Organische Spurenverunreinigungen und insbesondere deren Wirkungen rücken immer mehr in den Focus der Forschung. Rückstände von Pestiziden und Pharmaka werden inzwischen in allen Umweltkompartimenten bis hin zu Nahrungsmitteln, Trinkwasser und auch in menschlichen Geweben gefunden. Die Wirkungen solcher Stoffe sind jedoch bisher nur sehr wenig untersucht. Wirkungen werden auf Ökosystemebene, vor allem bei Wasserorganismen, aber auch bereits auf der Ebene von Vertebraten- und humanen Zellen gefunden. Besonders Besorgnis erregend ist die Feststellung synergistischer Effekte von Stoffen, die einzeln in Konzentrationen deutlich unterhalb der Wirkschwelle vorliegen. Die neu gegründete Fakultät 2 der BTU hat sich deshalb die Erforschung von Umweltverhalten und gesundheitlicher Auswirkungen solcher Verbindungen zum Ziel gesetzt. Ein besonderes Problem bei der Betrachtung von Wirkungen der Spurenstoffe stellen Metabolite und Abbauprodukte dieser Substanzen dar. Von zahlreichen Verbindungen ist das Verhalten in der Umwelt bisher kaum bekannt. Dies liegt häufig auch daran, dass bisher geeignete Analyseverfahren für die Verfolgung von Abbaumechanismen im Spurenbereich fehlen. Der LS 'Biotechnologie der Wasseraufbereitung' beschäftigt sich beispielsweise mit dem Umweltverhalten phosphororganischer Verbindungen. Der gegenwärtig bekannteste Vertreter dieser Stoffgruppe ist das Totalherbizid Glyphosat. Obwohl diese Verbindungen in großen Mengen nicht nur in der Landwirtschaft, sondern auch in der Industrie und vor allem im Haushalt verwendet werden, ist über das Umweltverhalten und vor allem über den Abbau der meisten Substanzen nur sehr wenig bekannt. Dies liegt u.a. an der äußert komplizierten Analytik, die bisher nur über LC/MS/MS oder LC/ICP-MS gelingt und nur von sehr wenigen Laboren in Deutschland beherrscht wird. Die Identifikation vieler Metaboliten scheitert bisher am Fehlen geeigneter Gerätetechnik und Methoden. Das beantragte LC/MS-IT-TOF-Gerät vereinigt erstmals die gute Empfindlichkeit des Ion-Trap mit der Massengenauigkeit der Time-Flow-Technik. Dieses Gerät besitzt somit die besten Voraussetzungen für die Identifikation von Substanzen im Spurenbereich und stellt eine wichtige Ergänzung von bereits vorhandenen Techniken wie GC/MS, LC/MS und NMR, sowie hoch effizienter Methoden und Verfahren zur Anreicherung von organischen Verbindungen dar. Es wird erwartet, dass mit Hilfe der neuen Technik völlig neue Einblicke in Umweltverhalten und Wirkungen von solchen Spurenstoffen gewonnen werden können, die bisher nicht oder nur unzureichend analysiert werden können. Mit der neuen Geräteausstattung werden dabei auch die Umwelt- und Gesundheitsforschung weiter verknüpft.
Untersuchungen zur Belastung mit dem Totalherbizid Glyphosat zeigten eine Erhöhung der Detektionsrate über die Zeit. Dies belegt eine Zunahme der Belastung der Bevölkerung. Für zahlreiche andere Pestizide gibt es hingegen keine ausreichende Datenlage zur derzeitigen korporalen Belastung der Menschen in Deutschland mit Pestiziden und der zeitlichen Entwicklung der Exposition. Die Belastungssituation in der Bevölkerung wird in diesen Fällen bisher lediglich auf Grundlage von Berechnungen des Lebensmittelverzehrs und Belastungsdaten der verzehrten Lebensmittel geschätzt. Durch im Vorhaben durchgeführte Analyse der in der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) archivierten Proben sollen diese Datenlücken geschlossen und spezifische Zeittrends generiert werden. Im Projekt werden umfangreiche Messdaten zur Hintergrundbelastung der Menschen in Deutschland mit Organophosphat-Pflanzenschutzmitteln und Pyrethroiden generiert. Die Daten werden nach statistischer Auswertung im UBA auch in Fachjournalen publiziert, um sie abschließend qualitätszusichern. Die im Vorhaben gewonnenen Daten werden zudem für die Politikberatung aufbereitet und der (Fach-)Öffentlichkeit u.a. im Internetangebot der UPB zur Verfügung gestellt.
