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Effects of the antidepressant Amitriptyline on juvenile brown trout and their modulation by microplastics

Pharmaceuticals such as antidepressants are designed to be bioactive at low concentrations. According to their mode of action, they can also influence non-target organisms due to the phylogenetic conservation of molecular targets. In addition to the pollution by environmental chemicals, the topic of microplastics (MP) in the aquatic environment came into the focus of scientific and public interest. The aim of the present study was to investigate the influence of the antidepressant amitriptyline in the presence and absence of irregularly shaped polystyrene MP as well as the effects of MP alone on juvenile brown trout (Salmo trutta f. fario). Fish were exposed to different concentrations of amitriptyline (nominal concentrations between 1 and 1000 (micro)g/L) and two concentrations of MP (104 and 105 particles/L; <50 (micro)m) for three weeks. Tissue cortisol concentration, oxidative stress, and the activity of two carboxylesterases and of acetylcholinesterase were assessed. Furthermore, the swimming behavior was analyzed in situations with different stress levels. Exposure to amitriptyline altered the behavior and increased the activity of acetylcholinesterase. Moreover, nominal amitriptyline concentrations above 300 (micro)g/L caused severe acute adverse effects in fish. MP alone did not affect any of the investigated endpoints. Co-exposure caused largely similar effects such as the exposure to solely amitriptyline. However, the effect of amitriptyline on the swimming behavior during the experiment was alleviated by the higher MP concentration. © 2022 by the authors

Beobachtungsliste für Chemikalien in Gewässern aktualisiert

Beobachtungsliste für Chemikalien in Gewässern aktualisiert Die EU-Kommission hat die Beobachtungsliste zur EU-Wasserrahmenrichtlinie zum zweiten Mal seit 2015 angepasst. Diese Liste enthält Chemikalien, deren Überwachung schwierig ist oder verstärkt werden soll. Die EU-Mitgliedstaaten müssen sie in Gewässern an repräsentativen Probenahmestellen messen. Das Messprogramm dient der EU-weiten Datensammlung und soll die Risikobewertung und das -management für neue prioritäre Stoffe unterstützen. Die Beobachtungsliste definiert ein EU-weites Messprogramm für Stoffe in der aquatischen Umwelt, für die keine ausreichenden Daten aus der Gewässerüberwachung vorliegen. Ausgewählt werden Stoffe, die in mehreren EU-Mitgliedstaaten in die Gewässer gelangen können und für die es Probleme bei der Überwachung gibt, z.B. weil die Bestimmungsgrenzen der chemischen Analytik sehr niedrig sind. Die Beobachtungsliste enthält maximal 14 Stoffe oder Stoffgruppen zusammen mit Angaben zur Überwachungsmatrix (z.B. Wasser oder Sediment), zu Analysemethoden und Nachweisgrenzen. Sie wurde erstmalig 2015 verabschiedet und muss alle 2 Jahre aktualisiert werden. Ein ⁠ Stoff ⁠ darf maximal 4 Jahre auf der Liste verbleiben. In den vergangenen Monaten hat die EU-Kommission die Beobachtungsliste basierend auf den Arbeiten des Joint Research Centre überarbeitet. Für die hormonell wirksamen Chemikalien 17-alpha-Ethinylöstradiol (EE2), 17-beta-Östradiol (E2) und Östron (E1), die ⁠ Pflanzenschutzmittel ⁠ Methiocarb und Neonicotinoide sowie bestimmte Makrolid-Antibiotika lief 2019 der Überwachungszeitraum von maximal vier Jahren aus. Die nun vorliegenden Messungen für diese Stoffe werden für die Priorisierungsverfahren der WRRL genutzt. In die Beobachtungsliste werden dafür die Antibiotika Sulfamethoxazol und Trimethoprim, das Antidepressivum Venlafaxin und sein Metabolit O-Desmethylvenlafaxin, eine Gruppe von Azolen bestehend aus den Arzneimitteln Clotrimazol, Fluconazol und Miconazol und sieben Pestiziden (Imizalil, Ipconazol, Metconazol, Penconazol, Prochloraz, Tebuconazol, Tetraconazol) aufgenommen. Die Fungizide Famoxadon und Dimoxystrobin werden ebenfalls auf die Beobachtungsliste gesetzt. Das ⁠ Insektizid ⁠ Metaflumizon und die Antibiotika Amoxicillin und Ciprofloxacin verbleiben auf der Beobachtungsliste, weil sie noch keine vier Jahre beobachtet werden und noch nicht ausreichend Daten vorliegen. Die Beobachtungsliste wurde mit Durchführungsbeschluss (EU) 2020/1161 der Kommission aktualisiert. Innerhalb der nächsten sechs Monate starten die Bundesländer die Überwachung dieser Stoffe an 24 repräsentativen Messtellen und berichten jährlich über das ⁠ UBA ⁠ die Daten an das Europäische Umweltinformations- und Umweltbeobachtungsnetz (EIONET).

