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Kleingewässermonitoring

Forderung nach 18 m Gewässerrandstreifen - Darum ist die Kritik an der UBA-Studie berechtigt

Das Umweltbundesamt fordert auf Grundlage einer eigenen Studie 18 m breite Gewässerrandstreifen. Doch die Studienergebnisse stehen auf wackeligen Füßen und die Forderung ist unbegründet.

Lesezeit: 14 Minuten

Die Forderung nach 18 m breiten Gewässerrandstreifen, die aus einer Studie des Umweltbundesamtes (UBA) und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) kürzlich hervorging, sorgte für heftige Diskussionen. Für top agrar ein Grund, sich intensiver mit der Studie, in der es um die Belastung von Kleingewässern geht (Klein­gewässermonitoring), zu befassen. Das Ergebnis: Diese Studie wirft Fragen auf!

Wir sprachen mit Andrea Claus-Krupp vom Pflanzenschutzdienst NRW, Richard Wagner vom Thüringer Landesamt für Landwirtschaft und Ländlichen Raum (TLLLR), Dr. Gunnar Fent vom Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz (DLR), Institut für Phytomedizin, und Michael Glaser vom Landwirtschaftlichen Technologiezentrum Augustenberg, Baden-Württemberg (LTZ).

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Nordrhein-Westfalen: Studie enthält Schwächen und Datenlücken

Werden Pflanzenschutzmittel (PSM) in Gewässern gefunden, ist es Aufgabe der Pflanzenschutz- und Gewässerschutz-Beratung Risikominderungsstrategien zu erarbeiten und Handlungsempfehlungen herauszugeben, um PSM-Einträge zu vermeiden. Wichtig dabei: Die Risikobewertung muss umfassend, realitätsbezogen und auf Schlagebene erfolgen.

Dies ist in der UBA-Studie zu den Kleingewässern nicht erfolgt! So wurden z. B. die Breite und Beschaffenheit der Gewässerrandstreifen mithilfe der Geoinformationssystemsoftware QGIS auf Basis veralteter Satellitendaten aus OpenStreetMap analysiert. Anschließend wurden die Breiten der Gewässerrandstreifen aller Gewässer zusammengeführt und gewichtet – auf dieser Modellrechnung basieren die Aussagen der Studie zu fehlenden oder unzureichend wirksamen Randstreifen.

Kleingewässer im Fokus

Der Anlass, das Kleingewässermonitoring (KGM) bundesweit durchzuführen, war, dass die Belastung kleiner ­agrarnaher Gewässer mit Pflanzenschutzmitteln nicht bekannt ist. Das vom UBA in Zusammenarbeit mit dem UFZ durchgeführte Monitoring beinhaltet folgende Kernpunkte:

  • Beprobung von mehr als 120 Kleingewässern in unmittelbarer Nähe zu Ackerflächen an möglichst verschiedenen Standorten.
  • Die Probennahme erfolgte in den Jahren 2018, 2019 und 2021.
  • Die Beprobung erfolgte mittels Schöpfproben, von denen Mittelwerte gebildet wurden, sowie Event-Proben, die man nach bzw. während Niederschlägen (> 10 mm) genommen hat.
  • Erfassung chemisch-analytischer und biologischer Daten sowie Nährstoff- und Sauerstoffgehalt, Gewässerstruktur und Landnutzung im Gewässerumland.
  • Einleitungen aus Kläranlagen (sofern erkannt) wurden miterfasst.
  • Einordnung der gefundenen Wirkstoffkonzentrationen durch Vergleich mit regulatorischen Grenzwerten (RAK-Werte).
  • Bewertung der Effekte dieser Funde auf empfindliche Lebensgemeinschaften im Gewässer anhand eines am UFZ entwickelten biologischen Indikatorsystems (SPEAR-Index).

