Pestizid

Eine Pflanzenschutzspritze, die Pestizide auf ein Feld sprüht ⓘ

Eine selbstfahrende Feldspritze Lite-Trac mit vier Rädern sprüht Pestizide auf ein Feld ⓘ

Pestizide sind Stoffe, die zur Bekämpfung von Schädlingen eingesetzt werden. Dazu gehören Herbizide, Insektizide, Nematizide, Molluskizide, Piscizide, Avizide, Rodentizide, Bakterizide, Insektenschutzmittel, Tierschutzmittel, Mikrobizide, Fungizide und Lamprizide. Am häufigsten werden Herbizide eingesetzt, die etwa 80 % des gesamten Pestizideinsatzes ausmachen. Die meisten Pestizide sind als Pflanzenschutzmittel (auch Pflanzenschutzmittel genannt) gedacht, die im Allgemeinen die Pflanzen vor Unkraut, Pilzen oder Insekten schützen. So wird zum Beispiel der Pilz Alternaria solani zur Bekämpfung des Wasserunkrauts Salvinia eingesetzt. ⓘ

Im Allgemeinen ist ein Pestizid ein chemischer (z. B. Carbamat) oder biologischer Wirkstoff (z. B. ein Virus, ein Bakterium oder ein Pilz), der Schädlinge abschreckt, außer Gefecht setzt, tötet oder auf andere Weise abschreckt. Zu den Zielschädlingen können Insekten, Pflanzenkrankheitserreger, Unkräuter, Weichtiere, Vögel, Säugetiere, Fische, Nematoden (Fadenwürmer) und Mikroben gehören, die Eigentum zerstören, Belästigungen verursachen oder Krankheiten verbreiten bzw. Krankheitsüberträger sind. Neben diesen Vorteilen haben Pestizide auch Nachteile, wie die potenzielle Toxizität für Menschen und andere Arten. ⓘ

Tunnelspritzgerät in einem Weingarten bei der Ausbringung eines Pflanzenschutzmittels. Tunnelspritzvorrichtungen reduzieren die Spritzbrühenverluste mit Hilfe der tunnelförmigen Umhüllung des Rebstockes (mit Rückführung der aufgefangenen Spritzflüssigkeit). ⓘ

Pestizid (von lateinisch pestis ‚Geißel‘, ‚Seuche‘ und lat. caedere ‚töten‘) ist eine aus dem englischen Sprachgebrauch übernommene Bezeichnung für Chemikalien und Mikroorganismen, mit der als lästig oder schädlich angesehene Lebewesen, Viren und Viroide getötet, vertrieben oder in Keimung, Wachstum oder Vermehrung gehemmt werden können. Im Allgemeinen sind damit Stoffe gemeint, die vom Menschen hergestellt und eingesetzt werden. Im Englischen werden die Begriffe natural pesticides und dietary pesticides geprägt, um von Pflanzen erzeugte Fraßgifte zu bezeichnen. ⓘ

Pestizide lassen sich einteilen in:

die Pflanzenschutzmittel, die zum Schutz von Pflanzen und -erzeugnissen eingesetzt werden;
die Biozide, die zum Schutz der menschlichen Gesundheit oder zur Haltbarmachung von Materialien (mit Ausnahme pflanzlicher Lebens- und Futtermittel) – z. B. beim Anstrich von Hauswänden – eingesetzt werden;
Tierarzneimittel ⓘ

Definition

Art des Pestizids	Ziel-Schädlingsgruppe ⓘ
Algizide oder Algizide	Algen
Avizide	Vögel
Bakterizide	Bakterien
Fungizide	Pilze und Oomyceten
Herbizide	Pflanzen
Insektizide	Insekten
Lamprizide	Neunaugen
Mitizide oder Akarizide	Milben
Molluskizide	Schnecken
Nematizide	Fadenwürmer
Rodentizide	Nagetiere
Schleimbekämpfungsmittel	Algen, Bakterien, Pilze und Schleimpilze
Viruzide	Viren

Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation (FAO) hat Pestizide definiert als:

alle Stoffe oder Stoffgemische, die zur Verhütung, Vernichtung oder Bekämpfung von Schädlingen, einschließlich Überträgern menschlicher oder tierischer Krankheiten, unerwünschten Pflanzen- oder Tierarten, bestimmt sind, die bei der Erzeugung, Verarbeitung, Lagerung, Beförderung oder Vermarktung von Lebensmitteln, landwirtschaftlichen Erzeugnissen, Holz und Holzerzeugnissen oder Futtermitteln Schaden anrichten oder diese anderweitig beeinträchtigen, sowie Stoffe, die Tieren zur Bekämpfung von Insekten, Spinnentieren oder anderen Schädlingen in oder auf ihren Körpern verabreicht werden können. Der Begriff umfasst auch Stoffe, die zur Verwendung als Pflanzenwachstumsregulator, Entlaubungsmittel, Trockenmittel oder Mittel zum Ausdünnen von Früchten oder zur Verhinderung des vorzeitigen Abfalls von Früchten bestimmt sind. Der Begriff wird auch für Stoffe verwendet, die vor oder nach der Ernte auf die Pflanzen aufgebracht werden, um die Ware vor dem Verderben während der Lagerung und des Transports zu schützen. ⓘ

Pestizide können nach Zielorganismus (z. B. Herbizide, Insektizide, Fungizide, Rodentizide und Pedikulizide - siehe Tabelle), chemischer Struktur (z. B. organisch, anorganisch, synthetisch oder biologisch (Biopestizid), wobei die Unterscheidung manchmal verschwimmt) und physikalischem Zustand (z. B. gasförmig (Begasung)) klassifiziert werden. Zu den Biopestiziden gehören mikrobielle Pestizide und biochemische Pestizide. Aus Pflanzen gewonnene Pestizide oder "botanicals" haben sich schnell entwickelt. Dazu gehören die Pyrethroide, Rotenoide, Nikotinoide und eine vierte Gruppe, zu der Strychnin und Scillirosid gehören. ⓘ

Viele Pestizide können in chemische Familien eingeteilt werden. Zu den bekanntesten Insektizidfamilien gehören Organochlorine, Organophosphate und Carbamate. Organochlorkohlenwasserstoffe (z. B. DDT) können in Dichlordiphenylethane, Cyclodienverbindungen und andere verwandte Verbindungen unterteilt werden. Sie wirken, indem sie das Natrium-Kalium-Gleichgewicht der Nervenfaser stören und den Nerv zwingen, kontinuierlich zu übertragen. Ihre Toxizität ist sehr unterschiedlich, aber sie wurden wegen ihrer Persistenz und ihres Potenzials zur Bioakkumulation aus dem Verkehr gezogen. Organophosphate und Carbamate haben die Organochlorine weitgehend ersetzt. Beide wirken durch die Hemmung des Enzyms Acetylcholinesterase, wodurch Acetylcholin Nervenimpulse unbegrenzt weiterleiten kann und eine Vielzahl von Symptomen wie Schwäche oder Lähmung verursacht. Organophosphate sind für Wirbeltiere sehr giftig und wurden in einigen Fällen durch weniger giftige Carbamate ersetzt. Thiocarbamate und Dithiocarbamate sind Unterklassen der Carbamate. Zu den bekanntesten Herbizidfamilien gehören Phenoxy- und Benzoesäureherbizide (z. B. 2,4-D), Triazine (z. B. Atrazin), Harnstoffe (z. B. Diuron) und Chloracetanilid (z. B. Alachlor). Phenoxyverbindungen töten eher selektiv breitblättrige Unkräuter als Gräser. Phenoxy- und Benzoesäureherbizide wirken ähnlich wie Pflanzenwachstumshormone und lassen Zellen ohne normale Zellteilung wachsen, wodurch das Nährstofftransportsystem der Pflanze unterbrochen wird. Triazine stören die Photosynthese. Viele häufig verwendete Pestizide gehören nicht zu diesen Familien, darunter Glyphosat. ⓘ

Die Ausbringung von Schädlingsbekämpfungsmitteln erfolgt in der Regel durch Dispergieren der Chemikalie in einem Lösungsmittel-Tensid-System (häufig auf Kohlenwasserstoffbasis), um eine homogene Zubereitung zu erhalten. Eine 1977 durchgeführte Studie über die Letalität von Viren hat gezeigt, dass ein bestimmtes Pestizid die Letalität des Virus nicht erhöht. Bei Kombinationen, die Tenside und Lösungsmittel enthielten, wurde deutlich, dass die Vorbehandlung mit diesen Mitteln die Letalität des Virus bei den Testmäusen deutlich erhöhte. ⓘ

Pestizide können nach ihrem biologischen Wirkmechanismus oder ihrer Anwendungsmethode klassifiziert werden. Die meisten Pestizide wirken durch Vergiftung von Schädlingen. Ein systemisches Pestizid wandert nach der Aufnahme durch die Pflanze in deren Inneres. Bei Insektiziden und den meisten Fungiziden erfolgt diese Bewegung normalerweise nach oben (durch das Xylem) und nach außen. Dies kann zu einer gesteigerten Effizienz führen. Systemische Insektizide, die Pollen und Nektar in den Blüten vergiften, können Bienen und andere notwendige Bestäuber töten. ⓘ

Im Jahr 2010 wurde die Entwicklung einer neuen Klasse von Fungiziden namens Paldoxine bekannt gegeben. Diese machen sich die natürlichen Abwehrstoffe der Pflanzen, die sogenannten Phytoalexine, zunutze, die von den Pilzen mithilfe von Enzymen entgiftet werden. Die Paldoxine hemmen die Entgiftungsenzyme der Pilze. Es wird angenommen, dass sie sicherer und umweltfreundlicher sind. ⓘ

