Bekämpningsmedel skyddar jordbrukets avkastning genom att kontrollera skadliga insekter, svampar, och ogräs. Dock, de kommer också in i angränsande vattendrag och skadar vattensamhällena, som är avgörande för att upprätthålla biologisk mångfald, är en del av näringsväven och stödjer självrening av vatten. I ett rikstäckande övervakningsprogram, ett konsortium av forskare under ledning av Helmholtz Center for Environmental Research (UFZ) har visat att de statliga tröskelvärdena för bekämpningsmedel i allmänhet är för höga och att även dessa alltför höga nivåer fortfarande överskrids i över 80 % av vattendragen. Som de publicerade i den vetenskapliga tidskriften Vattenforskning förlusten av biologisk mångfald kan bara stoppas om miljöriskbedömningen av bekämpningsmedel revideras radikalt.

I två år, forskarna studerade bekämpningsmedelskontamination på mer än 100 övervakningsplatser på bäckar som rinner genom övervägande agrikulturella låglandsregioner i 12 federala delstater i Tyskland. De fann betydande överskridanden av RAC-värdet – koncentrationen av en aktiv ingrediens som anges i det officiella godkännandeförfarandet för en bekämpningsmedel, som inte bör överskridas i vattenförekomsten för att förhindra negativa effekter på vattenlevande organismer. I de flesta av de små vattendragen som undersöktes, RAC-värdena överskreds (81%). I 18 % av strömmarna, sådana överskridanden upptäcktes för mer än 10 bekämpningsmedel. "Vi har upptäckt en betydligt högre belastning av bekämpningsmedel i små vattendrag än vad vi ursprungligen förväntade oss, säger prof. Matthias Liess, ekotoxikolog vid UFZ och koordinator för det lilla vattenövervakningsprojektet. Till exempel, i tre vattendrag, insekticidet tiakloprid överskred RAC-värdet med mer än 100 gånger. I 27 strömmar insekticiderna clothianidin, metiokarb, och fipronil samt herbicider som terbutylazin, nikosulfuron, och lenacil överskred RAC-värdet 10- till 100-faldigt.

På grund av den omfattande datamängden, forskarna kunde avslöja att bekämpningsmedel påverkar vattenlevande ryggradslösa samhällen i mycket lägre koncentrationer än vad som tidigare antagits i riskbedömningen av bekämpningsmedel. Halterna beror på vilka arter som ska bevaras. Till exempel, känsliga insektsarter som trollsländor och trollsländor kräver mycket lägre (1 000 gånger) tröskelvärden än sniglar och maskar. "För känsliga insektsarter, koncentrationen av bekämpningsmedel i de små låglandsbäckarna är den mest relevanta faktorn som avgör deras överlevnad. I kontrast, andra miljöproblem som vattendragsutbyggnad, syrebrist, och överdrivet näringsinnehåll är mindre viktigt. För första gången möjliggör denna studie en rangordning av miljöproblem, säger Liess.

För det nuvarande godkännandet av bekämpningsmedel, arternas höga känslighet i ekosystemsammanhang är kraftigt underskattad. Tills nu, den ekologiska risken för bekämpningsmedel på fältet har förutspåtts baserat på laboratoriestudier, artificiella ekosystem, och simuleringsmodeller. Dock, enligt Liess, resultaten från laboratoriet speglar inte verkligheten. "Förutom bekämpningsmedel, många andra stressfaktorer verkar på organismer i ekosystemet. Dessa gör dem mycket känsligare för bekämpningsmedel. Naturliga stressfaktorer som predationstryck eller konkurrens mellan arter beaktas inte tillräckligt i riskbedömningen. Men dessa uppenbara problem förblir ofta obemärkta eftersom graden av kontaminering av bekämpningsmedel och effekten av detta inte har validerats på fältet – varken i Tyskland eller i andra länder, " han säger.

Under projektets gång, forskarna fann också att typen av provtagning har en drastisk inverkan på de uppmätta koncentrationerna av bekämpningsmedel. Utöver det skopprov som anges som standard av EU:s ramdirektiv för vatten, de tog också ett "evenemangsprov". Här, en automatiskt kontrollerad provtagare tar vattenprover från vattenkroppen efter en regnhändelse. "Händelseprovet ger mycket mer realistiska resultat eftersom bekämpningsmedlen kommer in i vattendragen som ett resultat av det ökade ytavrinnandet från fältet, speciellt under regn, säger Liess. Jämfört med skopproverna, de händelserelaterade proverna visar en 10 gånger högre bekämpningsmedelsbelastning. "För att realistiskt skildra vattenföroreningen, prover måste därför tas efter regnhändelser. Det är därför vi behöver en officiell regelbunden miljöövervakning för att kunna bedöma mängden och effekterna av bekämpningsmedel, " säger Matthias Liess. Han och hans kollegor kräver också att nya vetenskapliga rön snabbare införlivas i godkännandeprocessen för nya bekämpningsmedel. "Vi använder fortfarande bekämpningsmedel som godkändes för många år sedan baserat på en föråldrad riskbedömning. Detta måste därför ändras så snart som möjligt. Endast på detta sätt kan vi bevara den biologiska mångfalden i våra vatten och därmed de tjänster som dessa biotiska samhällen tillhandahåller för våra ekosystem."