Wasser/Fließgewässer/Chemie/Spurenstoffe/Arzneimittel: Beobachtungslisten

Seitens verschiedener nationaler und internationaler Gremien werden Untersuchungen unternommen, um die Bewertung von Medikamenten in Neufassungen der Umweltqualitätsnorm(UQN)-Richtlinie der EU bzw. der Oberflächengewässerverordnung mit einzubeziehen. Daher finden sich Arzneimittel sowohl auf der EU-Watchlist als auch auf der nationalen Beobachtungsliste wieder. Im Rahmen der sogenannten „EU-Watchlist“ sammelt die EU-Kommission Daten zu Substanzen, die europaweit relevant sind und bei denen potentiell Überschreitungen der UQN-Vorschläge vorliegen könnten, um daraus ggf. Umweltqualitätsnormen (UQN) abzuleiten und diese in die entsprechende Rechtsnorm aufzunehmen. Auf dieser Liste standen in den vergangenen Jahren folgende Arzneimittel: 17-beta-Estradiol (hormonell wirksame Chemikalie) 17-aplha-ethinyl-Estradiol (hormonell wirksame Chemikalie) Estron (hormonell wirksame Chemikalie) Diclofenac (Schmerzmittel) Erythromycin (Antibiotikum) Clarithromycin (Antibiotikum) Amoxicillin (Antibiotikum) Ciprofloxacin (Antibiotikum) Azithromycin (Antibiotikum) Sulfamethoxazol (Antibiotikum) Trimethoprim (Antibiotikum) Venlafaxin (Antidepressivum) O-Desmethylvenlafaxin (Metabolit von Venlafaxin) Azol- Verbindungen wie Clotrimazol, Fluconazol, Miconazol insgesamt 10 Verbindungen (Antimykotika) Substanzen der EU-Beobachtungsliste sind in den Auswertungen gekennzeichnet. Die Messung dieser Substanzen ist an den beiden Messstellen Main (Bischofsheim) und Schwarzbach (Trebur) verbindlich für Hessen. Seitens der EU existieren mehrere Strategien zum Umgang mit Arzneimitteln in der Umwelt: Strategischer Ansatz Arzneimittel in der Umwelt Aktionsplan antimikrobieller Resistenzen Die Aufnahme von Arzneimitteln in die EU-Watchlist wird auch mit diesen Strategien verbunden. Auch die nationale Beobachtungsliste enthält u.a. Arzneimittelwirkstoffe, wie Carbamazepin, Ciprofloxaxin, Sulfamethoxazol und Ibuprofen. Hier liefert Hessen Daten von vier Messstellen: Main (Bischofheim), Schwarzbach (Trebur), Nidda (Nied) und Werra (Blickershausen). Es werden Substanzen betrachtet welche als Kandidaten für die national geregelte Stoffe im Anhang 6 der Oberflächenverordnung 2016 gelten. Bericht des Deutschen Bundestages zu Arzneimittelrückständen (Januar 2020) Umweltbundesamt informiert über zu Arzneimitteln in der Umwelt ETOX-Datenbank mit Ökotoxikologie und Umweltqualitätszielen Dr. Jens Mayer Tel.: 0611-6939 769 Thomas Bergmann Tel.: 0611-6939 721