Die Hauptaussagen, die die Studienautoren vom UFZ anhand der gewonnenen Daten treffen, lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  1. In über 80 % der untersuchten Bäche wurden PSM-Rückstände in zu hohen Konzentrationen nachgewiesen.
  2. In jeder zweiten Probe überschritten Pflanzenschutzmittelwirkstoffe die regulatorisch akzeptablen Konzentrationen (RAK) – dabei waren 20 Wirkstoffe besonders auffällig.
  3. Biologische Untersuchungen zeigen, dass sich auch die Lebensgemeinschaften im Wasser in vier von fünf untersuchten Bächen in einem nur mäßigen bis schlechten Zustand befinden.

So bewertet der Pflanzenschutzdienst NRW die Ergebnisse

Irritiert haben wir Pressemeldungen wie „Mit dem Regen kommt die Giftflut vom Acker“ zum Anlass genommen, uns die Veröffentlichung der Studienergebnisse genauer anzusehen. Denn wir wissen, nur wenn wir Schwachstellen beim PSM-Einsatz an Gewässern in der Agrarlandschaft kennen, können wir Einträge verhindern, PSM-Wirkstoffe langfristig erhalten und die Produktion in der Agrarlandschaft sichern.

Die aufwendige Prüfung der Rohdaten und die Vor-Ort-Begehungen in NRW zeigten deutlich, dass die Schlussfolgerungen des UBA nicht nachvollziehbar sind oder Daten schlichtweg fehlen. Hinzu kommt, dass wissenschaftliche Standards zum Teil keine Berücksichtigung finden. Das Wichtigste zu den Studienergebnissen ist im Folgenden aufgeführt:

RAK-Werte nicht richtig eingeordnet: Eine kurzfristige bzw. temporär begrenzte Überschreitung der regula­torisch akzeptablen Konzentration (RAK), welche im Zulassungsverfahren für PSM herangezogen wird, bedeutet noch keine Gefährdung für Organismen in und an kleinen agrarnahen Gewässern. Dafür sorgen die hohen zusätzlichen Sicherheitsfaktoren, die im aktuell geltenden Zulassungsverfahren für PSM zur Anwendung kommen.

Einfluss urbaner Stoffe nicht berücksichtigt: Neben PSM wurden sehr viele andere „anthropogene Substanzen“ mit zum Teil nachgewiesener hoher Toxizität auf aquatische Organismen gefunden. Nach wissenschaftlicher Einschätzung wurden diese bei der Beschreibung der Einflüsse auf den potenziellen Beitrag zum beobachteten Rückgang der Artenvielfalt nicht ausreichend beachtet.

Regelwidrige RAK-Werte genutzt: Die große Anzahl an Überschreitungen von RAK-Werten, die in den Ergebnisberichten zugrunde gelegt wurde, ist durch die Verwendung von teilweise ungeeigneten RAK-Werten zu erklären. Wenn man zur Bewertung der Funde die RAK-Werte nutzt, die auch zum Zeitpunkt der Zulassung gegolten haben, dann reduziert sich die Anzahl der Überschreitungen in NRW um fast 90 %.

SPEAR-Index nicht validiert: Aus wissenschaftlicher Sicht ist es noch nicht erwiesen, dass der verwendete SPEAR-Index wirklich geeignet ist, einen Zusammenhang zwischen PSM-Funden und der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft als Ausdruck der ökologischen Gewässergüte in den untersuchten Gebieten darzustellen. Denn er blendet bei der Berechnung den Einfluss von wesentlichen Umweltfaktoren wie Temperatur, Sauerstoffgehalt und Gewässerstruktur aus.

Rohdaten fehlen: Die Autoren behaupten, es gäbe einen vernachlässigbaren Einfluss der Temperatur in den statistischen Modellen. Das ist wissenschaftlich zweifelhaft, da Kontrolldaten fehlen und die statistischen Auswertungen auf der Grundlage nicht vorhandener Daten erfolgten. In NRW sind drei von fünf Datensätzen unvollständig. An diesen Probestellen wurden Gewässerorganismen vor der Ermittlung der Temperatur und des Sauerstoffs beprobt. Somit ist ein Einfluss dieser Parameter auf die sensiblen SPEAR-Arten nicht auszuschließen und kann daher nicht belegt werden.

