Zu erwartende Einträge von Pestiziden aus der Landwirtschaft in Gewässer werden in der EU bisher mit dem FOCUS-Modell vorhergesagt. Ein einfacheres Modell bietet nun aber sicherere Ergebnisse. Das zeigt eine aktuelle Studie des Instituts für Umweltwissenschaften der Universität Koblenz-Landau und der ETH Zürich.

Ein Pflanzenschutzmittel darf in Europa nur zugelassen werden, wenn die vorhergesagten Konzentrationen unterhalb der ökologisch bedenklichen Wirkschwelle liegen. Um die zu erwartenden Einträge von Pestiziden aus der Landwirtschaft in Gewässer zu berechnen, verwendet die EU seit Ende der 1990er Jahre die sogenannten FOCUS-Modelle. Diese sind für den Zulassungsprozess gesetzlich vorgeschrieben, aber nach Erkenntnissen der Landauer Umweltforscher nicht geeignet. Professor Dr. Ralf Schulz, einer der Autoren der Studie, erklärt hierzu: „Noch wichtiger aber ist, dass unsere Studie zeigt, dass ein sehr viel einfacher anzuwendendes Modell deutlich sicherere Ergebnisse liefert und außerdem eine bessere Voraussagequalität zu besitzen scheint, wenn es an die jeweiligen Feldsituationen angepasst wird.“

In ihrer Untersuchung haben die Wissenschaftler 466 Konzentrationen von Insektiziden in Oberflächengewässern, die in Europa gemessen wurden, mit im Modell berechneten Konzentrationen verglichen und den Anteil der Konzentrationen bestimmt, die vom jeweiligen Modell unterschätzt wurden. Dabei verwendeten sie neben dem FOCUS-Modellierungsansatz ein einfacheres Box-Modell, „das letztlich aber die besseren Ergebnisse lieferte“, wie Ralf Schulz feststellt.

Der Unterschied zwischen den beiden Modellen liegt in der Natur der beiden Modellierungsansätze. Bei FOCUS handelt es sich um verschiedene mechanistische Modelle, die auf verschiedenen Prozessen basieren und versuchen, diese bis ins Detail abzubilden. Dabei wird versucht, den Verbleib eines Pestizids nach der Anwendung genau nachzubilden. Das in der aktuellen Studie verwendete Box-Modell hingegen beschreibt ganz generell die Verteilung zwischen den verschiedenen Umweltkompartimenten. Es berechnet anhand einiger weniger Stoffeigenschaften die Tendenzen einer Chemikalie, in diesem Fall also eines Pestizids, von einem Kompartiment in ein anderes überzugehen, also zum Beispiel vom Boden in die Atmosphäre.

Die neue Studie vergleicht dieses einfache und mit wenigen Eingangswerten anwendbare Box-Modell und das relativ komplizierte, intransparente, jedoch in der Zulassungspraxis der EU nach wie vor grundsätzlich eingesetzte FOCUS-Modell hinsichtlich zweier wesentlicher Modelleigenschaften: zum einen der Protektivität, die das Modell in einer Risikobewertung für die Umwelt darstellt, zum anderen der Qualität der Vorhersage, das heißt, wie gut vorhergesagte und tatsächliche Gewässerbelastung mit Pestiziden vergleichbar sind.

„Dass FOCUS immer noch verwendet wird, hat wahrscheinlich damit zu tun, dass die relevanten Akteure entweder immer noch keinen Handlungsbedarf oder keine geeignete Alternative sehen. Aber eine Unterschätzung der tatsächlichen Umweltkonzentration kann zu einer Fehleinschätzung des Umweltrisikos führen“, fürchtet Schulz, der mit der Studie auch Denkanstöße und konkrete Handlungsoptionen für eine Revision der bisherigen Risikobewertung von Pestiziden in der EU geben möchte.

Die Studie „Aquatic exposure predictions of insecticide field concentrations using a multimedia mass-balance model“ wurde in der Fachzeitschrift „Environmental Science & Technology“ veröffentlicht.