Auswirkungen der Pestizidbelastung auf die Gewässerbiologie Tagung Cercl eau, 17. Juni 2, Bern Pestizide & Co. Von der Zulassung bis in den Bach Pius Niederhauser AWEL Amt für Abfall, Wasser, Energie und Luft Abteilung Gewässerschutz
Was erwartet Sie? Akute Gewässerverschmutzungen Beispiel Niederwiesenbach 2 Beispiel Einzugsgebiet Furttal Erste zusammenfassende Resultate aus den Untersuchungskampagnen 24 bis 29 Schlussfolgerungen
Gewässerverschmutzung durch Pestizide Krebssterben in Seuzach: Krebsbach April 1997 6 tote Edelkrebse Cypermetrin (Insektizid) Gemessene Konzentration im Bach??? LC 5 : 2 µg/l für Forellen;.4 µg/l für Krebse Fischsterben in Urdorf: Schäflibach Juni 1998 3 tote Bachforellen Endosulfan (Insektizid) Gemessene Konzentration im Bach 18 µg/l LC 5 : 1.4 µg/l für Regenbogenforellen Ab 1999 Messprogramm Pestizide in Fliessgewässern
Schädigung der tierischen Kleinlebewesen? Non-Insekta Insekta Abbildungen aus: Engelhart W., 1989: Was lebt in Tümpel, Bach und Weiher.
Ab 24 Pestiziduntersuchungen als Bestandteil der integralen Gewässerbewertung Beurteilungskriterien Ökomorphologie Verbauung / Raumbedarf Abflussverhältnisse Restwasser / Schwall-Sunk Analytik Konzentration im Wasser Gehalt im Sediment Biologie Kieselalgen Makrophyten Makroinvertebraten Fische Gewässerraum Wasserführung Wasserqualität organische Bel. Nährstoffe Pestizide Schwermetalle Aussagekraft der Beurteilungskriterien sehr guter Indikator / direkte Beurteilung oder Messung guter Indikator Gewässerraum Biologie Indikator wenig aussagekräftig aber Einfluss vorhanden keine Aussage möglich Wasserführung Wasserqualität
Beispiel Niederwiesenbach vor und nach ARA Marthalen: Untersuchung 2 Probenahme 24.3.2: Diazinon.81 µg/l CQK.3 µg/l; AQK.14 µg/l 21.3.2 kurze Hochwasserspitz Einschwemmen von Organismen aus dem Oberlauf? 39 16 SPEARpesticide 37 35 33 31 29 14 12 8 6 4 IBCH 27 25 VOR ARA 19/3/2 NACH ARA 19/3/2 VOR ARA 3/3/2 NACH ARA 3/3/2 2 sehr gut gut mässig unbefriedigend schlecht
SPEAR-Index Liess et al.; Helmholz-Zentrum für Umweltforschung; Leipzig www.systemecology.eu/spear/start.html SPEAR = species at risk (taxonomische Einheit ist die Familie) Berücksichtigt werden: Generationszeit Wanderfähigkeit Aufenthalt im Gewässer während der Applikation von Pestiziden Sensitivität gegenüber organischen Schadstoffen Annahme: Temporäre Belastung durch die Landwirtschaft mit Applikationsperiode im Frühjahr/Frühsommer
SPEAR-Index
Jahreszeitlicher Verlauf und Frachten bei der Hauptmessstelle Würenlos Konzentration [µg/l] 3.5 3 2.5 2 1.5 1 27-29.5 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 32 34 36 38 4 42 44 Woche Durchschnittliche Fracht an Pestiziden und ihren Abbauprodukten pro Woche Durchschnittlicher Abfluss während der Untersuchungsperiode Konzentration in der Jahresmischprobe 27 28 29 45 g 554 g 387 g.573 m³/s.653 m³/s.528 m³/s 1.3 µg/l 1.4 µg/l 1.21 µg/l