Eintragswege nicht klar identifiziert: Eine grundlegende Schwäche der Studie ist, dass die möglichen Eintragsursachen von PSM in die Gewässer nicht ausreichend untersucht wurden. Nur wenn die Ursachen für die Einträge klar identifiziert sind, lassen sich sinnvolle und wirksame Maßnahmen für eine Risikominderung ableiten.

Die große Anzahl urbaner Stoffe (288) und die hohen gemessenen Konzentrationen von z. B. 144 Pharmazeutika oder 30 Industriechemikalien zeigen, dass Hofabläufe und/oder Kläranlageneinläufe oberhalb der Probenahmeorte in die untersuchten Bäche einleiten. Über diese Einleiter sowie über andere bekannte Punktquellen wie Regenrückhaltebecken, aber auch unbekannte Quellen, können PSM in den Bach gelangt sein und nicht durch die bestimmungsgemäße und sachgerechte Anwendung – wie behauptet wird. ­

Deshalb hält der Pflanzenschutzdienst die Schlussfolgerungen der Autoren, dass flächendeckende Runoff-Situationen und nicht vorhandene bzw. eine zu geringe Filterwirkung von Randstreifen eine wesentliche Ursache für die Einträge von PSM in Gewässer seien, für verfrüht und nicht abgesichert.

Es wurde keine hinreichend sorgfältige Differenzierung vorgenommen, welchen Anteil diffuse Einträge wie Run­off oder Abdrift – die im Zulassungsverfahren geregelt sind – haben und welchen Anteil Abwässer und andere Punktquellen besitzen. Damit ist die geforderte Verschärfung der Zulassungsverfahren im Hinblick auf unzureichende Risikominderungsmaßnahmen derzeit unbegründet.

Zu kurze Dauer der Messreihe: Die Messstellen wurden größtenteils nur in einem Jahr beprobt. Für Schlussfolgerungen dieser Tragweite ist unbedingt ein mehrjähriges Monitoring nötig.

Unbegründete Schlussfolgerungen: Die bisherigen Ergebnisse aus dem KGM zeigen weder, dass das Zulassungsverfahren die Risiken von PSM unterschätzt, noch dass eine Verschärfung der Zulassung (z. B. strengere Anwendungsbestimmungen) eine Verbesserung für den Zustand der Gewässer bringen wird. Diese würde eher dazu führen, dass sich das Portfolio von bestehenden Lösungen für Landwirte im Integrierten Pflanzenschutz verkleinert, ohne dass die tatsächlichen Ursachen für die Einträge gefunden und behoben werden können.

Wertvolle Daten für die Praxis richtig nutzen

Die Daten aus dem KGM hätten intensiv mit Experten aus Landwirtschaft, Wasserwirtschaft, Wissenschaftlern, Um­­weltforensikern etc. analysiert werden müssen. Nur so ergibt sich ein komplettes Bild der kausalen Zusammenhänge, das eine Erarbeitung wirksamer und praktikabler Lösungsvorschläge und Maßnahmen für eine Verbesserung der Situation ermöglicht.

Seit der Datenaufnahme im KGM in den Jahren 2018, 2019 und 2021 hat sich bereits einiges getan: Mit der Änderung der Pflanzenschutzmittel-Anwendungsverordnung im Herbst 2021 gilt ein verpflichtender Gewässerabstand (5 m bei bewachsenem Randstreifen, anderenfalls 10 m) in Deutschland. Die Wirkung dieser Randstreifen sollte vor neuen Forderungen unbedingt in einem KGM 2.0 untersucht werden!

Andrea Claus-Krupp, Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen

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Thüringen: Eintragspfade nicht ­nachvollziehbar

Das in der Studie dargestellte Fallbeispiel des Etzelsbachs in Thüringen haben Mitarbeiter des TLLLR geprüft.  

