Auswirkungen von Pflanzenschutzmitteln auf Oberflächengewässer

Pflanzenschutzmittel werden in der Landwirtschaft in großem Stil eingesetzt, um unerwünschte Kräuter, Krankheitserreger und Insekten zu bekämpfen. Von den Ackerflächen gelangen sie durch Wind und Niederschlag in Gewässer. Ein Teil der Mittel kann beim Versprühen verwehen und sich schließlich in den umgebenden Bächen und Flüssen niederschlagen. Mit Regenwasser können die Mittel in anliegende Gewässer gespült werden. Manche Wirkstoffe werden in der Umwelt schnell abgebaut, andere Stoffe, bzw. ihre Abbauprodukte, sehr langsam oder gar nicht. Je nach Beständigkeit können diese so vom Acker bis in die Meere transportiert werden.

Für die Beurteilung des Risikos von Pflanzenschutzmitteln auf Gewässerlebewesen ist die sogenannte Regulatorisch Akzeptable Konzentration (RAK) ausschlaggebend. Die RAK ist die Konzentration eines Mittels, unterhalb derer keine negativen Auswirkungen auf Gewässerorganismen zu erwarten sind. Sie basiert auf der Konzentration, bei der im Labor beispielsweise die Hälfte einer Regenbogenforellen-Population stirbt, verrechnet mit einem Sicherheitsfaktor. Die Regenbogenforelle dient dabei als Stellvertreter für heimische Fischarten. Dem RAK-Wert werden bei der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln die zu erwartenden Konzentrationen im Gewässer gegenübergestellt. Solange die erwarteten Konzentrationen unter den akzeptablen Konzentrationen liegen, wird davon ausgegangen, dass die verbleibenden Restrisiken, und die damit verbundenen Auswirkungen auf Gewässerorganismen, gering sind. Trifft dies zu, kann ein Pflanzenschutzmittel zugelassen werden.

Normalerweise wird die Belastung der Oberflächengewässer mit Chemikalien im Rahmen des Monitorings der Bundesländer zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtline erfasst. Dieses Monitoring findet jedoch überwiegend an größeren Gewässern statt. Die zahlreichen Kleingewässer, die oftmals inmitten landwirtschaftlicher Nutzflächen liegen und Pflanzenschutzmitteln besonders ausgesetzt sind, werden dabei nicht ausreichend berücksichtigt. Zudem werden beim Monitoring der Bundesländer gemäß Oberflächengewässerverordnung nur wenige Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe bundesweit einheitlich erfasst. Somit werden viele oft verwendete Stoffe gar nicht untersucht. 

Am Beispiel der für Wasserorganismen hochtoxischen Stoffgruppe der Pyrethroide wird die Problematik eines unzureichenden Monitorings deutlich: die routinemäßig angewendeten Analysemethoden der Bundesländer sind oft nicht sensitiv genug für diese Wirkstoffe. Bei Anwendung geeigneter Analysemethoden (wie z.B. in der Schweiz) können jedoch mehrere Stoffe aus der Pyrethroid-Gruppe nachgewiesen werden. Dabei zeigen sich häufig Überschreitungen der zulässigen Werte. 

Im Forschungsprojekt „Kleingewässermonitoring“ des Umweltbundesamtes und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung wurden 2018/19 gezielt kleine Gewässer in der Agrarlandschaft untersucht. Die Funde zeigen, dass die Regulatorisch Akzeptablen Konzentrationen (RAK) in solchen Gewässern vielfach überschritten werden. Insbesondere nach Regenfällen gelangen Pflanzenschutzmittel in hohen Konzentrationen in angrenzende Bäche. An über 80 Prozent aller untersuchten Gewässerabschnitte wurden die RAK-Werte von mindestens einem Wirkstoff überschritten, an über 60 Prozent der Standorte sogar von mehreren Stoffen.

