Suspicion of poisoning

Within the framework of "Zukunft Biene" a "bee health and exposure monitoring in cases with suspicion of poisoning" was carried out in the years 2014-2016. The project module deals with acute cases of suspected bee poisoning, in which the causes of colony losses and bee damage are clarified by residue investigations. In contrast to the research projects MELISSA 2009-2011 and the bee exposure monitoring 2012 and 2013, the proven exposure of bees to the active substances clothianidin, imidacloprid and thiamethoxam has largely ceased, which can be attributed to the partial ban on certain neonicotinoids.

Honey bees can come into contact with various chemical substances inside and outside the hive. These compounds may originate from the application of veterinary drugs (e.g. Varroa control agents), plant protection products or biocides, but may also originate from formerly used and approved applications whose traces are still detectable in the environment. Here, all thesesubstances are collectively named pesticides. Bees are exposed to these compounds directly hrough flight and foraging activity or indirectly through contact with collected materials (nectar, honey dew, pollen, water).

The purpose of this module was to investigate reported cases of bee damage and colony losses with suspected bee poisoning. In cases of winter and late summer/fall losses and in cases of intentional poisoning, additional health checks (Varroa, Nosema and American foulbrood) were carried out at AGES (Department of apiculture and bee protection). Affected beekeepers were able to report such cases to the AGES and have their samples examined without cost. The residue analyses were carried out at PTRL Europe GmbH (Germany). Altogether a total of ca. 300 analytes were included in residue analyses, among which were also metabolites of insicticides.

Material for examination (bees, bee bread, pollen pellets, combs and wax foundations) were sampled by beekeepers and also by employees of the abovementioned department of the AGES during visits of apiaries.

In the project period 2014-2016, suspicion of poisoning was reported from 145 apiaries, 6 of which were suspected of intentional poisoning (malicious damage to property). A total of 194 samples from 122 stands (apiaries) were examined for residues. For 23 apiaries, this was not possible because either no sample material was available or varroosis or American foulbrood, respectively, were found to be the cause of colony losses.

The majority of reports of suspected poisonings came from Upper or Lower Austria, Styria, Burgenland and Carinthia. From Tyrol, Vorarlberg and Vienna only occasional reports were sent, no report came from Salzburg. Most of the reports were made during spring to summer (87 beekeeping operations) followed by the overwintering period (37 apiaries), the period of late-summer to fall (15 apiaries) and the cases of suspicion of intentional poisoning (6 beekeeping operations).

In the reported cases with suspicion of poisoning during spring and fall, the damage symptoms consisted mostly of bee losses, which were limited temporally and quantitatively and led more to a reduction in honey yield and problems with the production of young colonies rather than to colony losses. The bee-hazardous active ingredients clothianidin, imidacloprid and fipronil, which are covered by the EU partial ban in various crops, were detected in a small number of samples. In these cases, it is almost certain that there is a close connection between the bee damage which has occurred and the detected exposure. Thiamethoxam was not detectable in any sample. Thus, in a multiannual comparison, the proportion of exposed apiaries for these active substances covered by the EU partial ban has been significantly reduced from 93% in 2009 (results of the "MELISSA" project) to values between 16% and 19%, which were found in the course of the "Future Bee" project for the years 2014-2016.

In addition to the above-mentioned substances, a small number of samples contained several other insecticides (e. g. lambda-cyhalothrin, chlorpyrifos-ethyl, cypermethrin, etc.) as well as fungicides, herbicides, some metabolites and varroazides in varying frequencies and concentrations.

The most frequently detected substances in the 194 samples (single or pooled samples) examined were in descending order: Thiacloprid (42 ×), tau-fluvalinate (29 ×), piperonylbutoxide (25 ×), tebuconazole (22 ×), azoxystrobin (18 ×), biphenyl (16 ×), cyprodinil (14 ×), myclobutanil (11 ×) and spiroxamine (10 ×). All other substances were detected in less than 10 samples. The range of active substances detected is an indication that they originate from different sources of exposure (currently or in previous years used veterinary drugs, plant protection products, biocides, or ubiquitously present pollutants).
In cases of suspected intentional bee poisoning, partially severe total losses of bee colonies were observed, some of which could be confirmed by residue analysis. The bee-hazardous substances detected in such cases (e. g. lambda-cyhalothrin, dichlorvos, chlorpyrifos-ethyl, cypermethrin, cyfluthrin) and the synergist piperonylbutoxide, found in some cases in high concentration, are or were components of plant protection products and pesticides (biocides). It is not known how the bee colonies have come into contact with it, or how they have been brought into contact with it.

