Das Projekt "Sequestration von Veterinärarzneimitteln in Böden - Teilprojekt A3: Veterinärarzneimittel in Böden: Grundlagenforschung zur Risikoanalyse" wird/wurde ausgeführt durch: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES), Bereich Bodenwissenschaften, Allgemeine Bodenkunde und Bodenökologie.Seit kurzem werden ökologisch wirksame Konzentrationen von antibakteriellen Tierarzneimitteln auch im Boden nachgewiesen. Für eine umfassende Analyse des Risikos fehlen jedoch grundlegende Modellvorstellungen. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Tierarzneimittel i.d.R. mit Wirtschaftsdüngern auf die Böden gelangen. Zwar gibt es Modellvorstellungen zum Umweltverhalten hydrophober Schadstoffe und zur Wirkung von Wirtschaftsdüngern auf die Bodenlebewelt, doch sind diese nur bedingt übertragbar auf die Dynamik der teilweise polaren Tierarzneimittel im Boden und ihre spezifischen Effekte auf Bodenorganismen. Auch die in der Literatur beschriebenen Effekte von zusätzlichen C-Quellen und Co-Solventien auf Bindung, Abbau und Transport sind aufgrund der komplexen Zusammensetzung von Wirtschaftsdüngern nicht direkt auf Tierarzneimittel übertragbar. Effekte der komplexen Wechselwirkungen von Wirtschaftsdüngern auf die Wirkung der Stoffe im Boden sind unseres Wissens überhaupt nicht untersucht. Übergeordnetes Ziel dieser Forschergruppe ist es daher, anhand mindestens zweier unterschiedlicher Zielstoffe (Sulfadiazin und Difloxacin) erstmals aufzuklären, wie unter dem Einfluss von Wirtschaftsdüngern die Wirkung dieser Stoffe im Boden an ihre Dynamik gekoppelt ist. Wir sehen hierbei mehrere offene Fragen in den Bereichen Dynamik (z.B. Abbau und Metabolisierung, Sequestration sowie skalenabhängige Umverteilung), Wirkung (z.B. auf Struktur und Funktion der Mikroorganismen sowie auf Resistenzbildung) und v.a. bezüglich der Mechanismen der raum-zeitlichen Kopplung von Dynamik und Wirkung der Problemstoffe im Boden (von ms bis Jahren und von der Mineraloberfläche bis zum Bodenprofil). Zur Beantwortung dieser Fragen erscheint es uns in der 1. Projektphase notwendig, vorwiegend anhand von Laborversuchen die relevanten Skalen und Prozesse zu identifizieren sowie die Raten zu quantifizieren, welche die Dynamik und Wirkung der Stoffe im Boden allein und unter dem Einfluss tierischer Exkremente steuern. In einer 2. Phase werden die Prozesse gekoppelt und ihre Relevanz in einem gemeinsamen Freilandversuch überprüft. Damit können wir die für das Umweltverhalten der Zielstoffe wesentlichen Steuergrößen und -mechanismen erstmals aufdecken und quantifizieren. Ziel des TP in Bonn ist die Aufklärung der Bindungsstärke und Verfügbarkeit von Tierarzneimitteln in zwei Referenzböden. Um die 'chemische Verfügbarkeit der Substanzen im Boden zu erfassen, wird eine sequentielle Extraktionsmethode für die Analyten entwickelt und auf eine Alterungszeitreihe der Tierantibiotika im Boden angewandt. Die Bindung der Stoffe an Bodenbestandteile (Mineralphasen, org. Substanz, Gülle-DOC) wird mittels batch-Sorptionsversuchen untersucht; dies wird wiederum an frisch kontaminierten und gealterten Proben durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den anderen Projekten der Forschergruppe vernetzt, um auf die 'Bioverfügbarkeit von sorbierten Fraktionen der Tierarzneimittel rückzuschließen.
