Chemical Aspects of Pesticides: Product Chemistry, Behavior and Fate in the Environment, Nature and Magnitude of Residues in Food

• Research unit: AGS
• Project number: 14.12.1.1

Key words (English)

environmental occurrence, fate and behavior of pesticides, soil analysis, water analysis, pesticide registration, product chemistry, environmental fate and behavior, residues in food

Short description (German)

Der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln (PSM) zum Schutz von Kulturen gegen Schaderreger und zur Erhaltung der Qualität von Erntegütern ist auch in Zukunft unverzichtbar. Mit der Beurteilung von PSM-Wirkstoffen und Produkten zuhanden der Zulassungsstelle am BLW und des BAG trägt die FG Pflanzenschutzchemie wesentlich dazu bei, dass nur PSM zum Einsatz kommen, die für die landwirtschaftliche Anwendung geeignet und von ausreichender Qualität sind und die keine inakzeptablen Nebenwirkungen auf die Umwelt oder den Menschen haben. Die Marktkontrollen in Zusammenarbeit mit den Kantonen tragen dazu bei, dass die in Verkehr gebrachten Produkte die Qualitätsanforderungen erfüllen. Mit der zulassungsbegleitenden Forschung im Bereich Umweltverhalten tragen wir zum Verständnis von Auftreten, Verhalten und Eintragspfaden von PSM in verschiedenen Umweltkompartimenten bei, wobei z.B. entwickelte analytische Methoden breit nachgefragt und eingesetzt werden.

Project aims (German)

Expertentätigkeit im Rahmen der PSM-Zulassung:
1.      Erstellen von Gutachten, welche der der Zulassungsstelle des BLW in den Bereichen Produktchemie (wertbestimmende Eigenschaften von Wirkstoffen und Zubereitungen), Umweltverhalten (Verbleib und Verhalten des Wirkstoffs in der Umwelt) und Rückstände (Metabolismus von PSM-Wirkstoffen und Bildung von Rückständen auf Erntegütern) als Entscheidungsgrundlage dienen, bzw. im Bereich Rückstände Basis für die Festlegung von Höchstkonzentrationen in Lebensmitteln durch das Bundesamt für Gesundheit (BAG) bilden. Dies soll unter Berücksichtigung nationaler Gesetze (z.B. Landwirtschafts-, Lebensmittelgesetz oder ChemRRV) und internationaler Übereinkommen (z.B. FAO Code of Conduct) geschehen.

Gezielte Überprüfung und Risikomindernde Massnahmen:
Mit der gezielten Überprüfung von Produkten mit bereits bewilligten Wirkstoffen werden spezifische Datenlücken und Bedenken, die im EU-Zulassungsfahren zu Tage getreten sind, bezüglich der spezifischen Anwendungen in der Schweiz evaluiert und ggf. Anpassungen der Bewilligungen beantragt.
2.      Erstellen von Expertengutachten für die gezielte Überprüfung von bereits bewilligten Produkten in den Bereichen Produktchemie, Umweltverhalten und Rückstände.
3.      Die im Rahmen der gezielten Überprüfung notwendigen neuen Massnahmen und Auflagen (Risikomindernde Massnahmen, RMM) werden zuhanden des BLW evaluiert und deren Umsetzung in die Praxis begleitet.

Marktkontrolle:
4.      Untersuchung der wertbestimmenden Eigenschaften von im Handel befindlichen Produkten in Absprache mit BLW und Kantonen. Dies soll gewährleisten, dass die während der Zulassung festgelegten Qualitätsstandards (z.B. FAO-Spezifikationen) erfüllt sind.
5.      Im Marktkontroll-Labor sowie in Zusammenarbeit mit andern Forschungsgruppen sollen regelmässig Lernende die Ausbildung zum Laboranten EFZ, Fachrichtung Chemie erfolgreich abschliessen.

Zulassungsbegleitende Forschung:
6.      Entwicklung resp. Weiterentwicklung von Methoden für die Analyse ausgewählter PSM-Wirkstoffe (inkl. deren Metabolite). Diese Methoden sollen in Abbauversuchen im Boden und Wasser, sowie in der Spurenbestimmung in natürlichen Gewässern eingesetzt werden.  
7.      Neue Konzepte für die Beurteilung des Abbau- und Verlagerungsverhaltens von PSM-Wirkstoffen im Boden (z.B. das Draft Guidance Document on Time Dependent Sorption) sollen anhand eigener Versuche erprobt und ggf. verbessert werden.

