Auflistung nach Autor:in "Liebmann, Liana"
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Veröffentlichung Introduction to the German PARC National Hub(2023) Baesler, Jessica; Liebmann, LianaVeröffentlichung Pesticides are the dominant stressors for vulnerable insects in lowland streams(2021) Liess, Matthias; Hitzfeld, Kristina; Liebmann, Liana; Müller, Alexandra; Vormeier, Philipp; Wogram, JörnDespite elaborate regulation of agricultural pesticides, their occurrence in non-target areas has been linked to adverse ecological effects on insects in several field investigations. Their quantitative role in contributing to the biodiversity crisis is, however, still not known. In a large-scale study across 101 sites of small lowland streams in Central Europe, Germany we revealed that 83% of agricultural streams did not meet the pesticide-related ecological targets. For the first time we identified that agricultural nonpoint-source pesticide pollution was the major driver in reducing vulnerable insect populations in aquatic invertebrate communities, exceeding the relevance of other anthropogenic stressors such as poor hydro-morphological structure and nutrients. We identified that the current authorisation of pesticides, which aims to prevent unacceptable adverse effects, underestimates the actual ecological risk as (i) measured pesticide concentrations exceeded current regulatory acceptable concentrations in 81% of the agricultural streams investigated, (ii) for several pesticides the inertia of the authorisation process impedes the incorporation of new scientific knowledge and (iii) existing thresholds of invertebrate toxicity drivers are not protective by a factor of 5.3 to 40. To provide adequate environmental quality objectives, the authorisation process needs to include monitoring-derived information on pesticide effects at the ecosystem level. Here, we derive such thresholds that ensure a protection of the invertebrate stream community. © 2021 Elsevier Ltd.Veröffentlichung Three reasons why the Water Framework Directive (WFD) fails to identify pesticide risks(2021) Arle, Jens; Liebmann, Liana; Weisner, OliverThe Water Framework Directive (WFD) demands that good status is to be achieved for all European water bodies. While governmental monitoring under the WFD mostly concludes a good status with regard to pesticide pollution, numerous scientific studies have demonstrated widespread negative ecological impacts of pesticide exposure in surface waters. To identify reasons for this discrepancy, we analysed pesticide concentrations measured in a monitoring campaign of 91 agricultural streams in 2018 and 2019 using methodologies that exceed the requirements of the WFD. This included a sampling strategy that takes into account the periodic occurrence of pesticides and a different analyte spectrum designed to reflect current pesticide use. We found that regulatory acceptable concentrations (RACs) were exceeded for 39 different pesticides at 81% of monitoring sites. In comparison, WFD-compliant monitoring of the same sites would have detected only eleven pesticides as exceeding the WFD-based environmental quality standards (EQS) at 35% of monitoring sites. We suggest three reasons for this underestimation of pesticide risk under the WFD-compliant monitoring: (1) The sampling approach - the timing and site selection are unable to adequately capture the periodic occurrence of pesticides and investigate surface waters particularly susceptible to pesticide risks; (2) the measuring method - a too narrow analyte spectrum (6% of pesticides currently approved in Germany) and insufficient analytical capacities result in risk drivers being overlooked; (3) the assessment method for measured concentrations - the protectivity and availability of regulatory thresholds are not sufficient to ensure a good ecological status. We therefore propose practical and legal refinements to improve the WFD's monitoring and assessment strategy in order to gain a more realistic picture of pesticide surface water pollution. This will enable more rapid identification of risk drivers and suitable risk management measures to ultimately improve the status of European surface waters. © 2021 Elsevier Ltd.Veröffentlichung Umsetzung des Nationalen Aktionsplans zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (NAP) – Pilotstudie zur Ermittlung der Belastung von Kleingewässern in der Agrarlandschaft mit Pflanzenschutzmittel-Rückständen(Umweltbundesamt, 2022) Liess, Matthias; Liebmann, Liana; Lück, Maren; Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung; Universität Koblenz-Landau. Institut für Umweltwissenschaften; RWTH Aachen. Institut Biologie und Biotechnologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Müller, Alexandra; Hitzfeld, KristinaDie Pilotphase Kleingewässermonitoring konnte als drittes Teilvorhaben zur "Umsetzung des