Abteilung Umweltchemie

Shortcut

Eintrag von Pestiziden aus der Landwirtschaft in die Schweizer Oberflächengewässer:
Hydraulische Kurzschlüsse sind ein wichtiger Eintragspfad, der bisher weitgehend übersehen wurde.

Pestizide werden in der Landwirtschaft weitverbreitet eingesetzt. Nach ihrer Anwendung können sie in Oberflächengewässer transportiert werden, dort die Wasserqualität beeinträchtigen und erhebliche negative Auswirkungen auf die Gewässerlebewesen haben. Frühere Forschungsprojekte haben gezeigt, dass sogenannte hydraulische Kurzschlüsse (Englisch: shortcuts) einen wichtigen Eintragspfad für Pestiziden in Oberflächengewässer darstellen können. Zu hydraulischen Kurzschlüssen gehören Einlauf- und Wartungsschächte von Regenentwässerungssystemen, aber auch Strassen, Wege, Einlaufrinnen und Entwässerungsgräben. Die Relevanz hydraulischer Kurzschlüsse für den Pestizidtransport in landwirtschaftlichen Einzugsgebieten wurde jedoch nur in Einzelfällen untersucht und es war unklar wie wichtig sie generell im Vergleich zu anderen Eintragspfaden sind. Dieses Projekt verfolgte daher das Ziel, die Relevanz hydraulischer Kurzschlüsse erstmals schweizweit systematisch zu untersuchen.

Die Resultate des Projekts zeigen, dass der Transport via hydraulische Kurzschlüsse ein wesentlicher Eintragspfad für Pestizide in die Schweizer Oberflächengewässer ist. Dabei sind Einlaufschächte der Strassenentwässerung der wichtigste Kurzschluss-Typ. Pestizide können durch drei Hauptprozesse via Kurzschlüsse in Oberflächengewässer gelangen:

  1. Abschwemmung via Kurzschlüsse (siehe untenstehende Abbildung): Oberflächenabfluss, der während eines Regenereignisses nach einer Pestizidanwendung auf einem Feld gebildet wird, ist mit Pestiziden belastet. Dieser Oberflächenabfluss kann in einen Kurzschluss fliessen und durch diesen in ein Oberflächengewässer geleitet werden.
  2. Drift via Kurzschlüsse (siehe untenstehende Abbildung): Bei der Pestizidanwendung wird durch Drift (d.h. Windverfrachtung) ein Teil der Spritzflüssigkeit auf Nichtzielflächen (z.B. nahe gelegene Strassen oder Wege) abgelagert. Während den nachfolgenden Regenereignissen kann diese Spritzflüssigkeit von den Nichtzielflächen in Kurzschlüsse geschwemmt und durch diese in Oberflächengewässer geleitet werden.
  3. Unsachgemässe Handhabung: Durch unsachgemässe Handhabung bei der Pestizidanwendung (z.B. Leckagen der Spritzgeräte, versehentliches Verschütten, Nichteinhalten von Abstandsauflagen) kann Spritzflüssigkeit auf befestigte Flächen (z.B. Strassen oder Feldwege) gelangen. Während nachfolgenden Regenereignissen kann diese in Kurzschlüsse geschwemmt und durch diese in Oberflächengewässer geleitet werden.

Trotz ihrer grossen Bedeutung für die Belastung von Oberflächengewässern mit Pestiziden wurden hydraulische Kurzschlüsse in der Vergangenheit weitgehend übersehen. Die bestehenden gesetzlichen Bestimmungen und Reduktionsmassnahmen berücksichtigen den Transport via hydraulische Kurzschlüsse nicht und können Pestizideinträge über diesen Eintragspfad folglich nicht verhindern. Pestizideinträge über hydraulische Kurzschlüsse sollten daher im Pestizid-Zulassungsprozess berücksichtigt werden, sowie auch in den gesetzlichen Bestimmungen und bei Reduktionsmassnahmen. Darüber hinaus sollte bei Landwirten ein Bewusstsein für diesen Prozess geschaffen werden und zukünftige Forschung sollte darauf hinarbeiten, die verbleibenden Wissenslücken in Bezug auf hydraulische Kurzschlüsse zu schliessen.

Publikationen

Schönenberger, U. T.; Beck, B.; Dax, A.; Vogler, B.; Stamm, C. (2022) Pesticide concentrations in agricultural storm drainage inlets of a small Swiss catchment, Environmental Science and Pollution Research, 29, 43966-43983, doi:10.1007/s11356-022-18933-5, Institutional Repository
Schönenberger, U. T.; Simon, J.; Stamm, C. (2022) Are spray drift losses to agricultural roads more important for surface water contamination than direct drift to surface waters?, Science of the Total Environment, 809, 151102 (12 pp.), doi:10.1016/j.scitotenv.2021.151102, Institutional Repository
Schönenberger, U.; Stamm, C. (2021) Hydraulic shortcuts increase the connectivity of arable land areas to surface waters, Hydrology and Earth System Sciences, 25(4), 1727-1746, doi:10.5194/hess-25-1727-2021, Institutional Repository
Schönenberger, U.; Dax, A.; Singer, H.; Stamm, C. (2020) Hydraulische Kurzschlüsse. Hohe Bedeutung für die Belastung der Gewässer mit Pflanzenschutzmitteln, Aqua & Gas, 100(11), 65-71, Institutional Repository