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 Antarktisches Meereis: mehr Schutz als Vorratskammer für Krilllarven
22.11.2017 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

nachricht Das Schweigen der Hummeln
15.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bakterien als Schrittmacher des Darms

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon

22.11.2017 | Geowissenschaften