Zur Situation:  Die Autoren zielen im Kapitel 4.3 „Zusammenhang zwischen PSM-Anwendungen und Wirkstoffkonzentrationen im Gewässer“ des UBA-Berichts 63/2023 darauf ab, dass ­Untersuchungen sowie Aussagen zum Verhalten und Verbleib von Pflanzenschutzmitteln in der Umwelt ohne ­detaillierte Anwendungsdaten stark ­limitiert sind.

Daher nutzten sie die vom Naturschutzbund Deutschland e. V. (NABU) auf gesetzlicher Grundlage angeforderten Applikationsdaten von Flächen oberhalb der KGM-Messstellen in den jeweiligen Untersuchungsjahren, um wissenschaftliche Aus­­wer­tungen durchzuführen. Das genaue Verfahren zur Auswertung ist in Kapitel 4.2 des Berichts beschrieben.

Die im Kapitel „4.3.2 Fallstudie eines Einzugsgebiets“ ausgewählten Schläge liegen oberhalb der KGM-Messstelle 83 in Thüringen am Etzelsbach. Sie dienen nach Aussage der Studien-Autoren dazu, „zu ermitteln, ob ein Zusammenhang zwischen tatsächlicher PSM-Anwendung und gemessenen Wirkstoffrückständen im Gewässer besteht“.

Die im Jahr 2019 auf den Maisfeldern durchgeführten Herbizidmaßnahmen fanden zwischen dem 10.5. und dem 9.6.2019 statt. Diesen Applikationen wurden Funde von PSM-Wirkstoffen an der unterhalb liegenden Messstelle 83 im Rahmen von vier ereignisgesteuerten Proben am 20.5., 11.6., 13.6. und 21.6.2019 zugeordnet.

Exemplarisch werden die Wirkstoffe Nicosulfuron und Foramsulfuron näher betrachtet. In der Studie heißt es, dass die Ausbringung von Nicosulfuron auf zwei benachbarten Feldabschnitten, von denen einer unmittelbar am beprobten Gewässer lag, am gleichen Tag erfolgte.

Die ereignisbezogene Probenahme führte in drei Fällen zu Konzentrationen mit RAK-Überschreitungen. Für Foramsulfuron wird hergeleitet, dass der Wirkstoff im Einflusskorridor der Messstelle ausgebracht wurde, wobei zwei Felder unmittelbar am beprobten Gewässer bzw. dessen Seitenarmen lagen. Daher folgern die Autoren, dass die Funde auf die Verwendung dieses Wirkstoffes als Maisherbizid zurückzuführen sind.

In Thüringen hat man diese von dem Fallbeispiel Etzelsbach abgeleiteten Aussagen zum Anlass genommen, eine Vor-Ort-Kontrolle am Gewässer durchzuführen. Untersuchungen zu den eigentlichen Messwerten an der Messstelle sind in Thüringen nicht erfolgt. Insofern lassen sich hierzu keine weiteren Aussagen treffen.

Vor-Ort-Begehung zeigt ein anderes Bild

Am 29. September 2023 haben Mitarbeiter des Landesamts die vier exemplarisch aufgezeigten Schläge am Etzelsbach intensiv begangen und die Situation durch Fotos dokumentiert. Das Fazit der Begehung: Vor Ort konnte bei keinem der vier Schläge eine Eintragssituation in den Etzelsbach, den Lindenbergsgraben oder andere Seitengräben festgestellt werden. Insgesamt zeigte sich der Etzelsbach zum Zeitpunkt der Begehung bereits 300 m oberhalb der Messstelle trotz eines niederschlagsreichen Spätsommers vollständig ausgetrocknet.

