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Pflanzenschutzmittelrückstände im Grundwasser

Staatskanzlei

Pflanzenschutzmittelrückstände im Grundwasser

Pflanzenschutzmittel (PSM) sind Stoffe, die ausschließlich durch den Menschen in die Natur gelangen.
Sie haben vielfältige Einsatzgebiete und sind dazu bestimmt:

  • Pflanzen und Pflanzenerzeugnisse vor dem Einwirken von Schadorganismen zu schützen,
  • Lebensvorgänge von Pflanzen, wie deren Wachstum, zu beeinflussen und das Keimen von unerwünschten Pflanzen zu hemmen sowie
  • Pflanzen abzutöten oder Flächen von Pflanzenbewuchs zu befreien und freizuhalten.

Diesen Anwendungszielen entsprechend wirken Pflanzenschutzmittel auf viele Pflanzen und Tiere giftig. Im Grundwasser sind sie in der Regel nicht abbaubar und können es über lange Zeiträume belasten (Länderarbeitsgemeinschaft Wasser: Bericht zur Grundwasserbeschaffenheit – Pflanzenschutzmittel (PDF 2MB, Datei ist nicht barrierefrei)).

Da Pflanzenschutzmittel erhebliche Auswirkungen auf den Menschen und die Umwelt haben können, müssen alle in Deutschland verwendeten Mittel vom Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) zugelassen werden.

Untersuchungen auf Pflanzenschutzmittel

Seit den 1980er Jahren sind Pflanzenschutzmittel aufgrund von Nachweisen im Grundwasser verstärkt in die Diskussion gerückt. Die seit 1989 geltenden strengen Grenzwerte für Pflanzenschutzmittel im Trinkwasser führten bereits mehrfach zur Stilllegung von Förderbrunnen und Versorgungsanlagen. Seit 1995 werden vom Land Schleswig-Holstein regelmäßig Untersuchungen auf Pflanzenschutzmittel im Grundwasser durchgeführt.

Die Liste der vom Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR) untersuchten Parameter umfasst mindestens rund 60 Stoffe. Der Parameterumfang wird regelmäßig überprüft und an aktuelle Erkenntnisse auch der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser, des Pflanzenschutzdienstes und der Trinkwasserüberwachung angepasst. Dadurch wird sichergestellt, dass Daten für alle maßgeblichen Stoffe erhoben werden. Auch Stoffe, die nicht mehr eingesetzt werden, aber von großer Bedeutung waren, werden weiterhin untersucht. Wie am andauernden Auftreten des Herbizids Atrazin und dessen Metaboliten im Grundwasser deutlich wird, können PSM und deren Metaboliten auch noch Jahre nach der Aufhebung der Zulassung im Grundwasser nachweisbar sein.

Jeder Nachweis von Pflanzenschutzmitteln oder deren Metaboliten zeigt bereits eine Belastung des Grundwassers. Konzentrationen von mehr als 0,1 µg/l je Wirkstoff bzw. von mehr als 0,5 µg/l für die Summe der Wirkstoffe in einer Probe stellen eine Überschreitung des zulässigen Schwellenwertes nach der Grundwasserverordnung dar.

Es finden sich regelmäßig aber nicht nur die Wirkstoffe, sondern insbesondere auch deren Abbauprodukte, die so genannten Metaboliten im Grundwasser. Metaboliten werden in die Gruppe der relevanten und der nicht relevanten Metaboliten unterteilt. Relevante Metaboliten haben eine vergleichbare Toxizität wie der Ausgangsstoff, weswegen auch für diese Stoffe der Schwellenwert von 0,1 µg/l gilt.

