"kupfer im pflanzenschutz - risikobewertung für bodenorganismen" - alex dellantonio...

18
Risikobewertung für Bodenorganismen [email protected] Institut für Pflanzenschutzmittel Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit / AGES Spargelfeldstraße, 191 A-1220 Wien Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH www.ages.at

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

AGES-Fachtagung "Kupfer im Pflanzenschutz" (26.09.2012) Pflanzenschutzmittel auf Kupferbasis werden seit über 100 Jahren gegen Pilzkrankheiten und auch gegen viele andere Pflanzenkrankheiten im Weinbau, Obstbau, Hopfenbau und in Feldkulturen im Gemüse-, Kartoffel- und Erdbeerbau eingesetzt. Das Metall Kupfer wird jedoch im Boden nicht abgebaut. Mit dem Projekt "Kupfer als Pflanzenschutzmittel – Strategie für einen nachhaltigen und umweltschonenden Einsatz" hat die AGES in Zusammenarbeit mit den ProjektpartnerInnen das Ausmaß der Bodenbelastung in den relevanten Anbaugebieten Österreichs erhoben. Mit den Ergebnissen steht nun eine wissenschaftlich fundierte Basis für einen angemessenen Kupfereinsatz in der nachhaltigen Landwirtschaft zur Verfügung. Der Abschlussbericht des AGES Kupferprojekts wird auf der DaFNE-Webseite (www.dafne.at) veröffentlicht: http://www.dafne.at/dafne_plus_homepage/index.php?section=dafneplus&content=result&come_from=homepage&&project_id=2922 Fachtagung "Einsatz von Kupfer im Pflanzenschutz" mit internationaler Beteiligung Bei dieser Tagung wurden die Ergebnisse des Kupferprojekts präsentiert. Es wurden aber auch zahlreiche Vortragende aus der landwirtschaftlichen Praxis und ausländischen Institutionen, insbesondere wissenschaftliche Experten aus dem Julius Kühn - Institut (JKI) in Deutschland, eingeladen, um über die Möglichkeiten zur Minimierung des Kupfereinsatzes im Weinbau, im Obstbau und im Kartoffelbau zu referieren: http://www.ages.at/ages/landwirtschaftliche-sachgebiete/pflanzenschutzmittel/aktuelles/ages-kupfer-projekt/ages-fachtagung-kupfer-im-pflanzenschutz/ Dokumentation der Fachtagung mit Präsentationen: http://www.ages.at/ages/ages-akademie/dokumentation-2012/kupfer-im-pflanzenschutz-26092012/

TRANSCRIPT

Page 1: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Risikobewertung für Bodenorganismen

[email protected] Institut für Pflanzenschutzmittel Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit / AGES Spargelfeldstraße, 191 A-1220 Wien

Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH www.ages.at

Page 2: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Zentraler Punkt: Berücksichtigung der Bioverfügbarkeit von Kupfer bei der Risikobewertung „Effekt“ / Toxizität / Verfügbarkeit von Kupfer sind u.a. abhängig von: - Bodenparametern pH Humus Tongehalt Kationenaustauschkapazität

- Alter der Rückstände

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 3: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

NOECadd L/A

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

HC5 / PNEC

Herleitung der Cu- Effektkonzentrationen

Normalisierung der Cu- Effektkonzentrationen

Ableitung der HC5 /PNEC

Risikobewertung für Bodenorganismen

vRAR Copper

Page 4: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

Herleitung

NOECadd L/A

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

HC5 / PNEC

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 5: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

Herleitung

Typisches Datenpaket in den berücksichtigten Papers 1) Boden: pH, OS, KAK, Textur 2) Organismus: Folsomia candida. 3) Expositionsparameter: Reproduktion, Mortalität 4) Expositionsdauer: 28 d 5) NOEC ist die höchste Konzentration, welche keinen statistisch Signifikanten Unterschied zur Kontrolle aufweist. 6) NOEC 40 mg/kg (Mortalität), NOEC 200 mg/kg (Reproduktion).

Bedingung!!!!

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 6: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

NOECadd

Pflanzen 67 NOEC-Werte 9 Spezies u.a. Windenknöterich Hafer Deutsches Weidelgras Gerste Tomate Gewöhnliches Greiskraut 17 Papers

Invertebraten 108 NOEC-Werte 10 Spezies u.a. Kompostwurm Eisenia andrei Eisenia fetida Springschwanz Regenwurm 34 Papers

Mikroorganismen 79 NOEC/EC10-Werte funktionelle Parameter N-Kreislauf C-Kreislauf Wachstum 20 Papers

Normalisierung HC5/PNEC Titel Effektkonzentrationen

Herleitung

Page 7: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

L/A Faktor

Leaching/Ageing Faktor: Frische Cu Zugabe (z.B. im Laborversuch)

toxischer als gealterter Cu Rückstand Zwei Faktoren: Leaching...Auswaschung Ageing......Alterung

NOECadd L/A

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

HC5 / PNEC

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 8: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

L/A Faktor

% r

esp

. Glu

cose

Cu

1

10 100

Bestehende Kupferaltlast

Transekt

Cu

= L/A ED10

ED10

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 9: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

vRAR Kupfer: [...] there is sufficient justification to assume that the toxicity under field conditions is less than under laboratory conditions, and a reasonable worst case generic L/A of 2.0 is proposed for all soils. Scientific/Technical Report EFSA “Pre-Assessment of Environmental Impact of Zinc and Copper Used in Animal Nutrition” […] a reasonable worst case generic L/A [factor] of 2.0 is proposed for all soils.

