Produktchemie

 

Beistoffe und Formulierungschemie

Pflanzenschutzmittel enthalten neben den eigentlichen Wirkstoffen auch Beistoffe (Formulierungshilfsstoffe), die dem Produkt weitere, für die Anwendung nötige Eigenschaften verleihen. Sie sorgen etwa dafür, dass Pflanzenschutzmittel leicht zu handhaben, gut auszubringen und lagerstabil sind. Sie können die Sicherheit für den Anwender beim Ansetzen der Spritzflüssigkeit erhöhen und ermöglichen eine gute Verteilung der Wirkstoffe in der Spritzflüssigkeit und über die Pflanzen. Beistoffe können aus mehreren Bestandteilen (Komponenten) bestehen.

Die Zusammensetzung eines Pflanzenschutzmittels aus Wirk- und Beistoffen nennt man "Formulierung". Aufgabe der Formulierungschemie ist es, die optimale Zusammensetzung für das Pflanzenschutzmittel zu finden. Dabei gibt es verschiedene Formulierungstypen, z.B. wasserlösliche Pulver oder Emulsionskonzentrate. Eine Liste der Typen finden Sie im Manual "Pesticide Specifications" der Food and Agriculture Organization (FAO), bzw. der World Health Organization (WHO). Die chemischen, physikalischen und technischen Eigenschaften von Pflanzenschutzmitteln müssen über mindestens zwei Jahre beständig bleiben. Um dies zu überprüfen, gibt es spezielle und allgemeine FAO/WHO-Spezifikationen. Die Formulierung wird auch nach der Zulassung eines Pflanzenschutzmittels immer weiter optimiert.

Im Zulassungsverfahren werden chemische, physikalische und technische Eigenschaften nach den Vorgaben des Anhangs III der EU-Richtlinie 91/414/ EWG bewertet. Eine Übersicht über die zu untersuchenden Parameter und die vorgeschlagenen Untersuchungsmethoden gibt die Tabelle "Physikalische und chemische Eigenschaften von Pflanzenschutzmitteln" in der rechten Randspalte.

Um entsprechende Daten zu erheben, müssen geeignete Testmethoden zur Verfügung stehen. Diese werden für Formulierungen vom "Deutschsprachigen Arbeitskreis für Pflanzenschutzmittel-Formulierungen" (DAPF) entwickelt und - soweit notwendig - in Ringversuchen validiert. Dabei wird überprüft, ob die Methoden in verschiedenen Laboren zu vergleichbar guten Ergebnissen führen. Der DAPF bereitet auch die Veröffentlichung durch internationale Organisationen vor, vor allem für den Collaborative International Pesticides Analytical Council (CIPAC).

Wirkstoffe

Im Zulassungsverfahren werden die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Wirkstoffe ermittelt und bewertet, z. B. Dampfdruck, Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient und die Löslichkeit in Wasser und Lösungsmitteln. Die Art der zu untersuchenden Eigenschaften, die Prüfmethoden sowie die Bewertungskriterien sind in den Richtlinien 91/414/EWG und 92/69/EWG festgelegt. Informationen über die Eigenschaften von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen enthält die "Footprint Pesticide Properties Database"; ein Link dazu steht in der rechten Spalte. Außerdem ist dort ein Link zur Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA); diese veröffentlicht Berichte mit Daten und Schlussfolgerungen aus der EU-Wirkstoffbewertung; die chemischen und physikalischen Eigenschaften finden Sie dort jeweils im Dokument "Conclusion", Appendix 1.

Wirkstoffe, aus denen Pflanzenschutzmittel hergestellt werden, sind häufig in charakteristischer Weise verunreinigt. Diese Verunreinigungen können aus den Ausgangsmaterialien stammen oder sie entstehen im Produktionsprozess. Das Material, das direkt aus dem Produktionsprozess stammt, wird als „technischer Wirkstoff“ bezeichnet. Bei einem Antrag auf Zulassung müssen Informationen über die Verunreinigungen vorgelegt werden, und zwar für jeden Produktionsort, denn das Verunreinigungsprofil wird von Herstellungsverfahren und Herstellungsanlage beeinflusst. Die Richtlinie 91/414/EWG definiert Verunreinigungen als „signifikant“, wenn sie mit mindestens 1 g/kg im technischen Wirkstoff enthalten sind. Verunreinigungen, die Gesundheit und Umwelt beeinträchtigen können, werden als „relevant“ bezeichnet. Sie sind auch bei Gehalten unter 1 g/kg anzugeben. Da solche relevanten Verunreinigungen ein Gefährdungspotential darstellen, macht das BVL bei der Zulassung dem Hersteller zur Auflage, bestimmte Höchstgehalte einzuhalten. Um weltweit gültige Qualitätsnormen für Pflanzenschutzmittel zu schaffen, werden von der FAO/WHO Spezifikationen von Wirkstoffen veröffentlicht, die den Mindestreinheitsgrad des Wirkstoffs und die Höchstgehalte an relevanten Verunreinigungen in technischen Produkten nennen.

Analytik

In Pflanzenschutzmitteln enthaltene Wirkstoffe und relevante Verunreinigungen müssen analytisch bestimmt werden können, um die Produktqualität bei der Herstellung und im Handel kontrollieren zu können. Voraussetzung für die Zulassung ist deshalb die Verfügbarkeit entsprechender Analysenmethoden. Diese werden nach den Vorgaben der Richtlinie 91/414/EWG und der Leitlinie SANCO/3030/99 vom BVL geprüft.

Der „Deutschsprachige Arbeitskreis für Pflanzenschutzmittelanalytik“ (DAPA) testet die Analysenmethoden teilweise in Ringversuchen und bereitet die Veröffentlichung durch internationale Organisationen vor. Validierte Methoden sind im CIPAC-Handbook zusammengestellt. Sie werden u.a. für das Pflanzenschutz-Kontrollprogramm benötigt.

Labor für Formulierungschemie im BVL

Das BVL unterhält am Standort Braunschweig ein gut ausgestattetes Labor für Formulierungschemie, in dem Pflanzenschutzmittel auf ihre Zusammensetzung und ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften untersucht werden können. Das Labor wird in verschiedenen Arbeitsbereichen tätig:
  • Es werden Pflanzenschutzmittel-Proben analysiert, die die Länderbehörden bei der Verkehrskontrolle nehmen; hier wird überprüft, ob die im Handel befindliche Ware der Zulassung bzw. der Verkehrsfähigkeitsbescheinigung entspricht. Die Herangehensweise bei der Beurteilung der Identität von Pflanzenschutzmitteln aus der Marktkontrolle ist im Journal für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit veröffentlicht (JVL 4 (2009), S. 23-30, download des Artikels in der rechten Spalte).
  • Im Bescheinigungsverfahren für Parallelimporte geht es um die Feststellung, ob das Importmittel mit dem in Deutschland zugelassenen Referenzmittel übereinstimmt.
  • Im Zulassungsverfahren kann das BVL Proben vom Antragsteller anfordern und überprüfen, ob die festgelegten Spezifikationen eingehalten werden.
  • Außerdem beteiligt sich das Labor an internationalen Programmen zur Neu- und Weiterentwicklung von Testverfahren und Analysenmethoden.

Seit 2008 veröffentlicht das BVL Jahresberichte über die durchgeführten Untersuchungen.