Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Belastung durch Pestizide genauer vorhersagen

02.03.2015

Die EU will die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln weiter optimieren. Dazu sollen die unterschiedlichen nationalen Verfahren weiter harmonisiert werden. Fraunhofer-Forscher haben eine Software zur Abschätzung des Eintrags von Pestiziden in Oberflächengewässer für Deutschland entwickelt – eine Blaupause für andere EU-Länder?

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME haben für Deutschland eine Software entwickelt, die die Konzentration von Pestiziden beziehungsweise Pflanzenschutzmitteln (PSM) in Oberflächengewässern wie Gräben oder Bächen berechnet. Das neue Verfahren kann als Baustein für PSM-Zulassungsverfahren eingesetzt werden.


Auch Rapsfelder werden mit Pflanzenschutzmitteln vor Schädlingen geschützt. Wie hoch die Konzentration in benachbarten Gewässern ist, kann eine neue Software des Fraunhofer IME berechnen.

© panthermedia / Katja Beetz

Die von den Wissenschaftlern am Standort Schmallenberg entwickelte Software arbeitet genauer und liefert schneller Ergebnisse als bisherige Verfahren in Deutschland und der EU. Die Konzentrationen von PSM werden dazu genutzt, das Risiko für die Lebensgemeinschaft der Gewässer – zu der zum Beispiel Fische, Wasserpflanzen oder Insekten gehören – zu bewerten.

Partner im Forschungsvorhaben sind das Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement der Uni Gießen, das Institut für Agrarökologie der RLP AgroScience, die RWTH Aachen und das französische IT-Unternehmen FOOTWAYS S.A.S.. Das Umweltbundesamt (UBA) ist Förderer.

Blaupause für andere EU-Länder?

Die Software baut auf Computermodellen für die Zulassung von PSM-Wirkstoffen in der EU auf. Sie könnte deshalb auch als Blaupause für andere EU-Länder dienen, um das Bewertungsverfahren für Pflanzenschutzmittel zwischen den EU-Ländern weiter zu harmonisieren.

Den Prototyp GERDA, kurz für »German Run-off, Erosion and Drainage Risk Assessment« haben die Forscher bereits erfolgreich getestet. »Wir erhoffen uns eine Einführung bis Anfang nächsten Jahres«, sagt Dr. Michael Klein, aus der Abteilung »Ökologische Chemie« in Schmallenberg, »aber die endgültige Entscheidung darüber treffen die deutschen Zulassungsbehörden«.

Die Forscher haben GERDA im Vergleich zur bestehenden EU-Systematik an vielen Stellen optimiert: Die Methode enthält nun eine umfangreiche Datenbank von Szenarien für Umweltbedingungen spezifisch für Deutschland. Diese basieren auf Wetterdaten der letzten 30 Jahre und detaillierten Karten der Böden in Deutschland. Die Forscher greifen hier auf Daten des Deutschen Wetterdiensts (DWD) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) zurück.

Die Software verarbeitet Informationen über die PSM-Wirkstoffe, deren Einsatzgebiet und Anwendungen nach Menge und Zeitpunkten. Aus dem Datenpool berechnet GERDA diejenige PSM-Konzentration, die bei fachgerechter Anwendung einen »realistisch ungünstigen« Fall für die Gewässer darstellt. »Entscheidender Maßstab ist dabei, dass die Populationen nicht beeinträchtigt werden«, erklärt Klein.

Nutzer des Programms können verschiedene Umweltbedingungen einstellen, um zu beobachten, wie sich die Änderungen auf die berechneten Umweltkonzentrationen auswirken. Zum Beispiel, wie sich die Konzentrationen im Gewässer verringern, wenn größere Abstände zu Oberflächengewässern von denjenigen Äckern eingehalten werden, auf denen das Pflanzenschutzmittel angewendet wird.

»Diese Information steht dann auch auf den Produktverpackungen der PSM und wären dann Bedingung für eine Zulassung und Anwendung des PSM«, sagt Klein. Die Modelle, mit denen die Forscher die PSM-Konzentrationen berechnen, sind komplex. Trotzdem arbeiten sie schneller als bestehende Verfahren. »Wir haben bei einigen Berechnungen einfacher programmiert,« erklärt Klein. Damit die Software auch Anwender mit anderem fachlichen Hintergrund nutzen können, haben die Wissenschaftler eine bedienerfreundliche Benutzeroberfläche entwickelt. »Für den Nutzer ist das jetzt genauso einfach, wie die Tabelle eines normalen PC-Kalkulationsprogramms auszufüllen«, so Klein.

Damit die Software alle notwendigen Daten verarbeiten kann, muss sie diese zunächst verstehen. Die Forscher haben den heterogenen Informationspool aus meteorologischen, geographischen, chemischen und biologischen Daten deshalb zunächst in ein Format übertragen, das die Prognosemodelle verarbeiten können. Kleins Kollege Udo Hommen aus der Abteilung »Ökotoxikologie« hat das Wissen darüber eingebracht, wann ein Ökosystem geschädigt wird und wann nicht.

»Es ist zum Beispiel ein Unterschied, ob die Belastungen kurz- oder langfristig sind. Werden Organismen bereits durch eine sehr kurze Belastung geschädigt, dann macht es keinen Sinn, Tagesmittelwerte als relevante Gewässerkonzentration einzusetzen. Bei anderen Mitteln können kurze Belastungen dagegen ohne Effekt bleiben«, erklärt Hommen. Diese Unterscheidung ermöglicht das Prognosemodell.

Pflanzenschutzmittel haben die Aufgabe, Nutzpflanzen gegen pflanzliche oder tierische Schädlinge oder Pilze zu schützen. Um negative Auswirkungen dieser Chemikalien auf Mensch und Umwelt zu vermeiden, gibt es in der EU ein zweistufiges Zulassungssystem:

Zunächst werden die PSM-Wirkstoffe auf EU-Ebene geprüft, die PSM-Produkte dann von den jeweiligen nationalen Behörden bewertet. In Deutschland sind dafür das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL), das Julius-Kühn-Institut (JKI), das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) und das Umweltbundesamt (UBA) zuständig.

Brigitte Peine | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/Maerz/belastung-durch-pestizide-genauer-vorhersagen.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Hochmodernes Forschungsflugzeug fliegt zurzeit über Europa
17.07.2017 | Universität Bremen

nachricht Baumgrenze wird nicht allein durch das Klima bestimmt
03.07.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten