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.
Als Werkzeuge für das Biomonitoring von Arzneimitteln wurden Wirkmechanismus-basierte in vitro-Assays entwickelt, durch die der Nachweis von Wirkungen zweier Arzneimittelgruppen, entzündungs-hemmender Schmerzmittel, wie Diclofenac (NSAIDs) und Beta-Blocker, wie Metoprolol. möglich ist. Hierfür wurden stabile Zelllinien entwickelt, die Wirkmechanismus-basierte sensorische und signal-gebende rekombinante Proteine exprimieren. Diese ermöglichen die schnelle Visualisierung von Fluo-reszenzsignaländerungen in den lebenden Zellen. Darauf aufbauenden Mikroplattenformat-Assays wurden für die quantitative Bestimmung von Metoprolol- und Diclofenac-Aktivität in Kläranlagenab-läufen erfolgreich eingesetzt um die Relevanz und Eignung dieser Tests zum Abbilden von Wirkungen bei Freilandrelevanten aquatischen Organismen zu zeigen, wurden parallel Wirkuntersuchungen mit Fischen (Bachforellen und deren Eier), Krebstieren (Flohkrebsen, Daphnien), Schnecken und mit im Sediment lebenden Würmern durchgeführt. Die Untersuchungen fanden (1) unter kontrollierten Laborbedingungen mit Einzelsubstanzen und binären Mischungen, (2) in aquatischen Mesokosmen (Fließrinnen) sowie im Freiland in einem Durchflusssystem, das vom Ablauf einer kommunalen Kläranlage gespeist war, statt. An den exponierten Organismen wurden sowohl populationsrelevante Endpunkte, wie Mortalität, Fruchtbarkeit oder Reproduktion, als auch Biomarker (Reaktionen von Stressproteinen und Parame-tern, die oxidativen Stress anzeigen sowie histologische Veränderungen) untersucht, die den Gesund-heitsstatus der Individuen abbilden. Quelle: Forschungsbericht
Als Werkzeuge für das Biomonitoring von Arzneimitteln wurden Wirkmechanismus-basierte in vitro-Assays entwickelt, durch die der Nachweis von Wirkungen zweier Arzneimittelgruppen, entzündungs-hemmender Schmerzmittel, wie Diclofenac (NSAIDs) und Beta-Blocker, wie Metoprolol. möglich ist. Hierfür wurden stabile Zelllinien entwickelt, die Wirkmechanismus-basierte sensorische und signal-gebende rekombinante Proteine exprimieren. Diese ermöglichen die schnelle Visualisierung von Fluo-reszenzsignaländerungen in den lebenden Zellen. Darauf aufbauenden Mikroplattenformat-Assays wurden für die quantitative Bestimmung von Metoprolol- und Diclofenac-Aktivität in Kläranlagenab-läufen erfolgreich eingesetzt um die Relevanz und Eignung dieser Tests zum Abbilden von Wirkungen bei Freilandrelevanten aquatischen Organismen zu zeigen, wurden parallel Wirkuntersuchungen mit Fischen (Bachforellen und deren Eier), Krebstieren (Flohkrebsen, Daphnien), Schnecken und mit im Sediment lebenden Würmern durchgeführt. Die Untersuchungen fanden (1) unter kontrollierten Laborbedingungen mit Einzelsubstanzen und binären Mischungen, (2) in aquatischen Mesokosmen (Fließrinnen) sowie im Freiland in einem Durchflusssystem, das vom Ablauf einer kommunalen Kläranlage gespeist war, statt. An den exponierten Organismen wurden sowohl populationsrelevante Endpunkte, wie Mortalität, Fruchtbarkeit oder Reproduktion, als auch Biomarker (Reaktionen von Stressproteinen und Parame-tern, die oxidativen Stress anzeigen sowie histologische Veränderungen) untersucht, die den Gesund-heitsstatus der Individuen abbilden. Quelle: Forschungsbericht
Viele Arzneimittel werden im Körper nicht restlos abgebaut. Sie verlassen den Körper über den Urin und gelangen in die Kläranlagen. Manche der Stoffe passieren konventionelle Kläranlagen nahezu ungehindert und geraten stark verdünnt in unsere Flüsse. Von einigen ist bekannt, dass sie auch in geringen Spuren Tiere und Pflanzen in ihrer Entwicklung schädigen können. Manche Stoffe können das Grundwasser erreichen und so die Trinkwasseraufbereitung erschweren. Das alles gilt nicht nur für Medikamentenrückstände, sondern auch für viele andere Chemikalien, die uns im Alltag begegnen, etwa in Reinigungsmitteln und Pestiziden. Deswegen ist es wichtig, die Vielfalt und Verbreitung dieser Spurenstoffe in unseren Gewässern zu kennen. Der Bericht „Spurenstoffinventar der