Biozide in der Umwelt

Biozidprodukte bek?mpfen tierische Sch?dlinge und L?stlinge, aber auch Algen, Pilze oder Bakterien. Sie werden in vielen Bereichen eingesetzt, etwa als Desinfektionsmittel und Holzschutzmittel bis hin zum Mückenspray und Ameisengift. Biozidwirkstoffe k?nnen auch potenziell gef?hrlich für die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier sein.

Inhaltsverzeichnis

 

Zahl der Wirkstoffe für Biozidprodukte

Die Europ?ische Union (EU) hat 160 Wirkstoffe für die Verwendung in Biozidprodukten genehmigt (Stand 03/2020). Es gibt zahlreiche weitere Wirkstoffe, die als ⁠Altstoffe⁠ noch auf dem Markt sind und zurzeit überprüft werden. ⁠Neustoffe⁠ befinden sich ebenfalls im Prüfverfahren.

Wie gro? die auf dem Markt befindlichen Biozidmengen sind, war lange unbekannt. Im Auftrag der Europ?ischen Kommission erfasste die Europ?ische Chemikalienagentur (ECHA) im Jahr 2009 einmalig die Herstellungs- und Einfuhrmengen für alle gemeldeten Biozidwirkstoffe. Danach wurden insgesamt knapp 400.000 Tonnen an Biozidwirkstoffen in der Europ?ischen Union (EU) hergestellt oder in diese eingeführt (siehe Abb. ?Produktion/Import von Bioziden nach Produktarten in der Europ?ischen Union“). Die rein mengenm??ig gr??te Hauptgruppe von Bioziden (rund die H?lfte der Menge aller Biozidwirkstoffe) sind die Desinfektionsmittel und Algenbek?mpfungsmittel, die in den Produktarten 1 bis 5 zusammengefasst sind.

Ein Diagramm zeigt, dass im Jahr 2009 399.000 Tonnen biozide Wirkstoffe in die Europ?ische Union eingeführt oder hier hergestellt wurden. Gut 40 Prozent davon entfiel auf die Produktsparte der Desinfektions- und Algenbek?mpfungsmittel.
Produktion/Import von Bioziden nach Produktarten in der Europ?ischen Union
Quelle: COWI Diagramm als PDF
 

Meldepflicht von Biozidprodukten

Für Hersteller gibt es bisher keine Meldepflicht über die Menge der jeweiligen Biozidprodukte, die sie in Deutschland verkaufen oder ins Ausland ausführen. Daher ist derzeit nicht bekannt, welche Mengen an Bioziden in Deutschland hergestellt oder verbraucht werden.

Einen Anhaltspunkt gibt allerdings die Anzahl der gemeldeten Biozidprodukte auf dem deutschen Markt. Die Hersteller müssen der Bundesstelle für Chemikalien (BfC) melden, welche Biozidprodukte sie in Deutschland verkaufen. Die Bundesstelle gibt j?hrlich bekannt, welche Biozidprodukte aus welcher der 22 Produktarten auf dem deutschen Markt erh?ltlich sein dürfen. So waren im April 2020 etwas mehr als 70.000 Biozidprodukte erh?ltlich. (siehe Abb. ?Gemeldete Biozid-Produkte nach Biozid-Meldeverordnung“). Da Biozidprodukte, die nicht mehr vermarktet werden, jedoch nicht bei der Bundesstelle abgemeldet werden müssen, ist die Zahl der tats?chlich in Deutschland erh?ltlichen Biozidprodukte vermutlich niedriger.

Ein Kreisdiagramm zeigt, dass im April 2020 in Deutschland etwas über 73.000 Biozidprodukte gemeldet waren. Davon waren 19.215 Desinfektions- und Algenbek?mpfungsmitteln, 7.173 Mittel gegen Insekten, Spinnen oder Schalentiere und 8.563 Desinfektionsmittel für den Lebens- und Futtermittelbereich.
Gemeldete Biozid-Produkte nach Biozid-Meldeverordnung
Quelle: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin Diagramm als PDF
 

