Neue Studie: Die US-Landwirtschaft ist 48 mal giftiger für Insekten als vor 25 Jahren

Neonicotinoide sind für den Anstieg verantwortlich

Original-Titel: An assessment of acute insecticide toxicity loading (AITL) of chemical pesticides used on agricultural land in the United States

Autoren: Michael DiBartolomeis, Susan Kegley, Pierre Mineau, Rosemarie Radford, Kendra Klein
Datum: 6. August 2019
Übersetzung: Harald Rausch

Vollständiger Originaltext: PLOS | ONE

Die US-Agrarlandschaft ist heute 48-mal giftiger für Honigbienen – und sehr wahrscheinlich auch für andere Insekten – als noch vor 25 Jahren. Diese erschreckende Erkenntnis ist auf den weit verbreiteten Einsatz der sogenannten Neonicotinoid-Pestizide zurückzuführen. Das belegt eine neue Studie, die in der Zeitschrift «PLOS One» veröffentlicht wurde.

USA: Neonicotinoide machen 92 Prozent der erhöhten Toxizität aus

Der enorme Anstieg der Toxizität in der amerikanischen Agrarlandschaft ist gemäss der Studie, zu 92 Prozent auf Neonicotinoide zurückzuführen. Wie Kendra Klein, Co-Autorin der Studie und leitende wissenschaftliche Mitarbeiterin bei «Friends of the Earth» im Magazin «National Geographic» sagte, seien Neonicotinoide nicht nur unglaublich giftig für Honigbienen, sie könnten auch für mehr als 1000 Tage in der Umwelt giftig bleiben.

«Die gute Nachricht ist, dass wir keine Neonicotinoide brauchen», sagt sie. «Wir haben vier Jahrzehnte Forschung und Beweise dafür, dass unsere Nahrung mit agroökologischen Anbaumethoden angebaut werden kann, die keine Bestäuber dezimiert.»

Mit einem neuen Instrument, das die Toxizität für Honigbienen, die Dauer der Toxizität eines Pestizids und die in einem Jahr verbrauchte Menge misst, stellten Klein und Forscher aus drei anderen Institutionen fest, dass die neue Generation von Pestiziden die US-Landwirtschaft für Insekten viel giftiger gemacht hat. Dabei werden Honigbienen als Stellvertreter für alle Insekten verwendet. Ein Vorgehen, das auch die US-Bundesbehörde «Environmental Protection Agency» (EPA) anwende.

Die Studie von Klein und ihren Mitforschern ist gemäss «National Geographic» die erste Studie, die quantifiziert, wie giftig landwirtschaftliche Flächen in den USA für Insekten geworden sind. Sie stelle auch einen zeitlichen Zusammenhang zwischen der Behandlung von Saatgut mit Neonicotinoiden und der Beobachtungen von Imkern her, die einen Rückgang der Bienenvölker feststellten.

Neonicotinoide sind systemische Insektizide, was bedeutet, dass sie von Pflanzen aufgenommen werden und dass sich das Gift in ihrem gesamten Gewebe befindet. Das heisst auch, dass Neonicotinoide überall in der Pflanze enthalten sind: in Samen, in Ernteerträgen, in abgestorbenen Blättern. Die Rückstände des Giftes landen auch in der Erde und der Umwelt. Neonicotinoide lösen sich leicht im Wasser auf, was bedeutet, dass das Gift nicht einfach auf an der Stelle bleibt, an der es verwendet wurde. Es verschmutzt umliegende Böden, Bäche, Teiche und Feuchtgebiete.

“Eine Bewertung der akuten insektiziden Toxizitätsbelastung (AITL) chemischer Pestizide, die auf landwirtschaftlich genutzten Flächen in den USA verwendet werden”

“Wir stellen eine Methode zur Berechnung der akuten insektiziden Toxizitätsbelastung (Acute Insecticide Toxicity Loading, AITL) auf landwirtschaftlich genutzten Flächen der USA und deren Umgebung vor, sowie eine Bewertung der Veränderungen der AITL von 1992 bis 2014.