Fließgewässer“ der LUBW wertet hierzu tausende Einzelmessungen von rund 90 Stoffen an 114 Flüssen unterschiedlicher Größe in Baden-Württemberg aus. Besonders auffällig ist dabei Diclofenac, ein viel verwendetes Schmerzmittel und Entzündungshemmer. An mehr als drei Viertel der zahlreichen untersuchten Messstellen in Baden-Württemberg lag der Mittelwert oberhalb des Referenzwerts – besonders dort, wo viele Kläranlagen in die Gewässer einleiten. Auch wenn der Referenzwert derzeit von der Europäischen Union nur als Vorschlag für eine Umweltqualitätsnorm diskutiert wird, zeigt uns der Fall Diclofenac klar, wie weit manche Substanzen in der Umwelt verbreitet sein können. Abbildung: Konzentrationsmittelwerte von Diclofenac innerhalb des Untersuchungszeitraums von Mai 2013 bis Dezember 2021, kategorisiert in drei Konzentrationsklassen. Der Referenzwert für Diclofenac beträgt 0,04 μg/L. Zuversichtlich stimmt, dass im Rhein, wo es besonders viele Messwerte gibt, die Konzentrationen seit dem Jahr 2013 gesunken sind. Möglicherweise haben unter anderem Aufklärungskampagnen über Diclofenac und die Verbreitung der „Wischen-statt-Waschen-Strategie“ einen Anteil daran: Nach Auftragen von Diclofenac-haltiger Salben sollen die Hände vor dem Waschen zunächst mit einem Papiertuch abgewischt werden. Abbildung: Zeitliche Entwicklung der Abfluss-normalisierten der Diclofenac-Konzentration in Mikrogramm pro Liter (μg/L) im Rhein bei Karlsruhe. Die durchgezogene violette Linie zeigt den zeitlichen Trend einer Abnahme um ca. 0,007 μg/L pro Jahr. Diclofenac wird in konventionellen Kläranlagen nur in geringen Teilen entfernt. Um die Leistung zur Entfernung dieser und anderer Stoffe deutlich zu steigern, werden spezielle Behandlungsstufen nachgerüstet, die sogenannten 4. Reinigungsstufen. Baden-Württemberg ist hierbei international ein Vorreiter und hat Stand Dezember 2022 bereits 25 Anlagen derart verbessert. Eine davon war das Klärwerk Langwiese bei Ravensburg, das bereits im Jahr 2013 nachgerüstet wurde, woraufhin sich die Konzentration von Diclofenac in der Schussen etwa halbiert hat. Ähnliches lässt sich unter anderem auch an der Enz beobachten, wo im Jahr 2020 die große Kläranlage Pforzheim nachgerüstet wurde. Die Vermeidung der Verschmutzung ist dennoch das oberste Gebot – hier können auch Sie einen wichtigen Beitrag leisten. Dies und mehr finden Sie im Abschlussbericht, der sich unter dem genannten Link kostenlos herunterladen lässt. Wir wünschen viel Vergnügen beim Lesen! Mehr zum Thema:
null Spurenstoffe im Grundwasser: In Straßburg präsentierten am heutigen Donnerstag, den 15. November 2018, die deutschen, französischen und schweizerischen Partner und der Verein für den Grundwasserschutz in der elsässischen Rheinebene (APRONA) unter Vorsitz ihres Präsidenten Frédéric die Ergebnisse des Projektes „Entwicklung der Ressource – Monitoring des Eintrags von Spurenstoffen in das Grundwasser des Oberrheingrabens“ (ERMES-Rhein). Die deutschen Projektpartner vertrat Eva Bell, Präsidentin der LUBW Landesanstalt für Umwelt Baden-Württemberg. Untersuchung „neuartiger“ Spu r enstoffe Erwartungsgemäß wurde bei der Bestandsaufnahme im Oberrheingraben viele Stoffe anthropogenen Ursprungs gefunden. Erstmals wurden in allen Anrainerstaaten zusätzliche Analysen zu sogenannten „neuartigen“ Spurenstoffe durchgeführt. Hierbei handelt es sich um die Abbauprodukte von Pflanzenschutzmitteln, pharmazeutische Substanzen, Nahrungsergänzungsmittel und andere Chemikalien, die in Industrie und Haushalten häufig verwendet werden. Beispielsweise wurde das Grundwasser auf 17 verschiedene per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC) ebenso untersucht wie auf Antiepileptika, Entzündungshemmer und Röntgenkontrastmittel. In der Rubrik Lebensmittelzusatzstoffe kamen Koffein und Süßstoffe neu hinzu. Das in Industrie, Landwirtschaft und Haushalten häufig eingesetzte Desinfektions- und Bleichmittel Perchlorat wurde ebenfalls untersucht. Die häufigsten PFC (PFOS, PFBS und PFOA) wurden an über 35 % der Messstellen nachgewiesen. Manche