5. Tauglichkeitskriterien bei medikamentöser Behandlung

5. Tauglichkeitskriterien bei medikamentöser Behandlung 5.1 Grundsatz Bestimmte medikamentöse Behandlungen können zur Einschränkung der Seediensttauglichkeit oder sogar zur Seedienstuntauglichkeit führen. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich ausschließlich auf die Einnahme von Medikamenten durch die zu untersuchende Person, die für einen längeren Zeitraum oder auf Dauer verordnet werden. 5.2 Medikationen, die die Ausübung von Routine- und Notfallaufgaben beeinträchtigen können Bei nachfolgenden Medikationen ist von der zugelassenen Ärztin/dem zugelassenen Arzt im Einzelfall zu beurteilen, ob die zu untersuchende Person seediensttauglich oder nur eingeschränkt seediensttauglich ist: Medikamente, die die Funktionen des Zentralen Nervensystems beeinflussen können, z. B. Schlaftabletten, Psychopharmaka, einige Analgetika, einige Anxiolytika und Antidepressiva sowie einige Antihistaminika. Wirkstoffe, die die Wahrscheinlichkeit plötzlicher Schwächezustände, eventuell sogar Bewusstlosigkeit, erhöhen, z. B. Insulin, einige der älteren blutdrucksenkenden Mittel und Medikationen, die Krampfanfälle begünstigen. Medikamente, die das Sehvermögen beeinträchtigen, z. B. Hyoscin und Atropin. 5.3 Medikationen, die schwere oder ernsthafte Folgen haben könnenk, wenn sie auf See eingenommen werden Bei nachfolgenden Medikationen ist von der zugelassenen Ärztin/dem zugelassenen Arzt im Einzelfall zu beurteilen, ob die zu untersuchende Person seediensttauglich oder nur eingeschränkt seediensttauglich ist: Blutungen aufgrund von Verletzungen oder spontan auftretende Blutungen, z. B. unter Warfarin. In diesem Fall ist eine einzelfallbezogene Beurteilung der Eintrittswahrscheinlichkeit (Blutungsrisiko) erforderlich. Gerinnungshemmer wie Warfarin oder Dicumarin weisen normalerweise eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Komplikationen auf, die mit einer Arbeit auf See unvereinbar ist. Wenn jedoch die Gerinnungswerte stabil sind und streng überwacht werden, kann eine Tätigkeit, die keine erhöhte Verletzungswahrscheinlichkeit in sich birgt, in der Nähe zu landseitiger medizinischer Versorgung zugelassen werden. Gefährdungen, die durch Beenden der Medikamenteneinnahme entstehen, z. B. Substitution von Stoffwechselhormonen einschließlich Insulin, Antiepileptika, Antihypertensiva und orale Antidiabetika. Antibiotika und andere Antiinfektiva. Antimetabolite und Medikamente zur Behandlung bösartiger Tumore. Medikamente, die für die Einnahme aufgrund der individuellen Selbsteinschätzung bestimmt sind (Asthmamittel und Antibiotika für die Behandlung wiederkehrender Infekte). 5.4 Medikationen, die zu einer Einschränkung der Seediensttauglichkeit führen Befristung der Gültigkeitsdauer des Seediensttauglichkeitszeugnisses Der zugelassene Arzt oder der Arzt des seeärztlichen Dienstes setzt abweichend von § 12 Absatz 5 Satz 2 des Seearbeitsgesetzes eine kürzere Gültigkeitsdauer des Seediensttauglichkeitszeugnisses fest, wenn die Überwachung der Wirksamkeit der Medikation oder der Nebenwirkungen in kürzeren Intervallen als die normale Gültigkeitsdauer erfolgen muss ( vgl. die Aufgaben bei entsprechenden Krankheitsbildern in der Tabelle unter Nummer 6.) Örtliche Begrenzung der Tätigkeit von Besatzungsmitgliedern an Bord Der zugelassene Arzt oder der Arzt des seeärztlichen Dienstes beschränkt im Seediensttauglichkeitszeugnis die Tätigkeit eines Besatzungsmitgliedes an Bord auf ein bestimmtes Fahrtgebiet, wenn sich die Nebenwirkungen einer entsprechenden Medikation nur langsam entwickeln, sodass bei Einsatz nur in küstennahen Gewässern Zugang zu adäquater medizinischer Versorgung gewährleistet ist. Zeitliche Begrenzung der Einsatzdauer von Besatzungsmitgliedern an Bord Der zugelassene Arzt oder der Arzt des seeärztlichen Dienstes beschänkt im Seediensttauglichkeitszeugnis die Einsatzdauer eines Besatzungsmitgliedes an Bord, wenn eine Medikation z. B. mit Antidiabetika, Antihypertonika oder Hormonersatztherapien eine häufige Überwachung notwendig macht. 5.5 Medikationen, die zur Seedienstuntauglichkeit führen Folgende Medikationen führen zur Seedienstuntauglichkeit: orale Medikation, deren Nichteinnahme aufgrund von Übelkeit oder Erbrechen lebensbedrohliche Konsequenzen haben kann, nachgewiesenes Risiko, dass es bei der ordnungsgemäßen Einnahme zu kognitiven Einschränkungen kommen kann, gesicherter Nachweis von ernsten Nebenwirkungen, die auf See gefährlich sein können, z. B. Antikoagulantien und jede Medikation, die aufgrund gesicherter wissenschaftlicher Erkenntnisse und nach Beurteilung der zugelassenen Ärztin/des zugelassenen Arztes zu schwerwiegenden, einschränkenden Nebenwirkungen führt. Stand: 21. August 2014