null Weltwassertag 2022: Grundwasser ist Gewässertyp des Jahres 2022 Baden-Württemberg/Karlsruhe „Mit ihrem regelmäßigen Grundwasser-Monitoring setzt die LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg das Motto des diesjährigen Weltwassertags „Making the invisible visible“ eins zu eins um. Schon seit vielen Jahren beobachten und bewerten wir unser Grundwasser und tragen damit zum Schutz unserer wertvollsten Trinkwasserressource bei“, so Werner Altkofer, stellvertretender Präsident der LUBW. Die LUBW hat pünktlich zum Weltwassertag am 22. März ihren Bericht zur Grundwasserüberwachung 2020 in Baden-Württemberg veröffentlicht. Mit zahlreichen Grafiken und Tabellen informiert der Bericht darüber, wie sich die Grundwasservorräte im Land im vergangenen Jahr entwickelt haben. Er gibt außerdem darüber Auskunft, wie stark das Grundwasser beispielsweise mit Nitrat und Industriechemikalien belastet ist. In den Jahren 2018 bis 2020 wurde erstmals das gesamte Landesmessnetz mit rund 1.900 Messstellen auf Glyphosat und Trifluoracetat untersucht. Glyphosat nur sehr selten im Grundwasser nachweisbar. Glyphosat ist ein Breitbandherbizid, das heißt es wirkt nicht selektiv, sondern gegen nahezu alle Pflanzen. Sein Abbauprodukt AMPA (Aminomethyl-Phosphonsäure) kann auch aus phosphonathaltigen Putz- und Reinigungsmitteln gebildet werden. Glyphosat bzw. AMPA wurden bei der ersten landesweiten Untersuchung nur sehr selten nachgewiesen. Die Herkunft der Befunde – Landwirtschaft oder Abwasser – ließ sich an den insgesamt 16 betroffenen Messstellen nicht eindeutig klären, da meist mehrere mögliche Einflussfaktoren vorlagen. Glyphosat führt somit nicht zu einer flächenhaften Gefährdung der Grundwasserqualität. Trifluoracetat fast überall im Grundwasser zu finden Trifluoracetat (TFA) ist ein Abbauprodukt vielfältiger chemischer Erzeugnisse wie Kältemittel, Pharmaka und Pflanzenschutzmittel. Bei der ersten landesweiten Untersuchung wurde Trifluoracetat im Grundwasser nahezu überall – an rund 95 % der untersuchten Messstellen – gefunden. Die höchsten Einzelbefunde betrafen durch industrielle Abwässer bzw. Uferfiltrat beeinflusste Messstellen. Grundwasservorräte auf niedrigem Niveau Insgesamt lagen die mittleren Grundwasservorräte im Jahr 2020 auf ähnlich niedrigem Niveau wie 2019. Es wurden außergewöhnlich steile Grundwasseranstiege auf ein überdurchschnittliches Niveau zu Jahresbeginn beobachtet. Insgesamt bewegten sich die Grundwasservorräte überwiegend innerhalb des unteren Normalbereichs. Im südlichen und nördlichen Oberrheingraben sowie in Oberschwaben und dem Kraichgau waren 2020 niedrige Grundwasservorräte zu verzeichnen. Befunde von EDTA im Vergleich zu 1998 halbiert Komplexbildner können Metalle binden und sind deswegen u.a. Bestandteil von industriellen Wasch- und Reinigungsmitteln. Ein