Der Schlag, den die Autoren für den Eintrag von Nicosulfuron an der Messstelle 83 im Jahr 2019 verantwortlich machen, liegt zum überwiegenden Teil nicht am Gewässer. So ist der westliche Teil des Schlags durch eine asphaltierte Straße mit beidseitig aufgewölbten Banketten bewachsen, die keinerlei Spuren von Erosion oder Sedimenteintrag aufwiesen. Der östlich der Straße liegende schmale in Nord-Süd-Richtung verlaufende Ackerstreifen steigt zudem zum Etzelsbach hin an und war überdies durch einen Randstreifen vom Gewässer getrennt (siehe Foto). Sowohl oberflächiger Eintrag durch Runoff sowie Abdrift scheiden hier bei sachgemäßer PSM-Anwendung als Ursache aus.

Alle drei Schläge, die als ursächlich für die Foramsulfuron-Einträge benannt wurden, haben keinerlei direkten Kontakt zum Etzelsbach oder dessen Seitengräben, sodass auch hier die von den Autoren aufgezeigte Eintrags-Kausalität vor Ort nicht nachvollziehbar ist.

18 m-Forderung nicht nachvollziehbar

Die Ergebnisse der Vor-Ort-Begehung werfen daher die grundsätzliche Frage auf, wie mit der Forderung nach einer umfassenden Verschärfung von Risikominderungsmaßnahmen im Rahmen der Zulassung auf Basis der vorliegenden Studienergebnisse umzugehen ist.

Die Studienautoren begründen diese in den verschiedenen Publikationen über den Zusammenhang zwischen PSM-Anwendungsmenge und Wirkstoffkonzentration in den ereignisbasierten Monitoringproben.

Die zentrale Forderung einer Mindestbreite von 18 m breiten Randstreifen an Gewässern und allen zeitweise wasserführenden Gräben kann durch das geschilderte Fallbeispiel – dessen hydrologisches Untersuchungsgebiet nicht betrachtet wurde – nicht gestützt werden. In folgenden Untersuchungen zu den Eintragsursachen von PSM in Kleingewässer wird empfohlen, zukünftig zeitnah auf landwirtschaftliche Expertise bei der Beurteilung zurückzugreifen.

Richard Wagner, Thüringer Landesamt für Landwirtschaft und Ländlichen Raum (TLLLR)

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Rheinland-Pfalz: Fokus auf Fungizide

In Rheinland-Pfalz lagen die Messstellen für die Studie ausschließlich im Weinanbaugebiet Pfalz. Hier wurden neun Einzugsgebiete ausgewertet, deren landwirtschaftliche Nutzfläche zu mehr als 90 % durch den Weinbau geprägt ist und daher eine direkte Verknüpfung der Messwerte mit den Praktiken und Pflanzenschutzmitteleinsätzen in dieser Sonderkultur ermöglicht.

Im Weinbau werden überwiegend Fungizide eingesetzt. Die im Kleingewässermonitoring erfassten Herbizide und Insektizide spielen im Weinbau eine sehr untergeordnete Rolle bzw. werden nicht eingesetzt. Daher wurden in den Auswertungen des Dienstleistungszentrums Ländlicher Raum Rheinpfalz ausschließlich Fungizide berücksichtigt, die im Weinbau zugelassen waren und im Wirkstoffranking für das Jahr 2018 in den Erhebungsbetrieben appliziert wurden (PAPA-Daten des Julius Kühn-Instituts, 2023).

Für die weinbauspezifischen organischen Fungizide konnte nur an einer Messstelle und nur zu einem Termin eine Überschreitung des RAK-Wertes bei einer Ereignisprobe festgestellt werden. Da die maximale Konzentration des Wirkstoffs um den Faktor 17 höher war als die zweithöchste Messung, ist ein Eintrag aus diffusen Quellen wie Runoff oder Abdrift unwahrscheinlich.

Eine Ausnahme bildete das anorganische Fungizid Kupfer, das in 98 % der Proben quantifizierbar war und in 90 % der Fälle die vorgeschlagene Umweltqualitätsnorm von 2,4 μg/l (UBA 2015) überschritt. Dieses Ergebnis für Kupferpräparate sollte vor dem Hintergrund des Resistenzmanagements und dem nationalen Ziel sowie den Plänen der EU zum Ausbau des ökologischen Landbaus berücksichtigt werden.

