Auflistung nach Autor:in "Klein, Michael"

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    Comparison of different methodologies for selecting PELMO input parameters for groundwater modelling of plant protection products including current EU guidance (SANC0/12117/2014 - final, 2014)
    (Umweltbundesamt, 2019) Klein, Michael; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; König, Wolfram; Holdt, Gabriele; Osterwald, Anne
    Im Rahmen des Zulassungsverfahrens von Pflanzenschutzmitteln in Deutschland wird das Versickerungsrisiko von Wirkstoffen und deren Abbauprodukten in das Grundwasser in der ersten Stufe auf Basis von Computerberechnungen mit dem Simulationsmodell FOCUS-PELMO unter Verwendung des FOCUS-Szenarios Hamburg ermittelt. Freilandlysimeterstudien, die nach der BBA-Richtlinie IV 4-3 durchgeführt wurden, werden i.d.R. als höherstufige Studien akzeptiert. Die in diesen Studien gemessenen Sickerwasserkonzentrationen von Wirkstoffen und deren Abbauprodukten können die Ergebnisse der Modellierungen überschreiben. Ziel dieses Vorhabens war es, zu untersuchen, ob die Modellierungen hinreichend konservativ sind und die berechneten Grundwasserkonzentrationen höher sind als die unter Freilandbedingungen im Sickerwasser von Lysimetern gemessenen Konzentrationen. Zu diesem Zweck wurden drei verschiedene Ansätze zur Auswahl der Eingabeparameter für die Modellierungen geprüft. Es handelte sich um zwei EU-Ansätze (bisheriger Ansatz auf Basis des arithmetischen Mittels und der neuer Ansatz basierend auf dem geometrischen Mittel für den Modellierungsendpunkt Kfoc) und den nationalen Ansatz (Holdt et al. 2011). Der Vergleich der Modellierungen untereinander zeigte, dass das deutsche Auswahlverfahren zu etwas konservativeren Ergebnissen führte als der EU-Ansatz basierend auf dem geometrischen Mittelwert für den Kfoc (DE: 82%, EU: 79% der Simulationen oberhalb der entsprechenden Konzentrationen im Sickerwasser der Lysimeter). Dieses Ergebnis war unabhängig von der Art der Substanz (Wirkstoff oder Abbauprodukt). Die Verwendung des arithmetischen Mittels (bisheriger EU-Ansatz) führte zu noch weniger Situationen, bei denen die Ergebnisse der PELMO-Simulationen oberhalb entsprechender Lysimeterergebnisse blieben (74%). Außerdem waren die Ergebnisse davon abhängig, ob Wirkstoffe (79%) oder Abbauprodukte (72%) untersucht wurden. Für eine Analyse möglicher regulatorischer Auswirkungen wurden die drei Ansätze zur Auswahl der Eingabeparameter für die Modellierungen im Hinblick auf falsch-negative Ergebnisse (gemessene Konzentration) 0,1 ug/L bzw. 10 ug/L und modellierte Konzentration 0,1ug/L bzw. 10 ug/L) und falsch-positive Ergebnisse (modellierte Konzentration 0,1 ug/L bzw. 10 ug/L und gemessene Konzentration 0,1ug/L bzw. 10 ug/L) untersucht. Die Analyse der falsch-negativen Ergebnisse zeigte keine signifikanten Unterschiede. Unabhängig vom Verfahren fielen 3% der Wirkstoffe und 6% bis 7% der Abbauprodukte in diese Kategorie. Ein Vergleich der falsch-positiven Ergebnisse, die regulatorisch die Forderung weiterer Studien nach sich ziehen können, zeigte Unterschiede zwischen Wirkstoffen und Metaboliten. Bei Auswahl der Einga-beparameter für die Modellierungen nach den beiden EU-Ansätzen wurden für Wirkstoffe zwei- bis dreimal weniger falsch-positive Ergebnisse ermittelt als bei Auswahl der Eingabeparameter entsprechend dem nationalen Ansatz. Für Abbauprodukte traten keine Unterschiede zwischen dem nationalen und dem neuen EU-Ansatz (geometrischer Mittelwert für den Kfoc) auf. Für beide Ansätze wurden vergleichbare Prozentwerte für falsch-positive Ergebnisse für diese Substanzgruppe ermittelt. Simulations-ergebnisse basierend auf dem bisherigen EU-Verfahren (arithmetischer Mittelwert für den Kfoc) führten dagegen für Abbauprodukte zu einer geringeren Anzahl von falsch-positiven Ergebnissen. Quelle: Forschungsbericht
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    Consideration of disinfection by-products in the environmental risk assessment of biocidal products-inventory & development of recommendations for the assessment
    (Umweltbundesamt, 2023) Hüben, Michael; Klein, Michael; Herrchen, Monika; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Kehrer-Berger, Anja; Wieck, Stefanie