Geschichte

Schon vor 2000 v. Chr. haben die Menschen Pestizide eingesetzt, um ihre Ernten zu schützen. Das erste bekannte Pestizid war elementarer Schwefel, der im alten Sumer vor etwa 4 500 Jahren im alten Mesopotamien verwendet wurde. Im Rigveda, das etwa 4 000 Jahre alt ist, wird die Verwendung von Giftpflanzen zur Schädlingsbekämpfung erwähnt. Im 15. Jahrhundert wurden giftige Chemikalien wie Arsen, Quecksilber und Blei auf Pflanzen aufgebracht, um Schädlinge abzutöten. Im 17. Jahrhundert wurde Nikotinsulfat aus Tabakblättern extrahiert und als Insektizid eingesetzt. Im 19. Jahrhundert wurden zwei weitere natürliche Pestizide eingeführt: Pyrethrum, das aus Chrysanthemen gewonnen wird, und Rotenon, das aus den Wurzeln tropischer Gemüse gewonnen wird. Bis in die 1950er Jahre waren Pestizide auf Arsenbasis vorherrschend. Paul Müller entdeckte, dass DDT ein sehr wirksames Insektizid ist. Chlorinate wie DDT waren vorherrschend, wurden aber in den USA bis 1975 durch Organophosphate und Carbamate ersetzt. Seitdem haben sich Pyrethrinverbindungen zum vorherrschenden Insektizid entwickelt. In den 1960er Jahren setzten sich Herbizide durch, allen voran "Triazine und andere stickstoffhaltige Verbindungen, Carbonsäuren wie 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure und Glyphosat". ⓘ

Das erste Gesetz, das die Bundesbehörden zur Regulierung von Pestiziden ermächtigte, wurde 1910 erlassen. In den 1940er Jahren produzierten die Hersteller große Mengen an synthetischen Pestiziden, und ihr Einsatz wurde weit verbreitet. Vor dem Ersten Weltkrieg war Deutschland die weltweit führende chemische Industrie und exportierte die meisten Farbstoffe und anderen Chemikalien, die in den Vereinigten Staaten verwendet wurden. Durch den Krieg wurden Zölle eingeführt, die das Wachstum der chemischen Industrie in den USA ankurbelten, wodurch die Chemie zu einem angesehenen Beruf wurde, da diese Industrie expandierte und profitabel wurde. Nach dem Eintritt der USA in den Ersten Weltkrieg flossen Geld und Ideen aus Europa zurück und veränderten die Art und Weise, wie die Amerikaner mit sich selbst und der Natur umgingen, und die Industrialisierung des Krieges beschleunigte die Industrialisierung der Schädlingsbekämpfung. Einige Quellen betrachten die 1940er und 1950er Jahre als den Beginn der "Pestizid-Ära". Obwohl 1970 die US-Umweltschutzbehörde gegründet und 1972 das Pestizidgesetz geändert wurde, ist der Pestizideinsatz seit 1950 um das 50-fache gestiegen, und heute werden jährlich 2,3 Millionen Tonnen (2,5 Millionen Kurztonnen) industrieller Pestizide eingesetzt. Fünfundsiebzig Prozent aller Pestizide in der Welt werden in den Industrieländern eingesetzt, aber der Einsatz in den Entwicklungsländern nimmt zu. Eine Studie über die Entwicklung des Pestizideinsatzes in den USA bis 1997 wurde 2003 vom Center for Integrated Pest Management der National Science Foundation veröffentlicht. ⓘ

In den 1960er Jahren wurde entdeckt, dass DDT viele fischfressende Vögel an der Fortpflanzung hindert, was eine ernsthafte Bedrohung für die Artenvielfalt darstellt. Rachel Carson schrieb den Bestseller Stiller Frühling über die biologische Vergrößerung. Die landwirtschaftliche Verwendung von DDT ist inzwischen im Rahmen des Stockholmer Übereinkommens über persistente organische Schadstoffe verboten, doch wird es in einigen Entwicklungsländern noch immer zur Vorbeugung von Malaria und anderen Tropenkrankheiten eingesetzt, indem Innenwände besprüht werden, um Moskitos abzutöten oder abzuwehren. ⓘ

Entwicklung

Die verfügbaren Pestizide reichen nicht aus, und es sind neue Entwicklungen erforderlich. Die fortgesetzte Erforschung der grundlegenden Biologie von Schädlingen kann neue Schwachstellen aufdecken und neue Pestizide hervorbringen; sie kann auch Pestizide mit besseren finanziellen und ökologischen Eigenschaften als die derzeit verwendeten hervorbringen. Pestizide auf pflanzlicher Basis, so genannte "Botanicals", haben sich schnell entwickelt. Dazu gehören die Pyrethroide, Rotenoide, Nikotinoide und eine vierte Gruppe, zu der Strychnin und Scillirosid gehören. Im Jahr 2010 wurde die Entwicklung einer neuen Klasse von Fungiziden namens Paldoxine angekündigt. Diese machen sich natürliche Abwehrstoffe zunutze, die von Pflanzen freigesetzt werden, sogenannte Phytoalexine, die von Pilzen mithilfe von Enzymen entgiftet werden. Die Paldoxine hemmen die Entgiftungsenzyme der Pilze. Sie gelten als sicherer und umweltfreundlicher. ⓘ

Die Fungizidresistenz erhöht den Anteil der inaktiven Enantiomere in Fungizidanwendungen: Die Entwicklung von Resistenzen macht die Erforschung und Entdeckung neuer Wirkstoffe erforderlich, wobei der Trend weg von bereits entdeckten Klassen und hin zu komplexeren chemischen Strukturen geht. Diese neigen dazu, mehr chirale Zentren zu haben, was mehr Nebenprodukte bei der Synthese bedeutet. ⓘ

Die Entwicklung von Insektiziden wird durch die öffentliche Stimmung im Zusammenhang mit der weltweiten Krise des Bienensterbens gebremst und verlangsamt. Obwohl CCD ein ernsthaftes Problem ist, gibt es Hinweise darauf, dass andere Fakten eine Rolle spielen, insbesondere die Entdeckung von Cox-Foster et al. 2007, dass ein Virus im Wesentlichen die Schuld trägt. (Siehe auch.) Die Besorgnis der Öffentlichkeit hat zugenommen - unabhängig von den Fakten und stattdessen auf der Grundlage von Emotionen - und die forschenden Agrochemieunternehmen stehen vor einer Herausforderung in Bezug auf Image und Wahrnehmung. Eine Partnerschaft mit landwirtschaftlichen Beratungsstellen könnte hier Abhilfe schaffen und die Pestizidforschung wieder auf den richtigen Weg bringen. ⓘ

Verwendungszwecke

Pestizide werden zur Bekämpfung von Organismen eingesetzt, die als schädlich oder verderblich für ihre Umgebung angesehen werden. So werden sie beispielsweise zur Bekämpfung von Stechmücken eingesetzt, die potenziell tödliche Krankheiten wie das West-Nil-Virus, Gelbfieber und Malaria übertragen können. Sie können auch Bienen, Wespen oder Ameisen töten, die allergische Reaktionen hervorrufen können. Insektizide können Tiere vor Krankheiten schützen, die durch Parasiten wie Flöhe verursacht werden können. Pestizide können Krankheiten beim Menschen verhindern, die durch verschimmelte Lebensmittel oder kranke Produkte verursacht werden können. Herbizide können zur Beseitigung von Unkraut, Bäumen und Gestrüpp am Straßenrand eingesetzt werden. Sie können auch invasive Unkräuter abtöten, die Umweltschäden verursachen können. Herbizide werden häufig in Teichen und Seen eingesetzt, um Algen und Pflanzen wie Wassergräser zu bekämpfen, die Aktivitäten wie Schwimmen und Angeln behindern und das Wasser unangenehm aussehen oder riechen lassen können. Unkontrollierte Schädlinge wie Termiten und Schimmelpilze können Strukturen wie Häuser beschädigen. Pestizide werden in Lebensmittelgeschäften und Lebensmittellagern eingesetzt, um Nagetiere und Insekten zu bekämpfen, die Lebensmittel wie Getreide befallen. Jeder Einsatz von Pestiziden ist mit einem gewissen Risiko verbunden. Die ordnungsgemäße Verwendung von Pestiziden verringert diese Risiken auf ein Niveau, das von den Aufsichtsbehörden für Pestizide, wie der US-Umweltschutzbehörde (EPA) und der kanadischen Pest Management Regulatory Agency (PMRA), als akzeptabel angesehen wird. ⓘ

DDT, das auf Hauswände gesprüht wird, ist ein Organochlorid, das seit den 1950er Jahren zur Bekämpfung von Malaria eingesetzt wird. Jüngste politische Erklärungen der Weltgesundheitsorganisation haben diesen Ansatz noch stärker unterstützt. DDT und andere chlororganische Pestizide sind in den meisten Ländern der Welt wegen ihrer Persistenz in der Umwelt und ihrer Humantoxizität verboten. Der Einsatz von DDT ist nicht immer wirksam, denn bereits 1955 wurde in Afrika eine Resistenz gegen DDT festgestellt, und 1972 waren weltweit neunzehn Moskitoarten resistent gegen DDT. ⓘ

Verwendete Menge

In den Jahren 2006 und 2007 wurden weltweit etwa 2,4 Megatonnen (5,3×109 lb) Pestizide eingesetzt, wobei Herbizide mit 40 % den größten Teil des weltweiten Pestizideinsatzes ausmachen, gefolgt von Insektiziden (17 %) und Fungiziden (10 %). In den Jahren 2006 und 2007 verbrauchten die USA etwa 0,5 Megatonnen Pestizide, was 22 % des weltweiten Gesamtverbrauchs entspricht. Davon entfielen 857 Millionen Pfund (389 kt) auf konventionelle Pestizide, die in der Landwirtschaft (80 % des konventionellen Pestizidverbrauchs) sowie in der Industrie, im Handel, in Behörden und in Haus und Garten eingesetzt werden. Allein der Bundesstaat Kalifornien verbrauchte 117 Millionen Pfund. Pestizide sind auch in der Mehrheit der US-Haushalte zu finden: 88 Millionen der 121,1 Millionen Haushalte gaben 2012 an, dass sie Pestizide in irgendeiner Form verwenden. Im Jahr 2007 waren mehr als 1.055 Wirkstoffe als Pestizide registriert, woraus sich über 20.000 Pestizidprodukte ergeben, die in den Vereinigten Staaten vermarktet werden. ⓘ

Die USA verbrauchten etwa 1 kg (2,2 Pfund) pro Hektar Ackerland, verglichen mit: 4,7 kg in China, 1,3 kg im Vereinigten Königreich, 0,1 kg in Kamerun, 5,9 kg in Japan und 2,5 kg in Italien. Der Einsatz von Insektiziden ist in den USA seit 1980 um mehr als die Hälfte zurückgegangen (0,6 %/Jahr), was vor allem auf den nahezu vollständigen Verzicht auf Organophosphate zurückzuführen ist. Auf Maisfeldern war der Rückgang sogar noch stärker, was auf die Umstellung auf transgenen Bt-Mais zurückzuführen ist. ⓘ