Nationalen Aktionsplan zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (PSM)" erfolgreich als zweijähriges Monitoring umgesetzt werden. Es wurden für mehr als 100 Fließgewässerabschnitte in 13 Bundesländern umfassend der chemische und biologische Zustand kleiner Fließgewässer in der Agrarlandschaft zwischen April und Juli erfasst. Zusätzlich zu Schöpfproben analog zu dem behördlichen Monitoring nach Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) wurden ereignisbasierte Wasserproben genommen, um kurzfristige Peakkonzentrationen infolge von Niederschlägen zu erfassen. Zudem wurden anthropogene Stressoren wie Gewässerstruktur, Nährstoffe und Sauerstoffdefizite hochaufgelöst aufgenommen. Die biologische Untersuchung umfasste die Beprobung der aquatischen Invertebraten- und Algengemeinschaft sowie eine Untersuchung der Ökosystemfunktion in den Kleingewässern. Die Ergebnisse zeigen, dass die im Rahmen des Zulassungsverfahrens von PSM festgelegten RAK-Werte (Regulatorisch Akzeptablen Konzentrationen) an über 73 % der untersuchten Standorte für mindestens einen PSM-Wirkstoff überschritten wurden. Besonders die Ereignisproben infolge von Regenereignissen wiesen erhöhte Konzentrationen auf, die durch Schöpfproben nicht erfasst wurden. Diese Belastungen korrelieren auch mit der ökologischen Situation der Gewässer. So erfüllt der Großteil (über 80 %) der untersuchten Fließgewässerabschnitte anhand des SPEARpesticides-Index nicht die Qualitätskriterien für einen guten Zustand. Die Pilotphase Kleingewässermonitoring zeigt, dass eine realistische Bewertung und regulatorische Nutzung eines Monitorings von PSM-Rückständen in kleinen Gewässern nur dann erfolgen kann, wenn auch erhöhte Einträge infolge von Niederschlagsereignissen berücksichtigt werden. Weiterhin treten auch unterhalb der bestehenden RAK-Werte ökologische Effekte im Gewässer auf, so dass sich die Frage nach der Protektivität der aus Labordaten abgeleiteten RAK-Werte stellt. Die Daten der ermittelten PSM-Belastung der kleinen Gewässer in der Agrarlandschaft werden dazu beitragen, Ursachen für die regelmäßige Überschreitung der bestehenden Grenzwerte zu ermitteln und Schwächen der bisherigen Risikobewertung aufzudecken. Ziel wird sein, auf dieser Basis Möglichkeiten zur Reduzierung der Einträge zu erarbeiten und regulatorische Konsequenzen zu ziehen. Siehe dazu auch Liess et al. (2021) und Weisner et al. (2021). Quelle: ForschungsberichtVeröffentlichung Width of vegetated buffer strips to protect aquatic life from pesticide effects(2023) Liebmann, Liana; Vormeier, Philipp; Liess, Matthias; Weisner, OliverVegetated buffer strips (VBS) are an effective measure to retain pesticide inputs during rain events. Numerous studies have examined the retention effects of VBS onpesticides. However, no study has addressed on a large scale with event-related peak concentrations how wide the VBS should be to avoid ecological impacts onaquatic life. Here, we investigated for 115 lowland stream sections in Germany the relevance of environmental and physico-chemical parameters to determine the in-stream pesticide concentration and their ecological risks. Based on peak concentrations related to rain events with precipitation amount resulting in VBS relevantsurface runoff for 30 of the 115 investigated stream sections (25 to 70 mm/d), we demonstrated that the average width of VBS was the main parameter (R2 = 0.38)reducing the pesticide input ratio, indicating a relevant proportion of surface runoff contributing to the total in-stream pesticide concentrations. Additionally, dryditches within agricultural fields increased pesticide input (R2 = 0.31). Generally, substances classified as slightly mobile were better retained by VBS than mobilesubstances. Other factors including slope, land use and vegetation cover of VBS had only a minor influence. We assessed the ecological risk of in-stream pesticideconcentrations by quantifying exceedances of regulatory- (RAC) and field-validated acceptable concentrations (ACfield). We then translated this ecological risk intoprotective VBS width by calculating the quotient of in-stream concentration and threshold (RQ). We estimate that a VBS width of 18 m is sufficient to meet theRQACfield protection goal for 95% of streams. The presence of dry ditches increased the protective VBS width to 32 m. In current agricultural practice, however, 26%of the water stretches investigated do not comply with the prescribed 5 m VBS. An extension of the VBS area to 18 m would demand 3.8% of agricultural land withinthe catchments. A 50% reduction in pesticide use, as required by the European green deal, would still result in 39% (RAC) and 68% (ACfield) of event-related samplesbeing exceeded. Consequently, we see the extension of the VBS width as the most efficient mearsure to sustainably reduce pesticide concentrations in small streams. © 2023 Elsevier