Eawag: Das Wasserforschungs-Institut des ETH-Bereichs

Pestizid-Monitoring in Schweizer

Fliessgewässern Aktuelle Forschungsergebnisse

Irene Wittmer

Inhalt

1. Herausforderungen

2. Resultate aus bestehenden Monitorings

• Datensammlung 2005 – 2012

• Landnutzung in Einzugsgebieten

• Studie: Vollerfassung aller Pestizide

3. Konzept zur Stoffauswahl

4. Ausblick – Monitoring kleine Gewässer

5. Schlussfolgerungen

Herausforderungen

• Grosse Anzahl an Stoffen

• Viele Quellen:

Landwirtschaft,

Siedlung- Grünflächen

Gebäudehüllen etc.

• Grosse Dynamik der Pestizideinträge:

Saisonal

Während Regenereignissen

je ca. 300 Pflanzenschutzmittel

und Biozide zugelassen

Herausforderung - Gewässergrösse

Es ist wichtig auch kleine und mittlere Gewässer zu untersuchen, da dort die

Belastung durch diffuse Mikroverunreinigungen am Grössten sein kann.

0

0.05

0.1

0

1250

2500

3750

5000

0

10

20

30

0

0.5

1

01. Jan 02. Mär 01. Mai 30. Jun 29. Aug 28. Okt 27. Dez

01. Jun 15. Jun 29. Jun 13. Jul 27. Jul 10. Aug 24. Aug

a) Kleines Gewässer (FLOZ 2, 3 Monate)

b) Rhein bei Basel (FLOZ 9, 12 Monate)

Messpunkte

Abfluss

Atr

azin

-Ko

nze

ntr

atio

n[µ

g/l]

Atr

azin

-Ko

nze

ntr

atio

n[µ

g/l]

Ab

flu

ss

[m3/s

]A

bflu

ss

[m3/s

]

Fakto

r 300!

ROR- Kleines Gewässer

Rhein – Grosses Gewässer

Ref.: N. Munz, I. Wittmer, C. Leu, A&G 11.2012

30 µg/l

0.08 µg/l

Datensammlung: kantonale Messdaten zwischen 2005- 2012

Ref.: N. Munz, I. Wittmer, C. Leu, A&G 11.2012

Messwerte:

• 300’000 Messwerte

• 13% aller Messwerte > BG

0.1 µg/l ist bis heute de einzige gesetzliche Anforderungswert in der Schweiz

98 über 0.1 µg/l

Als Pflanzenschutzmittel

(PSM) zugelassen

Als Biozid zugelassen

60 über 1 µg/l

18 über 10 µg/l

Anzahl Pestizidwirkstoffe:

203 untersucht

116 30 16

2172 5

45 13 2

13 41

162 über Bestimmungsgrenze

36 18149

Datensammlung: kantonale Messdaten zwischen 2005- 2012

Ref.: N. Munz, I. Wittmer, C. Leu, A&G 11.2012

Probennahme und Resultate:

Mehrheitlich grosse und mittlere

Gewässer untersucht …

… aber; höchste Belastung in kleinen

Gewässern

Mehrheitlich monatliche Stichproben …

… aber Stichproben erfassen in der

Regel tatsächlich

Maximalkonzentrationen im Gewässer

nicht

0.05

95

%-P

erz

en

tile

[µg

/l]

klein mittel gross

1

100

300

1

3

Ma

x.k

on

ze

ntr

atio

ne

n[µ

g/l]

a) 95%-Perzentile b) Max.konzentrationen

klein mittel gross

Gewässergrösse Gewässergrösse

0* 0*

Legende:

*Werte unterhalb

Bestimmungs-

grenze = 0

Maximum

75%-Perzentil

Median

25%-Perzentil

Minimum

Tatsächlich Belastung also eher höher als durch den Datensatz

abgebildet

Datensammlung & Landnutzung in den Einzugsgebieten Verbreitung von erhöhten Messwerten

Erhöhte Konzentrationen müssen verbreitet erwartet werden.

NAWA-SPEZ Screening: Vollerfassung aller polaren Pestizide in 5 mittelgrossen Gewässern

• Zweiwochenmischproben, März – Juli 2012

• Auswahl von fünf Gebieten mit hohen Dichten an unterschiedlichen

Kulturen und Siedlungsflächen: 38km2 - 105km2

• ca. 250 Stoffe erfasst (Hochauflösende Massenspektrometrie)

• Zusammenarbeit: Bund, Kantone und Forschung!

Ref.: I. Wittmer et al., A&G 3, 2014

NAWA-SPEZ Screening Anzahl gefundene Pestizide

• Mehr Pflanzenschutzmittel als Biozide gefunden.

• Rund 20 Stoffe zeigten Werte in Konzentrationen oberhalb chronischen

Qualitätskriterien!