Knowlegde improvements / Publications (German)

Zulassung PSM und Marktkontrollen:
CIPAC-Handbücher A-M, Collaborative International Pesticides Analytical Council, Harpenden UK. http://www.cipac.org/cumindex/start.htm

FOCUS (2006) “Guidance Document on Estimating Persistence and Degradation Kinetics from Environmental Fate Studies on Pesticides in EU Registration” Report of the FOCUS Work Group on Degradation Kinetics, EC Document Reference Sanco/10058/2005 version 2.0, 434 pp. http://viso.ei.jrc.it/focus/dk/

FOCUS (2009) “Assessing Potential for Movement of Active Substances and their Metabolites to Ground Water in the EU” Report of the FOCUS Ground Water Work Group, EC Document Reference Sanco/13144/2010 version 1, 604 pp.http://viso.ei.jrc.it/focus/gw/index.html

Guidance Document. Guidelines on comparability, extrapolation, group tolerances and data requirements for setting MRLs. SANCO 7525/VI/95 – rev.9, March 2011.

Manual on development and use of FAO and WHO specifications for pesticides, November 2010 – second revision of the first Edition, FAO, Rome, 2010 http://whqlibdoc.who.int/publications/2006/9251048576_eng_update3.pdf

List of Pesticides evaluated by the Joint FAO/WHO Meeting on Pesticide Specifications (JMPS). Diverse Wirkstoffspezifische Publikationen. http://www.fao.org/agriculture/crops/core-themes/theme/pests/pm/lpe/en/

Guidance Document on the Assessment of the Equivalence of Technical Materials of substances regulated under Regulation (EC) No 1107/2009; SANCO/10597-rev.9, 17 June 2011 http://ec.europa.eu/food/plant/protection/evaluation/guidance/wrkdoc23_en.pdf

Zulassungsbegleitende Forschung:
Bürge I., Bächli A., De Joffrey J.-P., Müller M., Spycher S. & Poiger T., 2013. The chiral herbicide beflubutamid (I): isolation of pure enantiomers by HPLC, herbicidal activity of enantiomers, and analysis by enantioselctive GC-MS. Environmental Science & Technology 47, 6806-6811.

Bürge I., Müller M. & Poiger T., 2013. The chiral herbicide beflubutamid (II): enantioselective degradation and enantiomerization in soil, and formation/degradation of chiral metabolites. Environmental Science & Technology 47, 6812-6818.

Bala K., Geueke, B., Miska M.E., Rentsch D., Poiger T., Dadhwal, M., Lal R., Holliger C. & Kohler H.-P.E., 2012. Enzymatic Conversion of ε-Hexachlorocyclohexane and a Heptachlorocyclohexane Isomer, Two Neglected Components of Technical Hexachlorocyclohexane. Environmental Science & Technology 46, 4051-4058.

Buerge I.J., Keller M., Buser H.R., Müller M.D. & Poiger T., 2011. Saccharin and other artificial sweeteners in soils: estimated inputs from agriculture and households, degradation, and leaching to groundwater. Environmental Science & Technology 45, 2011, 615-621.

Customers / Reporting (German)

Zulassungsstelle des BLW
Kollegialämter (BAG und BAFU)
Kantone (Chemikalienverantwortliche/Kantonale Laboratorien, Kantonale Umweltämter)
Konsumentinnen und Konsumenten (indirekt)
Landwirte (indirekt)

• Expertengutachten in den Bereichen Produktchemie, Umweltverhalten und Rückstände z.H. BLW und BAG
• Technisch-wissenschaftliche Publikationen zu spezifischen Themen der PSM-Zulassung und Risikomindernden Massnahmen sowie verwaltungsinterne Berichte
• Berichte zu Marktkontroll-Kampagnen z.H. der Koordinationsplattform Vollzug Chemikalienrecht (verfügbar im Internet: http://www.bag.admin.ch/anmeldestelle/03894/03895/index.html?lang=de)
• Publikationen in wissenschaftlichen, peer reviewed Zeitschriften
• Vorträge und Posterpräsentationen an wissenschaftlichen Konferenzen
• Teilnahme an internationalen Workshops und Expertenmeetings zu Beurteilung, Risikomanagement und Zulassung von PSM