Für den globalen Markt für Pflanzenschutzmittel prognostizieren Marktanalysten für 2019 einen Umsatz von über 52 Milliarden US-Dollar. ⓘ

Vorteile

Pestizide können den Landwirten Geld sparen, indem sie Ernteverluste durch Insekten und andere Schädlinge verhindern; in den USA rentieren sich die Ausgaben für Pestizide schätzungsweise um das Vierfache. Eine Studie ergab, dass der Verzicht auf Pestizide die Ernteerträge um etwa 10 % verringert. Eine andere Studie aus dem Jahr 1999 kam zu dem Ergebnis, dass ein Verbot von Pestiziden in den Vereinigten Staaten zu einem Anstieg der Lebensmittelpreise, zum Verlust von Arbeitsplätzen und zu einer Zunahme des Hungers in der Welt führen könnte. ⓘ

Der Nutzen des Pestizideinsatzes lässt sich in zwei Stufen einteilen: primär und sekundär. Der primäre Nutzen ist der unmittelbare Gewinn aus dem Einsatz von Pestiziden, der sekundäre Nutzen die eher langfristigen Auswirkungen. ⓘ

Biologisch

Bekämpfung von Schädlingen und Überträgern von Pflanzenkrankheiten

Verbesserte Ernteerträge
Verbesserte Qualität der Ernte und des Viehbestands
Bekämpfung invasiver Arten ⓘ

Bekämpfung von Krankheitsüberträgern und lästigen Organismen für Mensch und Vieh

Rettung von Menschenleben und Reduzierung von Krankheiten. Zu den bekämpften Krankheiten gehört Malaria, wobei Millionen von Menschenleben allein durch den Einsatz von DDT gerettet oder verbessert werden konnten.
Rettung von Tierleben und Reduzierung von Krankheiten ⓘ

Bekämpfung von Organismen, die anderen menschlichen Aktivitäten und Strukturen schaden

Ungehinderte Sicht für Autofahrer
Gefährdung durch Bäume/Büsche/Blätter verhindert
Holzkonstruktionen geschützt ⓘ

Monetär

In einer Studie wurde geschätzt, dass für jeden Dollar (1 $), der für Pflanzenschutzmittel ausgegeben wird, bis zu vier Dollar (4 $) an eingesparten Ernteerträgen erzielt werden können. Das bedeutet, dass bei den 10 Milliarden Dollar, die jährlich für Pestizide ausgegeben werden, zusätzlich 40 Milliarden Dollar an Ernten eingespart werden können, die aufgrund von Insekten- und Unkrautschäden verloren gehen würden. Im Allgemeinen profitieren die Landwirte von höheren Ernteerträgen und davon, dass sie das ganze Jahr über eine Vielzahl von Pflanzen anbauen können. Auch die Verbraucher von landwirtschaftlichen Erzeugnissen profitieren davon, dass sie sich das ganze Jahr über große Mengen an Produkten leisten können. ⓘ

Nach dem Zweiten Weltkrieg erlebte die Pestizidindustrie aus verschiedenen Gründen einen Aufschwung, u. a. durch die wachsende Mittelschicht und die Erfindung billiger traktorgezogener Sprühgeräte. In den 1980er Jahren ging die Nachfrage nach Pestiziden zurück, da die Landwirte in finanzielle Schwierigkeiten gerieten und der Markt für Chemikalien übersättigt war. Außerdem entstanden neue Kosten für die Herstellung von Pestiziden aufgrund der strengen EPA-Gesetze, die diese Chemikalien betreffen. Der heutige Pestizidmarkt beläuft sich auf sieben Milliarden Dollar und wächst jährlich um 4 %, was auf die Erfindung des Rasens und das Stigma des ungezähmten Gartens zurückzuführen ist. ⓘ

Kosten

Auf der Kostenseite des Pestizideinsatzes können Kosten für die Umwelt, Kosten für die menschliche Gesundheit sowie Kosten für die Entwicklung und Erforschung neuer Pestizide stehen. ⓘ

Gesundheitliche Auswirkungen

Ein Schild, das vor einer möglichen Pestizidbelastung warnt ⓘ

Pestizide können bei Menschen, die ihnen ausgesetzt sind, akute und verzögerte gesundheitliche Auswirkungen haben. Die Exposition gegenüber Pestiziden kann eine Vielzahl von Gesundheitsschäden verursachen, die von einfachen Haut- und Augenreizungen bis hin zu schwerwiegenderen Auswirkungen reichen, wie z. B. Beeinträchtigung des Nervensystems, des Gehörs, Nachahmung von Hormonen, die zu Fortpflanzungsproblemen führen, und auch Krebs verursachen. Eine systematische Überprüfung aus dem Jahr 2007 ergab, dass die meisten Studien zu Non-Hodgkin-Lymphomen und Leukämie positive Zusammenhänge mit der Pestizidexposition aufzeigten", und kam daher zu dem Schluss, dass die Verwendung von Pestiziden in Kosmetika verringert werden sollte. Es gibt zahlreiche Belege für einen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Organophosphat-Insektiziden und neurologischen Verhaltensänderungen. Begrenzte Beweise gibt es auch für andere negative Folgen der Pestizidexposition, darunter neurologische Schäden, Geburtsfehler und fötaler Tod. ⓘ

Die American Academy of Pediatrics empfiehlt, die Exposition von Kindern gegenüber Pestiziden zu begrenzen und sicherere Alternativen zu verwenden: Aufgrund unzureichender Vorschriften und Sicherheitsvorkehrungen ereignen sich 99 % der pestizidbedingten Todesfälle in Entwicklungsländern, in denen nur 25 % der Pestizide eingesetzt werden. ⓘ

Eine Studie ergab, dass bei einem Drittel der Selbstmorde weltweit die Selbstvergiftung durch Pestizide die Methode der Wahl war, und empfahl unter anderem mehr Beschränkungen für die Arten von Pestiziden, die für Menschen am schädlichsten sind. ⓘ

In einer epidemiologischen Untersuchung aus dem Jahr 2014 wurde ein Zusammenhang zwischen Autismus und der Exposition gegenüber bestimmten Pestiziden festgestellt, doch reichten die verfügbaren Daten nicht aus, um auf einen kausalen Zusammenhang zu schließen. ⓘ

Berufliche Exposition von Landarbeitern

Nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation und des UN-Umweltprogramms erleiden jedes Jahr 3 Millionen Landarbeiter in den Entwicklungsländern schwere Vergiftungen durch Pestizide, die zu 18.000 Todesfällen führen. Einer Studie zufolge erleiden bis zu 25 Millionen Arbeitnehmer in Entwicklungsländern jährlich leichte Pestizidvergiftungen. Neben den Beschäftigten in der Landwirtschaft können auch andere Berufsgruppen wie Tierpfleger, Platzwarte und Begaser ein Risiko für gesundheitliche Auswirkungen von Pestiziden darstellen. ⓘ

Der Einsatz von Pestiziden ist in Lateinamerika weit verbreitet, da in der Region jedes Jahr rund 3 Milliarden US-Dollar ausgegeben werden. Aufzeichnungen zeigen, dass die Häufigkeit von Pestizidvergiftungen in den letzten zwei Jahrzehnten zugenommen hat. Es wird angenommen, dass die meisten Pestizidvergiftungen durch Organophosphat- und Carbamat-Insektizide ausgelöst werden. Der häusliche Gebrauch von Pestiziden, die Verwendung von nicht regulierten Produkten und die Rolle von Arbeitnehmern ohne Papiere in der Landwirtschaft machen es schwierig, die tatsächliche Pestizidexposition zu bestimmen. Es wird geschätzt, dass 50-80 % der Fälle von Pestizidvergiftungen nicht gemeldet werden. ⓘ

Die Dunkelziffer von Pestizidvergiftungen ist besonders hoch in Gebieten, in denen Landarbeiter mit geringerer Wahrscheinlichkeit eine Gesundheitseinrichtung aufsuchen, die möglicherweise die Häufigkeit akuter Vergiftungen überwacht oder verfolgt. Das Ausmaß unbeabsichtigter Pestizidvergiftungen ist möglicherweise viel größer als die verfügbaren Daten vermuten lassen, insbesondere in Entwicklungsländern. Weltweit sind die Landwirtschaft und die Lebensmittelproduktion nach wie vor einer der größten Wirtschaftszweige. In Ostafrika stellt die Landwirtschaft einen der größten Wirtschaftszweige dar, und fast 80 % der Bevölkerung sind auf die Landwirtschaft angewiesen, um ein Einkommen zu erzielen. Die Landwirte in diesen Gemeinden sind auf Pestizidprodukte angewiesen, um hohe Ernteerträge zu erzielen. ⓘ

Einige Regierungen in Ostafrika gehen zu einer unternehmerischen Landwirtschaft über, und die Möglichkeit für ausländische Konzerne, kommerzielle Farmen zu betreiben, hat dazu geführt, dass die Forschung über den Einsatz von Pestiziden und die Exposition der Arbeiter besser zugänglich ist. In anderen Gebieten, in denen ein großer Teil der Bevölkerung von der kleinbäuerlichen Subsistenzwirtschaft lebt, ist es schwieriger, den Pestizideinsatz und die Pestizidbelastung abzuschätzen. ⓘ

Vergiftung durch Pestizide

Die cholinerge Synapse und der Abbau von Acetylcholin in Cholin und Acetat durch Acetylcholinesterase. ⓘ

Pestizide können toxische Wirkungen auf Menschen und andere Nichtzielarten haben, deren Schweregrad von der Häufigkeit und dem Ausmaß der Exposition abhängt. Die Toxizität hängt auch von der Geschwindigkeit der Absorption, der Verteilung im Körper, dem Stoffwechsel und der Ausscheidung der Verbindungen aus dem Körper ab. Häufig verwendete Pestizide wie Organophosphate und Carbamate wirken durch Hemmung der Acetylcholinesterase-Aktivität, die den Abbau von Acetylcholin an der neuronalen Synapse verhindert. Ein Überschuss an Acetylcholin kann zu Symptomen wie Muskelkrämpfen oder Zittern, Verwirrung, Schwindel und Übelkeit führen. Studien zeigen, dass Landarbeiter in Äthiopien, Kenia und Simbabwe verminderte Konzentrationen von Acetylcholinesterase im Plasma aufweisen, dem Enzym, das für den Abbau von Acetylcholin an den Synapsen des Nervensystems verantwortlich ist. Andere Studien in Äthiopien haben bei Landarbeitern, die Pflanzen mit Pestiziden besprühen, eine verminderte Atemfunktion festgestellt. Zahlreiche Expositionspfade für Landarbeiter erhöhen das Risiko einer Pestizidvergiftung, einschließlich der dermalen Absorption beim Gang über die Felder und beim Ausbringen der Produkte sowie der inhalativen Exposition. ⓘ