Mehr als 80 Prozent der im Kleingewässermonitoring untersuchten Gewässerabschnitte zeigen auch eine veränderte Zusammensetzung der Insekten-Lebensgemeinschaften, was auf eine Beeinflussung des Ökosystems durch Pflanzenschutzmittel hinweist. Besonders bedenklich ist, dass sich selbst geringe Konzentrationen von Pflanzenschutzmitteln, teilweise unterhalb der RAK, bereits negativ auswirken (UFZ, 2013; Liess 2021). Die betroffenen Kleinstlebewesen wie Steinfliegen, Köcherfliegen und Libellen, welche ursprünglich zu den arten- und individuenreichsten Organismen europäischer Fließgewässer gehörten, verschwinden – und damit eine wichtige Nahrungsgrundlage für Fische und Vögel. Pflanzenschutzmittel tragen also durch direkte und indirekte Effekte zum Verlust der biologischen Vielfalt bei.

Pflanzenschutzmittel wirken sich auch auf Fischpopulationen negativ aus. So zeigte beispielsweise eine Schweizer Studie, dass die Fischbestände, insbesondere Bachforellen, in den letzten Jahren stark zurückgegangen sind (Oekotoxzentrum, 2021). In der Studie wurden junge Bachforellen fünf Pflanzenschutzmitteln ausgesetzt, die in Schweizer Gewässern häufig gefunden werden. Die Untersuchungen wurden bei Temperaturen durchgeführt, die für Frühjahr und Frühsommer typisch sind. Es zeigte sich, dass die Fische bereits bei einer geringen Pflanzenschutzmittel-Konzentration und milden Temperaturen negativ beeinträchtigt waren. Bei erhöhten Temperaturen waren die Schäden sogar andauernder, was angesichts der Klimaerwärmung bedenklich ist. Die Studie macht zudem deutlich, dass in der Realität verschiedene Stressfaktoren zusammenkommen. Neben Pflanzenschutzmitteln und klimatischen Belastungen können sich auch Düngemittel und weitere Chemikalien aus Industrie, Verkehr und Haushalten sowie bauliche Eingriffe auf die aquatischen Ökosysteme auswirken.

Durch den Transport über die Flüsse landen die Chemikalien letztlich auch im Meer. Selbst in Seehunden, Delfinen und Schweinswalen konnten Pflanzenschutzmittel nachgewiesen werden – sogar Stoffe, die seit vielen Jahren verboten sind (Life Apex, 2022). 

Pflanzenschutzmittel durchlaufen vor ihrer Zulassung ein aufwändiges Prüfverfahren. Mögliche ökologische Risiken werden dabei mit Hilfe von Laborstudien, künstlichen Ökosystemen und Simulationsmodellen abgeschätzt. Die tatsächlichen Auswirkungen der Stoffe auf die Umwelt können aber nur mit regelmäßigen Messungen der realen Belastungen in den Gewässern erfasst werden. Die gemessenen Konzentrationen in kleinen Gewässern der Agrarlandschaft sind dabei häufig höher als im Zulassungsverfahren angenommen. Zudem gibt es in natürlichen Ökosystemen komplexe Wechselwirkungen, die im Labor nicht abgebildet werden können. Das Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel birgt tatsächlich einige blinde Flecken. Es muss daher weiterentwickelt werden, um die tatsächlichen Auswirkungen der Stoffe auf die Umwelt realistischer bewerten zu können. 

Durch Risikominderungsmaßnahmen können Einträge von Pflanzenschutzmitteln in Gewässer verringert werden. Wirkungsvoll sind beispielsweise bewachsene Gewässerrandstreifen. Sie bilden eine Pufferzone und bieten einen wichtigen Lebensraum für Tiere und Pflanzen in der Agrarlandschaft. Darüber hinaus sollte nur solche Technik zum Versprühen der Pflanzenschutzmittel eingesetzt werden, die Einträge durch Verwehen vermeidet. Risikomindernde Maßnahmen bedürfen einer konsequenten Umsetzung und Kontrolle. Sie sollten flächendeckend auch an Kleingewässern angewendet werden.

Risiken von Pflanzenschutzmitteln können dennoch nicht komplett vermieden werden. Deshalb ist der wichtigste Beitrag für den Gewässerschutz die generelle Verringerung des Einsatzes dieser Mittel. Das kann beispielsweise durch vielfältige Fruchtfolgen, mechanische Beikrautbekämpfung und andere Methoden des integrierten Pflanzenschutzes umgesetzt werden. Auch eine Umstellung auf ökologische Landwirtschaft schützt Gewässer vor Einträgen aus Pflanzenschutzmitteln.