Arzneimittel sind für die menschliche und tierische Gesundheit unverzichtbar. Jedoch führen der hohe Verbrauch sowie der teilweise unkritische Umgang mit Arzneimitteln zu einer Zunahme von schädlichen und oft langlebigen Rückständen in der Umwelt. Um Gewässer und Böden als Lebensraum und Trinkwasserressource zu schützen, muss der Eintrag von Arzneimittelrückständen in die Umwelt begrenzt werden. Zahl der Wirkstoffe in Human- und Tierarzneimitteln In Deutschland sind in der Humanmedizin derzeit rund 2.500 verschiedene Wirkstoffe auf dem Markt, wovon etwa die Hälfte nach den aktuellen Bewertungskriterien relevant für eine vertiefte Umweltprüfung wäre. In der Tiermedizin sind in Deutschland zurzeit über 400 Wirkstoffe auf dem Markt (Stand 2018: 443). Vor allem Antiparasitika und Antibiotika sind hier bezogen auf den Anteil am Tierarzneimittelmarkt und vor allem bei den negativen Auswirkungen auf die Umwelt relevant. Seit dem Jahr 2011 muss die pharmazeutische Industrie erfassen, welche Mengen an Antibiotika jährlich an Tierärzte abgeben werden. Die Erfassung erfolgt im Tierarzneimittel-Abgabemengen-Register (TAR), welches seit 01.01.2022 in den Geschäftsbereich des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) übergegangen ist. Das BVL in Berlin wertet diese Daten aus und veröffentlicht diese jährlich. Im Jahr 2022 wurden in der Tierhaltung allein 540 t an Antibiotika an Tierärzte abgegeben. Es handelt sich dabei zumeist um Antibiotika aus der Gruppe der Penicilline, Tetracykline, Sulfonamide, Makrolide und Polypeptidantibiotika. Die Abgabemengen für Veterinärantibiotika sanken in den letzten Jahren stetig (seit 2011 um 68 %). Durch die deutliche Abnahme in 2022 sind die erfassten Abgabemengen auf dem niedrigsten Wert seit 2011 (siehe Tab. „Vergleich der Abgabemengen der Wirkstoffklassen in der Tiermedizin 2011 bis 2022“). Arzneimittelwirkstoffe in der Umwelt Rückstände von Arzneimittelwirkstoffen und ihre Metabolite sowie Transformationsprodukte gelangen, nachdem sie Mensch oder Tier verabreicht wurden, über deren Ausscheidungen über verschiedene Wege in Gewässer und Böden. Humanarzneimittel gelangen größtenteils über die Abwässer in die Kläranlagen. Dort werden diese jedoch zum größten Teil nicht zurückgehalten oder eliminiert. Deshalb werden Rückstände von Humanarzneimitteln nahezu flächendeckend und ganzjährig im Bereich von Kläranlagenabläufen sowie in Bächen, Flüssen und Seen, aber auch im Grund- und vereinzelt im Trinkwasser nachgewiesen (siehe Abb. „Anzahl der gemessenen Arzneimittelwirkstoffe (AMW) inkl. Transformationsprodukte und Metabolite (TP) mit Positivbefund in Kläranlagenabläufen (KA), Oberflächen-, Grund- und Trinkwasser“). Rückstände von Humanarzneimitteln gelangen auch über Klärschlämme aus der Abwasserreinigung auf landwirtschaftliche Böden. Rückstände von Tierarzneimitteln gelangen in erster Linie über die Ausbringung von Gülle und Mist von behandelten Nutztieren aus der Intensivtierhaltung auf landwirtschaftliche Böden sowie über die direkte Ausscheidung durch behandelte Nutztiere auf der Weide (siehe Abb. „Anzahl der gemessenen Arzneimittelwirkstoffe (AMW) inkl. Transformationsprodukte + Metabolite (TP) mit Positivbefund in Schwebstoffen, Sedimenten, Gülle/Dung, Klärschlamm und Böden“). Je nach Substanz- und Standorteigenschaften reichern sich