Messung der Exposition gegenüber Pestiziden

Es gibt mehrere Ansätze zur Messung der Pestizidexposition einer Person, von denen jeder eine Schätzung der internen Dosis einer Person liefert. Zu den beiden großen Ansätzen gehören die Messung von Biomarkern und Markern der biologischen Wirkung. Ersteres beinhaltet die direkte Messung der Ausgangsverbindung oder ihrer Metaboliten in verschiedenen Medien: Urin, Blut, Serum. Zu den Biomarkern kann eine direkte Messung der Verbindung im Körper gehören, bevor sie während des Stoffwechsels biotransformiert worden ist. Andere geeignete Biomarker können die Metaboliten der Ausgangsverbindung sein, nachdem sie während des Metabolismus biotransformiert wurden. Toxikokinetische Daten können detailliertere Informationen darüber liefern, wie schnell die Verbindung verstoffwechselt und aus dem Körper ausgeschieden wird, und geben Aufschluss über den Zeitpunkt der Exposition. ⓘ

Marker der biologischen Wirkung ermöglichen eine Abschätzung der Exposition auf der Grundlage von Zellaktivitäten, die mit dem Wirkmechanismus zusammenhängen. In vielen Studien zur Untersuchung der Exposition gegenüber Pestiziden wird beispielsweise das Enzym Acetylcholinesterase an der neuronalen Synapse quantifiziert, um das Ausmaß der hemmenden Wirkung von Organophosphat- und Carbamat-Pestiziden zu bestimmen. ⓘ

Eine andere Methode zur Quantifizierung der Exposition besteht darin, auf molekularer Ebene die Menge des Pestizids zu messen, die mit dem Wirkort interagiert. Diese Methoden werden häufiger bei berufsbedingten Expositionen angewandt, bei denen der Wirkungsmechanismus besser verstanden wird, wie in den WHO-Leitlinien beschrieben, die in "Biological Monitoring of Chemical Exposure in the Workplace" veröffentlicht wurden. Bevor diese Methode der Expositionsabschätzung auf die berufsbedingte Exposition von Landarbeitern angewendet werden kann, ist ein besseres Verständnis darüber erforderlich, wie Pestizide ihre toxischen Wirkungen hervorrufen. ⓘ

Zu den alternativen Methoden zur Bewertung der Exposition gehören Fragebögen, mit denen die Teilnehmer feststellen sollen, ob sie Symptome einer Pestizidvergiftung aufweisen. Zu den selbstberichteten Symptomen können Kopfschmerzen, Schwindel, Übelkeit, Gelenkschmerzen oder Atemwegsbeschwerden gehören. ⓘ

Herausforderungen bei der Bewertung der Pestizidbelastung

Bei der Bewertung der Pestizidexposition in der Allgemeinbevölkerung gibt es zahlreiche Herausforderungen, und viele weitere sind spezifisch für die berufliche Exposition von Landarbeitern. Abgesehen von den Landarbeitern stellt die Abschätzung der Exposition von Familienmitgliedern und Kindern eine zusätzliche Herausforderung dar und kann durch Pestizidrückstände, die sich auf der Kleidung oder Ausrüstung der landwirtschaftlichen Mitarbeiter befinden und versehentlich mit nach Hause genommen werden, erfolgen. Kinder können auch vorgeburtlich durch Mütter, die während der Schwangerschaft Pestiziden ausgesetzt waren, belastet werden. Die Bestimmung der Exposition von Kindern durch die Abdrift von Pestiziden aus der Luft und durch das Versprühen von Pestiziden ist eine ähnliche Herausforderung, aber in Entwicklungsländern gut dokumentiert. Aufgrund der kritischen Entwicklungsphasen des Fötus und der Neugeborenen sind diese nicht berufstätigen Bevölkerungsgruppen anfälliger für die Auswirkungen von Pestiziden und haben möglicherweise ein erhöhtes Risiko, neurokognitive Auswirkungen und Entwicklungsstörungen zu entwickeln. ⓘ

Die Messung von Biomarkern oder Markern für biologische Wirkungen kann zwar genauere Schätzungen der Exposition liefern, doch ist die Erhebung dieser Daten vor Ort oft unpraktisch, und viele Methoden sind nicht empfindlich genug, um niedrige Konzentrationen zu erkennen. Es gibt Cholinesterase-Schnelltests für die Entnahme von Blutproben im Feld. Die Durchführung groß angelegter Untersuchungen von Landarbeitern in abgelegenen Regionen von Entwicklungsländern stellt eine Herausforderung für die Anwendung dieser Kits dar. Der Cholinesterasetest ist ein nützliches klinisches Instrument zur Bewertung der individuellen Exposition und der akuten Toxizität. Aufgrund der beträchtlichen Schwankungen der Enzymaktivität bei den einzelnen Personen ist es schwierig, die im Feld gemessenen Cholinesterase-Aktivitäten mit einer Referenzdosis zu vergleichen, um das mit der Exposition verbundene Gesundheitsrisiko zu bestimmen. Eine weitere Herausforderung für die Forscher bei der Ableitung einer Referenzdosis ist die Ermittlung von Gesundheitsendpunkten, die für die Exposition relevant sind. Es sind weitere epidemiologische Forschungen erforderlich, um kritische Gesundheitsendpunkte zu identifizieren, insbesondere bei Bevölkerungsgruppen, die beruflich exponiert sind. ⓘ

Prävention

Eine Minimierung der schädlichen Exposition gegenüber Pestiziden kann durch die ordnungsgemäße Verwendung persönlicher Schutzausrüstung, angemessene Zeiten für den Wiedereintritt in kürzlich besprühte Gebiete und eine wirksame Produktkennzeichnung für gefährliche Stoffe gemäß den FIFRA-Vorschriften erreicht werden. Die Schulung von Risikogruppen, einschließlich Landarbeitern, über die ordnungsgemäße Verwendung und Lagerung von Pestiziden kann die Häufigkeit akuter Pestizidvergiftungen und potenzieller chronischer gesundheitlicher Auswirkungen der Exposition verringern. Die kontinuierliche Erforschung der toxischen Auswirkungen von Pestiziden auf die menschliche Gesundheit dient als Grundlage für einschlägige Maßnahmen und durchsetzbare Standards, die die Gesundheit aller Bevölkerungsgruppen schützen. ⓘ

Auswirkungen auf die Umwelt

Der Einsatz von Pestiziden wirft eine Reihe von Umweltproblemen auf: Über 98 % der versprühten Insektizide und 95 % der Herbizide erreichen nicht nur die Zielarten, sondern auch Nichtzielarten, Luft, Wasser und Boden. Von Pestizidabdrift spricht man, wenn Pestizide, die als Partikel in der Luft schweben, vom Wind in andere Gebiete getragen werden und diese möglicherweise kontaminieren. Pestizide sind eine der Ursachen für die Wasserverschmutzung, und einige Pestizide sind persistente organische Schadstoffe und tragen zur Verunreinigung von Boden und Blumen (Pollen, Nektar) bei. Darüber hinaus kann sich der Einsatz von Pestiziden nachteilig auf die benachbarte Landwirtschaft auswirken, da Schädlinge selbst auf benachbarte Kulturen abdriften und diese schädigen können, auf denen keine Pestizide eingesetzt werden. ⓘ

Darüber hinaus verringert der Einsatz von Pestiziden die Artenvielfalt, trägt zum Rückgang der Bestäuber bei, zerstört Lebensraum (insbesondere für Vögel) und bedroht gefährdete Arten. Schädlinge können eine Resistenz gegen das Pestizid entwickeln (Pestizidresistenz), so dass ein neues Pestizid erforderlich wird. Alternativ kann eine höhere Dosis des Pestizids eingesetzt werden, um der Resistenz entgegenzuwirken, was allerdings das Problem der Umweltverschmutzung noch verschärft. ⓘ

Im Stockholmer Übereinkommen über persistente organische Schadstoffe wurden 9 der 12 gefährlichsten und persistentesten organischen Chemikalien aufgelistet, bei denen es sich um (inzwischen größtenteils überholte) chlororganische Pestizide handelte. Da Chlorkohlenwasserstoff-Pestizide sich in Fetten auflösen und nicht ausgeschieden werden, neigen Organismen dazu, sie fast unbegrenzt zu speichern. Die biologische Vergrößerung ist der Prozess, durch den diese Chlorkohlenwasserstoffe (Pestizide) auf jeder Ebene der Nahrungskette stärker konzentriert werden. Bei den Meerestieren sind die Pestizidkonzentrationen bei fleischfressenden Fischen höher, und noch höher bei den fischfressenden Vögeln und Säugetieren an der Spitze der ökologischen Pyramide. Die globale Destillation ist der Prozess, durch den Pestizide von wärmeren in kältere Regionen der Erde transportiert werden, insbesondere von den Polen und Berggipfeln. Pestizide, die bei relativ hohen Temperaturen in die Atmosphäre verdunsten, können vom Wind über beträchtliche Entfernungen (Tausende von Kilometern) in ein Gebiet mit niedrigeren Temperaturen getragen werden, wo sie kondensieren und als Regen oder Schnee wieder auf den Boden gelangen. ⓘ

Um die negativen Auswirkungen zu verringern, ist es wünschenswert, dass Pestizide abbaubar sind oder zumindest schnell in der Umwelt deaktiviert werden. Ein solcher Wirkungsverlust oder eine solche Toxizität von Pestiziden ist sowohl auf angeborene chemische Eigenschaften der Verbindungen als auch auf Umweltprozesse oder -bedingungen zurückzuführen. So verlangsamt beispielsweise das Vorhandensein von Halogenen in einer chemischen Struktur häufig den Abbau in einer aeroben Umgebung. Die Adsorption an den Boden kann die Verlagerung von Pestiziden verzögern, aber auch die Bioverfügbarkeit für mikrobielle Abbauprodukte verringern. ⓘ

