Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln auf einem Getreidefeld bei Frienstedt
Ein Getreidefeld wird mit Pflanzenschutzmitteln behandelt. Bildrechte: IMAGO

Wie giftig sind die Rückstände? Leipziger Umweltforscher berechnen Gefährlichkeit von Pestiziden

Wenn Bauern gegen Insekten oder Unkräuter spritzen, bleiben oft kleine Mengen der Gifte im Boden zurück. Forscher aus Leipzig und Dänemark haben nun berechnet, wie groß diese Rückstände sind.

 Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln auf einem Getreidefeld bei Frienstedt
Ein Getreidefeld wird mit Pflanzenschutzmitteln behandelt. Bildrechte: IMAGO

Landwirte setzen heute eine Menge Spritzmittel ein, um ihre Ernten zu verbessern: Gegen Unkräuter, gegen schädliche Insekten, gegen Pilzbefall. Bei vielen dieser Pestizide wusste man bislang allerdings nicht genau, was mit ihnen im Boden geschieht. Werden sie von Bakterien vollständig abgebaut? Oder bleiben giftige Rückstände für längere Zeit in der Erde? Forscher des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig haben nun gemeinsam mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Dänemark (DTU) ein mathematisches Modell entwickelt, mit dem sich der Abbau der Chemikalien berechnen lässt.

Wie das Team um den Leipziger Umweltbiotechnologen Matthias Kästner in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Environmental Science and Technology" berichtet, haben die Forscher zunächst die chemische Struktur der Pestizide analysiert und sich gefragt, wie Bakterien diese Stoffe verwerten könnten.

Da Mikroorganismen sich prinzipiell von allem ernähren, was ihnen Energie liefert, können ihnen auch Schadstoffe wie Pestizide als Nahrungsquelle dienen. Und je nach chemischen Bindungs- und Energieeigenschaften eines Stoffs können die Bakterien ihn schneller oder langsamer knacken und mehr oder weniger Energie aus ihm ziehen.

Prof. Matthias Kästner, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

Auf der Basis, wie Bakterien die Pestizide verdauen können, berechneten die Forscher dann, wie groß die Rückstände sein müssten, die von den Mikroorganismen nach der Verdauung der Spritzmittel im Boden zurückbleiben. Ihr Modell testeten die Wissenschaftler an insgesamt 40 Pestiziden und verglichen die Ergebnisse dann mit Messungen von Böden, auf denen die Stoffe eingesetzt worden waren.

Es war mehr als zufriedenstellend zu sehen, dass unsere Modellrechnungen mit den tatsächlich ermittelten Werten weitgehend übereinstimmten. Das macht es nun möglich, anhand von Moleküleigenschaften im Vorhinein abzuschätzen, welche Pestizide potenziell biologisch abbaubar sind und mit welchem Anteil toxischer Rückstände zu rechnen ist. Dafür sind nun keine langwierigen Versuchsreihen mehr notwendig.

Prof. Matthias Kästner, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)

Ein Stoff der bei diesen Tests relativ gut abgeschnitten hat, ist das derzeit heftig umstrittene Glyphosat. Laut Kästner und seinen Kollegen ist es vergleichsweise gut biologisch Abbaubar. Lediglich das dabei entstehende Zwischenprodukt AMPA kann für Säugetiere gefährlich werden, wenn es noch nicht vollständig abgebaut ist.

Mit Hilfe des neuen Modells soll es künftig leichter werden, die Gefahren einzuschätzen, die der Einsatz der Pestizide mit sich bringt. Allerdings gibt es dabei eine Einschränkung: In den Modellen wird ein bestimmter Standardboden vorausgesetzt. Bei trockeneren Bedingungen können die Abbauprozesse deutlich länger dauern.

(ens)

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL RADIO | 24. Januar 2018 | 06:50 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 14. Februar 2018, 10:32 Uhr