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 Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Besserer Schutz vor invasiven Arten
15.11.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

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: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weiterbildung zu statistischen Methoden in der Versuchsplanung und -auswertung

06.12.2016 | Seminare Workshops

Bund fördert Entwicklung sicherer Schnellladetechnik für Hochleistungsbatterien mit 2,5 Millionen

06.12.2016 | Förderungen Preise

Innovationen für eine nachhaltige Forstwirtschaft

06.12.2016 | Agrar- Forstwissenschaften