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Survey of drug use and its association with herd-level and farm-level characteristics on German dairy farms

The use of veterinary drugs is of similar importance to that of human drugs in addressing health challenges. In this context, pharmaceuticals and their metabolites inevitably enter soil and water in unknown quantities. Therefore, this study collects and analyzes drug data from 2020 for 50 dairy farms located in Germany. The most frequently used substance group is antibiotics (40.13%), followed by antiphlogistics (18.86%), antiparasitics (13.09%) and hormones (9.29%). Treatment frequencies record the number of days per year on which an average animal on a farm was treated with a substance. The calculated values range from 0.94 to 21.69 d per year and are distributed heterogeneously across farms. In this study, on average, a cow was treated on 6 d in 2020: 2.34 d with antibiotics, 1.07 d with antiphlogistics, 0.76 d with antiparasitics, and 0.41 d with hormones. In addition to individual farm management, other factors are related to treatment frequency. Farms with a veterinary care contract used more hormonal substances than farms without a care contract. In addition, higher milk yield coincides with more frequent treatments with antiphlogistic or hormonal substances. Other related factors include grazing, longevity, farm size, and use of a claw bath. Our study represents an important first step in describing the amount and determinants of veterinary drugs used in livestock farming. Such insights on magnitudes and farm parameters are essential to estimate potential environmental impacts and to derive strategies to reduce veterinary drug use. © TBC, The Authors

UMID 04/2013

Das neue Heft der Zeitschrift UMID behandelt unter anderem die Frage, ob Handynutzung die männliche Fruchtbarkeit schädigt. Der Artikel fasst die Ergebnisse ausgewählter Studien und Übersichtsarbeiten zusammen. Daneben informiert die Zeitschrift über die Feinstaubbelastung in Städten weltweit und stellt dar, wie die gesundheitliche Belastung der Bevölkerung in Deutschland durch Feinstaub berechnet werden kann. Außerdem berichtet ein Artikel über das Problem resistenter Keime durch den Antibiotikaeinsatz in der Tiermast und stellt Ergebnisse des Resistenzmonitorings der Jahre 2009 bis 2012 vor. Die Zeitschrift UMID erscheint drei- bis viermal im Jahr und informiert über aktuelle Themen aus Umwelt & Gesundheit, Umweltmedizin und Verbraucherschutz. Die Onlineversion des UMID kann kostenfrei abonniert werden. >>> Weitere Informationen zur Zeitschrift UMID

Mehr Methan durch Antibiotikaeinsatz in der Rinderhaltung

Werden Rinder mit Antibiotika behandelt, setzen sie über den Dung eine deutlich größere Menge des schädlichen Treibhausgases Methan frei. Zu dieser überraschenden Erkenntnis kam ein internationales Forscherteam um Tobin Hammer von der Universität von Colorado, Boulder, in einer Studie, die am 25. mai 2016 im Fachblatt „Proceedings B“ der britischen Royal Society erschienen ist. Ein Rind produziert täglich mehrere hundert Liter des aggresiven Klimagases Methan. Es wird nicht nur bei der Verdauung von Wiederkäuern frei, der weit überwiegende Teil des von Rindern freigesetzten Methans beim Rülpsen abgegeben. Die Wirkung von Antibiotika auf diesen Prozess untersuchten die Forscher nicht.

The database "Pharmaceuticals in the Environment" - Update and new analysis

Pharmaceutical residues occur frequently in our environment. As they are used either in human but also in veterinary medicine, they are especially released via wastewater treatment plants, from livestock or production. The residues of pharmaceuticals are a potential risk to the environment and their occurrence raised an increasing concern. In the last years, studies on this potential risk increased. Hence, the exposure of the natural environment is characterized much better. These studies present only data on a respective number of pharmaceuticals in a given sampling area. To organize the huge amount of information caused by the global environmental exposure situation, the German Environment Agency initiated this project to collect all these data within one publicly available database. Within the report, we provide an exemplary evaluation on the global distribution of the active pharmaceuticals substances from the European Watch List (WL) for emerging water pollutants, and the main antibiotic groups. Veröffentlicht in Texte | 67/2019.

Tierarzneimittel – ein neues Problem für das Grundwasser?