0

20

40

60

80

100

0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0

Field-Spike factor (L/F)

Fre

qu

ency

Leaching Ageing factor (L/A)

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

L/A Faktor

25. Perz.

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 10: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

NOECadd L/A

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

HC5 / PNEC

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

L/A Faktor

Pflanzen

67 NOEC

Inverterbraten

108 NOEC

MOs

79 NOEC

+ großer Datensatz - sehr heterogene Bodenparameter (pH, OS, KAK, Ton etc.)

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 11: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

NOECadd L/A

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

HC5 / PNEC

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

Normalisierung notwendig Vergleichbarkeit der Studien

Verfahren: - Laborexperimente mit 19 Böden - Ermittlung des Einflusses von Bodenparametern auf NOEC

z.B.: Arrhenius-Gleichung

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 12: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

Reproduktion Eisenia fetida Einfluss der Kationenaustauschkapazität des Bodens auf die Effektkonzentration

Substrate induced respiration

y = 0,66x + 2,64

R2 = 0,57

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

-1 -0,5 0 0,5 1 1,5

log OC (%)

log

EC

50

(m

g/k

g)

Nitrification

y = 1,06x + 1,42

R2 = 0,66

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00

log CEC (cmol/kg)

log

EC

50

(m

g/k

g)

Maize respiration

y = -0,26x + 4,06

R2 = 0,52

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0

pH

Lo

g E

C5

0 (

mg

/kg

)

Hordeum vulgare - growth

y = 0,68x + 1,56

R2 = 0,65

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,5 1 1,5 2

log CEC (cmol/kg)

log

EC

50

(m

g/k

g)

Lycopersicon esculentum - root elongation

y = 0,96x + 1,47

R2 = 0,75

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,5 1 1,5 2

log CEC (cmol/kg)

log

EC

50

(m

g/k

g)

Folsomia candida - reproduction

y = 0,96x + 1,63

R2 = 0,63

0

1

2

3

4

0 0,5 1 1,5 2

log CEC (cmol/kg)

log

EC

50

(m

g/k

g)

Eisenia fetida - reproduction

y = 0,58x + 1,85

R2 = 0,75

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 0,5 1 1,5 2

log CEC (cmol/kg)

log

EC

50

(m

g/k

g)

Normalisierungsformel E. fetida

NOECref = NOEC KAKref

KAKBoden

0.58

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 13: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Normalisierung HC5/PNEC Effektkonzentrationen

NOECadd L/A

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

HC5 / PNEC

Ergebnis der Normalisierung neuer Datensatz mit vergleichbaren Cu Effektkonzentrationen

Pflanzen

67 NOEC

Inverterbraten

108 NOEC

MOs

79 NOEC

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 14: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

NOECadd L/A

NOECtot

NOECtot,norm

SSD

HC5 / PNEC

HC5 / PNEC Normalisierung Effektkonzentrationen

©van Vlaardingen et al. 2004;(RIVM). Report no. 601501028

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 15: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

10 100 1000 10000

Cu concentration (mg/kg)

cum

ulat

ive

dist

ribut

ion

Denitrification P. acuminatus N-mineralisation

P. peltifer E. andrei L. rubellus

H. vulgare Glutamic acid L. perenne

C. sphagnetorum Nitrification I. viridis

E. fetida S. vulgaris

Microbial biomass L. esculentum P. annua

P. convolvulus H. aculeifer A. integrifolia F. candida A. sativa

SIR F. fimetaria

H. radicata Ammonification Respiration

MR pH = 4.8 OS = 2.8 % Ton = 7.0 % KAK = 2.4 cmol kg-1

HC5 / PNEC Normalisierung Effektkonzentrationen

25

PNEC

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 16: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

P. acuminatus Glutamic acid

E. andrei L. rubellus Respiration Microbial biomass MR

Denitrification H. vulgare

C. sphagnetorum N-mineralisation SIR E. fetida L. perenne

P. peltifer S. vulgaris

P. annua P. convolvulus

A. integrifolia I. viridis A. sativa

Nitrification L. esculentum

H. aculeifer H. radicata

F. candida F. fimetaria

Ammonification

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

10 100 1000 10000

Cu concentration (mg/kg)

cum

ulat

ive

dist

ribut

ion

Denitrification P. acuminatus N-mineralisation

P. peltifer E. andrei L. rubellus

H. vulgare Glutamic acid L. perenne

C. sphagnetorum Nitrification I. viridis

E. fetida S. vulgaris

Microbial biomass L. esculentum P. annua

P. convolvulus H. aculeifer A. integrifolia F. candida A. sativa

SIR F. fimetaria

H. radicata Ammonification Respiration

MR pH = 4.8 OS = 2.8 % Ton = 7.0 % KAK = 2.4 cmol kg-1

pH = 7.5 OS = 2.2 % Ton = 26.0 % KAK = 20 cmol kg-1

HC5 / PNEC Normalisierung Effektkonzentrationen

25 90 PNEC

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 17: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

pH Ton % Humus %

<2 2 - 4 >4

< 6

<10 40 60 70

10 - 25 60 85 100

>25 90 120 140

6 – 7.5

<10 40 65 85

10 - 25 70 95 115

>25 95 130 150

>7.5

<10 45 70 90

10 - 25 70 100 120

>25 100 140 160

HC5 / PNEC Normalisierung Effektkonzentrationen

Weinanbauregion Min. 25.

Perz. Median

75. Perz.

Max.

Wachau 2 33 82 166 469

Kamptal 2 35 67 113 430

Thermenregion 1 33 66 108 297

Neusiedlersee-Hügelland

5 32 64 109 253

Kremstal 3 29 60 120 338

Wagram 2 31 59 110 862

… … … … … …

vorläufige pH – Textur – Humus – Matrix

Risikobewertung für Bodenorganismen

Page 18: "Kupfer im Pflanzenschutz - Risikobewertung für Bodenorganismen" - Alex DELLANTONIO (AGES)

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!