Komplexbildner ist beispielsweise die Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), welche an fast 20 % der untersuchten Messstellen - hauptsächlich in den Teilmessnetzen Industrie und Siedlung – nachgewiesen wurde. Im Vergleich zu den ersten landesweiten Untersuchungen in 1998 wird EDTA heute nur noch an halb so vielen Messstellen gefunden. „Komplexbildner sind somit ein gutes Beispiel dafür, dass es durch freiwillige Selbstverpflichtungen der Industrie gelingen kann, die Einträge und somit auch die Befunde im Grundwasser langfristig deutlich zu vermindern“, so der stellvertretende Präsident Werner Altkofer. Nitratbelastung nach wie vor zu hoch An rund 8% der Messstellen im Land überschreitet der Nitratgehalt 2020 den gesetzlich vorgegebenen Schwellenwert von 50 Milligramm pro Liter. Somit stellt Nitrat wie in den Vorjahren die Hauptbelastung im Grundwasser dar, auch wenn die Konzentrationen seit Jahren rückläufig sind. Seit 1994 hat die mittlere Nitratkonzentration landesweit von 29 Milligramm pro Liter um rund 24 Prozent auf 22 Milligramm pro Liter im Jahr 2020 abgenommen. Die hohe Nitratbelastung ist in der Regel auf intensiven Ackerbau bzw. auf den Anbau von Sonderkulturen zurückzuführen. Betroffen sind insbesondere Bereiche in der nördlichen und südlichen Oberrheinebene, Teile des Kraichgaus, der Neckarraum zwischen Stuttgart und Heilbronn sowie die Region Oberschwaben. Insgesamt werden rund 45% der Landesfläche landwirtschaftlich genutzt. Auch in den landwirtschaftlich beeinflussten Messstellen sinken die mittleren Nitratkonzentrationen seit vielen Jahren. Seit dem Jahr 1994 von gut 38 Milligramm pro Liter auf zuletzt knapp 30 Milligramm pro Liter, was einem Rückgang von rund 23 Prozent entspricht. Dieser Rückgang resultiert unter anderem aus der Schutzgebiets- und Ausgleichsverordnung (SchALVO), die seit 1988 Landwirtinnen und Landwirte verpflichtet, in Wasserschutzgebieten die Flächen grundwasserschonend zu bewirtschaften. Die Landesregierung leistet entsprechende Ausgleichszahlungen für die daraus resultierenden wirtschaftlichen Nachteile. Hintergrundinformation Knapp drei Viertel des Trinkwassers wird in Baden-Württemberg aus Grund- und Quellwasser gewonnen. Die LUBW überwacht regelmäßig die Grundwasserbeschaffenheit an rund 1.900 Messstellen. Zusätzlich kontrollieren die Wasserversorgungsunternehmen die Grundwasserqualität in den Wasserschutzgebieten. Diese und weitere detaillierte Ergebnisse zu Grundwasserinhaltsstoffen sowie zu den Grundwasservorräten sind im Bericht „Grundwasser-Überwachungsprogramm – Ergebnisse 2020“ veröffentlicht, der im Publikationsdienst der LUBW unter der Webadresse https://pudi.lubw.de/ als PDF-Datei heruntergeladen werden kann. Zur Auswahl stehen hier eine zweiseitige Kurzfassung und ein 46-seitiger Fachbericht.
