PSM-Biodiv – Eventbasierte Erfassung und Bewertung diffuser Pflanzenschutzmitteleinträge für den Biodiversitätsverlust in hessischen Fließgewässern

Die Zerstörung von Lebensräumen und die zunehmenden Umweltbelastungen führen in den Fließgewässern und den angrenzenden Auen zu einem erheblichen Verlust der Artenvielfalt. Ein wichtiger Stressor für die aquatische Biozönose in intensiv landwirtschaftlich genutzten Gebieten sind Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe und deren Metabolite. Dabei erfolgt der Eintrag von Pflanzenschutzmitteln in die Oberflächengewässer wesentlich über den Oberflächenabfluss (run-off) von Feldern während und nach (Stark-)Regenereignissen. Das Messen von Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffen in der Umwelt wird von den Bundesländern gemäß Wasserrahmenrichtlinie allerdings vollkommen unabhängig von Regenereignissen durchgeführt und basiert auf der regelmäßigen Entnahme von Schöpfproben. Durch diese Art der Probenahme werden aber die mittleren sowie die maximalen Schadstoffkonzentrationen zumeist nicht adäquat erfasst und somit die Gesamtbelastung durch Pflanzenschutzmittel häufig erheblich unterschätzt. Zudem sind die Probestellen der behördlich veranlassten, routinemäßigen Messungen der Gewässerchemie in der Regel in größeren Fließgewässern, mindestens aber erst kurz vor dem Zusammenfluss zweier Wasserkörper, lokalisiert. Dies führt dazu, dass die Pflanzenschutzmittel-Belastung kleinerer Fließgewässer, insbesondere in Agrarlandschaften, nicht ausreichend erfasst wird.

Um die tatsächliche Pflanzenschutzmittel-Belastung der Gewässer und den damit einhergehenden Artenverlust in den Fließgewässern beurteilen zu können, bedarf es daher neuer Wege und Lösungen. Das übergeordnete Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer innovativen Methode des Expositionsmonitorings, die die wirkliche Belastung der Gewässer durch Pflanzenschutzmittel anzeigt und somit eine Abschätzung der Bedeutung der Pflanzenschutzmittel für den Biodiversitätsverlust in hessischen Fließgewässern ermöglicht.

Im Projekt werden daher automatische Probenehmer zum Einsatz kommen, die direkt am Gewässer lokalisiert sind und die bei einem Niederschlagsereignis hochaufgelöst Wasserproben nehmen. So ist es möglich, eine Pflanzenschutzmittel-Welle zu erfassen und exakt die Dauer von Grenzwertüberschreitungen, beispielsweise von regulatorisch akzeptablen Konzentrationen, zu ermitteln. Zudem werden die Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe bzw. deren Metabolite identifiziert und quantifiziert. Um das ökotoxikologische Potential der Wasserproben abschätzen zu können, werden zusätzlich spezifische effektbasierte Methoden (EBM) im Labor eingesetzt. Unter EBM versteht man in vitro und in vivo Untersuchungen auf suborganismischer und organismischer Ebene, um auf diese Weise beispielsweise das neurotoxische oder das endokrine Potential der im Gewässer vorhandenen Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe abzubilden. Das EBM bietet zudem den Vorteil, Mischungstoxizitäten zu erfassen. Im Ergebnis lassen sich kausale Bezüge zwischen der Pflanzenschutzmittel-Belastung während (Stark-)Regenereignissen und den beobachteten Effekten herstellen, so dass die Rolle der Pflanzenschutzmittel für den Biodiversitätsverlust besser beurteilt und letztlich entsprechende Maßnahmen realisiert werden können.

Auftragnehmer

Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung

PD Dr. Andrea Sundermann

Tel.: +49 (0) 6051 61954 3124

Andrea.Sundermann@senckenberg.de

Goethe-Universität Frankfurt

Dr. Matthias Oetken

Tel.: +49 (0) 69 798 42148

oetken@bio.uni-frankfurt.de

Fachbegleitung

Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Dr. Jens Mayer