3 Metode og værktøj – Miljøprojekt Nr. 1245 2008 - Udvikling i pesticiders belastning af miljøet i perioden 1986 til 2006

Den tidsmæssige udvikling i pesticidbelastningen af miljø og natur er i nærværende projekt vurderet ud fra belastningstal for hhv. vandlevende organismer (fisk, dafnier og alger) og landlevende organismer (bier, regnorme, fugle og pattedyr). Disse er suppleret med en vurdering ud fra anvendelsen af pesticider med potentielt hormonforstyrrende og kræftfremkaldende egenskaber, samt ud fra forbruget af pesticider med stor risiko for udvaskning til grundvandet.

I projektet er data og makroer (VBA applikationer) for beregning af anvendelse og belastningstal for 1992-2006 etableret i Excel regneark.

I beregningen forudsættes det, at sprøjtningen foregår jævnt fordelt over hele landet som én stor blanding uden nogen forskelle i, hvor de enkelte pesticider sprøjtes, samt at blandingers giftighed kan beregnes ved simpel addition af værdier for de enkelte stoffer. Belastningstallet er ikke et mål for faktiske effekter eller tilstanden i miljøet, men angiver meget generelle tendenser i udviklingen med hensyn til belastning af miljø og natur ud fra giftighed og mængder af pesticider, som anvendes det pågældende år. Primært er kun direkte effekter inddraget i belastningstallet, mens indirekte effekter som f.eks. mangel på føde ikke er med.

3.1 Datagrundlaget

Beregningerne af belastningstal er baseret på salgstal, da der ikke er mulighed for at basere dem på forbrugstal, idet sådanne (f.eks. sprøjtejournaler) ikke er tilgængelige på elektronisk form.

Oplysninger om landbrugsarealets størrelse samt salgstal for og anvendelse af pesticider i Danmark er baseret på oplysninger fra Miljøstyrelsens bekæmpelsesmiddelstatistikker (www.mst.dk).

Oplysninger om pesticiders miljømæssige egenskaber herunder giftighed for vand- og landlevende organismer er indhentet i Footprint-databasen (http://www.eu-footprint.org), ECOTOX-databasen (http://cfpub.epa.gov/ecotox/), samt fra oplysninger i Bilag 1a fra danske godkendelser af stofferne (Miljøstyrelsen). Data i Footprint-databasen er alle vurderet af eksperter og kvalitetssikret i forbindelse med vurdering af aktivstofferne i EU.

Oplysninger om stoffernes mulige kræftfremkaldende egenskaber jvf. Footprint-databasen (http://www.eu-footprint.org).

Oplysninger om stoffernes potentiale for udvaskning til grundvandet jvf. GUS-klasser angivet i Footprint-databasen (http://www.eu-footprint.org). Opdelingen i GUS-klasser er baseret på pesticidets egenskaber i forhold til nedbrydelighed og adsorption til jord (jvf. Gustafson 1993) (GUS = DT₅₀ × (4-log K_OC)).

Oplysninger om beskyttelseszoner på 0, 2, 10 og 20 meter for de enkelte pesticider de enkelte år er modtaget fra Miljøstyrelsen.

Kvalitetskontrol på data er udført ved at krydstjekke data fra forskellige databaser, herunder en kontrol af, om enheder er korrekte.

3.2 Belastningstal

Belastningstallet for et givent pesticid kombinerer det årlige forbrug (baseret på salgstal) af pesticidet med giftigheden (toksicitet) af pesticidet, og værdien er sat i forhold til det samlede areal i omdrift af stoffet et givent år. Det kan med andre ord beskrives som antallet af toksicitetsdoser, der spredes pr. ha pr. år. Det årlige forbrug er relateret til det virksomme stof i midlet, og toksiciteten er det mindste af de givne giftighedsmål for pesticidet (altså det mest giftige). Det samlede belastningstal for pesticider beregnes ved at summere forholdet mellem forbrug og toksicitet for de enkelte pesticider og dividere summen med arealet i omdrift det givne år.

Belastningstallet er ikke et mål for faktiske effekter eller tilstanden i miljøet, men afspejler meget generelle tendenser i udviklingen med hensyn til belastning af miljø og natur ud fra giftighed og mængder af pesticider, som anvendes det pågældende år. Belastningstal for forskellige organismegrupper er ikke direkte sammenligelige, og fortolkning skal derfor alene baseres på udviklingen i belastningstallet inden for hver organismegruppe.

Den anvendte metode følger principperne angivet i Gyldenkærne (1997) og videreberegnet i Clausen (1998) og Møhlenberg et al. (2001). Beregningerne bygger på følgende ligning:

BI_i,k,j er belastningstallet, i er indeks for typen af toksikologisk endpoint (i=1 for alger, i=2 for dafnier etc.)

z er indeks for aktivstoffet (z=1 for 2,4-D, z=2 for Aclonifen, etc.) hvor Z er det samlede antal stoffer, der er brugt i dansk landbrug i perioden 1992 til og med 2006 (132 stoffer)

k er indeks for kategorien (k=1 for Alle stoffer, k=2 for Valgfri stofgruppe, k=3 for Herbicider etc.)

Oz,k,j er en ”medlemskabsoperator”, der enten har værdien Oz,k,j=1 når aktivstof z er med i kategori k i år j og ellers er værdien Oz,k,j=0

Sj,z er salgstallet til brug i landbruget for år j og aktivstof z ifølge bekæmpelsesmiddel statistikken

Aj er det konventionelle landbrugsareal opgivet ifølge bekæmpelsesmiddelstatistikken.