Ref.: I. Wittmer et al., A&G 3, 2014

Theoretischer Ansatz für Auswahl PSM und Biozide

Teil eines Beurteilungskonzepts für

Mikroverunreinigungen aus diffusen Quellen

Theoretischer Ansatz für Auswahl PSM und Biozide G

ew

ässer

rele

vant

Nic

ht

Gew

ässer

rele

vant

Hohe gemessene Umweltkonzentrationen

Hohe Eintragswahrscheinlichkeit,

Stoff ist ökotoxisch

Hohe Eintragswahrscheinlichkeit

Niedrige Eintrags-wahrscheinlichkeit

Stoff ist nicht stabil in Wasser

Welche Stoffe sind interessant?

Ansatz

o Messdaten Messdaten verschiedener kantonaler Ämter

o Eintragswahrscheinlichkeit basierend auf: Einsatzmenge CH, Sorptionsverhalten,

Abbauverhalten

o Toxizität basierend auf Informationen aus der Footprintdatenbank

x

Hohe gemessene Umweltkonzentration

Abgeschätztes Umwelt-

vorkommen

Gemessene Umwelt-

konzentration

Bsp. Resultate Kategorisierung Insektizide

Verkauft (2008-2010)

26

Anzahl Stoffe

56

Gemessen 26

Eintrag ist wahrscheinlich …

…von diesen prio UQW< 0 1 ug/L

13

6

Gemessener MEC95 hoch 2

Hohe Eintrags-wahrscheinlichkeit

und toxisch

Hohe Eintrags-wahrscheinlichkeit 2 6 7

DT 50 Wasser < 1 Tag

21

Nicht Gewässer relevant

Eintragsindikator < 1

2 Nicht stabil im Wasser

Gewässer relevant

Niedrige Eintrags-wahrscheinlichkeit

Fazit Kategorisierung und Auswahl Pflanzenschutzmittel

Kategorisierung

• Insektizide haben die niedrigsten Ökotox-Werte aber auch im Schnitt tiefere

Eintragswahrscheinlichkeiten

• Die grösste Auswahl als Indikatoren für einzelne Kulturen haben die

Herbizide

• Die 6 der 10 meist verkauften Fungizide bauen sich in weniger als einem Tag

ab.

Auswahl

• 7 Insektizide, 11 Fungizide, 19 Herbizide

NAWA SPEZ Screening versus Stoffauswahl

Vollerfassung zeigt eine deutlich höhere Belastung an. Aber mit «nur» 37

statt 249 bereits ein grosser Teil des Risikos abgedeckt.

Ausblick - NAWA SPEZ 2015 Erfassung Belastung Kleine Gewässer

• 2015, Fünf kleine Gewässer ausgewählt

• Fokus Landwirtschaft

• Erfassung Spitzenbelastung (Halbtagesmischproben)

• Bund- Kanton - Forschung

Spitzen-

konzentration

Wochen-

Mischprobe

Schlussfolgerungen I

• Die Belastung ist in kleinen und mittelgrosse Gewässer am grössten. Vor

allem die Kleinen sind aber in den Messungen häufig unterrepräsentiert.

• Grosse Stoffvielfalt und relativ viele Überschreitungen in

Zweiwochenmischproben in fünf mittelgrossen Gewässern gefunden.

• Eine Auswahl von rund 40 Pestiziden Stoffen deckt die Belastungssituation

bereits gut ab, ist aber doch deutlich unter der Vollerfassung.

Schlussfolgerungen II

• Monitoring ist wichtig für die Beurteilung des Zustandes

… die Publikationen zu den Monitoring Resultaten löste einiges aus - so

kam unter anderem der Bundesrate in folge des Artikels zum Schluss das:

«…Ohne neue und wirkungsvolle Massnahmen werden die Gewässer

daher weiterhin stark mit PSM belastet werden»

• Zusammenarbeit Bund-Kantone-Forschung gut und hilfreich.

DANK

• Den Mitautoren Marion Junghans, Christoph Moschet, Christian

Leu, Heinz Singer, Christian Stamm

• Bundesamt für Umwelt für die Finanzierung (BAFU)

• Nicole Munz (BAFU), Ivo Strahm (Eawag/BAFU) NAWA

• SPEZ: Zusammenarbeit BAFU, Kantone & Eawag

• Kantonale Fachstellen Aargau, Solothurn, Thurgau, Vaud und

Zürich für Probenahme im SPEZ Screening

• Jelena Simovic und Alessandro Piazzoli (Eawag) für Unterstützung

bei Pestizid-Analysen

Datensammlung: kantonale Messdaten zwischen 2005- 2012

Ref.: N. Munz, I. Wittmer, C. Leu, A&G 11.2012

0.1 µg/l ist bis heute der

gesetzliche Anforderungswert in

der Schweiz