Bericht Zu FKZ 360 04 036 Umweltbundesamt IV 1.2 – 81043/22
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Bericht zu FKZ 360 04 036 Umweltbundesamt IV 1.2 – 81043/22 Vorbereitung eines Monitoring-Konzepts für Biozide in der Umwelt Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie (IME) Bereich Angewandte Oekologie 57392 Schmallenberg Institutsleitung: Prof. Dr. Rainer Fischer Bereichsleitung: Dr. Christoph Schäfers Projektbearbeitung: Dr. Heinz Rüdel Telefon: 02972 - 302 301 e-mail: [email protected] Dr. Burkhard Knopf Telefon: 02972 - 302 208 Telefax: 02972 - 302 319 e-mail: [email protected] Schmallenberg, 06.02.2012 Zusammenfassung Ziel des Projekts war die Vorbereitung eines Konzepts für den Aufbau eines Biozidmonitoring in Deutschland. Mit diesem sollen Auswirkungen der im Rahmen der 2002 in deutsches Recht umgesetzten europäischen Biozidrichtlinie ergriffenen Umweltschutzmaßnahmen auf poten- zielle Umweltbelastungen durch Biozidwirkstoffe untersucht werden. Zunächst sollte ein Überblick über bisherige Aktivitäten in diesem Feld recherchiert werden. Dazu wurde Institutionen, die Monitoring-Programme betreiben (z.B. Landesbehörden) bzw. potenziell Monitoring-Projekte durchführen (z.B. Arbeitsgruppen an Universitäten) ein zuvor mit dem Auftraggeber abgestimmter Fragebogen zugesandt. Die systematische Auswertung des Rücklaufs ergab, dass insbesondere im Oberflächengewässer-Monitoring Biozide berücksichtigt werden. Dies ergibt sich teilweise durch Vorgaben bei der Umsetzung der Wasserrahmen- richtlinie (WRRL) bzw. der Oberflächengewässerverordnung (OGewV), in deren Parameterlisten auch Biozidwirkstoffe enthalten sind. Allerdings handelt es sich vorwiegend um solche Wirk- stoffe, die auch als Pflanzenschutzmittel zugelassen sind bzw. bis vor kurzem waren. In einer Reihe von Bundesländern werden Untersuchungen eines ähnlichen Parametersets wie für Oberflächengewässer auch in Grundwasser durchgeführt. Nur einzelne Bundesländer haben Ergebnisse zu Untersuchungen von Bioziden in Kläranlagen-Ausläufen und Klärschlamm sowie in Böden berichtet. Die vorhandenen Daten der Bundesländer werden teilweise an das Umwelt- bundesamt berichtet. Es wird vorgeschlagen, diese zentralen Datenbanken systematisch auszuwerten. Zum Vergleich mit der Situation in Deutschland wurde die Umfrage auch in der Schweiz durch- geführt. Hier ergaben die Rückmeldungen des Bundesamtes für Umwelt sowie des Kanton Zürich, dass dort seit einigen Jahren verstärkt Aktivitäten zum Biozidmonitoring durchgeführt werden. Neben Untersuchungen in Oberflächengewässern wird in einem Pilotprogramm auch Grundwasser auf eine Reihe von Pflanzenschutzmittel- bzw. Biozidwirkstoffe untersucht (Nationale Grundwasserbeobachtung NAQUA). Außerdem wurden auch Forschungsprojekte zur Charakterisierung von Biozideinträgen in Gewässer durchgeführt, deren bereits veröffentlichten Ergebnisse auch berücksichtigt wurden. Ergänzend zur aktiven Umfrage wurden auch Literaturstellen zum Biozidmonitoring recherchiert und hinsichtlich Stoffen, Matrix und Konzentrationen ausgewertet. Es zeigte sich, dass die meisten Daten für Wirkstoffe vorliegen, die sowohl als Pflanzenschutzmittel- als auch als Biozid- wirkstoffe genutzt werden. Als Biozide wurden häufiger nachgewiesen: Triclosan, Triclocarban und Irgarol/Cybutryn. In einigen Fällen wurden auch stabile Transformationsprodukte (TP) detektiert (Methyltriclosan als TP von Triclosan, Dimethylsulfamid als TP von Dichlofluanid/ Tolylfluanid, Methylisothiocyanat als TP von Dazomet/Metam-Natrium, 2-Methylthio-4-tert- butylamino-6-amino-s-triazin als TP von Irgarol). Die kumulierten Daten können als Referenz für zukünftige Monitoring-Untersuchungen dienen sowie zur Plausibilitätsprüfung für das vorge- schlagene Monitoring-Konzept. Ein wichtiger Aspekt bei der Priorisierung von Stoffen für ein Monitoring ist der Informations- stand zum Eintrag der Zielstoffe in die Umwelt. Zu Bioziden liegen hierfür für Deutschland nur wenige Daten vor. Detailliertere, aber teilweise auch schon veraltete Daten (im Hinblick auf die Auswirkungen der Umsetzung der Biozidrichtlinie auf die Verkehrsfähigkeit vieler Wirkstoffe), wurden in Untersuchungen für Dänemark, Europa sowie die Schweiz recherchiert. Es wurde versucht, auf dieser Basis Schlussfolgerungen für die Verbrauchsmengen in Deutschland zu ziehen. Eine im Auftrag der EU-Kommission durchgeführte Studie zur Umweltrelevanz von Bioziden wurde ausgewertet, um für die verschiedenen Biozid-Produktarten Informationen zu direkten und indirekten Einträgen in Umweltmedien zu erhalten. Auf dieser Basis sowie mit den Fraunhofer IME: Biozid-Monitoring 2 Ergebnissen der Umfrage und der Literaturrecherche wurden die relevanten Umweltkomparti- mente identifiziert, in denen ein Monitoring erfolgen könnte. Für die Priorisierung von Bioziden für ein Monitoring wurde