    Im ersten Teil des Projektes wurde eine Zusammenstellung von Daten zu Desinfektionsnebenprodukten (DBPs) sowie den in der EU zugelassenen und im Zulassungsverfahren befindlichen bioziden Wirkstoffen aus den Produkttypen (PTs) 1-5, 11 und 12 erstellt. Die Daten zu den DBPs resultierten aus einer Literaturrecherche, bei der 272 DBPs identifiziert wurden. In der tabellarischen Zusammenfassung wurden neben den Substanzdaten die jeweils eingesetzten Wirkstoffe und die behandelte Matrix festgehalten. Hierbei wurde ein starker Fokus der wissenschaftlichen Literatur auf die Untersuchung stark reaktiver, vor allem chlorierender Wirkstoffe in wässriger Lösung festgestellt. Die Liste der bioziden Wirkstoffe wurde der ECHA Datenbank entnommen (Stand Juli 2019). Es wurde eine Kategorisierung der bioziden Wirkstoffe erarbeitet und anhand dieser Kategorisierung das DBP-Bildungspotential jedes Wirkstoffes bewertet. In einem Modellierungsansatz wurde die Verteilung ausgewählter DBPs und biozider Wirkstoffe in den Kompartimenten Wasser und Luft bei Anwendungen in Lösung sowie auf Oberflächen und die Verteilung in Wasser und Klärschlamm in einer Kläranlage abgeschätzt. Hierbei zeigten sich in den meisten Fällen signifikante Unterschiede zwischen den Verteilungen der DBPs und der Wirkstoffe. In Laborsimulationen von Desinfektionsanwendungen in Lösung und auf Oberflächen mit verschiedenen Wirkstoffen wurde die Bildung von ca. 60 DBPs untersucht. Zusätzlich wurden Proben aus reellen Desinfektionsanwendungen analysiert. Anhand der Projektergebnisse wurde im letzten Projektabschnitt die aktuelle Vorgehensweise zu Risikobewertung der DBPs analysiert und es wurden Vorschläge zur Modifikation diskutiert, die eine Vereinfachung und Harmonisierung der Risikobewertung der DBPs innerhalb der EU zum Ziel haben. Quelle: Forschungsbericht
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    How protective is FOCUS Groundwater Modelling? A Comparison of Simulated and Measured Leachate Concentrations
    (2013) König, Wolfram; Holdt, Gabriele; Klaas, Philipp; Klein, Michael; Osterwald, Anne; Pickl, Christiana
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    Lysimeter studies and inverse modelling as higher tier options for groundwater risk assessment?
    (2014) Osterwald, Anne; König, Wolfram; Holdt, Gabriele; Klaas, Philipp; Pickl, Christina; Klein, Michael
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    Risk mitigation measures for pesticide runoff: How effective are they?
    (2023) Klein, Michael; Flade, Jens; Klein, Judith; Großmann, Dietlinde; Türkowsky, Dominique
    BACKGROUND One of the most important sources of pesticide pollution of surface waters is runoff and erosion from agricultural fields after rainfall. This study analyses the efficacy of different risk mitigation measures to reduce pesticide runoff and erosion inputs into surface waters from arable land excluding rice fields. RESULTS Three groups of risk mitigation measures were quantitatively analyzed: vegetative filter strips, micro-dams in row crops and soil conservation measures. Their effectiveness was evaluated based on a meta-analysis of available experimental data using statistical methods such as classification and regression trees, and exploratory data analysis. Results confirmed the effectiveness of vegetative filter strips and micro-dams. Contrary to common assumption, the width of vegetative filter strips alone is not sufficient to predict their effectiveness. The effectiveness of soil conservation measures (especially mulch-tillage) varied widely. This was in part due to the heterogeneity of the available experimental data, probably resulting from the inconsistent implementation and the inadequate definitions of these measures. CONCLUSION Both vegetative filter strips and micro-dams are effective and suitable, and can therefore be recommended for quantitative assessment of environmental pesticide exposure in surface waters. However, the processes of infiltration and sedimentation in vegetative filter strips should be simulated with a mechanistic model like Vegetative Filter Strip Modeling System, VFSMOD. The reduction effect of micro-dams can be modelled by reducing the runoff curve number, e.g., in the pesticide root zone model, PRZM. Soil conservation measures are in principle promising, but further well-documented data are needed to determine under which conditions they are effective. © 2023 The Authors. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.