During the hibernation period, the reported cases with suspected poisoning were usually reported to have suffered high colony losses. In most cases, the residue tests were negative and active substances dangerous to bees could only be detected in individual cases. The health examinations often revealed varroosis – in a few cases also American foulbrood – as a very probable cause for the dying of the colonies.

Viewed as a whole, the results of this module of the project clearly show that colony losses and bee damage occur at different times and can have different causes. In order to achieve an improvement of the situation for bees in the future and a reduction of colony and bee losses, different approaches to the solution of occurring problems are also necessary, depending on the determined cause and its weighting.

Projekt Jahr Stände exponiert Stände nicht exponiert Stände insgesamt Prozent Stände exponiert
MELISSA 2009 25 2 27 93%
MELISSA 2010 66 27 93 71%
MELISSA 2011 71 66 137 52%
Expositionsmonitoring 2012 21 20 41 51%
Expositionsmonitoring 2013 14 60 74 19%
Zukunft Biene 2014 9 49 58 16%
Zukunft Biene 2015 5 23 28 18%
Zukunft Biene 2016 7 29 36 19%

Honigbienen können inner- und außerhalb des Bienenstockes mit verschiedenen chemischen Stoffen in Kontakt kommen. Diese können aus der Anwendung von Tierarzneimitteln (z. B. Varroabekämpfungsmitteln), Pflanzenschutzmitteln oder Bioziden herrühren, aber auch aus früher gebräuchlichen und zugelassenen Anwendungen stammen, deren Spuren bis heute in der Umwelt nachweisbar sind. In der vorliegenden Arbeit werden alle diese Stoffe unter dem Begriff "Pestizide" zusammengefasst. Im Zuge ihrer Flug- und Sammelaktivitäten können Bienen auf direktem Weg, aber auch indirekt über das Sammelgut (Nektar, Honigtau, Pollen, Wasser), damit in Kontakt kommen.

Inhalt dieses Moduls war es, gemeldete Bienenschäden und Völkerverluste mit Vergiftungsverdacht auf Pestizidrückstände zu untersuchen. In Fällen von Winter- und  Spätsommer-/Herbstverlusten bzw. in Fällen von Bienenfrevel erfolgten in der AGES (Abteilung Bienenkunde und Bienenschutz) zusätzliche Gesundheitsuntersuchungen auf Varroa, Nosema und Amerikanische Faulbrut. Betroffene Imker konnten derartige Fälle an die AGES melden und die Proben kostenlos untersuchen lassen. Die Rückstandsanalysen erfolgten bei PTRL Europe GmbH (Deutschland). Mit den verwendeten Methoden wurden rund 300 Stoffe erfasst, darunter auch ausgewählte Metaboliten von insektiziden Wirkstoffen.

Das Untersuchungsmaterial (Bienen, Bienenbrot, Pollenhöschen, Waben- bzw. Mittelwandproben) wurde von den Imkern eingesandt oder durch Behörden oder MitarbeiterInnen der AGES im Zuge von Standbesuchen entnommen.

Im Projektzeitraum 2014-2016 wurde für 145 Bienenstände Vergiftungsverdacht gemeldet, davon für 6 Stände Frevelverdacht (= boshafte Sachbeschädigung). Von 122 Ständen konnten insgesamt 194 Proben auf Rückstände untersucht werden. Für 23 Stände war dies nicht möglich, da entweder kein Untersuchungsmaterial verfügbar war bzw. Varroose oder Amerikanische Faulbrut als Ursachen der Völkerverluste ermittelt worden waren.

Die Mehrzahl der Vergiftungsverdachtsmeldungen kam aus Ober- und Niederösterreich, Steiermark, Burgenland und Kärnten. Aus Tirol, Vorarlberg und Wien langten vereinzelt Meldungen ein, aus Salzburg kam keine Meldung. Zeitlich zuzuordnen waren die meisten Meldungen dem Zeitraum Frühjahr bis Sommer (87 Stände), gefolgt von der Überwinterungsperiode (37 Stände), der Spätsommer-Herbstperiode (15 Stände) und den Frevelverdachtsfällen (6 Stände).

