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

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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“.