Wirtschaft

Schaden	Jährliche US-Kosten ⓘ
Öffentliche Gesundheit	1,1 Milliarde Dollar
Pestizidresistenz bei Schädlingen	1,5 Milliarden Dollar
Durch Pestizide verursachte Ernteverluste	1,4 Milliarden Dollar
Verluste von Vögeln durch Pestizide	2,2 Milliarden Dollar
Verunreinigung des Grundwassers	2,0 Mrd. $
Sonstige Kosten	1,4 Milliarden Dollar
Kosten insgesamt	9,6 Milliarden Dollar

In einer Studie wurden die durch Pestizide verursachten Kosten für die menschliche Gesundheit und die Umwelt in den Vereinigten Staaten auf 9,6 Milliarden Dollar geschätzt, denen etwa 40 Milliarden Dollar an gesteigerter landwirtschaftlicher Produktion gegenüberstehen. ⓘ

Zu den zusätzlichen Kosten gehören das Zulassungsverfahren und die Kosten für den Kauf von Pestiziden, die in der Regel von den Agrarchemieunternehmen bzw. den Landwirten getragen werden. Das Zulassungsverfahren kann mehrere Jahre dauern (es gibt 70 verschiedene Arten von Feldtests) und kann für ein einziges Pestizid 50-70 Millionen Dollar kosten. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts gaben die Vereinigten Staaten jährlich etwa 10 Milliarden Dollar für Pestizide aus. ⓘ

Resistenz

Der Einsatz von Pestiziden birgt naturgemäß das Risiko einer Resistenzentwicklung. Verschiedene Techniken und Verfahren der Pestizidanwendung können die Entwicklung von Resistenzen verlangsamen, ebenso wie einige natürliche Merkmale der Zielpopulation und der Umgebung. ⓘ

Alternativen

Es gibt Alternativen zu Pestiziden, z. B. Anbaumethoden, biologische Schädlingsbekämpfung (z. B. Pheromone und mikrobielle Pestizide), Gentechnik und Methoden zur Beeinträchtigung der Insektenzucht. Auch die Ausbringung von kompostierten Gartenabfällen wurde zur Schädlingsbekämpfung eingesetzt. Diese Methoden werden immer beliebter und sind oft sicherer als herkömmliche chemische Pestizide. Darüber hinaus werden immer mehr konventionelle Pestizide mit reduziertem Risiko von der EPA zugelassen. ⓘ

Zu den Anbaupraktiken gehören Polykulturen (Anbau mehrerer Pflanzenarten), Fruchtfolge, Anpflanzung von Pflanzen in Gebieten, in denen die Schädlinge, die sie schädigen, nicht leben, zeitliche Abstimmung der Anpflanzung auf die Zeit, in der die Schädlinge am wenigsten Probleme machen, und der Einsatz von Fallenpflanzen, die Schädlinge von der eigentlichen Kultur weglocken. Fallenpflanzen haben in einigen kommerziellen landwirtschaftlichen Systemen Schädlinge erfolgreich bekämpft und gleichzeitig den Einsatz von Pestiziden reduziert; in anderen Systemen können Fallenpflanzen die Schädlingsdichte im kommerziellen Maßstab nicht reduzieren, selbst wenn die Fallenpflanzen in kontrollierten Versuchen funktionieren. ⓘ

Die Freisetzung anderer Organismen, die den Schädling bekämpfen, ist ein weiteres Beispiel für eine Alternative zum Einsatz von Pestiziden. Bei diesen Organismen kann es sich um natürliche Fressfeinde oder Parasiten der Schädlinge handeln. Auch biologische Schädlingsbekämpfungsmittel auf der Grundlage von entomopathogenen Pilzen, Bakterien und Viren, die bei der Schädlingsart Krankheiten verursachen, können eingesetzt werden. ⓘ

Die Fortpflanzung von Insekten kann beeinträchtigt werden, indem männliche Tiere der Zielart sterilisiert und freigelassen werden, so dass sie sich mit den Weibchen paaren, aber keine Nachkommen produzieren. Diese Technik wurde erstmals 1958 bei der Schneckenfliege angewandt und ist seither bei der Medusenfliege, der Tsetsefliege und der Zigeunermotte eingesetzt worden. Dies ist ein kostspieliger und langsamer Ansatz, der nur bei einigen Insektenarten funktioniert. ⓘ

Push-Pull-Strategie

Der Begriff "Push-Pull" wurde 1987 als Ansatz für die integrierte Schädlingsbekämpfung (IPM) eingeführt. Bei dieser Strategie wird eine Mischung aus verhaltensverändernden Reizen eingesetzt, um die Verteilung und Häufigkeit von Insekten zu beeinflussen. "Push" bedeutet, dass die Insekten von der zu schützenden Ressource abgestoßen oder abgeschreckt werden. "Pull" bedeutet, dass bestimmte Reize (semiochemische Reize, Pheromone, Nahrungsmittelzusätze, visuelle Reize, gentechnisch veränderte Pflanzen usw.) eingesetzt werden, um Schädlinge in Fallen zu locken, wo sie getötet werden. Die Umsetzung einer Push-Pull-Strategie im Rahmen der Integrierten Schädlingsbekämpfung (IPM) umfasst zahlreiche verschiedene Komponenten. ⓘ

Weltweit wurden viele Fallstudien durchgeführt, in denen die Wirksamkeit des Push-Pull-Konzepts getestet wurde. Die erfolgreichste Push-Pull-Strategie wurde in Afrika für die Subsistenzlandwirtschaft entwickelt. Eine weitere erfolgreiche Fallstudie wurde zur Bekämpfung von Helicoverpa in Baumwollkulturen in Australien durchgeführt. In Europa, im Nahen Osten und in den Vereinigten Staaten wurden Push-Pull-Strategien erfolgreich bei der Bekämpfung von Sitona lineatus in Bohnenfeldern eingesetzt. ⓘ

Einige Vorteile der Push-Pull-Methode sind der geringere Einsatz von chemischen oder biologischen Stoffen und der bessere Schutz vor einer Gewöhnung der Insekten an diese Bekämpfungsmethode. Einige Nachteile der Push-Pull-Strategie bestehen darin, dass diese Methode unzuverlässig wird, wenn keine ausreichenden Kenntnisse über das Verhalten und die chemische Ökologie der Wirt-Schädling-Interaktionen vorliegen. Außerdem ist die Push-Pull-Methode nicht sehr beliebt, da die Betriebs- und Registrierungskosten höher sind. ⓘ

Wirksamkeit

Es gibt Hinweise darauf, dass Alternativen zu Pestiziden ebenso wirksam sein können wie der Einsatz von Chemikalien. Eine Studie über Maisfelder in Nordflorida ergab, dass die Ausbringung von kompostierten Hofabfällen mit hohem Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis auf landwirtschaftlichen Feldern die Population von pflanzenparasitären Nematoden sehr wirksam reduzierte und den Ernteertrag steigerte, wobei die Ertragssteigerungen von 10 % bis 212 % reichten; die beobachteten Effekte waren langfristig und traten oft erst in der dritten Saison der Studie auf. Eine zusätzliche Siliziumzufuhr schützt einige Gartenbaukulturen fast vollständig vor Pilzkrankheiten, während ein unzureichender Siliziumgehalt manchmal zu schweren Infektionen führt, selbst wenn Fungizide eingesetzt werden. ⓘ

Die Resistenz gegen Pestizide nimmt zu, was Alternativen attraktiver machen könnte. ⓘ

Arten

Pestizide werden oft nach der Art des Schädlings bezeichnet, den sie bekämpfen. Pestizide können auch als biologisch abbaubare Pestizide betrachtet werden, die von Mikroben und anderen Lebewesen in harmlose Verbindungen abgebaut werden, oder als persistente Pestizide, bei denen es Monate oder Jahre dauern kann, bis sie abgebaut werden: Die Persistenz von DDT beispielsweise führte dazu, dass es sich in der Nahrungskette anreicherte und die Raubvögel an der Spitze der Nahrungskette tötete. Eine weitere Möglichkeit, über Pestizide nachzudenken, ist die Betrachtung von chemischen Pestiziden, die aus einer gemeinsamen Quelle oder Produktionsmethode stammen. ⓘ

Insektizide

Neonicotinoide sind eine Klasse von neuroaktiven Insektiziden, die chemisch dem Nikotin ähneln. Imidacloprid, das zur Familie der Neonicotinoide gehört, ist das weltweit am häufigsten verwendete Insektizid. In den späten 1990er Jahren gerieten Neonicotinoide wegen ihrer Auswirkungen auf die Umwelt zunehmend in die Kritik und wurden in einer Reihe von Studien mit negativen ökologischen Auswirkungen in Verbindung gebracht, darunter dem Zusammenbruch von Honigbienenvölkern (CCD) und dem Verlust von Vögeln aufgrund eines Rückgangs der Insektenpopulationen. Im Jahr 2013 schränkten die Europäische Union und einige Nicht-EU-Länder die Verwendung bestimmter Neonicotinoide ein. ⓘ

Organophosphat- und Carbamat-Insektizide haben eine ähnliche Wirkungsweise. Sie wirken auf das Nervensystem von Zielschädlingen (und Nichtzielorganismen), indem sie die Aktivität der Acetylcholinesterase, des Enzyms, das Acetylcholin reguliert, an den Nervensynapsen stören. Diese Hemmung bewirkt einen Anstieg des synaptischen Acetylcholins und eine Überstimulation des parasympathischen Nervensystems. Viele dieser Insektizide, die erst Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden, sind sehr giftig. Jahrhunderts entwickelt wurden, sind sehr giftig. Obwohl sie in der Vergangenheit häufig verwendet wurden, sind viele ältere Chemikalien aufgrund ihrer Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt vom Markt genommen worden (z. B. DDT, Chlordan und Toxaphen). Viele Organophosphate sind in der Umwelt nicht langlebig. ⓘ

Pyrethroid-Insektizide wurden als synthetische Version des natürlich vorkommenden Pestizids Pyrethrin entwickelt, das in Chrysanthemen vorkommt. Sie wurden verändert, um ihre Stabilität in der Umwelt zu erhöhen. Einige synthetische Pyrethroide sind giftig für das Nervensystem. ⓘ