Bei den gemeldeten Vergiftungsverdachtsfällen aus den Perioden Frühjahr bis Herbst zeigten sich als Schadsymptome meist zeitlich und mengenmäßig begrenzte Bienenverluste, die Einbußen beim Honigertrag und der Erstellung von Jungvölkern zur Folge hatten, aber nur selten zu Völkerverlusten führten. Die in verschiedenen Kulturarten unter das EU-Teilverbot fallenden bienengefährlichen Wirkstoffe Clothianidin, Imidacloprid und Fipronil wurden in einer geringen Zahl von Proben nachgewiesen. In diesen Fällen ist mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ein Zusammenhang des aufgetretenen Bienenschadens mit der nachgewiesenen Exposition anzunehmen. Thiamethoxam war in keiner Probe nachweisbar. Damit hat sich im Mehrjahresvergleich der Anteil exponierter Bienenstände für diese vom EU-Teilverbot erfassten Wirkstoffe von 93 % im Jahr 2009 (Ergebnisse Projekt „MELISSA“) auf die im Projekt „Zukunft Biene“ für die Jahre 2014-2016 ermittelten Werte zwischen 16 % und 19 % signifikant reduziert.

Neben diesen genannten Stoffen waren in einer geringen Zahl von Proben einige weitere bienengefährliche Insektizide (z. B. lambda-Cyhalothrin, Chlorpyrifos-ethyl, Cypermethrin u. a.) sowie Fungizide, Herbizide, einige Metaboliten und Varroazide in unterschiedlichen Häufigkeiten und Konzentrationen nachweisbar.

Die am häufigsten in den 194 untersuchten Proben nachgewiesenen Stoffe waren in absteigender Reihenfolge: Thiacloprid (42 ×), tau-Fluvalinat (29 ×), Piperonylbutoxid (25 ×), Tebuconazol (22 ×), Azoxystrobin (18 ×), Biphenyl (16 ×), Cyprodinil (14 ×), Myclobutanil (11 ×) und Spiroxamin (10 ×). Alle anderen Stoffe wurden in weniger als 10 Proben nachgewiesen.

Das Spektrum der nachgewiesenen Wirkstoffe ist ein Hinweis darauf, dass diese aus unterschiedlichen Expositionsquellen stammen (aktuell bzw. in früheren Jahren eingesetzte Tierarzneimittel, Pflanzenschutzmittel, Biozide bzw. ubiquitär vorhandene Schadstoffe). In Fällen von vermutetem Bienenfrevel wurden zum Teil schwere Totalverluste von Bienenvölkern beobachtet, die rückstandsanalytisch auch zum Teil bestätigt werden konnten. Die in derartigen Fällen nachgewiesenen bienengefährlichen Stoffe (z. B. lambda-Cyhalothrin, Dichlorvos, Chlorpyrifos-ethyl, Cypermethrin, Cyfluthrin) bzw. der zum Teil in hoher Konzentration gefundene Synergist Piperonylbutoxid sind bzw. waren Bestandteile von Pflanzenschutz- und
Schädlingsbekämpfungsmitteln (Bioziden). Auf welche Art die Bienenvölker damit in Kontakt gekommen sind bzw. damit in Kontakt gebracht wurden, ist nicht bekannt.

Während der Überwinterungsphase wurden bei den mit Vergiftungsverdacht gemeldeten Fällen meist hohe Völkerverluste gemeldet. Die Rückstandsuntersuchungen verliefen in den meisten Fällen negativ und bienengefährliche Wirkstoffe waren nur in Einzelfällen nachweisbar. Die Gesundheitsuntersuchungen ergaben häufig Varroose – in wenigen Fällen auch Amerikanische Faulbrut – als sehr wahrscheinliche Ursache für das Absterben der Völker.

Gesamt betrachtet zeigen die Ergebnisse dieses Projektteiles klar, dass Völkerverluste und Bienenschäden zu unterschiedlichen Zeiten auftreten und auch unterschiedliche Ursachen haben können. Um in Zukunft eine Verbesserung der Situation für die Bienen und eine Reduktion der Völker- und Bienenverluste zu erreichen, sind – je nach ermittelter Ursache und deren Gewichtung – auch unterschiedliche Ansätze zur Lösung auftretender Probleme erforderlich.

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