die Tierarzneimittelrückstände im Oberboden an (z.B. Tetracykline) oder können über Abschwemmung durch Starkregenereignisse in Oberflächengewässer und/oder durch Versickerung ins oberflächennahe Grundwasser gelangen (z.B. Sulfonamide). Bisherige Ergebnisse aus Forschungsprojekten und speziellen Messprogrammen der Länderbehörden zeigen, dass in Deutschland mindestens 414 verschiedene Arzneimittelwirkstoffe, deren Metabolite oder Transformationsprodukte in der Umwelt nachgewiesen wurden. Sie wurden meist in Flüssen, Bächen oder Seen gemessen. In den meisten Fällen liegen die Konzentrationen im Bereich bis 0,1 Mikrogramm pro Liter (µg/l). Das Spektrum der gefundenen Wirkstoffe oder deren Metabolite und Transformationsprodukte ist groß. Am häufigsten werden Antiepileptika, Analgetika (Schmerzmittel), Antibiotika sowie Betablocker und iodierte Röntgenkontrastmittel gefunden. Die höchsten Konzentrationen wurden bei den Wirkstoffen für Antidiabetika, iodierte Röntgenkontrastmittel, Blutdrucksenker sowie Diuretika (harntreibende Medikamente) nachgewiesen (siehe Abb. „Arzneimittelwirkstoffe in Oberflächengewässern“). Bei den Metaboliten/Transformationsprodukten wurden die höchsten Konzentrationen für Oxipurinol (Metabolit des Gichtmittels Allopurinol), Guanylharnstoff (Transformationsprodukt des Antidiabetikums Metformin) und Valsartansäure (Metabolit des Blutdrucksenkers Valsartan) gemessen (siehe Abb. „Metabolite, Transformationsprodukte und ihre Ausgangswirkstoffe in Oberflächengewässern“). Aufgrund der hohen Metabolisierung sind nicht die Ausgangswirkstoffe von allen Metaboliten in der Umwelt noch nachweisbar. Gesundheitsfachleute gehen mit der zunehmenden Überalterung der Bevölkerung von einem Anstieg des Arzneimittelverbrauchs aus. Daher ist in Zukunft auch mit einem Anstieg der Umweltbelastung durch Arzneimittelrückständen zu rechnen. Dies bedeutet somit verstärkten Handlungsbedarf in Hinblick auf Maßnahmen und Aktivitäten zur Reduzierung des Eintrags von Arzneimitteln und ihren Rückständen in die Umwelt. Anzahl der gemessenen Arzneimittelwirkstoffe (AMW) ... in Kläranlagenabläufen (KA) ... Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Anzahl der gemessenen Arzneimittelwirkstoffe (AMW) ... in Schwebstoffen, Sedimenten ... Quelle: Umweltbundesamt Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Arzneimittelwirkstoffe in Oberflächengewässern Quelle: Zusammenstellung des Umweltbundesamtes (UBA) 2023 nach Daten der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Metabolite, Transformationsprodukte und ihre Ausgangswirkstoffe in Oberflächengewässern Quelle: Zusammenstellung des Umweltbundesamtes (UBA) 2023 nach Daten der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) Diagramm als PDF Diagramm als Excel mit Daten Prüfung der Umweltwirkung von Arzneimitteln Das Umweltbundesamt ( UBA ) bewertet im Rahmen der Zulassungsverfahren von Human und Tierarzneimitteln, wie sich deren Wirkstoffe auf die Umwelt auswirken. Das UBA führt dabei keine eigenen Untersuchungen durch. Es prüft die von Antragstellern eingereichten Daten zu Umweltwirkungen und bewertet darauf basierend die Risiken für die Umwelt. Es ist gesetzlich geregelt, welche Informationen und Testergebnisse Unternehmen, die ein Arzneimittel auf den Markt bringen wollen, für eine Umweltprüfung vorlegen müssen.