Herbizide

Eine Reihe von Sulfonylharnstoffen wurde zur Unkrautbekämpfung vermarktet, darunter Amidosulfuron, Flazasulfuron, Metsulfuron-Methyl, Rimsulfuron, Sulfometuron-Methyl, Terbacil, Nicosulfuron und Triflusulfuron-Methyl. Dabei handelt es sich um Breitbandherbizide, die Unkraut oder Schädlinge durch Hemmung des Enzyms Acetolactat-Synthase abtöten. In den 1960er Jahren wurden in der Regel mehr als 1 kg/ha (0,89 lb/acre) Pflanzenschutzmittel ausgebracht, während bei Sulfonylharnstoffen nur 1 % der Menge ausreicht, um die gleiche Wirkung zu erzielen. ⓘ

Biopestizide

Biopestizide sind bestimmte Arten von Pestiziden, die aus natürlichen Materialien wie Tieren, Pflanzen, Bakterien und bestimmten Mineralien gewonnen werden. So werden beispielsweise Rapsöl und Backpulver als Pestizide eingesetzt und gelten als Biopestizide. Biopestizide lassen sich in drei große Klassen einteilen:

Mikrobielle Pestizide, die aus Bakterien, entomopathogenen Pilzen oder Viren bestehen (und manchmal auch die Metaboliten enthalten, die Bakterien oder Pilze produzieren). Auch entomopathogene Fadenwürmer werden häufig zu den mikrobiellen Pestiziden gezählt, obwohl sie mehrzellig sind.
Biochemische oder pflanzliche Schädlingsbekämpfungsmittel sind natürlich vorkommende Substanzen, die Schädlinge und mikrobielle Krankheiten bekämpfen (oder im Falle von Pheromonen überwachen).
In Pflanzen eingearbeitete Pflanzenschutzmittel (PIP) enthalten genetisches Material von anderen Arten (z. B. gentechnisch veränderte Pflanzen), das in ihr Erbgut eingearbeitet wurde. Ihr Einsatz ist umstritten, insbesondere in vielen europäischen Ländern. ⓘ

Nach Schädlingsart

Pestizide, die sich auf die Art der Schädlinge beziehen, sind:

Typ	Wirkung ⓘ
Algizide	Bekämpfung von Algen in Seen, Kanälen, Schwimmbädern, Wassertanks und anderen Orten
Antifouling-Mittel	Töten oder vertreiben Organismen, die sich an Unterwasseroberflächen, wie z. B. Bootsböden, festsetzen
Antimikrobielle Mittel	Töten Mikroorganismen (z. B. Bakterien und Viren)
Anlockmittel	Locken Schädlinge an (z. B. um ein Insekt oder Nagetier in eine Falle zu locken).
Biopestizide	Biopestizide sind bestimmte Arten von Pestiziden, die aus natürlichen Materialien wie Tieren, Pflanzen, Bakterien und bestimmten Mineralien gewonnen werden
Biozide	Töten Mikroorganismen
Desinfektionsmittel und Desinfektionsmittel	Töten oder inaktivieren krankheitserzeugende Mikroorganismen auf unbelebten Gegenständen
Fungizide	Töten von Pilzen (einschließlich Feuerbrand, Mehltau, Schimmel und Rost)
Begasungsmittel	Erzeugen Gase oder Dämpfe zur Vernichtung von Schädlingen in Gebäuden oder im Boden
Herbizide	Töten Unkraut und andere Pflanzen, die dort wachsen, wo sie nicht erwünscht sind
Insektizide	Töten Insekten und andere Arthropoden
Mitizide	Töten Milben, die sich von Pflanzen und Tieren ernähren
Mikrobielle Pestizide	Mikroorganismen, die Schädlinge, einschließlich Insekten oder andere Mikroorganismen, abtöten, hemmen oder außer Konkurrenz setzen
Molluskizide	Töten Schnecken und Nacktschnecken
Nematizide	Töten Nematoden (mikroskopisch kleine, wurmartige Organismen, die sich von Pflanzenwurzeln ernähren)
Ovizide	Töten Eier von Insekten und Milben
Pheromone	Biochemische Stoffe, die zur Störung des Paarungsverhaltens von Insekten eingesetzt werden
Vertreibungsmittel	Vertreiben Schädlinge, einschließlich Insekten (z. B. Stechmücken) und Vögel
Rodentizide	Bekämpfung von Mäusen und anderen Nagetieren
Schleimbekämpfungsmittel	Töten schleimproduzierende Mikroorganismen wie Algen, Bakterien, Pilze und Schleimpilze

Weitere Arten

Der Begriff Pestizid umfasst auch diese Stoffe:

Entlaubungsmittel: Bewirken, dass Blätter oder anderes Blattwerk von einer Pflanze abfallen, in der Regel um die Ernte zu erleichtern.
Austrocknungsmittel: Fördern das Austrocknen von lebendem Gewebe, z. B. von unerwünschten Pflanzenteilen.
Wachstumsregulatoren für Insekten: Unterbrechen die Häutung, die Reifung vom Puppenstadium zum erwachsenen Tier oder andere Lebensprozesse von Insekten.
Pflanzenwachstumsregulatoren: Substanzen (ausgenommen Düngemittel oder andere Pflanzennährstoffe), die das erwartete Wachstum, die Blüte oder die Reproduktionsrate von Pflanzen verändern.
Bodensterilisator: Eine Chemikalie, die das Wachstum aller Pflanzen und Tiere je nach Chemikalie vorübergehend oder dauerhaft verhindert. Bodensterilisatoren müssen als Pestizide registriert werden.
Holzschutzmittel: Sie werden verwendet, um Holz resistent gegen Insekten, Pilze und andere Schädlinge zu machen.
Gene Drives, ein komplexer genetischer Mechanismus, der in das genetische Material der Zielart selbst eingebettet werden kann. Anstatt das Zielindividuum zu töten, kann er die Fortpflanzung seiner Nachkommen verhindern oder unterdrücken. Dies verändert die Zielpopulation auf eine weitreichendere Weise und hat nur wenige oder gar keine Off-Target-Effekte. ⓘ

Regelung

International

In vielen Ländern müssen Pestizide für den Verkauf und die Verwendung durch eine Regierungsbehörde zugelassen werden. ⓘ

Weltweit gibt es in 85 % der Länder Pestizidvorschriften für die ordnungsgemäße Lagerung von Pestiziden, und 51 % der Länder haben Bestimmungen für die ordnungsgemäße Entsorgung aller veralteten Pestizide. ⓘ

In Europa wurde eine EU-Gesetzgebung verabschiedet, die den Einsatz hochgiftiger Pestizide verbietet, darunter solche, die krebserregend, erbgutverändernd oder fortpflanzungsgefährdend sind, solche, die das Hormonsystem schädigen, und solche, die persistent, bioakkumulierbar und toxisch (PBT) oder sehr persistent und sehr bioakkumulierbar (vPvB) sind, sowie Maßnahmen zur Verbesserung der allgemeinen Sicherheit von Pestiziden in allen EU-Mitgliedstaaten. ⓘ

Obwohl sich die Pestizidvorschriften von Land zu Land unterscheiden, werden Pestizide und die Produkte, für die sie verwendet wurden, über internationale Grenzen hinweg gehandelt. Um die Unstimmigkeiten zwischen den einzelnen Ländern zu beseitigen, verabschiedeten die Delegierten einer Konferenz der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen 1985 einen internationalen Verhaltenskodex für den Vertrieb und die Verwendung von Pestiziden, um freiwillige Standards für Pestizidvorschriften in den verschiedenen Ländern zu schaffen. Der Kodex wurde in den Jahren 1998 und 2002 aktualisiert. Die FAO behauptet, dass der Kodex das Bewusstsein für die Gefahren von Pestiziden geschärft und die Zahl der Länder ohne Beschränkungen für den Einsatz von Pestiziden verringert hat. ⓘ

Drei weitere Bemühungen um eine bessere Regulierung des internationalen Handels mit Pestiziden sind die Londoner Leitlinien der Vereinten Nationen für den Informationsaustausch über Chemikalien im internationalen Handel und die Codex-Alimentarius-Kommission der Vereinten Nationen. Erstere versucht, Verfahren einzuführen, die sicherstellen, dass zwischen Ländern, die Pestizide kaufen und verkaufen, eine vorherige Zustimmung nach Inkenntnissetzung vorliegt, während letztere versucht, einheitliche Standards für Höchstwerte von Pestizidrückständen zwischen den teilnehmenden Ländern zu schaffen. ⓘ

Die Aufklärung über die Sicherheit von Pestiziden und die Regulierung von Pestizidanwendern sollen die Öffentlichkeit vor dem Missbrauch von Pestiziden schützen, können aber nicht jeden Missbrauch verhindern. Die Verringerung des Pestizideinsatzes und die Wahl weniger giftiger Pestizide kann die Risiken für die Gesellschaft und die Umwelt verringern, die durch den Einsatz von Pestiziden entstehen. Die integrierte Schädlingsbekämpfung (IPM), bei der mehrere Methoden zur Schädlingsbekämpfung zum Einsatz kommen, ist inzwischen weit verbreitet und wird in Ländern wie Indonesien, China, Bangladesch, den USA, Australien und Mexiko mit Erfolg eingesetzt. IPM versucht, die weitreichenden Auswirkungen einer Maßnahme auf ein Ökosystem zu erkennen, damit das natürliche Gleichgewicht nicht gestört wird. Es werden neue Pestizide entwickelt, darunter biologische und botanische Derivate und Alternativen, die die Gesundheits- und Umweltrisiken verringern sollen. Darüber hinaus werden die Anwender ermutigt, alternative Kontrollen in Betracht zu ziehen und Methoden anzuwenden, die den Einsatz chemischer Pestizide reduzieren. ⓘ

Es können Pestizide entwickelt werden, die auf den Lebenszyklus eines bestimmten Schädlings ausgerichtet sind, was umweltfreundlicher sein kann. So schlüpfen beispielsweise Kartoffelnematoden aus ihren schützenden Zysten, wenn sie auf eine von den Kartoffeln ausgeschiedene Chemikalie reagieren; sie ernähren sich von den Kartoffeln und schädigen die Ernte. Eine ähnliche Chemikalie kann auf Feldern ausgebracht werden, bevor die Kartoffeln gepflanzt werden, so dass die Nematoden früh auftauchen und in Abwesenheit der Kartoffeln verhungern. ⓘ

