Beurteilung akuter und chronischer Risiken von Pestiziden sowie des Stoffhaushalts von Bächen im ländlichen Raum – Assessing acute and chronic risks of pesticides and metabolisms in agricultural streams

313-326

Artikel aus einer Zeitschrift

200207164

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 2019, 63(6) ; Jrg. 63 ; 6 (2019) , 313-326

Schlagwörter: Pflanzenschutzmittel, Biozide, multiple Stressoren, Gewässerbewertung, ökologischer Zustand, Tiefland, Fische, Makrozoobenthos, Wasserpflanzen, Abfluss
An drei Bächen im ländlichen Raum Schleswig-Holsteins wurden von April 2015 bis April 2016 jeweils wöchentlich Wasserproben entnommen, die auf Pestizide und physikochemische Parameter untersucht wurden. Zudem wurden Wasserpflanzen, wirbellose Tiere und Fische gemäß der EG-Wasserrahmenrichtlinie erfasst. Der Stoffhaushalt der Bäche war erheblich beeinträchtigt, vornehmlich im Sommer mit geringen Sauerstoffgehalten, die primär auf eine intensivierte Nitrifikation und sekundär auf trophische Prozesse zurückzuführen waren. Die Pestizidkonzentrationen wurden anhand von Umweltqualitätsnormen sowie toxikologischer Schwellenwerte beurteilt. Die akute
und chronische Mischungstoxizität wurde mit einem additiven Modellansatz anhand von Risikoquotienten beurteilt. Es wurden in den Bächen zwischen 43 und 45 Pestizide von insgesamt 66 nachgewiesenen Wirkstoffen detektiert. Die Herbizide Diflufenican, Dichlorprop sowie Bentazon und das Fungizid Propiconazol wurden am häufigsten nachgewiesen. Im gesamten Jahresverlauf waren immer Pestizide in den Bächen, im Mittel 9,5 und maximal 21 Stoffe pro Probe. Die Summenkonzentration schwankte zwischen 0,015 und 11,565 μg/L, der Mittelwert betrug 0,924 μg/L. Die Pestizide stammen wahrscheinlich hauptsächlich aus landwirtschaftlich genutzten Flächen, da sich oberhalb der Messstellen keine Kläranlagen befinden. Einige Pestizide waren erwartungsgemäß positiv mit dem Abfluss und Vortagesniederschlag korreliert, hingegen andere negativ und bei anderen ließ sich kein Zusammenhang feststellen. Das Risiko akuter Toxizität durch pestizide Wirkungen erschien im Vergleich zum Risiko der chronischen Toxizität gering. Von der chronischen Belastung betroffen sind vornehmlich Wasserpflanzen
und wirbellose Tiere. Die unmittelbaren Risiken für Fische erschienen gering. Die Studie zeigt, dass Pestizide permanent in Bächen vorkommen können. Daher ist ein langfristiges Monitoring zur Abschätzung des
akuten sowie des chronischen Risikos von Pestiziden in ländlichen Bächen notwendig. Ein kurzfristiges Monitoring, das sich auf landwirtschaftliche Hauptausbringungszeiten oder schnelle Abflusszunahmen fokussiert, kann das langfristig gefährliche chronische Risiko von Pestiziden in Bächen unterschätzen.
Water samples were taken weekly, from three streams located in agricultural areas, from April 2015 to April 2016, and analyzed for pesticides and physicochemical parameters. Aquatic plants, macroinvertebrates and fish were also collected according to the EU-water framework directive. The metabolism of the streams was impaired by low oxygen contents, mainly in summer, which can primarily be attributed to intense nitrification and secondarily to trophic processes. Pesticide concentrations were assessed according to environmental quality standards and toxicological thresholds. The acute and chronic mixture toxicity was assessed using an additive model on the basis of risk quotients. The number of pesticides detected ranged from 43 to 45 in the individual streams, and 66 in total. The herbicides Diflufenican, Dichlorprop, and Bentazon, and the fungicide Propiconazol were detected most frequently. Over the course of the year, there were always pesticides in the streams, on average 9.5 and
maximum 21 substances per sample. The total concentration ranged from 0.015 to 11.565 μg/l, on average 0.924 μg/l. It is likely that the pesticides primarily stem from agriculture, because there are no sewage treatment plants upstream of the sampling sites. Some pesticides had a positive correlation with the discharge and rainfall on the previous day, whilst others had a negative correlation, and for some others, no relationship could be determined. The risk of acute toxicity seemed low compared to chronic pressure. Water plants and invertebrates were primarily exposed to chronic pressure. Direct risks for fish appeared low. The study indicates that pesticides may occur permanently in streams. Therefore long-term monitoring is necessary in order to assess the acute and chronic risks. Short-term monitoring that focuses on the main application phases or rapid increases in discharge, could
underestimate the long-term, dangerous chronic risk of pesticides in streams.
Keywords: agricultural pesticides, biocides, multiple stressors, assessment of waterbodies, ecological status, lowlands, fish, macroinvertebrates, aquatic plants, discharge