Die AITL-Methode berücksichtigt die Gesamtmasse der in den USA verwendeten Insektizide, die akute Toxizität für Insekten, die den Kontakt mit Honigbienen und die oraler LD50 als Referenzwerte für die Toxizität von Arthropoden verwenden, sowie die Umweltverträglichkeit der Pestizide. Diese Screening-Analyse zeigt, dass sich die Arten von synthetischen Insektiziden, die auf landwirtschaftlich genutzten Flächen eingesetzt werden, in den letzten zwei Jahrzehnten grundlegend verändert haben, von vorwiegend Organophosphor- und N-Methylcarbamat-Pestiziden zu einer Mischung, die von Neonicotinoiden und Pyrethroiden dominiert wird.

Die Neonicotinoide werden in den USA in der Regel mit niedrigen Ausbringungsraten pro Hektar auf landwirtschaftlich genutzten Flächen eingesetzt, sie sind jedoch für Insekten erheblich giftiger und bleiben in der Umwelt in der Regel länger erhalten. Wir stellten einen 48- und 4-fachen Anstieg der AITL von 1992 bis 2014 für orale und Kontakttoxizität fest. Für diesen Anstieg sind in erster Linie Neonicotinoide verantwortlich, die zwischen 61 und 99 Prozent der Gesamttoxizitätsbelastung im Jahr 2014 ausmachten. Die Pflanzen, die am häufigsten für den Anstieg des AITL verantwortlichen sind, sind Mais und Sojabohnen, wobei der relative Anteil der Sojabohnen zum AITL zwischen 2010 und 2014 besonders stark zunahm.

Orale Expositionen sind aufgrund der relativ höheren Toxizität (niedrige LD50-Werte) und der höheren Wahrscheinlichkeit einer Exposition durch Rückstände in Pollen, Nektar, Guttationswasser und anderen Umweltmedien potenziell problematischer. Unter Verwendung von AITL zur Beurteilung der oralen Toxizität nach Klassen von Pestiziden machten die Neonicotinoide von 1992 bis 2014 fast 92 Prozent der gesamten AITL aus. Chlorpyrifos, das fünfthäufigste Insektizid in dieser Zeit, trug nur 1,4 Prozent zum gesamten AITL bei, basierend auf oralen LD50. Obwohl wir einige vereinfachende Annahmen verwenden, zeigt unsere Screening-Analyse einen Anstieg der Pestizid-Toxizitätsbelastung in den letzten 26 Jahren, die die Gesundheit von Honigbienen und anderen Bestäubern potenziell gefährdet und zu einem Rückgang der Populationen nützlicher Insekten sowie insektenfressender Vögeln und anderen Insektenfresser beitragen kann.

Schlussfolgerungen

Basierend auf unserer Analyse der akuten insektiziden Toxizitätsbelastung (AITL) von Pestiziden, die von 1992 bis 2014 auf landwirtschaftlichen Flächen in den USA und umliegenden Gebieten eingesetzt wurden, wobei Honigbienen als Indikatorart für die Beurteilung der Toxizität für eine Vielzahl von terrestrischer Insekten verwendet wurden, kommen wir zu dem Schluss:

  1. Die Toxizitätsbelastung von Insektiziden auf landwirtschaftlich genutzten Flächen und umliegenden Gebieten hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten um das etwa 50-fache erhöht, was sowohl direkte als auch indirekte Auswirkungen auf die damit verbundenen Ökosysteme hat. Obwohl die gegenwärtig verwendeten Pestizide mit geringeren Ausbringungsraten pro Hektar eingesetzt werden, sie sind für Insekten giftiger und bleiben bis zu mehreren Wochen oder länger in der Umwelt bestehen. Dadurch entsteht eine anhaltende Toxizitätsbelastung in Pflanzen, Böden und Oberflächengewässern, die beträchtlich höher ist als das, was Insekten vor 20 oder mehr Jahren erfahren haben.