De parametre, der karakteriserer giftigheden over for bestemte organismer, anvender toksikologiske mål (LC₅₀/EC₅₀ eller LD₅₀) som værdi for toksiciteten jvf. Toks_i,z i ligningen ovenover.

For de øvrige påvirkningsparametre, der ikke kan karakteriseres numerisk, f.eks. ved toksikologiske værdier, anvendes i stedet en klassificering som f.eks. ”kræftfremkaldende” eller ”ikke kræftfremkaldende”, her anvendes Toksi.z=1 for positiv (f.eks. ”kræftfremkaldende”) og Toksi,z=0 for negativ (f.eks. ”ikke kræftfremkaldende”). For denne sidste type parameter bliver enheden af BT altså kg/ha, hvor ha er det samlede areal i omdrift, der er angivet i Bekæmpelsesmiddelstatistikken.

Kategori- og påvirkningsparametre kan kombineres, hvor nogle kombinationer selvfølgelig er mere meningsfulde end andre. For at udjævne årlige udsving i den solgte mængde, der f.eks. kan skyldes hamstring, beregnes værdierne både som årlige værdier og som løbende treårs middel.

3.3 Forudsætninger

Sprøjtningen forudsættes at foregå jævnt fordelt over hele landet som en stor blanding uden nogen forskelle i, hvor de enkelte pesticider sprøjtes.

Eksponeringen er ikke inddraget i forhold til transport til vandmiljø og terrestriske biotoper. I Belastningstallet (BT) (tidligere benævnt Behandlingsindeks BI) tæller derfor alle pesticider ens, selvom der vil være forskelle i eksponering pga. forskellige kemiske egenskaber og forskelle i udbringning (sprøjter, afstande osv.)

Der inddrages ikke eventuelle korrelationer mellem pesticider, da alt forudsættes udbragt som én stor blanding med et forhold svarende til den solgte mængde. Hvis nogle pesticider bringes ud samtidig i f.eks. samme produkt, så vil der være en korrelation mellem dem.

Den reelle naturpåvirkning lokalt ude i landskabet forudsættes alene styret af det samlede landsforbrug af pesticider.

Det forudsættes, at blandingers giftighed kan beregnes ved simpel addition af værdier for de enkelte stoffer, så den samlede belastning bliver summen af alle belastninger.

Der inddrages ikke usikkerhed på data, især giftighedstest kan være meget usikre. Der anvendes dog til en vis grad ekspertviden for at håndtere dette problem.

Der tages kun hensyn til direkte effekter. Det vil sige, at indirekte effekter, som f.eks. mangel på føde, ikke er med.

Grundvandsbelastningen vurderes alene ud fra GUS-klasser og tager ikke højde for forskelle i jordtyper og klima.

De toksikologiske endpoints, der indgår i belastningstallet (BT) forudsættes at dække alle faktorer i den naturpåvirkning som pesticiderne afstedkommer.

3.4 Resultater - eksempler

Figur 3.1 Belastningstal baserede på årlige salgstal og alle pesticider for alger

Den øverste og tykkeste kurve viser det samlede resultat for ligningen, der er beskrevet ovenover. Desuden er der vist kurver, der beskriver de 5 mest betydende stoffers bidrag til den samlede sum. Det mest betydende stof står alene som nederste kurve og over denne kurve vises en kurve over det mest betydende og det næstmest betydende stof, etc. for de 5 mest betydende stoffer. Således ses det i ovenstående figur, at propiconazol er det mest betydende enkeltstof, og at pendimethalin er det næstmest betydende stof. Afstanden mellem den øverste tykke kurve og den næstøverste kurve er således den del af belastningstallet, der er beskrevet ved alle andre stoffer, end de, der er listet til højre i figuren. Hvor betydende et stof er, beregnes som dets bidrag til hele tidsserien. Således er propiconazol ikke det mest betydende stof i år 2002, men dets samlede bidrag (summen for alle år) er størst.

Den løbende treårs middelværdi for Alle stoffer og Alger er vist i nedenstående figur. Her ses tydeligt, hvordan år-til-år fluktuationer er jævnet ud til en mere klar trend. Bemærk at de løbende 3-års middelværdier medfører, at der ikke er datapunkt ud for hhv. 1992 og 2006, da beregning af 3-års middel for disse år vil inkludere hhv. 1991 og 2007, der ligger uden for den valgte beregningsperiode.

3.5 Præsentation af resultater

Beregningerne er kodet i Excel filen ” LavBeregning.xls”, der kan udføre beregninger med brug af data fra filen ” ToksUdtræk til BI.xls”, der således også skal være åbnet, før beregninger udføres. Beregningerne udføres ved at gå ind på arket ”Definer beregning”. Her vælges kategori og endpoint ved at klikke på de aktuelle knapper, en rødfarvning af teksten på en knap betyder, at den aktuelle kategori/endpoint er valgt og klar til at blive beregnet. Når der er valgt, klikkes på ”Beregn”.

I det sidste ark vil ”-” betyde, at stoffer er fravalgt det år og altså ikke er med i den valgte kategori, mens ”ND” (No Data) betyder, at stoffet er med i den valgte kategori, men at der ikke er angivet toksikologiske data for dette stof. Bemærk at for de toksikologiske endpoints, der består af lister, som f.eks. kræft, vil der stå ”ND” for alle de stoffer, der er med i den valgte kategori (f.eks. herbicider eller insekticider), men ikke anført som værende med på listen; altså som f.eks. kræftfremkaldende. De bliver derfor ikke medtaget ved beregningen af det pågældende belastningstallet.