Vereinigte Staaten

Vorbereitung für die Anwendung gefährlicher Herbizide in den USA ⓘ

In den Vereinigten Staaten ist die Environmental Protection Agency (EPA) für die Regulierung von Pestiziden gemäß dem Federal Insecticide, Fungicide, and Rodenticide Act (FIFRA) und dem Food Quality Protection Act (FQPA) zuständig. ⓘ

Es müssen Studien durchgeführt werden, um die Bedingungen, unter denen das Material sicher verwendet werden kann, und die Wirksamkeit gegen den/die vorgesehenen Schädling(e) zu ermitteln. Die EPA reguliert Pestizide, um sicherzustellen, dass diese Produkte keine nachteiligen Auswirkungen auf Mensch und Umwelt haben, wobei der Schwerpunkt auf der Gesundheit und Sicherheit von Kindern liegt. Pestizide, die vor November 1984 hergestellt wurden, werden weiterhin neu bewertet, um den aktuellen wissenschaftlichen und rechtlichen Standards zu entsprechen. Alle registrierten Pestizide werden alle 15 Jahre überprüft, um sicherzustellen, dass sie die richtigen Standards erfüllen. Während des Zulassungsverfahrens wird ein Etikett erstellt. Das Etikett enthält neben den Sicherheitshinweisen auch Anweisungen für die ordnungsgemäße Verwendung des Stoffes. Auf der Grundlage der akuten Toxizität werden die Pestizide einer Toxizitätsklasse zugeordnet. Pestizide sind nach Arzneimitteln die am gründlichsten getesteten Chemikalien in den Vereinigten Staaten; für Pestizide, die für Lebensmittel verwendet werden, sind mehr als 100 Tests erforderlich, um eine Reihe potenzieller Auswirkungen zu ermitteln. ⓘ

Einige Pestizide gelten als zu gefährlich für den Verkauf an die Allgemeinheit und werden als Pestizide mit eingeschränkter Verwendung bezeichnet. Nur zertifizierte Applikatoren, die eine Prüfung bestanden haben, dürfen Pestizide mit eingeschränkter Verwendung kaufen oder deren Anwendung beaufsichtigen. Es müssen Aufzeichnungen über Verkäufe und Verwendung geführt werden, die von den für die Durchsetzung der Pestizidvorschriften zuständigen Behörden überprüft werden können. Diese Aufzeichnungen müssen den Mitarbeitern und den staatlichen oder territorialen Umweltaufsichtsbehörden zur Verfügung gestellt werden. ⓘ

Neben der EPA legen auch das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) und die US-Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA) Standards für die zulässigen Pestizidrückstände auf oder in Nutzpflanzen fest. Die EPA prüft die möglichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt, die mit dem Einsatz von Pestiziden verbunden sein könnten. ⓘ

Darüber hinaus wendet das US-EPA das vierstufige Verfahren des National Research Council zur Risikobewertung für die menschliche Gesundheit an: (1) Identifizierung der Gefahr, (2) Bewertung der Dosis-Wirkungsbeziehung, (3) Bewertung der Exposition und (4) Risikobeschreibung. ⓘ

Kürzlich hat der Bezirk Kaua'i (Hawai'i) den Gesetzentwurf Nr. 2491 verabschiedet, mit dem Kapitel 22 des Bezirksgesetzes um einen Artikel über Pestizide und GVO ergänzt wird. Die Gesetzesvorlage stärkt den Schutz der lokalen Gemeinden in Kaua'i, wo viele große Pestizidunternehmen ihre Produkte testen. ⓘ

Rückstände

Unter Pestizidrückständen versteht man die Rückstände von Pestiziden, die auf oder in Lebensmitteln verbleiben können, nachdem sie auf Lebensmittelkulturen ausgebracht wurden. Die zulässigen Höchstwerte für diese Rückstände in Lebensmitteln werden in vielen Ländern von den zuständigen Behörden festgelegt. Vorschriften, wie z. B. Intervalle vor der Ernte, verhindern häufig die Ernte von kürzlich behandelten pflanzlichen oder tierischen Erzeugnissen, damit die Rückstandskonzentrationen im Laufe der Zeit auf sichere Werte vor der Ernte sinken können. Die Bevölkerung ist diesen Rückständen am häufigsten durch den Verzehr von behandelten Lebensmitteln oder durch den engen Kontakt mit mit Pestiziden behandelten Flächen wie Bauernhöfen oder Rasenflächen ausgesetzt. ⓘ

Viele dieser chemischen Rückstände, insbesondere Derivate von chlorierten Pestiziden, weisen eine Bioakkumulation auf, die zu schädlichen Konzentrationen im Körper und in der Umwelt führen kann. Am akutesten ist das Problem in China, dem größten Hersteller von chlorierten Pestiziden. Persistente Chemikalien können über die Nahrungskette vergrößert werden und wurden in Produkten wie Fleisch, Geflügel und Fisch, Pflanzenölen, Nüssen und verschiedenen Obst- und Gemüsesorten nachgewiesen. ⓘ

Die Verunreinigung der Umwelt durch Pestizide kann durch Bioindikatoren wie Bienenbestäuber überwacht werden. ⓘ

Die Forschung zu Pestizidrückständen in landwirtschaftlichen Systemen ist noch nicht abgeschlossen. ⓘ

Bedeutungen

Im klassischen Verständnis sind Pestizide Mittel zur Bekämpfung tierischer Schädlinge (englisch pests). In diesem Sinn wurde der Begriff hauptsächlich in den englischsprachigen Ländern verwendet. Dabei wurden die Pestizide teilweise mit den Insektiziden gleichgesetzt. ⓘ

Als Pestizid nach heutigem Verständnis werden sämtliche Pflanzenschutzmittel und sonstige Mittel zur Schädlingsbekämpfung aufgefasst. Auch die Environmental Protection Agency der USA definiert den Begriff in diesem Sinn. Die EU-Richtlinie 2009/128/EG enthält eine Begriffsbestimmung für „Pestizid“, nach der sowohl Pflanzenschutzmittel im Sinne der Verordnung (EG) Nr. 1107/2009 (Pflanzenschutzmittelverordnung) als auch Biozid-Produkte im Sinne der Richtlinie 98/8/EG über das Inverkehrbringen von Biozid-Produkten darunter fallen. Ebenso erfüllen Medikamente, die in der Nutztierhaltung eingesetzt werden, alle definitorischen Voraussetzungen eines Pestizids. ⓘ

In der Schweiz werden Pflanzenschutzmittel und Biozide im Bundesgesetz über den Schutz vor gefährlichen Stoffen und Zubereitungen (Chemikaliengesetz, ChemG) definiert. Für die Beurteilung von Pestizid-Rückständen in pflanzlichen oder tierischen Erzeugnissen gelten gemäß Verordnung über die Höchstgehalte für Pestizidrückstände in oder auf Erzeugnissen pflanzlicher und tierischer Herkunft (VPRH) nicht nur die eigentlichen Pestizid-Wirkstoffe, sondern auch ihre Stoffwechsel-, Abbau- oder Reaktionsprodukte als Pestizide. ⓘ

Wenn in der öffentlichen Diskussion von Pestizid-Rückständen die Rede ist, liegt der Fokus meist auf der Belastung von Lebensmitteln mit Pflanzenschutzmittel-Rückständen sowie dem Vorkommen von Pestiziden in Gewässern. Der Begriff „Pestizid“ ist im allgemeinen Sprachgebrauch überwiegend negativ besetzt. Christel Fiebinger stellte 2003 fest, dass der Begriff in der Öffentlichkeit mit der „Vergiftung von Boden, Pflanzen und Lebensmitteln“ verbunden wird und teilweise zum „Kampfbegriff gegen die Bauern“ geworden sei. ⓘ

In den Gesetzestexten der deutschsprachigen Staaten und den deutschen Fassungen der einschlägigen EU-Bestimmungen wird der Begriff „Pestizid“ nur selten verwendet. Die Genehmigung von Wirkstoffen und deren Höchstmengen bei den Zulassungen von Pflanzenschutzmitteln und Bioziden sind in separaten Vorschriften geregelt. Ein bestimmter Wirkstoff kann sowohl in verschiedenen Pflanzenschutzmitteln als auch Bioziden und Tierarzneimitteln vorhanden sein. ⓘ

In der EU nicht mehr zugelassene Stoffe, wie z. B. Cyanamid, Acetochlor, Tepraloxydim und Cyfluthrin, dürfen nach wie vor hergestellt und exportiert werden. Im Jahr 2018 wurde in den EU-Staaten der Export von 81.615 Tonnen solcher Pestizide genehmigt. Unter den Antragsstellern aus Deutschland befindet sich u. a. das Chemieunternehmen AlzChem sowie die Chemiekonzerne Bayer und BASF. Ebenso geschieht dies in der Schweiz, wobei der Export von Atrazin, Diafenthiuron, Methidathion, Paraquat und Profenophos ab 2021 verboten ist. Von 2012 bis 2019 exportierte die Schweiz mehr als 180 Tonnen Pestizide, welche in der Schweiz verboten sind. ⓘ

Wichtige Eigenschaften

Wichtige physikalisch-chemische Eigenschaften von Pestiziden sind:

Dampfdruck (hPa, 20 °C), welcher Einfluss auf die Konzentration in der Luft und damit die mögliche ungewünschte Verbreitung über größere Entfernungen besitzt.
Wasserlöslichkeit (g/L, 20 °C), welche Einfluss auf die Art der Ausbringung, die Auswaschung im Boden und ins Grundwasser sowie die Aufnahme im Organismus hat.
Henry-Konstante (Pa.m³/mol), die das Löslichkeitsverhalten von Gasen in einer Flüssigkeit beschreibt.
Log K_OW (Oktanol-Wasser-Koeffizient), welcher ein Maß für das Verhältnis zwischen Fettlöslichkeit und Wasserlöslichkeit ist.
K_OC (Verteilung zwischen organischer Substanz im Boden und Bodenflüssigphase)
Halbwertszeit (DT₅₀, Tage), ist ein Maß für die Abbaugeschwindigkeit.
Toxizität LD₅₀, ist ein Maß für die Giftigkeit einer Verbindung für verschiedene Organismen. ⓘ

