"Kupfer im Pflanzenschutz - Auswirkungen der Kupferbelastung auf Bodenlebewesen" - Britta...
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Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH www.ages.at
Auswirkungen der Kupferbelastung auf
Bodenlebewesen
Britta Möbes-Hansen AGES, Abt. Bewertung Ökotoxikologie, Wirksamkeit und integrativer Pflanzenschutz
Fachgespräch Kupfer im Pflanzenschutz
Wien, 26.09.2012
www.ages.at
Inhalt – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
•Freiland
- Pflanzen
- Mikroorganismen
- Makoorganismen
- Interpretation
•Labor
- SSD
- HC5
- PNEC
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Cu-Konz in der Pflanze
•<1-5 mg Cu kg-1 Mangelerscheinungen
•5-15 mg Cu kg-1 Feldfrüchte an nicht kontaminierten Standorten
•20-30 mg Cu kg-1 toxische Effekte
Cu-Konz im Boden
•hohe Variation: 200 – 8000 mg Cu kg-1
•Bodenparametern beeinflussen Toxizität und Bioverfügbarkeit
Freiland – Kupferbelastung und Bodenlebewesen Mikroorganismen Makroorganismen Pflanzen
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•Erhöhte Cu-Konz Abnehmende Effizienz der Substratnutzung (mikrobielle Ab- und Umbau-prozesse, mikrobielle Biomasse), Ranjard et al. 2006
•Hohe Streuung der Empfindlichkeiten („unempfindliche Nitrifizierer und sensitive Rhizobien“), Giller et al. 2009
•sehr gute Anpassungsfähigkeit
• „Kupfertoleranz“ abhängig von Bioverfügbarkeit
Freiland – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
Mikroorganismen Makroorganismen Pflanzen
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Freiland – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
•10 Freilandstudien (Jänsch und Römke 2009) 50 mg Cu/kg > 30 % Effekte (Abundanz von Regenwürmern)
•Erhöhte Cu-Konz Veränderung der Lebens-gemeinschaften (Artenzusammensetzung), Bruus Pedersen et al 1999 und Korthals 1996
•10 Jahre Regenwurmfreilandstudie (EUCuTF, 2003-2013, Deutschland) nach 8 Jahren NOEC 90 mg Cu/kg (Abundanz)
Mikroorganismen Makroorganismen Pflanzen
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Freiland – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
•Schwierigkeiten beim Ableitung von allgemeingültigen Annahmen zur
- Bioverfügbarkeit
- Auswirkungen langjähriger Akkumulation
•Gründe
- unterschiedliche Fragestellungen
- kein standardisierte Vorgehensweise
- verschiedenen klimatischen Bedingungen
- Überlagerung von Effekten
Mikroorganismen Makroorganismen Pflanzen
Interpretation
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Labor – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
SSD = Species Sensitivity Distribution
• Logarithmische Verteilung der Effektdaten (NOEC, EC50) gegen den Prozentsatz der geschädigten Arten
Quelle: VRAR copper task force 2008
HC5 PNEC SSD
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Labor – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
8
HC5 = Hazard Concentration 5 %
•Konzentration bei der 5 % der betrachteten Gruppe von Organismen geschädigt sind
HC5 PNEC SSD
Quelle: VRAR copper task force 2008
HC5
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HC5 (95 % C.I.)
[mg Cutot/kg Boden TG]
Effektebene Spezies
Anzahl
Organismengruppen Referenz
27,7
(13,4 – 46,1) NOEC/EC10 24
Bodeninvertebraten
(Collembola, Oligochaeta,
Acari)
Römbke & Jänsch
2009
55,0
(27,7 – 92,4) EC50 37
Bodeninvertebraten
(Nematoda,Collembola
Oligochaeta, Acari, Isopoda)
Römbke et al.
2005
183,3
(80,3 – 316,3) LC50 17
Bodeninvertebraten
(Nematoda,Collembola Oligochaeta, Acari, Isopoda)
Frampton er al.
2006
73,1 bis 172,8 * NOEC/EC10 30
Bodeninvertebraten
(Nematoda,Collembola
Oligochaeta, Acari), Mikroorganismen, höhere
Pflanzen
Van Sprang et al.
2008
*abhängig von den Bodeneigenschaften
Labor – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
9
HC5 PNEC SSD
Zusammenfassung der in der Literatur verfügbaren HC5 Werte:
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Freiland – Kupferbelastung und Bodenlebewesen
PNEC = Predicted No Effect Concentration
•Vorhergesagte Konzentration ohne schädliche Auswirkungen auf die Umwelt
•Umweltbezogene Risikobewertung von Chemikalien (Altstoff Bewertung, REACH und Biozide)
•Basiert auf Effektdaten (NOEC, EC50/LC50, HC5) mit festgelegten Sicherheitsfaktoren (EU, TGD 2003)
HC5 PNEC SSD
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Vielen Dank
für Ihre Aufmerksamkeit!
Quelle: Brehms Thierleben. Allgemeine Kunde des Thierreichs:
„Langfühlerige Erdassel (Geophilus longicornis), einen Regenwurm bewältigend“.