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    Wie können Risikominderungsmaßnahmen in die Umweltrisikobewertung im Rahmen der Zulassungsverfahren für Pflanzenschutzmittel eingerechnet werden
    (Umweltbundesamt, 2022) Klein, Michael; O'Connor, Isabel; Spycher, Simon L.; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; EBP Schweiz AG; Deutschland. Umweltbundesamt; Großmann, Dietlinde; Flade, Jens; Türkowsky, Dominique
    Mit der Zulassung von Pflanzenschutzmitteln können Risikominderungsmaßnahmen zum Schutz vor Einträgen der Pflanzenschutzmittel in Oberflächengewässer über Oberflächenabfluss (Runoff) festgesetzt werden. Ziel dieses Vorhabens war es, bestehende und potentielle Minderungsmaßnahmen hinsichtlich Reduktionsleistung, Praktikabilität und Kontrollierbarkeit zu bewerten und Vorschläge zu erarbeiten, wie geeignete Maßnahmen in der quantitativen Risikoabschätzung berücksichtigt werden können. Hierzu wurde in wissenschaftlicher Literatur, grauer Literatur und Beratungsunterlagen nach Minderungsmaßnahmen, die Pflanzenschutzmittel-Einträge durch Oberflächenabfluss und Erosion reduzieren könnten, recherchiert. Relevante Maßnahmen wurden in Befragungen von Fachleuten hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit, derzeitigen Verbreitung und zukünftigem Verbreitungspotenzial bewertet. Die danach priorisierten Maßnahmen sind: Anlage von grasbewachsenen Filterstreifen, Direktsaat, Mulchsaat, verschiedene nichtwendende Bodenbearbeitungsmaßnahmen und Anlage von Querdämmen auf dem Feld. Die Reduktionsleistung der priorisierten Maßnahmen wurde dann auf Basis von quantitativen Daten in verschiedenen publizierten Studien und mit Hilfe statistischer Methoden (z.B. Box- und Scatterplots oder multiple lineare Regressionen) ausgewertet. Dabei bestätigte sich die Einschätzung der befragten Fachleute, dass sowohl die Anlage von Filterstreifen (kulturunabhängig) aber auch Querdämmen (speziell für Kartoffeln) expositionsmindernd auf den Eintragspfad Runoff in Oberflächengewässer wirken und so sinnvolle Risikominderungsmaßnahmen darstellen. Bei den Maßnahmen der konservierenden Bodenbearbeitung und der Direktsaat zeigten die ausgewerteten Daten ausgesprochen variable Ergebnisse hinsichtlich der Reduktionswirkung auf Runoff, bei denen man den Erfolg einer Maßnahme nicht an der mittleren Effektgröße, dem Median, nachweisen konnte. Infolgedessen können im vorliegenden Bericht nur zwei Maßnahmen für eine Verwendung in der quantitativen Umweltexpositionsbewertung empfehlen: die Anlage von grasbewachsenen Filterstreifen am Feldrand und das Anlegen von Querdämmen auf dem Feld. Empfehlungen zur Berücksichtigung von weiteren bodenkonservierenden Maßnahmen im Feld (z.B. Mulchsaat, Direktsaat, Streifensaat) in der Umweltexpositionsabschätzung müssen aufgrund der lückenhaften Datenlage und nicht eindeutigen Ergebnisse ausbleiben. Ein unterstützendes Potential zu einer der empfohlenen Maßnahme wird diesen Maßnahmen dennoch zugesprochen. Quelle: Forschungsbericht