Nicht relevante Metaboliten (nrM) weisen keine definierte pestizide Restaktivität sowie kein pflanzenschutzrechtlich relevantes humantoxisches oder ökotoxisches Potenzial auf. Aus regulatorischer Sicht ist die zu bewertende Datenbasis für nicht relevante Metaboliten dennoch oft nicht vollständig. Zum Schutz des Trinkwassers erfolgt die Bewertung daher gemäß dem Vorsorge-Konzept mit sogenannten gesundheitlichen Orientierungswerten. Auf Grundlage dieses Konzepts wird nicht relevanten Metaboliten ein GOW von 1 µg/L oder 3 µg/L zugeordnet. Dabei fällt der GOW für einen Stoff desto niedriger aus, je weniger aussagekräftig und/oder je unvollständiger seine experimentell-toxikologische Datenbasis ist.
Da diese Stoffe nicht nur im Trinkwasser, sondern auch im Grundwasser nicht erwünscht sind, wird hier ebenfalls das GOW-Konzept angewendet.

Die Ergebnisse von Untersuchungen auf Pflanzenschutzmittel im Grundwasser werden für Schleswig-Holstein vom LLUR jährlich zusammengestellt und an das Umweltbundesamt geliefert, damit die Ergebnisse bei der Zulassung durch das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) berücksichtigt werden können.

Auswertung für den Zeitraum 2016 bis 2018

Im LLUR werden seit 1996 jährlich alle vorliegenden Untersuchungen auf Pflanzenschutzmittel ausgewertet. Die aktuellste Auswertung Mitte 2019 umfasst den Zeitraum der Jahre 2016 bis 2018. Datengrundlage sind Messergebnisse von 232 Grundwassermessstellen aus der chemischen Überwachung gemäß EG-Wasserrahmenrichtlinie, welche in dem genannten Zeitraum einmalig oder wiederkehrend beprobt wurden. Die Messstellen erschließen in der Regel den obersten Hauptgrundwasserleiter in Tiefen zwischen 2,5 m und 71 m, wobei 2/3 im Bereich von 2,5 m und 20 m liegen und somit die Belastung der Grundwasserneubildung zeigen. Als Messwert wurde die höchste in diesem Zeitraum (2016-2018) ermittelte Konzentration berücksichtigt.

Insgesamt wurden in den Jahren von 2016 bis 2018 bis zu 183 unterschiedliche Parameter untersucht. Davon waren 138 Parameter in den untersuchten Grundwassermessstellen nicht nachweisbar. Von den nachgewiesenen Parametern sind 23 der Gruppe der Wirkstoffe zuzuordnen. Bei den relevanten Metaboliten wurden 4 unterschiedliche Stoffe nachgewiesen, bei den nicht relevanten Metaboliten waren es 17 Stoffe. In 68 Grundwassermessstellen lagen die Konzentrationen für Wirkstoffe oder relevante Metaboliten über der Bestimmungsgrenze, aber unter dem Schwellenwert (Abb. 1). In 9 Grundwassermessstellen wurden Schwellenwerte für Wirkstoffe und relevante Metaboliten überschritten. Für 155 Messstellen lag keine Konzentration für die untersuchten Wirkstoffe und relevanten Metaboliten über der Bestimmungsgrenze. Nachweise für Wirkstoffe und relevante Metaboliten sind in erster Linie im Bereich der Geest festzustellen.

Abbildung 1: Befunde an Pflanzenschutzmittelwirkstoffen und relevanten Metaboliten im Grundwassermessnetz des Landes Schleswig-Holstein gemäß EG-WRRL in den Jahren 2016 - 2018. Abbildung 1 (Vergrößerung öffnet sich im neuen Fenster) Abbildung 1: Befunde an Pflanzenschutzmittelwirkstoffen und relevanten Metaboliten im Grundwassermessnetz des Landes Schleswig-Holstein gemäß EG-WRRL in den Jahren 2016 - 2018. © LLUR

