17. November 2020, Thema: Bodenökotoxikologie Risikobewertung

Biomonitoring für Schweizer Pflanzenschutzmittel

Im Rahmen des Aktionsplans zur Reduktion von Risiken und zur nachhaltigen Nutzung von Pflanzenschutzmitteln wird derzeit ein Monitoringkonzept für Rückstände in Schweizer Landwirtschaftsböden entwickelt. Die wichtigsten Schritte sind die Erarbeitung von ökotoxikologischen Richtwerten für Böden und die Auswahl von geeigneten biologischen Indikatoren.

Im September 2017 verabschiedete der Bundesrat einen Aktionsplan zur Reduktion von Risiken und zur nachhaltigen Nutzung von Pflanzenschutzmitteln (PSM). Ziele des Aktionsplans sind es, die mit PSM verbundenen Risiken im nächsten Jahrzehnt um die Hälfte zu reduzieren und Alternativen zum chemischen Pflanzenschutz vorzuschlagen. Um diese Ziele zu erreichen, wurden zahlreiche Massnahmen festgelegt. Eine davon ist es, bis 2027 ein Monitoring für PSM-Rückstände in landwirtschaftlich genutzten Böden zu etablieren.

Pionierarbeit für Bodenrichtwerte

Im Rahmen dieser Massnahme hat die Nationale Bodenbeobachtung (NABO) ein Konzept für das chemische Monitoring von PSM-Rückständen im Boden entwickelt, das Oekotoxzentrum - zusammen mit EnviBioSoil - ein Konzept für ein biologisches Langzeitmonitoring. «So wollen wir die Auswirkungen von PSM-Rückständen auf die Bodenqualität quantifizieren», sagt Janine Wong vom Oekotoxzentrum. Gemäss dem Biomonitoring-Konzept wollen die Wissenschaftlerinnen zunächst ökotoxikologische Bodenrichtwerte (BRW) bestimmen. Dies sind Stoffgrenzkonzentrationen, die auf Daten ökotoxikologischer Studien mit Bodenorganismen basieren und analog zu den Qualitätskriterien für Gewässer verwendet werden können, um ein potenzielles Risiko für Bodenorganismen zu identifizieren. Ausserdem sollen verschiedene Bioindikatoren vorgeschlagen werden, um die Auswirkungen von PSM-Rückständen auf Bodenorganismen in Schweizer Landwirtschaftsböden zu untersuchen.

In einer ersten Projektphase werden - zusammen mit der Projektleitung von den Bundesämtern für Umwelt und Landwirtschaft - zunächst zehn repräsentative PSM ausgewählt und für diese BRW entwickelt. Doch während die Methodik für das Ableiten ökotoxikologischer Grenzwerte für Gewässer bereits gut etabliert ist, müssen die Wissenschaftlerinnen für die Böden noch einige Pionierarbeit leisten. «Böden sind viel komplexer, da es sehr unterschiedliche Bodentypen gibt und die PSM dort nicht nur im Porenwasser gelöst, sondern auch an Bodenpartikel sorbiert vorliegen», erklärt Janine Wong «Das beeinflusst ihre Verfügbarkeit und Toxizität für Bodenorganismen». Auch die Schutzziele für Böden müssen zunächst genauer festgelegt werden. Klar ist jedoch bereits, dass, analog zur Gewässerbewertung, auch hier auf die vorhandenen Literaturstudien zur Toxizität von PSM für Organismen zugegriffen werden wird. Leider gibt es jedoch deutlich weniger Daten zu Effekten auf Bodenorganismen als zu Effekten auf Wasserorganismen.

Was sind die geeigneten Bioindikatoren?

Ausserdem wird das Oekotoxzentrum eine Reihe von potenziellen Bioindikatoren auswählen, die für PSM-Rückstände sensitiv sind. Als erster Schritt ist momentan eine Literaturrecherche im Gange. Besonders vielversprechend ist hier eine Untersuchung der Effekte auf Regenwürmer und Mikroorganismen.

In einer zweiten Projektphase werden die ausgewählten Bioindikatoren in Pilotstudien im Feld und Labor geprüft und bewertet. Die Organismen in Landwirtschaftsböden sehen jedoch nicht nur die Rückstände von Einzelsubstanzen, sondern sind einem komplexen Gemisch verschiedener PSM ausgesetzt. Daher soll ein Ansatz entwickelt werden, der auch die Bewertung von Substanzmischungen zulässt.

In einer dritten Projektphase werden die Daten aus dem biologischen Monitoring schliesslich mit der chemischen Risikobewertung kombiniert: «Einerseits werden wir die chemischen Monitoringdaten der NABO, also die gemessenen Konzentrationen der PSM im Feld, mit den etablierten BRW vergleichen. Andererseits wollen wir die Auswirkungen der PSM auf die Bioindikatoren direkt an den NABO-Standorten im Feld untersuchen», so Janine Wong. So soll es dann möglich werden, die Risiken von PSM für die Bodenqualität besser zu quantifizieren.