NLWKN_2024_Pharmazeutika_gegen_die_Coronavirusinfektion_Covid-19_in_niedersaechsischen_Oberflaechengewaessern.pdf

Endbericht Analytische Methoden, Konzentrationen und Persistenz ausgewählter Pharmazeutika gegen die Coronavirusinfektion Covid-19 in niedersächsischen Oberflächengewässern Dr. Wolf-Ulrich Palm†, Dr. Mario Schaffer‡, Prof. Dr. Klaus Kümmerer† † Leuphana Universität Lüneburg, Institut für Nachhaltige Chemie und Umweltchemie Universitätsallee 1, 21335 Lüneburg ‡ NLWKN – Betriebsstelle Hannover-Hildesheim, Aufgabenbereich: Oberirdische Gewässer An der Scharlake 39, 31135 Hildesheim Version vom 14. November 2024 Antragsteller: Leuphana Universität Lüneburg, Fakultät Nachhaltigkeitswissenschaften Institut für Nachhaltige Chemie Anschrift:Universitätsallee 1, 21335 Lüneburg Tel.:04131-677 2893 E-Mail:wolf-ulrich.palm@leuphana.de klaus.kuemmerer@leuphana.de Laufzeit: 1.5.2022 - 29.02.2024 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung ............................................................................................................................. 3 1.1 Untersuchungen in den Teilprojekten und Ziele im Projekt ...................................... 3 2 Experimentelle Methoden ................................................................................................... 8 2.1 Analytik ...................................................................................................................... 8 2.2 Auswertesoftware ....................................................................................................... 8 2.3 Laboruntersuchungen zur Photolyse und Hydrolyse ................................................. 9 2.3.1 Photolyse ................................................................................................................ 9 2.3.2 Hydrolyse ............................................................................................................... 9 2.4 Realproben ............................................................................................................... 10 3 Ergebnisse .......................................................................................................................... 11 3.1 Quantenausbeuten und Photolyse............................................................................. 11 3.2 Hydrolysen ............................................................................................................... 12 3.3 Abbau im Belebtschlamm ........................................................................................ 15 3.4 Untersuchungen in Realproben ................................................................................ 18 3.4.1 Konzentrationen in Kläranlagen........................................................................... 18 3.4.2 Konzentrationen in Oberflächengewässern .......................................................... 21 4 Schlußfolgerungen ............................................................................................................. 22 Literatur .................................................................................................................................. 24 Zusammenfassung Im Zeitraum Mai 2022 – Februar 2024 wurden abiotische Abbaureaktionen der potentiell gegen Covid- 19 verwendbaren Pharmazeutika Adamantanamin, Ambrisentan, Apixaban, Azelastin, Imipramin, Molnupiravir, Nirmatrelvir, Remdesivir, Ritonavir und Rivaroxaban und deren Konzentration im Zu- und Ablauf und im Belebtbecken von fünf niedersächsischen Kläranlagen und im Oberflächengewässer der Wietze und Zuflüssen untersucht. Die Analytik erfolgte über LC-MS/MS, wobei für alle zehn Analyten auch isotopenmarkierte Verbindungen als interne Standards verwendet wurden. Generell ist die Photolyse und die abiotische Hydrolyse am pH=7 in Umweltproben für alle untersuchten Verbindungen ein langsamer Abbauweg mit Halbwertszeiten im Bereich von Wochen bis Jahren. Die Verbindungen Azelastin, Imipramin, Molnupiravir, Remdesivir und Ritonavir sollten jedoch im Bereich typischer Aufenthaltszeiten im Belebtschlammwasser einer