Glyphosathaltige Pflanzenschutzmittel vernichten nahezu alle wild wachsenden Pflanzen auf Äckern. Eine Bedrohung für den Artenreichtum: Denn auch Insekten und Wirbeltieren wird dadurch die Lebensgrundlage genommen. Die Europäische Union wird in den nächsten Monaten über eine Wiedergenehmigung des Wirkstoffes entscheiden. Die Europäische Kommission macht mit ihrem aktuellen Vorschlag beim Artenschutz einen großen Schritt zurück und kommt ihrer Verantwortung für eine sichere Verwendung von Glyphosat nicht nach. In den aktuellen Dokumenten wird – anders als im letzten Vorschlag der EU-Kommission – der Schutz der biologischen Vielfalt durch die Beachtung sogenannter indirekter Auswirkungen von Glyphosat auf die Nahrungsnetze in der Agrarlandschaft nicht berücksichtigt. Auf dieser Grundlage lehnt das Umweltbundesamt ( UBA ) eine Wiedergenehmigung des Wirkstoffes Glyphosat ab. Glyphosat ist ein sogenanntes Totalherbizid: Das Pflanzenschutzmittel (PSM) wirkt nicht nur bei sogenannten Schadkräutern, sondern tötet flächendeckend den gesamten Ackerwildkrautbewuchs ab. Und genau darin liegt das Problem - mit der nahezu vollständigen Vernichtung aller Kräuter und Gräser auf dem Acker wird nicht nur die Vielfalt der Flora stark reduziert, sondern allen anderen an Ackerlebensräume gebundenen Arten wie z.B. Insekten oder Feldvögeln flächenhaft die Nahrungsgrundlage entzogen. In der Folge können ganze Nahrungsnetze von der Pflanze über Insekten bis zu den Feldvögeln zusammenbrechen. Deutschland als berichterstattender Mitgliedsstaat für die Wiedergenehmigung von Glyphosat hatte bereits in seinem ersten Bericht an die Europäische Kommission und die Mitgliedstaaten darauf hingewiesen, dass mit einer Wiedergenehmigung von Glyphosat ein eindeutiger Auftrag an die Mitgliedsstaaten verbundenen sein muss, die direkten und indirekten Auswirkungen auf die Vielfalt und Abundanz – also die Häufigkeit – von Nichtzielarten zu prüfen . Ziel ist es, den Schutz der biologischen Vielfalt bei der Zulassung und dem Risikomanagement von glyphosathaltigen Pflanzenschutzmitteln zu berücksichtigen. Insbesondere in intensiv genutzten Agrarlandschaften wird die Störung der Nahrungsketten durch Glyphosat zum Problem, denn dort stehen den Arten neben den Äckern, auf denen Glyphosat eingesetzt wird, kaum Alternativen zur Nahrungssuche zur Verfügung. Unter den Wirkstoffen, die auf diese Weise der biologischen Vielfalt schädigen, kommt Glyphosat eine Sonderrolle zu, da es das am häufigsten eingesetzte Herbizid darstellt. Glyphosathaltige PSM werden immerhin auf rund 40 Prozent der Felder mindestens einmal im Jahr eingesetzt, wobei im Raps sogar fast 90 Prozent der Felder betroffen sind . Studien des Umweltbundesamtes und des Bundesamtes für Naturschutz (BfN) zeigen, wie die Intensivierung der Landwirtschaft, die auch mit einem starken Einsatz von Pflanzenschutzmitteln in ausgeräumten Landschaften einhergeht, eine stetige Abnahme der Diversität von Pflanzen, Insekten und Wirbeltieren zur Folge hatten und haben. Mit circa 50 Prozent der Landesfläche stellen Agrarlandschaften einen Hauptteil unserer Landschaft dar, sie sind für die Artenvielfalt in Deutschland von großer Bedeutung. Pflanzenschutzmittel sind ein treibender Faktor des beobachteten Biodiversitätsschwunds: Mittel, welche die Artenvielfalt schädigen sollten daher nur zugelassen werden, wenn ihre negativen Umweltauswirkungen auf ein vertretbares Maß begrenzt werden. Ökologische Ausgleichsflächen – wie Brache- oder Blühflächen – können die indirekten Effekte der Anwendung von Glyphosat zumindest abfedern, wo es keine Alternative zum Einsatz des Pflanzenschutzmittels gibt. Daher muss das