Pestizide und Biozide in Wochenmischproben bei der Hauptmessstelle in Würenlos: 28 9 8 7 6 5 4 3 2 Atrazin Mecoprop DEET 2,6-Dichlorbenz. Desethylatrazin Propachlor Diazinon Terbutryn Isoproturon Metazachlor Pirimicarb Simazin Linuron Desisopropylatrazin MCPA Diuron Metolachlor Dimethoat Metalaxyl Metobromuron Triclopyr Metamitron Dimethenamid Dimethachlor Ethofumesat 2,4-D Oxadixyl Alachlor Irgarol_51 Bentazon Prometryn Propiconazol Anteil Proben [%] Permethrin > Bestimmungsgrenze > Anforderung GSchV Vorwiegend oder ausschliesslich landwirtschaftliche Verwendung
Einzugsgebiet Furtbach 28/9 164 163 157 Furtbach Seitenbäche Nr. Stellenname 5 Ablauf Chatzensee 157 vor Trockenlookanal 26 vor ARA Regensdorf 27 nach ARA Regensdorf 16 vor ARA Buchs 161 nach ARA Buchs 162 vor ARA Otelfingen 164 nach ARA Otelfingen 51 Breitwiesenkanal 52 Mülibach 53 Bännengraben 54 Oberwiesenbach 55 Harberenbach 163 Dorfbach Otelfingen
Vorkommen von Gammarus im Furtbach und Seitenbächen Untersuchung 28 Mittelwert aus Frühjahrs- und Herbstuntersuchung Individuen / Probe (geschätzt) 1 Furtbach Seitenbäche X 5 157 26 27 16 161 162 164 51 52 53 54 55 163 ARA Regensdorf ARA Buchs ARA Otelfingen x = keine
Pestizid-/ Biozidscreening vom 27.5.29 Regenwetter (Abfluss Furtbach bei Würenlos l/s) Furtbach Ablauf Chatzensee Furtbach vor Furtbach nach ARA Regensdorf ARA Regensdorf Furtbach vor ARA Buchs Furtbach nach ARA Buchs Furtbach vor ARA Otelfingen Breitwiesen-kanal vor Furtbach Mülibach vor Furtbach Bännengraben vor Furtbach Oberwiesenbach vor Furtbach Nr. 23 Nr. 24 Nr. 25 Nr. 28 Nr. 29 Nr. 33 Nr. 26 Nr. 27 Nr. 3 Nr. 31 Nr. 32 2,4-D.4.5.21 2,6-Dichlorbenzamid.8.8.9.9.6.34.7.2.3.2 Alachlor Atrazin.11.6.8.8.12.2.6 1.1.2.14 Azoxystrobin.3.3.3.2.3.4 Bentazon.4.3.28.22.9 1.23 Carbendazim.2.6.3.4.8.1.2..3 Chloridazon.14.4.9.6.5.22.7.41.19.1 Chlorpyrifos.2 Chlortoluron.1 DEET.4.3.95.45.4.29.1.1.2 Desethylatrazin.3.3.3.3.5.2.16.4.4 Desisopropylatrazin.1.9.11 Diazinon.5.2.4.4.2.1.1 Dichlobenil.2.16.7.6.5.1 Dimethenamid.5.1 Dimethoat.4.11.2 Diuron.2.9.3.3.4.1.3 Ethofumesat.9.4.3.3.3.5.1.14.3.4 Fenpropimorph.7.6.4.1 Fluroxypyr.3.2.3 Isoproturon.2.2.5.4.5.2.1 Linuron.7.6.7.2 MCPA.5.3.4.2.3 MCPB.13 Mecoprop 1.62 2.9 2.6 1.99 1.91 1.9 1.94.2.1.21 Metalaxyl.7.34.25.11 Metamitron..5.16.12.11.42.9.32.13.6 Metazachlor.3.3.5.3 Metolachlor.1.34.2.4.35.22.24 4.65.5.4.19 Monolinuron.1.1.1 Napropamid Penconazol.2 Pirimicarb.3.3.4.5.2.4.6 Propachlor.7.8.4.18.5.3 Propazin.5 Propiconazol.1.1.1.1 Propyzamid.1.2.7.22.1.43.23.9 Simazin.3.3.29 Terbuthylazin.25.15.21.18.12.1 1.67.7.3. Terbutryn.1.4.2.2.3.1.2.1 Triclopyr.1.2.3.4.7.16.11.3 Vorwiegend oder ausschliesslich landwirtschaftliche Verwendung Harberenbach vor Furtbach
Beurteilung: gemäss Chèvre et al. 26 angepasst auf Probenahmestrategie Kanton ZH Monatliche Stichproben zwischen März und Oktober (2 Jahre in Folge) Konzentration Konzentration Konzentration AQK CQK Zeit AQK CQK Zeit AQK CQK Zeit höchste gemessene Konzentration < ½ CQK sehr gut höchste gemessene Konzentration > ½ CQK und CQK < 2x überschritten (nicht aufeinanderfolgend während 2 Jahren) gut höchste gemessene Konzentration > CQK und CQK > 3x überschritten oder 2x in Folge überschritten mässig Auswertung für Pestizidgemische nach Wirkstoffgruppen Organophosphate Triazine/Phenylharnstoffe Chloracetanilide Konzentration Konzentration AQK CQK Zeit AQK CQK Zeit CQK wird bei mehr als der Hälfte aller Probenahmen überschritten unbefriedigend höchste gemessene Konzentration > AQK schlecht