Kläranlage eliminiert werden. Ein Eintrag dieser Verbindungen in den Vorfluter ist demnach als gering anzusehen. Für Apixaban wurden die höchsten Konzentrationen im Bereich um 1000 ng/L im Zulauf der Kläranlagen gefunden. Im Zulauf (Ablauf) wurde Adamantanamin in 90 (95) %, Apixaban in 100 (100) %, Azelastin in 33 (5) %, Nirmatrelvir in 62 (61) %, Ritonavir in 52 (9) % und Rivaroxaban in 100 (100) % der Proben oberhalb der Bestimmungsgrenze gefunden. Übereinstimmend mit diesen Ergebnissen aus einer vorherigen Studie wurden Adamantanamin, Apixaban und Rivaroxaban mit maximalen Konzentrationen im Bereich von 50 – 100 ng/L in den Oberflächengewässerproben der Wietze und der Hengstbeeke gefunden. 2 1 Einleitung Auf dem weltweiten Höhepunkt der Corona-Epidemie in den Jahren 2020 – 2022 wurde intensiv der Einsatz von Medikamenten gegen die Coronavirusinfektion Covid-19 (Coronavirus-Desease, erstmals 2019 aufgetreten [1]) erforscht und diskutiert. Dabei wurden (und werden) zum Teil schon verwendete und damit als Medikamente zugelassene sowie auch völlig neue, bisher noch nicht auf dem Markt vorhandene Verbindungen untersucht [1]. Unabhängig dieses aktuellen Anwendungsgebietes sind viele gegen Covid-19 angedachte Medikamente (eine Ausnahme ist z.B. das schon Ende der 1950er Jahre zugelassene Antidepressivum Imipramin) neue, strukturell komplizierte chemische Verbindungen mit z.B. höchst anspruchsvoller Stereochemie. Dies zeigt sich auch in aktuellen Daten zur Zulassung. So wurden z.B. Ambrisentan oder Rivaroxaban (siehe auch Tabelle 1) im Jahr 2008 zugelassen, eine Verbindung wie Remdesivir in der EU erst 2020 [2]. Entsprechend dieser hohen Aktualität und den damit verbundenen neuen Verbindungen sind naturgemäß wenig Informationen vorhanden zu den chemischen Eigenschaften und im Besonderen zum Verhalten und dem Konzentrationsniveau in Umweltmedien. Im Projekt sollten die Quellen und Senken und die Konzentrationsniveaus in niedersächsischen Gewässern typischer, ab 2020 diskutierter potentieller Wirkstoffe gegen Covid-19 untersucht werden. Eine Zusammenstellung der pharmazeutischen Industrie [1] wurde als Ausgangspunkt gewählt, die Verbindungen wurden, mit Ausnahme von Adamantanamin, Apixaban und Rivaroxaban in Gänze bisher in niedersächsischen Gewässern nicht untersucht, und die Auswahl der Verbindungen sollte darüber hinaus mit den folgenden Randbedingungen verknüpft sein: Referenzsubstanzen sollten in Reinstform kommerziell vorhanden sein. Es sollten isotopenmarkierte Standards der zu untersuchenden Verbindungen kommerziell vorhanden sein.  Aufgrund der Struktur sollten die gewählten Verbindungen potentiell in der LC-MS/MS analysiert werden können. Aufgrund dieser Randbedingungen wurden die in Tabelle 1 zusammengestellten Verbindungen ausgewählt und untersucht. 1.1 Untersuchungen in den Teilprojekten und Ziele im Projekt Das Projekt kann in Teilprojekte unterteilt werden, die den Abbau und die Konzentration in wässrigen Proben umfassen: Entwicklung der Analysemethoden in den Labor- und Realproben Messung der Quantenausbeuten und daraus Beurteilung der Photolyse durch die Berechnung der Halbwertszeiten für alle vier Jahreszeiten 3

GW-Messstelle MUELHENS K 6 R1 (Betreibermessstellen)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle MUELHENS K 6 R1. Wasserart: reines Grundwasser

gefasste Quelle Alendorf-Quelle (RWÜ (Messstelle f. GWÜ geeignet))

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle Alendorf-Quelle. Horizont: Mitteldevon Leiter: Devon, Kalk Wasserart: Quellwasser

Mehrfachmessstelle PH 40A BIERD FELD (Grundwassergüteüberwachung)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle PH 40A BIERD FELD. Wasserart: reines Grundwasser

GW-Messstelle Afferde ML 17 neu (Grundwassergüteüberwachung)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle Afferde ML 17 neu. Leiter: Talsand Wasserart: reines Grundwasser

GW-Messstelle UWMS/147 Osthofstr. (Betreibermessstellen)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle UWMS/147 Osthofstr.. Horizont: Kreide Wasserart: reines Grundwasser

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