Werte nur bei neun Messstellen auffällig – UBA rät dennoch zu Grenzwert und Überwachung Antibiotika werden in der Intensivtierhaltung in großem Umfang eingesetzt, vor allem bei Schweinen und Geflügel, aber auch bei Rindern. Einen Großteil der Stoffe scheiden die Tiere im Kot und Urin unverändert wieder aus. Kommt derart belastete Gülle auf die Felder, gelangen die Arzneimittel auch in die Umwelt. Wie diese in der Umwelt wirken, ist nicht abschließend geklärt. Aber wie groß ist die Gefahr, dass die Arzneimittel vom Acker in das Grundwasser gelangen? Eine neue Studie des Umweltbundesamtes gibt zunächst Entwarnung: Auch unter besonders ungünstigen Standortbedingungen gelangen die Medikamente nur selten ins oberflächennahe Grundwasser. Dennoch rät UBA-Vizepräsident Thomas Holzmann: „Aus Vorsorgegründen sollten wir den Grenzwert für Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe von 0,1 Mikrogramm pro Liter (µg/l) im Grundwasser auch auf Tierarzneimittel übertragen. Bei Überschreitungen hätten die Länder so eine Rechtsgrundlage für adäquate Maßnahmen, um das Grundwasser zu schützen. Im Einzelfall denkbar ist etwa, mit der Gülleausbringung zu warten, ganz auf sie zu verzichten oder mit antibiotikafreiem Mineraldünger zu düngen.“ Für die Studie untersuchte das Umweltbundesamt in den Jahren 2012 und 2013 an 48 Messstellen in vier Bundesländern jeweils mindestens zweimal Grundwasserproben auf 23 Wirkstoffe. Bei 39 Messstellen wurden keinerlei Wirkstoffe gefunden. Bei sieben Messstellen in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen fanden sich allerdings Sulfonamide. Die Werte waren mit maximal elf Nanogramm pro Liter (ng/l) allerdings sehr gering – zum Vergleich: Der Grenzwert für ⁠ Pflanzenschutzmittel ⁠-Wirkstoffe im Grundwasser liegt zehnfach höher bei 0,1 Mikrogramm/Liter bzw.  100 ng/l. Lediglich bei zwei Messstellen wurde der Wirkstoff Sulfamethoxazol in Konzentrationen von mehr als 100 ng/l gefunden, lag also über dem Grenzwert für Pflanzenschutzmittel oder Biozide im Grundwasser. ⁠ UBA ⁠-Vizepräsident Holzmann: „Wir haben in unserer Studie bewusst ein Worst-case-⁠ Szenario ⁠ genommen und Messstellen ausgewählt, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Grundwasserkontamination durch Antibiotika besonders hoch war. Beruhigend ist, dass wir nur selten fündig wurden und die Belastung keineswegs flächendeckend stattfindet. Allerdings: Ein Eintrag ist möglich und kann dann auch deutlich ausgeprägt sein. Daher müssen wir die Situation genau beobachten. Denkbar wäre, über das bestehende Bund-Länder-Messnetz zumindest unter gefährdeten  Böden regelmäßig Proben zu nehmen und zu analysieren. Die Länder könnten dann im Einzelfall einschreiten.“ Als Kriterien für eine hohe Gefährdung von Grundwasser könnte gelten, was das UBA in seiner Studie zugrundelegte: Das Hauptproblem für das Grundwasser in Deutschland ist die zu hohe Belastung mit Nitrat. Dieses kommt etwa mit zu viel stickstoffhaltigem Dünger auf die Felder  oder stammt aus der Gülle der Mastställe und den Gärrückständen der Biogasanlagen. Was die Pflanzen nicht brauchen, wird in die organische Substanz des Bodens eingebaut oder endet als Nitrat im Grundwasser. „Rund 50 Prozent aller Grundwasser-Messstellen in Deutschland zeigen derzeit erhöhte Nitrat-Konzentrationen von über zehn Milligramm/Liter – 15 Prozent des Grundwassers hält gar die für Grundwasser geltende Qualitätsnorm von 50 Milligramm/Liter nicht ein. Aus dem Grundwasser gewonnenes Trinkwasser ist jedoch fast allerorten unbelastet – nur 0,08 Prozent der Trinkwasseruntersuchungen liegen in Deutschland über dem Grenzwert von 50 Milligramm/Liter. Es kann problemlos getrunken werden“, so UBA-Vizepräsident Holzmann. Allerdings müssen die Wasserversorger dafür mittlerweile einigen Aufwand betreiben: Manche verdünnen zu stark belastetes Grundwasser schlicht mit unbelastetem Wasser. Immer mehr Versorger sehen die Notwendigkeit, das Nitrat  technisch aus dem Rohwasser zu entfernen, weil nicht überall genügend unbelastetes Grundwasser vorhanden ist. Das ist teuer – und erhöht letztlich die Wasserrechnung der Verbraucher. Nach Angaben des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit wurden 2012 in Deutschland rund 1.619 Tonnen Antibiotika an Tierärzte abgegeben, das entspricht etwa dem Zwei- bis Dreifachen des Antibiotikaeinsatzes in der Humanmedizin (630 Tonnen). Die antibiotischen Wirkstoffe werden nur zu einem geringen Anteil im Organismus abgebaut, so dass je nach Wirkstoff etwa 60 bis 80 Prozent der verabreichten Menge unverändert mit dem Kot und Urin der Tiere ausgeschieden wird. Mit der Gülle gelangen sie dann auf die Böden und können in sehr ungünstigen Einzelfällen ins Grundwasser ausgewaschen werden. Bisher gibt es weder einen  Grenzwert für solche Stoffe in der deutschen Grundwasserverordnung noch in der Trinkwasserverordnung. Das UBA ist seit 1998 im Rahmen der Zulassung von Tierarzneimittel für die Bewertung möglicher Umweltrisiken verantwortlich. Werden bei der Bewertung Umweltrisiken erkannt, so können für die Zulassung Auflagen zum Schutz der Umwelt erteilt werden. Die Anforderungen an die Umweltrisikobewertung von Arzneimitteln sind seit 2005 (Tierarzneimittel) bzw. 2006 (Humanarzneimittel) in Leitfäden der Europäischen Arzneimittelagentur festgelegt. Für sogenannte „Altarzneimittel“, die bereits vor in Kraft treten der Leitfäden zugelassen waren, muss jedoch keine nachträgliche Umweltprüfung durchgeführt werden. Ein Großteil der eingesetzten Tierarzneimittel gehört zu diesen Altarzneimitteln. Für viele  sind die Auswirkungen auf die Umwelt bisher nahezu unbekannt. Das Forschungsprojekt „Antibiotika und Antiparasitika im Grundwasser unter Standorten mit hoher Viehbesatzdichte“ wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführt und mit Mitteln des Bundesumweltministeriums gefördert. Das Projekt wurde unter Federführung des hydrogeologischen Planungsbüros HYDOR Consult GmbH (Berlin) in Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich GmbH und der INFU TU Dortmund von 2011 bis 2013 bearbeitet. Der Forschungsbericht und kann unter  „ Antibiotika und Antiparasitika im Grundwasser unter Standorten mit hoher Viehbesatzdichte “ heruntergeladen und unter der Kennnummer 001897 aus der Bibliothek des Umweltbundesamtes ausgeliehen werden.

