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Biozide
Seminar Bodenschutz am 7.7.95
1. Verwendung, Namen
Biozide (Pflanzenschutzmittel, Pestizide) werden nach den Zielobjekten der Behandlung unterschieden:
- Akarizide: gegen Spinnmilben
- Fungizide: gegen Pilze
- Herbizide: gegen Unkräuter
- Insektizide: gegen Insekten
- Molluskizide: gegen Schnecken
- Nematzide: gegen Fadenwürmer (Nematoden)
- Ovizide: Vernichtung von Insekteneiern
- Repellens: Schädlingsvertreibung
- Rodentizide: Mittel gegen Nagetiere
- Sterilisanten: Schädlingssterilisation
Aber auch bei sachgemäßer Anwendung können von einem Mittel meherere Zielobjekte getroffen werden.
2. Bedeutung und Ausmaß der Anwendung
Im Jahre 1989 waren in der BRD 265 Wirkstoffe zugelassen. Von den Produzierten 123 928 t wurden 109 095 t exportiert. Zusammen mit dem Import von 25 854 t wurden 34 625 t im Inland abgesetzt.
35 % Der möglichen Nahrungsmittel gehen vor der Ernte oder während der Lagerung durch Krankheiten und Schädlingsbefall verloren.(Industriestaten 25%, Dritte Welt fast 50%).
Absatz von Pflanzenschutzmittelwirkstoff in der BRD Anwendung 1987 in Prozent
3. Eigenschaften und Wirkungen
Tabellarische Übersicht der Eigenschaften: [1] S.329 bis 336
z.B. Atrazin: in Wasserschutzgebieten seit 1988 verboten, Löslichkeit ca. 10 mg/l, geringe Flüchtigkeit, schwache Bindung an Humus und Ton, Aerober- und Anaerober- Abbau ca. 1/2 Jahr, hohe Mobilität.
Die Wirkungen sind sehr vielfälitg, und reichen vom selektivem Eingriff in Wachstumsvorgänge bis zum Totalherbizid.
4. Verhalten im Boden
Biozide werden im Boden vor alle durch Huminstoffe gebunden, da diese eine große Oberfläche und verschiedene Bindungsmöglichkeiten besitzen.
- Adsorbtion: Schwache Bindung die meist gut mit der der Adsorptionsisotherme nach Freundlich beschrieben werden kann.
- Austauschbindung an Huminstoffe oder Tonminerale: Ionische Bindung.
- Wasserstoffbrückenbindung: Mit fast allen Bioziden möglich.
- Van der Vaals Bindungen und Dipolbindungen (wenig untersucht).
- Kovalente Bindungen: Sehr feste Bindung
5. Umwandlungen im Boden
- Photochemisch: An der Bodenoberfläche können Biozide mittels
- UV-Bestrahlung Isomerisiert, Dechloriert oder Oxidiert werden.
- Chemische Umwandlung: Auch in tiefen Bodenschichten können
- Biozide durch Oxidation, Isomerisierung oder Hydrolyse umgewandelt werden. Die
- Hydrolyse verläuft am schnellsten im alkalischen Milieu, und kann von Tonmineralien kathalysiert werden (besonders Al3+).
- Biotische Umwandlung: Bakterien und Pilze können die Biozide letztlich als C-Quelle verwenden. Unter Laborbedingungen wurden viele Metabolite mit der C-14 Methode identifiziert. Beim metabolischen Abbau dient das Biozid als Nahrung auf die sich die Mikroorganismen erst in der etwa 10 Tage dauernden Adaptionsphanse einstellen müssen; beim cometabolischen Abbau wird das Biozid vom Enzymsystem 'nebenbei' abgebaut, setzt daher sofort ein, ist aber insgesamt schwächer.
6. Verflüchtigung in die Atmosphäre
7. Mobilität durch Erosion und Auswaschung
Die Mobilität ist nicht allein von der Wasserlöslichkeit abhängig, da leichtlösliche Stoffe oft schneller abgebaut werden können. Die Mobilität läßt aus Perkolationsversuchen mit Bodensäulen bestimmen. Die Mobilität im Boden hängt wesentlich vom Humusgehalt, Tongehalt, pH-Wert, Temperatur, Wasserversickerung ab.
Erosion+Oberflächenwasser+Grundwasser..in tieferen Bodenschischten kein Abbau..Wettlauf zwischen Abbau und transport
8. Anreicherung
Schwer abbaubare Stoffe mit zugleich hoher Sorbierbarkeit können bei langfristiger Anwendung angereichert werden. Dies gilt vor allem für einige insektizide Chlorkohlenwasserstoffe (DDT, Dieldrin..).
9. Wirkung auf Bodenorganismen
Alle Mittel führen, beabsichtigt oder unbeabsichtigt, zu einer Verdrängung von Arten, die eigentlich positive Wirkungen haben. Nachhaltig negative Wirkungen stören wesentliche Funktionen wie Zersetzung und Humifizierung, Nährstoffbildung und -mobilisierung, Aggregierung, Lockerung und Bioturbation über einen längeren Zeitraum. Die Auswirkungen sind sehr Komplex und daher nur teilweise bekannt. 38% der Artenrückgangs in der Bundesrepublik wird der Landwirtschaft zugeschrieben.
10. Ideales Biozid
11. Literatur
- [1] Blume H P, Handbuch des Bodenschutzes, 1992
- [2] Korte, Lehrbuch der Ökologischen Chemie, 1992
- [3] A. Heintz, Chemie und Umwelt, 1993
- [4] Scheffer/ Schachtschabel, Lehrbuch der Bodenkunde, 1982
Glossar
- Totalherbizide: Diese ersten Herbizide sind wenig selektiv.
- Ätzherbizide: (z.B. Nitrophenole, halogen. Benzonitrile, chlorierte Acetamide) Sie werden im Getreidebau verwendet und zerstören die Zellen der Blattoberfläche, ohne in das Gewebe einzudringen.
- Wuchsstoffherbizide: Sie werden von der Pflanze aufgenommen und bewirken dort Wuchsanomalien (z.B. Streckungswuchs durch Phenoxyfettsäuren unterbindet Waeer- und Nährstoffaufnahme
- Atmungshemmer: (z.B.Benzonitrile, Nitrophenole) Herbizid, das über das Blatt aufgenommen wird und die Assimilation stört.
- Mitosehemmer: (z.B. Carbamate, Thiocarbamate, Chloracetanilide, Nitroanilide) Herbizid, das durch Eingriffe in die Zellteilung Veränderungen an den Chromosomen bewirkt.
- Natürlich vorkommende Insektizide z.B. Pyrethrene
- Chlorierte Kohlenwasserstoffe: Insktizide, die besonders wirksam gegen beißende Insekten sind. Die hohe Persistenz und ihe lipophiles Verhalten kann zu einer hohen Anreicherung in Raubtieren führen.
- Phosphorsäureester: Insektizid, das die Acetylcholinesterase blockiert. Sie besitzen ein großes Anwenderspektrum, sind aber zum Teil auch sehr selektiv.
- Carbamate: Insektizid, das ähnlich den Phosphorsäureester wirkt und wegen des erhöhten Dampfdrucks auch als Atemgift eingesetzt wird.
- Protektive Fungizide: (z.B. Kupfer-, Schwefelverbindungen) schützen die Pflanze vor Pilzbefall.
- Kurative Fungizide: (z.B. Thiohanstoff-, Morpholinderivate) können Bilzbefall auch beseitigen.
- Wachstumsregulatoren: (z.B. Ethylengeneratoren, Gibberillinsyntheseinhibitoren) steuern die Entwicklung der Kulturpflanzen