida) CheOS project: https://www.ufz.de/index.php?en=44493, which provides curated datasets based on the NORMAN EMPODAT database: https://www.norman-network.com/nds/empodat/
Themenfeld "Bundesweites Biodiversitätsmonitoring weiterentwickeln"
Das Vorhaben dient der Prüfung von möglichen Konsequenzen aus den in der Pilotstudie 'Kleingewässermonitoring' ermittelten Erkenntnissen zu Rückständen von PSM in kleinen Fließgewässern der Agrarlandschaft. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse des Teilvorhabens 1 (Datenanalyse) sollen für regulatorische Zwecke und Politik bestmöglich nutzbar gemacht werden. Dies soll neben konkreten Empfehlungen zu Maßnahmen zur Risikominderung auch eine zielgruppengerechte Aufbereitung der Erkenntnisse für die verschiedenen Akteure im Pflanzenschutz beinhalten. Schwerpunkt soll im vorliegenden Teilvorhaben auch auf dem Vergleich mit anderen Monitoringprogrammen und europäischen Aktivitäten zum Schutz kleiner Gewässer vor Einträgen durch PSM-Rückstände liegen. Damit baut das Teilvorhaben direkt auf die Teilvorhaben Bestandsanalyse, Konzepterarbeitung, Pilotstudie und wissenschaftliche Detailanalyse zu dem im Rahmen des Nationalen Aktionsplan zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (NAP) verankerten Kleingewässermonitoring auf.
Im Kleingewässermonitoring 2018/2019 wurde eine umfangreiche Datenbasis zum Belastungszustand kleiner Fließgewässer in der deutschen Agrarlandschaft mit Pflanzenschutzmitteln (PSM) geschaffen. Mit den hier dargestellten vertieften Analysen der Daten wurden die treibenden Faktoren für die Einträge von PSM in Gewässer, die Effektivität von Risikominderungsmaßnahmen sowie die Toxizität von Pestiziden allein und in Kombination im Gewässer untersucht. Es zeigte sich, dass Gewässerrandstreifen den PSM-Eintrag insbesondere für gering mobile Stoffe effektiv mindern können und, dass auch nur zeitweise wasserführende Gräben den PSM-Eintrag erhöhen. Die große Anzahl an zeitgleich gefundenen PSM-Wirkstoffen in den Gewässerproben verdeutlicht das zusätzliche Risiko durch PSM-Mischungen, was die Risikobewertung im Zulassungsverfahren von PSM bislang nicht berücksichtigt. Ein weiteres Gewässermonitoring in 2021 ergänzt die Daten des Kleingewässermonitorings. Es bildet Trends der inzwischen im Feldanbau verbotenen Neonicotinoide ab und zeigt die Bedeutung der als Ersatzstoff zunehmend verwendeten Pyrethroide. Eine erste Auswertung von Anwendungsdaten aus den Einflusskorridoren der Messstellen zeigt darüber hinaus die Abhängigkeit der in den Gewässern gefundenen Belastungen vom PSM-Einsatz. Diese Auswertungen unterstreichen das Potential und die Notwendigkeit der Verfügbarkeit von PSM-Anwendungsdaten für die Identifikation von Expositionstreibern und für die Überprüfung von Expositionsmodellen und Risikomanagement. Auf Grundlage der Ergebnisse werden Empfehlungen für ein angepasstes Monitoringkonzept gegeben. Quelle: Forschungsbericht
In diesem Vorhaben wurden die Ergebnisse und wissenschaftlichen Auswertungen der Pilotstudie Kleingewässermonitoring (KgM, 2018/2019) vor dem Hintergrund des Standes der Wissenschaft sowie der einschlägigen gesetzlichen Anforderungen zum Gewässerschutz eingeordnet und Handlungsempfehlungen für Politik und regulatorische Entscheidungen erarbeitet. Dieser Tätigkeitsberichtgibt einen Überblick über die Aktivitäten im Rahmen des Vorhabens. Ziel war die Erarbeitung von Produkten wie Vorträgen und Veröffentlichungen; daher finden sich die Ergebnisse zu den Arbeitspaketen in Form von Vortragsfolien und öffentlich zugänglichen Publikationen. Quelle: Umweltbundesamt.de
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 26 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 1 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 1 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 10 |
| Text | 8 |
| unbekannt | 8 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 17 |
| Offen | 11 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 27 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 1 |
| Dokument | 6 |
| Keine | 12 |
| Webseite | 15 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 20 |
| Lebewesen und Lebensräume | 27 |
| Luft | 17 |
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| Weitere | 27 |