UMID 01/2013: Schwerpunkt Chemikalien, Umwelt und Gesundheit

Wie wirken Antibiotika in der Umwelt und welche Folgen hat der Einsatz von per- und polychlorierten Chemikalien in atmungsaktiver, wasserabweisender Freizeitkleidung? Auskunft hierzu gibt der Schwerpunkt „Chemikalien, Umwelt und Gesundheit“ in der neuen Ausgabe der Zeitschrift UMID. Außerdem stellt sie ein Forschungsvorhaben zu Umweltgerechtigkeit im städtischen Raum vor und berichtet über Kenntnisstand und offene Fragen zu gesundheitlichen Risiken durch niederfrequente Felder der Stromversorgung. Schwerpunkt: Chemikalien, Umwelt und Gesundheit Weitere Beiträge >>> Weitere Informationen zur Zeitschrift UMID

Arzneimittel in der Umwelt sind eine globale Herausforderung

Hunderte Wirkstoffe und Abbauprodukte belasten Gewässer und Böden nahezu weltweit. Welches Ausmaß die Umweltbelastung mit Arzneimitteln erreicht, zeigt ein Forschungsprojekt im Auftrag des Umweltbundesamtes: Spuren von mehr als 630 verschiedenen Arzneimittelwirkstoffen sowie deren Abbauprodukte lassen sich in vielen Teile der Erde nachweisen. Sie sind in Gewässern, Böden, Klärschlamm und Lebewesen zu finden. Sehr häufig kommt das Schmerzmittel und der Entzündungshemmer Diclofenac vor. Der verwendete Wirkstoff wurde bisher in Gewässern von insgesamt 50 verschiedenen Ländern gemessen. Das Umweltprogramm UNEP der Vereinten Nationen prüft jetzt, ob „Arzneimittel in der Umwelt“ ein neues wichtiges Handlungsfeld im internationalen Chemikalienprogramm SAICM werden soll. Um dies zu unterstützen, initiieren das Umweltbundesamt (UBA) und das Bundesumweltministerium am 8. und 9. April 2014 einen internationalen Arzneimittel-Workshop in Genf. Thomas Holzmann, der amtierende Präsident des UBA: „Das Umweltbundesamt kann jetzt sicher belegen, dass Arzneimittelrückstände in der Umwelt weltweit ein relevantes Problem darstellen. Lösen können wir es nur global, indem wir die internationale Chemikaliensicherheit stärken. Zum Beispiel im Rahmen des internationalen Chemikalienprogramms SAICM. Mit unserem vierjährigen Forschungsprojekt, welches den internationalen Wissensstand zu Arzneimitteln in der Umwelt analysiert und transparent macht, leisten wir dazu einen Beitrag.“ Hohe Konzentrationen von Arzneimittelrückständen werden nicht nur in Gewässern und Böden der Industriestaaten gemessen, sondern auch in vielen Entwicklungs- und Schwellenländern. Die ersten Ergebnisse der ⁠ UBA ⁠-Studie zeigen: bis heute wurden über 630 verschiedene Arzneimittelwirkstoffe und deren Abbauprodukte weltweit in der Umwelt nachgewiesen. 17 Wirkstoffe kamen in allen Regionen der Welt vor. Die meisten Daten liegen bisher zum Schmerzmittel und Entzündungshemmer Diclofenac vor. Der Wirkstoff wurde bisher in Gewässern von insgesamt 50 verschiedenen Ländern gemessen. In 35 dieser Länder überstiegen Messwerte die Gewässerkonzentration von 0,1 Mikrogramm pro Liter – ein Wert, der nahe der im Laborversuch ermittelten Konzentration liegt, bei der erste Schädigungen an Fischen beobachtet wurden. Dieser Wert war auch in der Diskussion als europäische „Umweltqualitätsnorm für Oberflächengewässer“. Die EU-Mitgliedstaaten haben sich nunmehr darauf geeinigt, die Konzentration dieses Stoffes in europäischen Gewässern regelmäßig zu messen und mögliche Gegenmaßnahmen bei Überschreitung zu entwickeln. Neben dem „Blockbuster“ Diclofenac zählen zu den weltweit meist verbreiteten Wirkstoffen auch