Furtbach und Zuflüsse: Kampagne 28/9 Furtbach Seitenbäche Pestizidbelastung Organophosphate Trazine/ Phenyl- harn- Anzahl Werte >.1 µg/l C_Nr Stellenname 5 Ablauf Chatzensee 1 2 1 3 157 vor Trockenloo-Kanal 26 vor ARA Regensdorf 2 2 2 22 27 nach ARA Regensdorf 5 3 2 27 16 vor ARA Buchs 3 2 2 21 161 nach ARA Buchs 5 2 3 28 162 vor ARA Otelfingen 4 3 5 35 164 nach ARA Otelfingen 51 Breitwiesenkanal 3 1 2 52 Mülibach vor Furtbach 2 3 3 53 Bännengraben 5 2 3 28 54 Oberwiesenbach 2 2 2 55 Harberenbach 3 2 2 25 163 Dorfbach Otelfingen Makrozoobenthos IBGN Chloracetanilide SPEAR- Index 7 33 9 11 13 27 22 12 9 2 7 6 8 16 9 21 8 24 8 8 8 18 8 2 14 27 sehr gut gut mässig unbefriedigend schlecht
Vergleich Frühjahr und Herbst 28 24 29 (114 Stellen)
Resultate der Untersuchungen 24 bis 29 sehr gut gut mässig unbefriedigend schlecht
Resultate der Untersuchungen 24 bis 29 Plecoptera (Summe Abundanzen) 3 25 2 15 5 2 3 4 Anzahl Messwert >.1 µg/l Trichoptera (Summe Abundanzen) 5 45 4 35 3 25 2 15 5 2 3 4 Anzahl Messwert >.1 µg/l Ephemeroptera (Summe Ab.) 5 45 4 35 3 25 2 15 5 2 3 4 Anzahl Messwert >.1 µg/l Gammarus spp. (Summe Ab.) 2 18 16 14 12 8 6 4 2 2 3 4 Anzahl Messwert >.1 µg/l sehr gut gut mässig unbefriedigend schlecht
Resultate der Untersuchungen 24 bis 29 SPEAR-Index 7 6 5 4 3 2 7 6 2 4 6 8 Anteil Landwirtschaft [%] sehr gut gut mässig unbefriedigend schlecht SPEAR-Index 5 4 3 2 2 4 6 8 Anteil Siedlung [%]
Resultate der Untersuchungen 24 bis 29 7 7 6 6 SPEAR-Index 5 4 3 2 SPEAR-Index 5 4 3 2 5 15 2 25 Nitrat [mg NO3-N/l] 7 6 7 6 2 3 4 5 6 7 Kieselalgen [DI-CH] sehr gut gut mässig unbefriedigend schlecht SPEAR-Index 5 4 3 2 SPEAR-Index 5 4 3 2 6 12 18 24 Sedimente Cu [mg/kg TS] 2 4 6 8 Sedimente Zn [mg/kg TS]
Schlussfolgerungen Das Makrozoobenthos reagiert sehr empfindlich auf Belastungen von Pestiziden & Co. Das Fehlen von Gammarus in einem Mittellandbach ist immer ein Alarmzeichen! Der SPEAR-Index basiert auf einem sehr interessanten Konzept und kann mit Daten gemäss MSK berechnet werden. Zu Prüfen ist aber die Anwendbarkeit und allfällige Adaptation bei unterschiedlichen Belastungsmustern. Bei mittleren und grösseren Fliessgewässern überlagern sich verschiedene Belastungen, was die Interpretation oft erschwert.
Besten Dank für die Aufmerksamkeit! Sektion Oberflächengewässerschutz Probenahme, Analytik, Auswertung und Berichte: Hans-Ulrich Aeppli, Christian Balsiger, Markus Blum, Stefan Huber, Nicole Imboden, Oliver Jäggi, Dr. Barbara Känel, Hanspeter Keller, Alexander Lindner, Christian Lüthi, Dr. Pius Niederhauser, Hedy Pfister, Stephanie Pöschel, Dr. Patrick Steinmann, Dr. Jürg Sinniger, Andreas Wyss