Bei den nicht relevanten Metaboliten ist eine weiträumigere Verbreitung festzustellen. In 123 Grundwassermessstellen wurden Konzentrationen für nicht relevante Metaboliten über der Bestimmungsgrenze, aber unter dem Schwellenwert erfasst. Im Gegensatz zu der Gruppe der Wirkstoffe und relevanten Metaboliten werden für die nicht relevanten Metaboliten weitaus mehr Schwellenwertüberschreitungen ermittelt. In 57 der 232 Grundwassermessstellen lagen die Konzentrationen für zumindest einen nicht relevanten Metaboliten über dem Schwellenwert. Die Verbreitung der Pflanzenschutzmittelrückstände in Form von nicht relevanten Metaboliten erstreckt sich auf nahezu ganz Schleswig-Holstein (Abb. 2). Schwellenwertüberschreitungen sind besonders häufig in Grundwassermessstellen im Bereich der Geest anzutreffen.

Abbildung 2: Befunde an nicht relevanten Metaboliten im Grundwassermessnetz des Landes Schleswig-Holstein gemäß EG-WRRL in den Jahren 2016 - 2018. Abbildung 2 (Vergrößerung öffnet sich im neuen Fenster) Abbildung 2: Befunde an nicht relevanten Metaboliten im Grundwassermessnetz des Landes Schleswig-Holstein gemäß EG-WRRL in den Jahren 2016 - 2018. © LLUR

In Hinblick auf die Belastungssituation in 232 untersuchten Grundwassermessstellen des Messnetzes zur chemischen Überwachung gemäß EG-WRRL für den Zeitraum 2016 bis 2018 ergibt sich der Bedarf einer differenzierten Betrachtung. Wirkstoffe und relevante Metaboliten von Pflanzenschutzmitteln werden weitaus weniger nachgewiesen als nicht relevante Metaboliten. In 67% der untersuchten Grundwassermessstellen lassen sich keine Rückstände von Pflanzenschutzmitteln in Form von Wirkstoffen oder relevanten Metaboliten feststellen. Schwellenwertüberschreitungen treten in weniger als 4% der Messstellen auf. Bezüglich der Wirkstoffe und relevanten Metaboliten ist auf Grund der Messergebnisse davon auszugehen, dass keine flächendeckende Belastung des Grundwassers vorliegt.

Im Gegensatz dazu ist die Anzahl an Messstellen mit Nachweisen für nicht relevante Metaboliten erheblich. In fast 78% der untersuchten Grundwassermessstellen liegen die Konzentrationen für mindestens einen nicht relevanten Metaboliten über der Bestimmungsgrenze oder dem Schwellenwert. Die Metaboliten der Wirkstoffe Metolachlor und Metazachlor führen besonders häufig zu Schwellenwertüberschreitungen. Bei der Betrachtung aller untersuchten nicht relevanter Metaboliten lässt sich schlussfolgern, dass für weite Teile Schleswig-Holsteins Nachweise vorliegen und somit von einem weiträumigen Eintrag dieser Stoffe in das Grundwasser auszugehen ist.

Vergleich der Auswertung 2016-2018 mit der Auswertung 2010-2014

Die aktuelle Auswertung für den Zeitraum der Jahre 2016 bis 2018 bestätigen den Überblick über die Verteilung der PSM-Befunde in Schleswig-Holstein für die Jahre 2010 bis 2014.

In der zurückliegenden Auswertung wurden in 140 der Messstellen (36 %) zumindest ein Wirkstoff, ein relevanter Metabolit oder nicht relevanter Metabolit nachgewiesen.
Wirkstoffe und relevante Metaboliten werden in 61 der untersuchten Messstellen (16%) gefunden. Oberhalb des Grenzwertes der Grundwasserverordnung von 0,1 µg/l lagen davon 12 Messwerte (3%). Ähnliche Verteilungen der Schwellenwertüberschreitungen und Nachweise wurden für den Zeitraum 2016 bis 2018 festgestellt. Unterschiede ergeben sich bei den nicht relevanten Metaboliten für den Zeitraum 2010 bis 2014 und 2016 bis 2018.
Für den zurückliegenden Zeitraum (2010 – 2014) wurden nicht relevante Metaboliten  in 109 Messstellen (35%) gefunden, 9 Messwerte überschritten den gesundheitlichen Orientierungswert von 1 bzw. 3 µg/l (3%). Im Gegensatz dazu wurden im aktuellen Zeitraum von 2016 bis 2018 in 78% Konzentrationen für mindestens einen nicht relevanten Metaboliten über der Bestimmungsgrenze oder dem Schwellenwert ermittelt. Dies ist darin begründet, dass in den aktuellen Untersuchungen auf Grund des technischen Fortschritts in den analytischen Möglichkeiten der Labore ein breites Spektrum an Metaboliten berücksichtigt werden konnte.