Vorhalten bzw. Vorhandensein eines ausreichenden Anteils an solchen Flächen auch als eine unmittelbare Zulassungsvoraussetzung gelten. Die Mitgliedsstaaten sollten für die EU-weite Genehmigung von Glyphosat aufgefordert werden, die Relevanz von indirekten Auswirkungen beim Einsatz von Glyphosat zu prüfen und, wenn erforderlich, Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Mit der Zulassung kann allerdings nur sichergestellt werden, dass die negativen Auswirkungen eines jeden PSM durch geeignete Umweltauflagen auf ein vertretbares Ausmaß reduziert werden. Mit der Einhaltung von Mindeststandards zur Umweltsicherheit bei der Anwendung eines PSM ist allerdings noch nicht erreicht, dass die gesamte derzeitige Pflanzenschutzpraxis in der Intensivlandwirtschaft als nachhaltig bezeichnet werden kann. Anforderungen an einen nachhaltigen Pflanzenschutz hat das Umweltbundesamt in einem 5-Punkte-Programm aufgezeigt . Aus Sicht des Umweltbundesamt braucht es sowohl beim Pflanzenschutz generell als auch der Genehmigung von Glyphosat im konkreten Fall einen entschlossenen Schritt nach vorn, um einen angemessenen Schutz der biologischen Vielfalt der Agrarlandschaft vor direkten und indirekten Auswirkungen von PSM sicherzustellen. Bei der Wiedergenehmigung von Glyphosat sollte auch die Europäische Kommission zeigen, dass sie das übergeordnete Ziel ihres gesetzlichen Auftrages, ein hohes Schutzniveaus für Mensch und Umwelt sicherzustellen, wirklich ernst nimmt.
Glyphosat ist Bestandteil zahlreicher nicht-selektiver Herbizide und ist der weltweit meist verwendete Herbizidwirkstoff. Der Einsatzbereich ist hierzulande in der Regel außerhalb der Anbauzeiten der Kulturpflanzen, Aufgrund der systemischen Wirkung wirkt Glyphosat gut gegen ausdauernde Unkräuter. Besondere Bedeutung hat der Einsatz im Zusammenhang mit reduzierter Bodenbearbeitung. Der Inlandsabsatz hat sich seit 2000 nahezu verdoppelt. Die Diskussion über den Wirkstoff ist sehr kontrovers, zumal im Jahr 2016 die Entscheidung über eine europaweite Wiederzulassung ansteht. Das Projekt widmet sich nicht den toxikologischen Fragen, sondern betrachtet Glyphosat als Bestandteil des Unkrautmagenements. Das Ziel ist es, Wege für einen sparsamen Umgang mit Glyphosatherbiziden in der Landwirtschaft aufzuzeigen. Dazu stehen zunächst die Analyse der Anwendungsmuster in der deutschane Landwirtschaft im Vordergrund. Weiterhin werden Ersatzmaßnahmen bewertet und die betriebswirtschaftlichen Wirkungen von Glyphosat sowie die Kosten eines Ausstieges abgeschätzt.
Das deutsche Bundesamt für Naturschutz, das österreichische Umweltbundesamt und das schweizerische Bundesamt für Umwelt haben im Rahmen einer Literaturstudie untersuchen lassen, wie sich der langjährige Anbau herbizidresistenter gentechnisch veränderter Pflanzen (GV) auf die Umwelt auswirkt und die Ergebnisse in einem gemeinsamen Bericht veröffentlicht. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Anbaupraktiken von GV-Pflanzen in Übersee und die Auswirkungen ihrer Bewirtschaftung auf die Ackerbegleitflora sowie die biologische Vielfalt analysiert. Eine intensive Landbewirtschaftung und die damit einhergehende Verwendung hoher Mengen an Pflanzenschutzmitteln sind Hauptursachen für den Verlust von Biodiversität. In Nord- und Südamerika werden seit knapp 20 Jahren gentechnisch veränderte Pflanzen mit Resistenzen gegen verschiedene Totalherbizide (z.B. Glyphosat) großflächig angebaut. Die Studie zeigt, dass im Verlauf dieser Zeit der Herbizidverbrauch kontinuierlich ansteigt. Die Folge ist eine deutliche Abnahme der Biodiversität auf und neben den Ackerflächen.
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