das Antiepileptikum Carbamazepin, das Schmerzmittel Ibuprofen, das Pillen-Hormon Ethinylestradiol sowie das Antibiotikum Sulfamethoxazol. In den letzten Jahren hat sich die Datenlage zum Vorkommen von Arzneimitteln in der Umwelt für Deutschland und die anderen Staaten der EU sowie für Nordamerika und China deutlich verbessert. Wenig war dagegen zur weltweiten Situation bekannt. Während für die westeuropäischen Staaten zahlreiche Informationen und Veröffentlichungen vorliegen, sind es für Afrika, Lateinamerika und Osteuropa deutlich weniger. Im Besonderen gelangen Informationen zur Umweltbelastung in einigen Hauptproduktionsländern von Medikamenten wie Indien kaum an die Öffentlichkeit. Welche konkreten Maßnahmen den weltweiten Eintrag von Arzneimitteln in die Umwelt effektiv reduzieren können, diskutieren 60 Expertinnen und Experten aus Wissenschaft, Nichtregierungsorganisationen, Politik und Wirtschaft auf einem internationalen Workshop in Genf am 8. und 9. April. Das UBA-Forschungsprojekt soll dazu dienen, das Thema „Arzneimittel  in der Umwelt“ im Umweltprogramm der Vereinten Nationen ⁠ UNEP ⁠ zu verankern, als Teil des „Strategischen Ansatz zum internationalen Chemikalienmanagement“ SAICM. Wird dies angenommen, folgen konkrete, weltweite Maßnahmen. Arzneimittel in der Umwelt Humanarzneimittel gelangen hauptsächlich über das häusliche Abwasser in die Umwelt. Sie werden nach der Einnahme vom Körper meist nicht vollständig abgebaut und wieder ausgeschieden. Kläranlagen können oft nicht alle Arzneimittelrückstände zurückhalten. Sind keine Kläranlagen vorhanden, gelangen die Wirkstoffe direkt ins Gewässer. Dort können sie Pflanzen und Tiere schädigen. Tierarzneimittel gelangen zum größten Teil über Gülle und Dung von behandelten Tieren in Böden und Gewässer. Über die langfristige Wirkung dieser Substanzen auf die Ökosysteme liegen bisher wenige Informationen vor. Laborexperimente und Freilandversuche zeigen aber negative Effekte wie reduziertes Wachstum, Verhaltensänderungen oder verminderte Vermehrungsfähigkeit bei Lebewesen in der Umwelt. Als besonders umweltrelevant, weil schon in geringen Konzentrationen toxisch für die Umwelt und oft auch sehr langlebig, haben sich Hormone, Antiparasitika und bestimmte Schmerzmittel herausgestellt. „Strategischer Ansatz zum internationalen Chemikalienmanagement“  SAICM SAICM ist ein internationales Programm für mehr Chemikaliensicherheit unter dem Dach der Vereinten Nationen. Sein Ziel ist es, bis zum Jahre 2020 negative Wirkungen von Chemikalien auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt auf das geringstmögliche Maß zu mindern. Forschungsprojekt Das  Forschungsprojekt „Global Relevance of Pharmaceuticals in the Environment “ wird vom IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasser aus Mülheim an der Ruhr und adelphi consult GmbH Berlin im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführt. Dabei wird der aktuelle Stand des Wissens zum weltweiten Vorkommen von Arzneimitteln in der Umwelt systematisch analysiert. Das IWW wertete über 1000 wissenschaftliche Publikationen und andere Quellen von mehr als 70 verschiedenen Ländern aus. Darüber hinaus führte es Interviews mit Fachleuten aus verschiedenen Ländern durch. Eine erste Zusammenfassung dieser Daten ist nach Regionen unterteilt auf der Projektwebsite dargestellt. Das Forschungsprojekt startete in 2012 und läuft noch bis Mitte 2015.