Fazit

Die Befunde beider genannten Zeiträume zeigen auf, dass Pflanzenschutzmittel auch in das Grundwasser vordringen können. Zumindest im obersten Hauptgrundwasserleiter können Pflanzenschutzmittelrückstände in nahezu allen Regionen des Landes festgestellt werden. Sofern Stoffe eine Schwellenwertüberschreitung aufweisen, ist diesen eine besondere Aufmerksamkeit zu widmen und eine Ursachenanalyse vorzunehmen.

Das Trinkwasser wird in Schleswig-Holstein in der Regel aus tiefer gelegenen und durch Deckschichten geschützte Grundwasserleiter gewonnen. Daher können aus dem Grundwassermessnetz der EG-WRRL gewonnene Erkenntnisse nicht unmittelbar auf die Trinkwasserbeschaffenheit übertragen werden. Die Gesundheitsbehörden der Kreise und kreisfreien Städte überwachen regelmäßig das Trinkwasser gemäß der Trinkwasserverordnung, um gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen zum Schutz der Verbraucherinnen und Verbraucher anordnen zu können. Um Tendenzen frühzeitig feststellen zu können, stehen die Beteiligten (u.a. auch das Gesundheits- und Umweltministerium) im engen Austausch.

Bei der Einordnung der Ergebnisse aus dem Messnetz gemäß EG-WRRL ist zu bedenken, dass die Nachweise auch im obersten Hauptgrundwasserleiter aufgrund der sehr langsam verlaufenden Tiefenverlagerung der Stoffe einen Eintrag aus früheren Jahren bis Jahrzehnten darstellen. Einige der gefundenen Stoffe besitzen bereits seit mehreren Jahren keine Zulassung mehr, und es ist davon auszugehen, dass diese Stoffe auch nicht mehr eingesetzt werden. Dennoch treten sie regelmäßig, wenn auch mit deutlich abnehmenden Fundhäufigkeiten im Grundwasser auf.

Sofern ein noch zugelassener Wirkstoff in hohen Konzentrationen auftritt, kommt als Ursache möglicherweise in Betracht, dass dieser eine schlechte Abbaubarkeit im Boden und damit eine starke Verlagerungstendenz in das Grundwasser aufweist. Bei mehrfachen Funden gleicher Art sind dann nach einer Prüfung durch das BVL als Zulassungsstelle Anwendungsbeschränkungen oder sogar Anwendungsverbote möglich. Dies ist z.B. für den inzwischen nicht mehr zugelassenen Wirkstoff Chloridazon erfolgt, dessen Metabolit (Desphenyl-Chloridazon) gehäuft im Grundwasser angetroffen wird.

Eine ausführliche Darstellung der Untersuchungsergebnisse des chemischen Messnetzes gemäß EG-WRRL für den Zeitraum 2016 bis 2018 finden Sie hier:

Auswertung zu Pflanzenschutzmittelrückständen in Grundwassermessstellen der chemischen Überwachung gemäß EG-WRRL für den Zeitraum 2016 – 2018 (PDF 7MB, Datei ist nicht barrierefrei)

Die Ergebnisse der Untersuchungen aus den Jahren 2010-2014 finden sie hier:

Pflanzenschutzmittel im Grundwasser Schleswig-Holsteins - Untersuchungsergebnisse 2010 – 2014 (PDF 1MB, Datei ist nicht barrierefrei)
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