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
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