Eintragspfade von Biozidwirkstoffen in die Umwelt

Biozidwirkstoffe sind dazu bestimmt, sogenannte Schadorganismen zu t?ten oder zu vertreiben, wirken sich jedoch h?ufig auch auf andere, sogenannte Nicht-Zielorganismen aus, und k?nnen deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit auch ungewollte Wirkungen in der Umwelt entfalten. Die Anwendungsbereiche für Biozidprodukte sind zahlreich. Die Palette der Anwendungen reicht von Desinfektions- und Materialschutzmitteln über Mittel zur Bek?mpfung von Nagetieren (Rodentizide) und Insekten (Insektizide) bis hin zu Schiffsanstrichen (Antifouling). Insgesamt werden 22 Produktarten (PT) unterschieden. Aufgrund der unterschiedlichen Anwendungsbereiche kommt es zu vielf?ltigen Eintr?gen von Biozidwirkstoffen oder ihren Abbauprodukten in die Umwelt. Sowohl direkte als auch indirekte Eintr?ge, wie zum Beispiel über Kl?ranlagen, sind m?glich und k?nnen alle Umweltkompartimente wie Oberfl?chengew?sser, Meeresgew?sser, Grundwasser, Sedimente, B?den oder die ⁠Atmosph?re⁠ betreffen (siehe Abb. ?Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt“).

Betriebe nutzen Biozide wie auch private Haushalte. Die Wirkstoffe emittieren zum Teil in die Umgebungsluft. Ein Teil flie?t über Abw?sser zu Kl?ranlagen, ein Teil wird direkt in B?che, Flüsse oder Seen gespült oder gelangt in den Boden.
Eintragspfade von Bioziden in die Umwelt
Quelle: Umweltbundesamt
 

Untersuchungen von Bioziden in der Umwelt

Biozide Wirkstoffe sind erst seit kurzer Zeit im Fokus der ?ffentlichkeit und werden daher deutlich seltener als zum Beispiel Pflanzenschutzmittel von den überwachungsprogrammen der Bundesl?nder erfasst. Einzelne Untersuchungen belegen aber, dass sich auch diese Wirkstoffe in der Umwelt wiederfinden lassen. So wurde beispielsweise die Konzentration des Antifouling-Wirkstoffes Cybutryn (Irgarol?) im Sommer 2013 in 50 deutschen Sportbooth?fen untersucht. In 35 der 50 Sportbooth?fen lagen die gemessenen Konzentrationen über der ⁠Umweltqualit?tsnorm⁠ von 0,0025 Mikrogramm pro Liter (μg/l), welche die EU-Richtlinie 2013/39/EU vorschreibt. Dieser Wert darf als Jahresdurchschnittskonzentration nicht überschritten werden. An fünf Standorten übertrafen die Konzentrationen sogar die zul?ssige H?chstkonzentration von 0,016 μg/l (siehe Abb. ?Cybutryn-Konzentrationen in Sportbooth?fen“). Au?erdem wurden in einem ⁠Monitoring⁠ in der Flie?- und Stillgew?ssersimulationsanlage des Umweltbundesamtes ?kotoxikologische Wirkungen auf im Binnengew?sser lebende Wasserpflanzen und Kleinstlebewesen nachgewiesen. Aufgrund von diesen unannehmbaren Umweltrisiken ist Cybutryn als Antifouling-Wirkstoff seit dem 31. Januar 2017 nicht mehr in der EU verkehrsf?hig, darf also nicht mehr gehandelt und verkauft werden.

Cybutryn-Konzentrationen im Hafenwasser von 50 Sportbooth?fen, sortiert nach Region und Konzentration sowie EU-Umweltqualit?tsnormen nach Richtlinie 2013/39/EU (Fehlende S?ulen entsprechen Konzentrationen unterhalb der analytischen Bestimmungsgrenze).
Cybutryn-Konzentrationen in Sportbooth?fen
Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF
 

Fallbeispiel Biozide: Bek?mpfung von Ratten und M?usen mit giftigen Fra?k?dern

Auch die in Nagetierbek?mpfungsmitteln (Rodentizide) meistens enthaltenen blutgerinnungshemmenden Wirkstoffe (Antikoagulanzien) werden h?ufig in der Umwelt, insbesondere in Wildtieren nachgewiesen.

In einer vom Julius-Kühn-Institut im Auftrag des ⁠UBA⁠ durchgeführten Untersuchung wurden erstmalig in Deutschland systematisch Rückst?nde von Antikoagulanzien in wildlebenden Tieren untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl in verschiedenen Kleins?ugerarten (zum Beispiel Wald- und Spitzm?usen, die nicht Ziel der Bek?mpfung und teilweise besonders geschützte Arten sind) als auch in Eulen und Greifv?geln (vor allem M?usebussarden) Rückst?nde von Antikoagulanzien nachweisbar sind (Geduhn et al. 2016). Auch wurden in 61 % von insgesamt 265 untersuchten Leberproben von Füchsen Rückst?nde von Antikoagulanzien gefunden (Geduhn et al. 2015).