Antibiotics and Antibiotic Resistances in the Environment

Environmental aspects have so far only partially been addressed in the discussion of antimicrobial resistance. To bring this issue into focus, ⁠ UBA ⁠ compiled background information and data on the topic 'Antibiotics and antimicrobial resistance in the environment'. The results show that previously considered requirements for reduction, from the perspective of UBA, are insufficient to adequately protect health and the environment. UBA sees urgent need for improvement and proposes possible options for action. Veröffentlicht in Hintergrundpapier.

Environmental risks from mixtures of antibiotic pharmaceuticals in soils – a literature review

The report summarizes the current knowledge on antibiotic contaminations in soils. The study raises concerns regarding the contamination of manure, anaerobic digestate and sewage sludge with antibiotic mixtures and discusses their ecotoxicological effects and spread of antimicrobial resistance in soils. Overall aims were mainly to identify antibiotic mixtures typically applied in veterinary and human medicine, to evaluate reports on mixtures and contamination levels occurring in soils and in organic waste materials applied to soil as fertilizer, to summarize mixture effects for soil(micro)organisms, and to identify major knowledge gaps to propose further steps for research and regulation. Veröffentlicht in Texte | 32/2019.

Antibiotika und Antibiotikaresistenzen in der Umwelt

Die Rolle der Umwelt wird bei der Entwicklung von Antibiotikaresistenzen bisher nur ansatzweise diskutiert. Um dieses Thema in den Focus zu bringen, veröffentlicht das ⁠ UBA ⁠ eine Zusammenstellung von Hintergründen und Daten zu dem Thema "Antibiotika und Antibiotikaresistenzen in der Umwelt". Die Ergebnisse zeigen, dass die  bisher berücksichtigten Anforderungen zur Minderung aus Sicht des UBA nicht reichen, um Umwelt und Gesundheit ausreichend zu schützen. Das UBA sieht dringenden Nachbesserungsbedarf und schlägt mögliche Handlungsoptionen vor. Veröffentlicht in Hintergrundpapier.

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