ein Konzept erarbeitet und begrün- det, das die Aspekte Emission und ökotoxikologische Wirkung sowie die Verteilung und den Verbleib von Wirkstoffen in Umweltkompartimenten berücksichtigt. Vom Auftraggeber zur Ver- fügung gestellte, teilweise vertrauliche, Dokumente (Doc I-Berichte für Biozidwirkstoffe) wurden ausgewertet, um für eine Priorisierung erforderliche Daten zusammenzustellen. Mit Hilfe des erarbeiteten Schemas werden Substanzen für ein Monitoring in den verschiedenen Komparti- menten vorgeschlagen. Hierbei wurde ein Datensatz von ca. 80 Stoffen, für die Daten aus den Doc I-Biozidbewertungsberichten ausgewertet wurden, verwendet. Die Plausibilität eines Monitoring für die identifizierten Stoffe wird mittels der recherchierten Literaturdaten sowie der Ergebnisse der Umfrage geprüft und diskutiert. Folgende Empfehlungen werden abgeleitet: Oberflächengewässer: da hier Daten zu Bioziden (allerdings vorwiegend Stoffe, die auch als Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe verwendet werden) bei den Überwachungsuntersuchungen gemäß WRRL bzw. OGewV anfallen, kann hier in einem ersten Schritt leicht ein Überblick erhalten werden (räumliche und zeitliche Vergleiche). Die Daten von LAWA-Übersichtsmess- stellen aller Bundesländer sind im UBA vorhanden. Daten von operativen Messstellen wären zur Ergänzung gegebenenfalls bei den Bundesländern abzufragen. Aquatische Biota: für bioakkumulierende Biozidwirkstoffe, die in Gewässer eingetragen werden, kann ein Monitoring von Fischen oder anderen aquatischen Organismen sinnvoll sein. Hier bietet es sich an, die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) zu nutzen. Im Archiv der UPB sind Zeitreihen für Fisch- und Dreikantmuscheln verfügbar, die Untersuchungen an einer Vielzahl von insbesondere lipophilen Stoffen erlauben. Klärschlamm: bisherige Untersuchungen belegen die Relevanz des Eintrags von Biozidwirk- stoffen aus Haushalten über den Abwasserpfad. Stoffe können über verschiedene Mechanis- men an Klärschlamm sorbieren (soweit die Stoffe nicht leicht bioabbaubar sind). Die Über- schneidung mit Anwendungen entsprechender Wirkstoffe in PSM ist zumindest in städtischen Regionen gering (Anwendungen im Haus und Garten). Kläranlagenabläufe: bisherige Untersuchungen belegen die Relevanz des Eintrags von Biozid- wirkstoffen über Kläranlagenabläufe in Gewässer (auch bei leicht bioabbaubaren Stoffen, die in hohen Mengen in Kläranlagen eingebracht werden). Böden: derzeit liegen nur wenige Befunde zu spezifischen Biozidbelastungen vor. Es wird vorgeschlagen, ein Screening auf Flächen, auf denen Gülle bzw. Klärschlamm ausgebracht wird, durchzuführen (vermutlich relevanteste Einträge in terrestrische Ökosysteme). Wildtier-Monitoring: es wird vorgeschlagen, ein Monitoring auf Rodentizide in Nagetieren bzw. in Räubern von Nagetieren durchzuführen. Ergebnisse aus anderen Staaten geben Hinweise auf eine Biomagnifikation in terrestrischen Ökosystemen. Einige der als Rodentizide eingesetzten Wirkstoffe sind als PBT-Stoffe klassifiziert und weisen ein Risiko in Bezug auf Sekundär- vergiftungen (secondary poisoning) auf. Für ein spezifisches Monitoring von Biozidwirkstoffen sollten die mit dem hier vorgeschlagenen Vorgehen als relevant für das entsprechende Umweltkompartiment identifizierten Biozidwirk- stoffe untersucht werden. Die Priorisierung sollte allerdings möglichst auf Basis aller relevanten Biozidwirkstoffe erfolgen. Bei der Auswahl der Stoffe bzw. der späteren Interpretation der Monitoring-Ergebnisse ist neben der Überschneidung mit der Nutzung von Biozidwirkstoffen in Pflanzenschutzmitteln auch die Verwendung in (Tier)Arzneimitteln (und in Einzelfällen in weiteren Produkten wie als Konservierungsmittel in Kosmetika oder als Industriechemikalie) zu berücksichtigen. Fraunhofer IME: Biozid-Monitoring 3 Summary The aim of this project was the development of a concept for a future biocide monitoring in Germany. After implementation the monitoring should allow an investigation whether the taken environmental protection measures caused by the implementation of the European Biocidal Products Directive (BPD, 98/8/EC) which was transposed in German law in the year 2002 had an impact on potential environmental burdens of biocides. First, an overview of previous activities in this field was gained. Therefore, institutions that operate monitoring programs (e.g., authorities in the German federal states) as well as working groups at universities, which potentially carry out monitoring projects, were contacted and requested to answer a questionnaire which was agreed upon with the project sponsor. The systematic evaluation of the responses revealed that biocides in particular are covered for surface water monitoring. This is mainly caused by provisions of the Water Framework Directive (WFD) and the German Surface Water Ordinance