Abteilung Oberflächengewässer

This section provides a synthesis of water color applications in aquatic science. It describes traditional sampling methods based on eyesight, which are becoming increasingly popular in citizen science, and in combination with smart phone applications. On the other end, we present radiometric measurements with advanced opto-electronic sensors that bear an increasing potential for remote sensing applications on ground- to space-based platforms. Both approaches’ complementarity in environmental monitoring are subject to ongoing research.

Pesticides are applied at high rates around the globe to protect crops from pest infestation. As a consequence, a broad spectrum of pesticides is found in surface waters. Together with their transformation products (TP), they can elicit adverse effects on aquatic organisms. Threats due to pesticide contamination to aquatic organisms is an especially concerning issue in tropical regions in Low- and Middle-Income Countries. These countries represent the most intensively used agricultural areas of the world and heavy rainfalls are expected to favor the transport of pesticides from the fields into surface water. Additionally, owing to the low level of economic development, environmental monitoring, risk assessment and implementation of risk mitigation strategies receive little attention. One country illustrating this situation is Costa Rica. This thesis set out to 1) monitor agricultural-driven pesticide pollution in tropical Costa Rican streams in order to describe the occurrence, concentrations and distribution of pesticides and pesticide transformation products (PPTP); 2) assess the risks by these PPTP to aquatic biota; and 3) identify relevant pathways of PPTP-transport from the field into the streams as a basis to propose mitigation options to reduce pesticide inputs. [...]

Pestizide werden weltweit in hohen Mengen ausgebracht, um Nutzpflanzen vor Schädlingsbefall zu schützen. Infolgedessen gelangt ein breites Spektrum an Pestiziden in Oberflächengewässer, wo sie zusammen mit ihren Transformationsprodukten (TP) schädliche Auswirkungen auf Wasserorganismen ausüben können. Die Bedrohung aquatischer Organismen durch Pestizide ist besonders in tropischen Gebieten in Schwellen- und Entwicklungsländern ein besorgniserregendes Thema. Diese Länder stellen die am intensivsten genutzten landwirtschaftlichen Gebiete der Welt dar und es ist zu erwarten, dass dort starke Regenfälle den Transport von Pestiziden von den Feldern in die Oberflächengewässer begünstigen. Aufgrund des geringen wirtschaftlichen Entwicklungsniveaus wird zudem der Umweltüberwachung, Risikobewertung und Umsetzung von Risikominderungsstrategien wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Ein Land, das diese Situation veranschaulicht, ist Costa Rica. Ziele dieser Arbeit waren daher, 1) die landwirtschaftlich bedingte Pestizid-verschmutzung in tropischen Bächen Costa Ricas zu erfassen, um das Vorkommen, die Konzentrationen und die Verteilung von Pestiziden und Pestizidtransformationsprodukten (PPTP) zu beschreiben; 2) die Risiken durch diese PPTP für aquatische Organismen zu bewerten; und 3) relevante Pfade des PPTP-Transports vom Feld in die Flüsse zu identifizieren, welche als Grundlage zur Risikominderung herangezogen werden können. [...]