Gebiete weisen stärkere Belastungen auf, beispielsweise der Raum Rastatt und der Raum Baden-Baden. Hohe Konzentrationen pharmazeutischer Substanzen wurden im Norden des Oberrheingrabens an Bächen und Flüssen festgestellt, in die gereinigtes Abwasser eingeleitet wird. Am häufigsten wurde das Antiepileptikum Carbamazepin entdeckt, 20 % der Messstellen wiesen Positivbefunde auf. Lebensmittelzusatzstoffe, insbesondere Acesulfam, wurden ebenfalls in der Nähe von Wasserläufen nachgewiesen. Perchlorat war im Grundwasser des Oberrheingrabens flächendeckend anzutreffen. Im Hinblick auf die neuartigen Spurenstoffe geben die Projektergebnisse Hinweise für die Belastungssituation. Die Auswirkungen dieser Substanzen auf Umwelt und Gesundheit sind noch nicht hinreichend bekannt. Hier muss weiter untersucht und geforscht werden. Der Bericht, alle Daten der Analyse sowie Kartendarstellungen zu ausgewählten Spurenstoffen und der Gesamtbeschaffenheit des Grundwasserspeichers stehen ab sofort unter der Homepage: www.ermes-rhin.eu zur Verfügung. Hintergrund Seit Anfang der 1990er Jahre arbeiten die Anrainerstaaten im Oberrheingraben über Staatsgrenzen hinweg zusammen, um den bedeutendsten Grundwasserspeicher Europas zu schützen. Die natürliche Ressource ist von außerordentlicher Bedeutung für die Entwicklung der gesamten Region von Basel über Straßburg und Karlsruhe bis Mainz. Das deutsch-französisch-schweizerische Projekt ERMES-Rhin (INTERREG V) stellt die Fortsetzung des Monitorings der Qualität des Grundwassers im Oberrheingraben dar. Die ERMES-Untersuchungen begannen im Jahr 2016 und reichen bis ins Jahr 2018. Im Rahmen des Projekts wurden 172 Parameter an über 1 500 Messstellen von Basel bis Mainz analysiert.
Ein aktuelles Thema ist das Vorkommen von Arzneimitteln in Oberflächengewässern. Ob in der Humanmedizin oder im Veterinärbereich: der Arzneimittelkonsum steigt. Bisher werden allerdings die Medikamentenrückstände im Abwasser in den Kläranlagen nur unvollständig entfernt. Untersuchungen auf über 60 Wirkstoffe im Bodensee, den fünf größten baden-württembergischen Zuflüssen und zwei Kläranlagen am Zufluss Schussen zeigen, dass Lipidsenker, Entzündungshemmer, Antibiotika, Röntgenkontrastmittel und andere Pharmaka in Konzentrationen bis zu einigen millionstel Gramm pro Liter (µg/L) auch im Bodensee und seinen Zuläufen zu finden sind. 2008 erfolgte durch die Internationale Gewässerschutzkommission für den Bodensee eine Untersuchung ausgewählter Arzneimittel im Freiwasser. Die Analytik erfolgte durch das Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe und durch die EAWAG, das Wasserforschungsinstitut des ETH-Bereichs in Dübendorf. Im Bodensee konnten 21 Medikamente und Metabolite nachgewiesen werden. Die Konzentrationen sind dabei im Freiwasser durchwegs niedrig (vgl. Abbildung unten). Es zeigte sich trotz des geringen Stoffgehalts eine gute Übereinstimmung der Analyseergebnisse bei den von beiden Labors untersuchten Substanzen. Von den Bodenseezuflüssen wurden auf baden-württembergischer Seite die höchsten gefundenen Arzneimittelkonzentrationen in der Schussen nachgewiesen (nicht dargestellt). Abb.: Konzentrationen in ng/L von ausgewählten Arzneimitteln und Metaboliten im Bodensee 2008. Gelbe Säulen: Analyseergebnisse der EAWAG. Blaue Säulen: Analyseergebnisse des TZW.
Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle GEM. ALFTER 6. Horizont: Jüngere Hauptterrassen mit Lößauflagerung Wasserart: reines Grundwasser
Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle UEVEKOVEN BR. 101. Horizont: Jüngere Hauptterrassen mit Lößauflagerung Leiter: Jüngere Hauptterrasse Wasserart: reines Grundwasser
Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle Düttling Br. 3. Horizont: Mittlerer Buntsandstein Wasserart: reines Grundwasser
Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle RGW KOELN ZD FG1EB1. Horizont: Niederterrassen mit Lößauflagerung Wasserart: reines Grundwasser
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| Bund | 16 |
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