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AbstractAerial transport of pesticides during and after their application both over medium range distances and long distance may lead to residues on plants and soil far away from agricultural treatments. Therefore, the Federal Office of Consumer Protection and Food Safety carried out a Germany-wide geographical analysis to identify monitoring sites which could be used for a representative German-wide monitoring. The identified sites reflect climate areas with different meteorological conditions, land coverage and pesticide use. By using a geographical information system, five different areas were identified representing the climatic and agricultural conditions of pesticide use in Germany. Since the required measuring technique needed a certain infrastructure, using already existing measuring sides was considered to be most efficient in order to use them for a German-wide monitoring. In a second step, agro-meteorological weather stations with distances of < 100 m, 100–1000 m and > 1 km in the main wind direction from treated fields were identified within these areas. The identified areas reflect the main different conditions for aerial pesticide transport along with suitable weather stations to monitor pesticide residues in the air and its deposition on plants and soil all over Germany.

Schwebstoff- und Sedimentproben aus deutschen Fließgewässern und Seen wurden auf ihre Belastung mit Per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) untersucht. Die flächenhafte Verteilung der PFAS-Belastung wurde mit Hilfe von behördlichen Monitoringproben aus 2021 untersucht. Diese aktuellen Daten wurden flankiert von zeitlichen Trenduntersuchungen, die sich auf Proben der Umweltprobenbank von 13 Standorten in Donau, Rhein, Saar, Elbe, Mulde, Saale aus den Jahren 2005 – 2019 stützten. Die Ergebnisse sind in einem öffentlich zugänglichen Onlinetool verfügbar und in wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht. Für das Flächenmonitoring wurden insgesamt 214 Schwebstoff- und Sedimentproben von 176 verschiedenen Probenahmeflächen (davon 5 in den Niederlanden) untersucht, während sich das Trendmonitoring auf 100 Schwebstoff-Proben von der Umweltprobenbank stützte. Alle Proben wurden mittels Einzelstoffanalytik (Targetanalytik) auf 41 verschiedene PFAS-Verbindungen untersucht. Zusätzlich kam eine summarische Methode zum Einsatz (direct Total Oxidizable Precursor (dTOP) -Assay), die auf den TOP-Assay von Houtz und Sedlak (2012) zurückgeht und die Gesamtbelastung der Proben mit PFAS deutlich umfassender beschreibt. Die mit dem dTOP-Assay ermittelten PFAS-Gesamtkonzentrationen waren bis zu 346-mal höher als die mit der Einzelstoffanalytik gemessenen Werte. Dies deutet auf erhebliche Mengen an unbekannten Vorläuferverbindungen in den Proben hin. Die Gesamt-PFAS-Belastungen innerhalb Deutschlands unterschieden sich stark und schwankten in 2021 zwischen <0,5 und 53.1 μg/kg Trockengewicht (TG) in der Targetanalytik und zwischen <1,0 und 336,8 μg/kg TG im dTOP-Assay. Die höchsten Belastungen fanden sich meist flussabwärts von großen Kläranlagen und PFAS-produzierenden oder verarbeitenden Industrien. Das zeitlich Trendmonitoring zeigte, dass die PFAS-Belastung von Schwebstoffen in deutschen Fließgewässern zwischen 2005 und 2019 abgenommen hat. Dies ist im Wesentlichen auf den Rückgang langkettiger Verbindungen zurückzuführen, von denen einige bereits reguliert werden. Der proportionale Anteil unbekannter Vorläufersubstanzen nahm jedoch zu. Die Ergebnisse belegen, dass die Targetanalytik nur einen Bruchteil der tatsächlichen PFAS-Belastung erfasst. Unbekannte Vorläuferverbindungen und möglicherweise auch nicht-extrahierbare PFAS bleiben unerkannt. Dies führt zu ungenauen Trendanalysen und verfälscht räumliche Belastungsmuster. Bei der Bewertung des Umweltrisikos und der gesetzlichen Regulierung sollte daher eine breitere Palette von PFAS berücksichtigt werden, wobei summarische Methoden wie der dTOP-Assay einen wichtigen Beitrag leisten können.

Mit der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln können Risikominderungsmaßnahmen zum Schutz vor Einträgen der Pflanzenschutzmittel in Oberflächengewässer über Oberflächenabfluss (Runoff) festgesetzt werden. Ziel dieses Vorhabens war es, bestehende und potentielle Minderungsmaßnahmen hinsichtlich Reduktionsleistung, Praktikabilität und Kontrollierbarkeit zu bewerten und Vorschläge zu erarbeiten, wie geeignete Maßnahmen in der quantitativen Risikoabschätzung berücksichtigt werden können. Hierzu wurde in wissenschaftlicher Literatur, grauer Literatur und Beratungsunterlagen nach Minderungsmaßnahmen, die Pflanzenschutzmittel-Einträge durch Oberflächenabfluss und Erosion reduzieren könnten, recherchiert. Relevante Maßnahmen wurden in Befragungen von Fachleuten hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit, derzeitigen Verbreitung und zukünftigem Verbreitungspotenzial bewertet. Die danach priorisierten Maßnahmen sind: Anlage von grasbewachsenen Filterstreifen, Direktsaat, Mulchsaat, verschiedene nichtwendende Bodenbearbeitungsmaßnahmen und Anlage von Querdämmen auf dem Feld. Die Reduktionsleistung der priorisierten Maßnahmen wurde dann auf Basis von quantitativen Daten in verschiedenen publizierten Studien und mit Hilfe statistischer Methoden (z.B. Box- und Scatterplots oder multiple lineare Regressionen) ausgewertet. Dabei bestätigte sich die Einschätzung der befragten Fachleute, dass sowohl die Anlage von Filterstreifen (kulturunabhängig) aber auch Querdämmen (speziell für Kartoffeln) expositionsmindernd auf den Eintragspfad Runoff in Oberflächengewässer wirken und so sinnvolle Risikominderungsmaßnahmen darstellen. Bei den Maßnahmen der konservierenden Bodenbearbeitung und der Direktsaat zeigten die ausgewerteten Daten ausgesprochen variable Ergebnisse hinsichtlich der Reduktionswirkung auf Runoff, bei denen man den Erfolg einer Maßnahme nicht an der mittleren Effektgröße, dem Median, nachweisen konnte. Infolgedessen können im vorliegenden Bericht nur zwei Maßnahmen für eine Verwendung in der quantitativen Umweltexpositionsbewertung empfehlen: die Anlage von grasbewachsenen Filterstreifen am Feldrand und das Anlegen von Querdämmen auf dem Feld. Empfehlungen zur Berücksichtigung von weiteren bodenkonservierenden Maßnahmen im Feld (z.B. Mulchsaat, Direktsaat, Streifensaat) in der Umweltexpositionsabschätzung müssen aufgrund der lückenhaften Datenlage und nicht eindeutigen Ergebnisse ausbleiben. Ein unterstützendes Potential zu einer der empfohlenen Maßnahme wird diesen Maßnahmen dennoch zugesprochen.