  2. Die Neonicotinoid-Insektizide, insbesondere Imidacloprid, Clothianidin und Thiamethoxam, sind in erster Linie für diese erhöhte Toxizitätsbelastung verantwortlich und machten 2014 61 Prozent (über die Kontakttoxizität) bis 99 Prozent (über orale Toxizität) der gesamten Toxizitätsbelastung aller Insektizide aus. Orale Expositionen scheinen aufgrund der relativ höheren Toxizität (d.h. niedrigen LD50-Werte) und der höheren Wahrscheinlichkeit einer Exposition durch Rückstände in Pollen, Nektar, Guttationswasser und anderen Umweltmedien von größerer Bedeutung zu sein. Da der AITL jedoch keine quantifizierten Expositionen berücksichtigt, ist ein statistischer Vergleich der Toxizitätsbelastung über verschiedene Expositionswege nicht möglich.

  3. Die für den Anstieg von AITL am stärksten verantwortlichen Pflanzen sind Mais und Sojabohnen, wobei der relative Anteil der Sojabohnen am AITL zwischen 2010 und 2014 besonders stark angestiegen ist.

  4. Die gesamte orale AITL aller Insektizide, die über einen Zeitraum von 23 Jahren angewendeten wurden, ist um eine Größenordnung höher als die gesamte Kontakt-AITL.

  5. Diese Zunahme der Toxizitätsbelastung steht im Einklang mit der in den letzten Jahren beobachteten Abnahme der nützlichen Insekten und insektenfressenden Vogelpopulationen. Eine genauere Risikoanalyse, einschließlich quantifizierter Expositionen und der Berücksichtigung von Anwendungsmethoden, wäre jedoch erforderlich, um einen klaren Zusammenhang nachzuweisen.

  6. Die Einführung und zunehmende Verwendung der Neonicotinoide in den späten neunziger Jahren scheint im Nachhinein ein Beispiel für eine bedauerliche Substitution zu sein, die hätte vermieden werden können, wenn vor der Zulassung der Registrierung dieser Pestizidprodukte geeignete prädiktive Analysewerkzeuge zur Verfügung gestanden und angewendet worden wären.

  7. Die FIFRA schreibt vor, dass ein Antragsteller für die Registrierung (Zulassung) eines neuen Pestizidprodukts nachweisen muss, dass die Verwendung eines Pestizids wie angegeben „im Allgemeinen keine unangemessenen nachteiligen Auswirkungen auf die Umwelt hat“ [75]. Basierend auf unserer Screening-Level-Analyse der Toxizitätsbelastung von Insektiziden auf landwirtschaftlichen Nutzflächen und umliegenden Gebieten in den USA sind nach unserer wissenschaftliche Einschätzung die bestehenden Vorschriften für die Registrierung neuer Pestizidwirkstoffe in den USA noch nicht ausreichend, um die Einführung neuer Chemikalien, die für nützliche Insektenarten wie Bestäuber und andere Arten schädlich sind, wirksam zu verhindern.

  8. Die Verwendung von Methoden wie der AITL-Screening-Analyse, die frühzeitig bei der Registrierung neuer Wirkstoffe oder bei der Genehmigung neuer landwirtschaftlicher Verwendungen eingesetzt werden, würden nützliche Messgrößen liefern, um katastrophale Umweltschäden durch den Einsatz chemischer Pestizide auf landwirtschaftlichen Flächen vorherzusagen. Die Ausweitung der Prüfanforderungen auf die Prüfung der subletalen Toxizität bei Honigbienen (oder anderen Ersatzarthropoden) würde eine genauere Abschätzung des tatsächlichen Risikos der Einführung neuer Pestizidchemikalien ermöglichen. Darüber hinaus würde die Einführung eines umfassenden Überwachungs- und Verwendungsmeldesystems für Pestizide, die das Potential haben, die Ökosysteme auf landwirtschaftlichen Flächen und in der Umgebung zu stören, einschließlich der Verwendung von Pestiziden als Saatgutbeschichtung, die Fähigkeit der Aufsichtsbehörden verbessern, potenzielle nachteilige Auswirkungen zu bewerten und zu verhindern, bevor Ökosystemen beschädigt werden.”

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