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Nanotechnik auf dem Acker

Forscher fordern angepasste Risikobewertung für Nano-Pestizide

Von Lucian Haas

Mittels Nanotechnologie könnten Pflanzenschutzmittel in geringerer Dosis aufgetragen werden als bisher.
Mittels Nanotechnologie könnten Pflanzenschutzmittel in geringerer Dosis aufgetragen werden als bisher. (picture alliance / dpa / Patrick Pleul)

In der Landwirtschaft könnten Nano-Pestizide dabei helfen, die eingesetzten Pflanzenschutzmittel stark zu verringern. Allerdings verhalten sich viele Stoffe im Nano-Kosmos aufgrund ihrer geringen Größe sehr speziell. Manche der möglichen Folgen werden zudem mit herkömmlichen Tests nicht erfasst. Forscher fordern deshalb neue Bewertungsverfahren.

In Deutschland werden jedes Jahr mehr als 35.000 Tonnen an Pflanzenschutzmitteln versprüht. Diese Menge ließe sich deutlich senken, wenn die Wirkstoffe in anderer Form als bisher auf die Pflanzen ausgebracht werden könnten. Einige Hersteller von Pestiziden setzen große Hoffnungen in die Nanotechnologie.

"Derzeit sind Nano-Pestizide Gegenstand der Forschung. Sie sind noch nicht auf dem Markt zugelassen. Sie sind sozusagen intensiv in der Pipeline."

Thilo Hofmann ist Umweltgeologe an der Universität Wien. Gemeinsam mit Kollegen hat er eine Übersichtsstudie erstellt über den Stand der weltweiten Entwicklung von Nano-Pestiziden.

"Am meisten hat uns überrascht, wie wenig eigentlich bekannt ist, wie widersprüchlich die Ergebnisse sind."

Das fängt schon damit an, dass es selbst in Fachkreisen für den Begriff Nano-Pestizid noch keine eindeutige Definition gibt. Thilo Hofmann sieht es so:

"Nano-Pestizid ist ein Pestizid, wo die aktiv wirksame Substanz, also der eigentliche Wirkstoff, eingebaut wird in ein kleines Teilchen, welches unter 100 Nanometer ist und somit die Definition von einem Nanoteilchen erfüllt."

Die Nano-Teilchen können zum Beispiel winzig kleine Tropfen eines öligen Wirkstoffs sein. Milliardenfach in Wasser gemischt, ergeben sie eine besonders effektive Nano-Emulsion. Eine andere Möglichkeit sind kleinste, poröse Kügelchen aus Polymeren oder Silizium, die in ihrem Inneren die eigentlichen Wirkstoffe tragen und langsam freisetzen. In der Hülle sind die Substanzen vor der UV-Strahlung der Sonne geschützt und werden nicht so schnell zerstört. In beiden Fällen erhöht sich die Wirksamkeit, weshalb die Wirkstoffmenge der Pestizide verringert werden kann – laut Schätzungen um 50 bis 90 Prozent.

"Es ist positiv für die Umwelt, dass wir die Wirkstoffmenge reduzieren können. Grünere Landwirtschaft. Die andere Sache ist, wir haben jetzt diesen aktiven Wirkstoff in ein Nano-Partikel eingebracht. Es wird möglicherweise dadurch auch zu neuen Gefahren kommen."

Teilchen im Nano-Format haben andere Eigenschaften als in größeren Dimensionen. Besonders augenfällig werden mögliche Folgen bei den Wirkstoffen in Nano-Kapseln.

"Wenn Sie einen aktiven Wirkstoff auf die Pflanze aufbringen, der dort photolytisch abgebaut wird, also durch das Sonnenlicht, und dadurch dann nicht mehr ins Grundwasser oder in einen Fluss eingetragen werden kann, dann geht die Risikobewertung derzeit davon aus, dass eben Grundwasser und Gewässer nicht gefährdet ist. Kapseln wir den jetzt in ein Nano-Partikel ein, kann er gezielter auf die Pflanzen ausgebracht werden. Aber möglicherweise wird dann dieses Nano-Partikel selbst als kleines Kolloid in den Boden verlagert, kann weitere Strecken zurücklaufen und kommt dann im Grundwasser oder im Oberflächengewässer an, mit noch immer diesem Pestizid innen drin."

Trotz der verringerten Wirkstoffmengen könnte sich ein Nano-Pestizid in einem solchen Szenario als schädlicher für die Umwelt erweisen.

"Problem ist, derzeit haben wir nur in den USA eigentlich klare Aussagen von der Umweltbehörde, dass Nano-Pestizide gesondert untersucht werden müssen. In Europa ist im Moment der Stand noch, dass die bisherigen Untersuchungsverfahren an sich wohl auch für Nano-Pestizide geeignet sind. Das würde ich sehr stark bezweifeln."

Thilo Hofmann hält es für dringend notwendig, auch in Europa angepasste Testverfahren für Nano-Pestizide einzuführen, noch bevor die ersten Produkte auf den Markt kommen.

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