Auch aquatische Organismen sind mit Antikoagulanzien belastet. So wurden kürzlich Rückst?nde von Rodentiziden in Deutschland erstmalig in Fischen nachgewiesen (Kotthoff et al. 2018). Im Rahmen einer vom UBA in Auftrag gegebenen Untersuchung durch das Fraunhofer Institut für Molekulare Biologie und Angewandte ?kologie wurden Leberproben von Brassen (Abramis brama) aus den gr??ten Flüssen in Deutschland – darunter Donau, Elbe und Rhein – sowie aus zwei Seen untersucht. In allen Fischen der bundesweit 16 untersuchten Flie?gew?sser-Standorte im Jahr 2015 wurde mindestens ein Antikoagulans der 2. Generation nachgewiesen. Lediglich in Proben von Fischen aus den beiden Seen wurde keine Belastung mit Antikoagulanzien festgestellt. In fast 90 % der 18 untersuchten Fischleberproben wurde Brodifacoum mit einem H?chstgehalt von 12,5 μg/kg Nassgewicht nachgewiesen. Difenacoum und Bromadiolon kamen in 44 bzw. 17 % der Proben vor (siehe Abb. ?Rodentizide in Fischen“). In einer von der Bundesanstalt für Gew?sserkunde (BfG) durchgeführten Studie konnte der Einsatz von giftigen K?dern zur Bek?mpfung von Wanderratten in der Kanalisation als eine Haupteintragsquelle von Rodentiziden in Gew?sser ausgemacht werden (Regnery et al. 2019).

Die weitr?umige Belastung von Wildtieren mit Antikoagulanzien ist vor allem auf die für die Umwelt sehr problematischen Eigenschaften dieser Wirkstoffe zurückzuführen. Die meisten dieser Substanzen sind sogenannte ⁠PBT⁠-Stoffe, das hei?t, sie werden in der Umwelt nur schlecht abgebaut (P = persistent), besitzen ein hohes Potential zur Anreicherung in anderen Lebewesen (B = bioakkumulierend) und sind zudem giftig (T = toxisch) (Umweltbundesamt 2019).

Ein Diagramm zeigt die Verteilung verschiedener Rodentizide in μg pro kg Brassenleber von 1992 bis 2015 in 2-Jahres-Schritten. Es werden die Rodentizide Bromadiolon, Difenacoum, Flocumafen, Brodifacoum und Difethialon gezeigt. In den Jahren 1992, 1999, 2003 und 2007 wurden keine Rodentizide nachgewiesen. In allen anderen Jahren wurde haupts?chlich Brodifacoum mit bis zu 12,54 μg pro kg nachgewiesen.
Rodentizide in Fischen
Quelle: Kotthoff et al. Diagramm als PDF
 

Prüfen der Umweltwirkung von Chemikalien

Das Umweltbundesamt (⁠UBA⁠) bewertet bei der gesetzlichen Stoffprüfung von Bioziden wie diese Stoffe auf die Umwelt wirken. Das UBA führt dabei in der Regel keine eigenen Untersuchungen durch. Es prüft die von Antragstellern eingereichten Daten zu Umweltwirkungen und bewertet dann die Risiken für die Umwelt. Die gesetzlichen Stoffregelungen geben vor, welche Informationen und Testergebnisse Unternehmen, die ein Biozid auf den Markt bringen wollen, für eine Umweltprüfung vorlegen müssen (siehe Tab. ?überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen: Biozide“).

Auf der Internetseite der Europ?ischen Kommission kann jeder die Bewertungsberichte für biozide Wirkstoffe einsehen, welche in die Unionsliste der genehmigten Wirkstoffe aufgenommen wurden.

Eine Tabelle zeigt, welche Tests und Informationen für die Umweltrisikobewertung von Bioziden vorgelegt werden müssen. Diese wurden im Leitfaden der ECHA ?Guidance on information requirements“ vom Juli 2013 vorgegeben.
Tab: überblick zu den Testanforderungen in den Stoffregelungen: Biozide
Quelle: Umweltbundesamt Tabelle als PDF zur vergr??erten Darstellung

Tipps zum Weiterlesen:

Mohr, S., Berghahn, R., Mailahn, W., Schmiediche, R., Feibicke, M., Schmidt, R. (2009): Toxic and accumulative potential of the antifouling biocide and TBT successor Irgarol on freshwater macrophytes – a pond mesocosm study. Environ. Sci. Technol. 43, 6838-6843.

Mohr, S., Schr?der, H., Feibicke, M., Berghahn, R., Arp, W., Nicklisch, A. (2008): Long-term effects of the antifouling booster biocide Irgarol 1051 on periphyton, plankton and ecosystem function in freshwater pond mesocosms. Aquatic Toxicology 90, 109-120.