Vorkommen in der Umwelt

Pestizide werden teilweise weit verfrachtet und sind in der Luft, in Böden, Gewässern und ihren Sedimenten sowie im Grundwasser nachweisbar. In Schweizer Gewässern mit landwirtschaftlich geprägten Einzugsgebieten sind Pestizide allgegenwärtig – um die 150 Wirkstoffe konnten in Gewässern und ihren Sedimenten nachgewiesen werden, teilweise bis zu 65 gleichzeitig in einer Probe und um die 100 im Jahresverlauf in einem Gewässer. In vielen kleinen Fließgewässern werden immer wieder Konzentrationen von Pestizid-Wirkstoffen gemessen, welche ökotoxikologisch hergeleitete Qualitätskriterien und die gesetzlich festgelegten Grenzwerte teilweise bei weitem übersteigen. In der Schweiz werden bei über der Hälfte der Grundwasser-Messstellen regelmäßig Pestizide oder deren Abbauprodukte nachgewiesen. ⓘ

In der Schweiz sind Pestizide in sämtlichen Bodenproben von konventionell und in über 90 % der biologisch bewirtschafteten Feldern nachweisbar. Auch nach 20 Jahren biologischer Bewirtschaftung wurden bis zu 16 synthetische Pestizide gefunden. Dies weist auf die lange Verweildauer dieser Stoffe in Böden und Einträge aus Nachbarparzellen hin. Die Konzentrationen in den konventionell bewirtschafteten Böden waren rund zehnmal höher als in den biologisch bewirtschafteten. Zudem wurden Neonikotinoide in mehr als 80 % der Böden von Ökologischen Ausgleichsflächen (in der Schweiz: Biodiversitätsförderflächen) nachgewiesen. ⓘ

Nicht nur in Lebensräumen sind Pestizide verbreitet nachweisbar, sondern auch in vielen Lebewesen. ⓘ

Wirkung und Auswirkung

Wirkungsweise

Als biologisch aktive Stoffe wirken Pestizide direkt akut oder chronisch auf Organismen und können diese töten oder deren Fortpflanzung, Entwicklung, Gesundheit und Verhalten beeinflussen. Die Wirkungsweise von Pestiziden ist je nach Wirkstoff unterschiedlich. Sie wirken u. a. als Wachstumshemmer, Hemmer der Proteinsynthese oder verändern die Permeabilität von Zellmembranen und behindern damit die Erregungsleitung. Teilweise wird auch die Erregungsübertragung an Synapsen gestört. ⓘ

Die Auswirkungen von Pestiziden auf Organismen werden von der Toxizität und Konzentration der Wirkstoffe, der Dauer und Häufigkeit der Exposition sowie dem gleichzeitigen oder in Folge auftretenden Einfluss anderer Faktoren bestimmt. Dabei sind nicht nur das Auftreten und die Auswirkungen von einzelnen Wirkstoffen, sondern oft auch die Präsenz mehrerer Pestizide und mögliche Mischeffekte relevant. Dazu kommen langlebige Abbauprodukte verschiedener Pestizide, die in ebenso hohen oder höheren Konzentrationen als ihre Ausgangsstoffe in der Umwelt auftreten können und in einigen Fällen sogar toxischer sind als ihre Ausgangsstoffe. ⓘ

Zielorganismen der Pestizide können gegen die Wirkstoffe mehr oder weniger rasch Resistenzen ausbilden. ⓘ

Auswirkungen auf die Biodiversität

Der Pestizideinsatz kann die Biodiversität vom einzelnen Individuum bis zum Lebensraum ungewollt beeinflussen. Dies kann sich negativ auf Ökosystemleistungen wie die natürliche Schädlingsregulierung auswirken und unter Umständen wiederum den Einsatz von Pestiziden erhöhen. ⓘ

Der heutige Pestizideinsatz belastet vielerorts die Umwelt und beeinträchtigt die Biodiversität und die Ökosystemleistungen. Für die Biodiversität sind sowohl direkte Wirkungen relevant und wie auch indirekte, etwa über eine Reduktion des Nahrungsangebotes oder die Veränderung von Nahrungsnetzen. Beeinträchtigt werden deshalb nicht nur einzelne Individuen von Nicht-Zielorganismen, sondern ganze Populationen. Dies kann zum lokalen und regionalen Verschwinden von Arten führen. Ebenso können durch den Einsatz von Pestiziden auch Lebensgemeinschaften, Lebensräume und Ökosystemleistungen wie z. B. die Bestäubung oder Wasserqualität negativ beeinflusst werden. Pestizide stellen damit eine Gefahr für die Biodiversität dar. ⓘ

Insektizide und Fungizide können Bodenorganismen wie Mykorrhiza-Pilze schädigen. So nimmt die Häufigkeit von arbuskulären Mykorrhizapilzen mit der Menge an Pestizidrückständen im Boden ab. Die Saatgutbeizung mit Pestiziden kann sich unter anderem negativ auf Regenwürmer sowie auf Bakteriengemeinschaften im Wurzelbereich der Pflanzen auswirken. ⓘ

Pestizide beeinträchtigen Gewässerorganismen, wie z. B. Insektenlarven, Algen, Pilze, Fische; insbesondere in kleinen Fließgewässern mit landwirtschaftlich geprägten Einzugsgebieten stark. Bei wirbellosen Gewässerorganismen kann die Pestizidbelastung zu Verlusten von bis zu 42 % der regional vorkommenden Taxa führen. Der Zustand von Lebensgemeinschaften in Gewässern verschlechtert sich mit zunehmendem Anteil Ackerbaukulturen. Pestizide in Sedimenten von Seen und Fließgewässern können die Organismen am Gewässergrund schädigen. ⓘ

Die Vielfalt und Anzahl von Ackerwildpflanzen sind europaweit unter anderem aufgrund des Herbizideinsatzes zurückgegangen. ⓘ

Auch beim vielerorts festgestellten starken Rückgang der Insektenvielfalt und -häufigkeit ist der Einsatz von Pestiziden ein wesentlicher Faktor. Laut dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung schädigen gewisse moderne Pestizide die Insekten schon in 100-fach geringerer Dosis als bei der Zulassung angegeben. Zudem nimmt das Risiko von Pestiziden (Toxizität x eingesetzte Menge), zumindest für in den USA zugelassene Wirkstoffe, laufend zu. ⓘ

Unterdessen gibt es deutliche Hinweise aus verschiedenen Ländern, dass der Pestizideinsatz auch Vogelpopulationen beeinträchtigt. In der Schweiz schrumpfte der Bestand insektenfressender Kulturland-Vogelarten seit den 1990er Jahren um 60 %; u. a. sehr wahrscheinlich verursacht durch den Pestizideinsatz und folgende Reduktion der Nahrungsbasis. ⓘ

Bei der Nutztierhaltung eingesetzte Biozide (u. a. gegen Magen-Darmparasiten), wie z. B. das global eingesetzte Ivermectin können erhebliche Schäden an Nicht-Zielorganismen verursachen. In diesem Fall werden etliche dungabbauende und -besuchende Arten (u. a. Fliegen, Käfer) gehemmt oder abgetötet, die auf dem Viehdung mit ausgeschiedenen, toxischen Metaboliten des Wirkstoffes in Kontakt kommen. Auf eine vitale Dungfauna als Nahrungsgrundlage wiederum ist eine große Anzahl von Tierarten des Naturschutzes angewiesen (z. B. Großes Mausohr, Wiedehopf, Blauracke). ⓘ

Auswirkungen auf Ökosystemleistungen

Die Beeinträchtigung der Insekten durch Pestizide wirkt sich auch auf ihre Ökosystemleistungen aus. So können Pestizide die Bestäubung von Wild- und Kulturpflanzen verringern; ebenso die natürliche Schädlingsregulierung durch Insekten, welche räuberisch oder parasitierend leben. ⓘ

Rückstände in Lebensmitteln

Nach Untersuchungen der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) besteht in Europa nur noch eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass Bürger Pestizidrückständen in Lebensmitteln ausgesetzt sind, die zu negativen gesundheitlichen Folgen führen können. Entsprechend dem Jahresbericht der Behörde, dem die Analyse von rund 88.000 Proben aus 28 EU-Mitgliedstaaten zugrunde liegen, enthalten knapp 96 % der Lebensmittelproben keine Pestizidrückstände oder weisen lediglich Spuren auf, die im Rahmen der gesetzlich zulässigen Werte liegen. ⓘ

Die Exposition gegenüber Pestiziden während der Schwangerschaft gilt als einer der Faktoren, die das Risiko für Fehlgeburten erhöhen. ⓘ

Sonstiges

Im September 2014 erklärte sich die Gemeinde Mals im italienischen Vinschgau (Südtirol) per Volksabstimmung zur „ersten pestizid-freien Gemeinde Europas“. Darauf aufbauend veröffentlichte der österreichische Autor und Dokumentarfilmer Alexander Schiebel im Herbst 2017 das Buch Das Wunder von Mals – Wie ein Dorf der Agrarindustrie die Stirn bietet sowie Ende Mai 2018 den gleichnamigen Dokumentarfilm. Nachdem 130 Landwirte Klage gegen das Malser Verbot eingereicht hatten, setzte die Gemeinde das Verbot aus. Im Herbst 2019 hob das Verwaltungsgericht Bozen das Verbot auf, weil die Gemeinde für diese Frage nicht zuständig sei. ⓘ

In der Schweiz besteht seit 2017 ein Aktionsplan zur Risikoreduktion und nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln. 2020 waren von den 51 formulierten Maßnahmen 21 eingeführt. Die im Aktionsplan vorgesehene Risikoreduktion wird mit der parlamentarischen Initiative 19.475 «Das Risiko beim Einsatz von Pestiziden reduzieren», die 2021 vom Parlament angenommen wurde, im Gesetz zumindest teilweise verankert. ⓘ

In der Schweiz wurden die beiden Volksinitiativen «Für sauberes Trinkwasser und gesunde Nahrung – Keine Subventionen für den Pestizid- und den prophylaktischen Antibiotika-Einsatz» (Trinkwasser-Initiative) und «Für eine Schweiz ohne synthetische Pestizide» (Pestizid-Initiative) 2021 abgelehnt. In Frankreich dürfen seit dem 1. Januar 2019 keine Pflanzenschutzmittel mehr an Private verkauft werden. ⓘ

Mit dem European Green Deal wurde das Ziel gesetzt, den Einsatz von chemischen und gefährlichen Pestiziden bis 2030 um 50 % zu reduzieren. ⓘ