Solide Datenbasis wichtig für Handlungsempfehlungen

Das Kleingewässermonitoring hat einen umfassenden Datensatz hervorgebracht, der inzwischen veröffentlicht wurde und auch anderen wissenschaftlichen Einrichtungen und Behörden regions- und/oder kulturspezifische Auswertungen erlaubt. Ein langfristiges Monitoring ist wünschenswert, um Auffälligkeiten und Trends zu erkennen und Beratungsempfehlungen ableiten zu können.

In einem weiterführenden Monitoring sollten jedoch fehlende, aber dennoch relevante Wirkstoffe ergänzt und Probenahmeorte weniger variiert werden, da sonst jahresübergreifende Vergleiche erschwert werden. Fraglich ist auch, ob sich Ereig­nisproben in den Sommermonaten in Zeiten des Klimawandels als Bewertungsgrundlage eignen, da wissenschaftlich fundierte Ergebnisinterpretationen und daraus resultierende Handlungsempfehlungen auf einer soliden Datenbasis beruhen sollten.

Dr. Gunnar Fent, Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinpfalz (DLR)

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Baden-Württemberg: „Getreidewirkstoffe“ in Maisanbauregion?

In Baden-Württemberg liegen die drei Messstellen des KGM in Mittelbaden. Sowohl der Grün- als auch der Laufbach entspringen im Schwarzwald und fließen in Richtung Rhein, wobei sie sehr unterschiedliche Kulturlandschaften durchlaufen. Beim Grünbach dominiert ganz am Rande des Rheintals der Weinbau, beim Laufbach ist dagegen ein großer Anteil an Obstbau vorzufinden. Der dritte Bach (Schwarzwasser) entspringt im Rheintal. Entsprechend überwiegt hier der Ackerbau mit einem hohen Anteil an Körnermais.

Eintragspfade ungeklärt

In den drei Bächen wurden im Untersuchungszeitraum laut Studie insgesamt 49 Wirkstoffe gefunden. Die Konzentration von 44 Wirkstoffen lag unterhalb der RAK-Werte – Überschreitungen traten bei fünf Wirkstoffen auf, von denen aktuell nur noch zwei zugelassen sind.

Die meisten Überschreitungen wurden in ereignisorientierten Proben gefunden. Wider Erwarten war jedoch kein Maisherbizid unter den Wirkstoffen mit RAK-Überschreitung, sondern ein Herbizid, das ausschließlich Indikationen im Winter- und Sommergetreide aufweist. Es wurde in Proben aus dem Zeitraum Anfang Mai bis Mitte Juni nachgewiesen. Runoff kann bei Proben Ende Mai und im Juni sowohl im Winter- als auch im Sommergetreide aus­geschlossen werden. Das heißt: Die Identifikation der Eintragspfade sollte ­zukünftig im Fokus liegen, um Beratungsempfehlungen ableiten zu können.

Fazit: Die Daten zeigen, dass eine Erfassung von Wirkstoffen in Kleingewässer wichtig ist. Ein kontinuierliches Kleingewässermonitoring könnte dazu beitragen, die Eintragspfade von Pflanzenschutzmitteln in Oberflächengewässern zu quantifizieren, wobei die Auswahl des Gewässers und der Messstelle entscheidend für die Aussagekraft der Daten ist. 

Michael Glaser, Landwirtschaftliches Technologiezentrum Augustenberg (LTZ)

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Zu dem Kleingewässermonitoring hat top agrar bereits eine Stellungnahme von Frau Claus-Crupp veröffentlicht. Diese war für top agrar Anlass beim Erstautor der Studie, Prof. Dr. Liess vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) nachzufassen. Seine Antworten sowie Kommentare von Prof. von Tiedemann von der Universität in Göttingen und top agrar-Redakteur Daniel Dabbeltfinden Sie hier.

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