Antibiotikaresistenz stellt weltweit eine Bedrohung für die Gesundheit von Mensch und Tier dar. Der Ursprung von Antibiotikaresistenzgenen war lange Zeit unbekannt. Heute gibt es eine wachsende Zahl von Belegen, die zeigen, dass Umweltbakterien gegen eine Vielzahl von Antibiotika resistent sind und dass dieses Umweltreservoir antimikrobieller Resistenz (AMR, Antimicrobial Resistance) immer noch wächst. Untersuchungen der Genome pathogener Bakterien zeigen, dass diese Resistenzen über den Einbau verschiedener genetischer Elemente durch horizontalen Gentransfer erworben haben. Die Vorfahren pathogener Bakterien sowie der Ursprung von Resistenzdeterminanten waren höchstwahrscheinlich Bakterien aus der Umwelt. Tatsächlich gibt es Hinweise darauf, dass zumindest einige klinisch relevante Resistenzgene von Bakterienspezies aus der Umwelt stammen. Aus diesem Grund sind umsetzbare Maßnahmen erforderlich, um die potenziellen Risiken der Verbreitung von Antibiotikaresistenzgenen und resistenten Bakterien, die in der Umwelt vorkommen, zu reduzieren. Besonders das Zusammentreffen von Faktoren, wie hohe Mengen an Antibiotika und/oder Schwermetallen und hohe Bakteriendichten, fördern nachweislich die Entwicklung und Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen. Daher ist es wichtig, den Einsatz von Antibiotika für die Behandlung von Tier und Mensch auf ein medizinisch notwendiges Maß zu beschränken sowie die Anwendung von Bioziden und Schwermetallen in der Tierhaltung zu reduzieren. Darüber hinaus ist es sinnvoll, die Weiterentwicklung von Hygienemaßnahmen an der Schnittstelle zwischen der Umwelt und der klinischen Umgebung oder Viehzucht voranzutreiben. © Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2018
Hannover/ Hildesheim – Die Belastung des Grundwassers mit Nährstoffen wie Nitrat ist derzeit ein beherrschendes Thema der umweltpolitischen Debatte. Aber auch auf die Qualität und die Bewertung der Oberflächengewässer haben diese Parameter einen großen Einfluss, wie Frank Doods, Staatssekretär im Niedersächsischen Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz am Montag auf dem Gewässerforum in Hannover feststellte: „Nur zwei Prozent der Flüsse, Bäche und Seen in Niedersachsen erreichen den von der Europäischen Union vorgegebenen guten ökologischen Zustand oder das gute ökologische Potential. Ursache für die schlechte Einstufung der anderen Oberflächengewässer sind nicht nur bauliche Maßnahmen wie Begradigungen, Wanderungshindernisse oder massive Ufereinfassungen aus Beton, sondern eben auch Funde von Schadstoffen wie Pestiziden und Industriechemikalien oder zu hohe Nährstoffeinträge“. Während der Tagung in der Akademie des Sports stellten Sachverständige aus Wissenschaft und Verwaltung unter anderem eine landesweite Nährstoffmodellierung vor, mit deren Hilfe der konkrete Reduktionsbedarf für die Nährstoffe Stickstoff und Phosphor für die niedersächsischen Oberflächengewässer beziffert werden konnte. „Demnach müssen wir die Stickstoffeinträge um circa 37.000 Tonnen im Jahr verringern, beim Phosphor liegt die einzusparende Menge bei rund 1.400 Tonnen im Jahr, wenn wir die gesetzlichen Vorgaben erfüllen wollen“, erklärte Anne Rickmeyer, Direktorin des NLWKN (Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz), der das Gewässerforum organisierte. Zu Grunde gelegt wurden dabei die Grenzwerte von 2,8 Milligramm je Liter für Gesamtstickstoff (TN) und bis zu 0,3 Milligramm je Liter für Phosphat. „Das Bewirtschaftungsziel von 2,8 mg TN/l dient hauptsächlich dem Schutz der Küstengewässer. Da die Stickstoffeinträge aber zum großen Teil aus dem Binnenland in die Küstengewässer gelangen, legen wir diesen Wert auch im Binnenland zugrunde“, erläuterte Stephanie Gudat vom NLWKN in Hildesheim. Grundlage der Berechnungen war ein Modell, das bundesweiten Empfehlungen folgte und in das auf Basis eines digitalen 100 x 100 Meter Landschaftsrasters unter anderem Eintragspfade in die Oberflächengewässer wie Grundwasserzuflüsse, Abschwemmungen, Erosionen und Drainagen eingingen. Neben diesen diffusen Einträgen wurden aber auch punktuelle Einträge aus Kläranlagen oder Regenüberläufen der Kanalisation ausgewertet. „Dieses Modell ist ein gutes Tool für Niedersachsen, da wir nicht nur den Reduktionsbedarf insgesamt, sondern auch lokale Handlungsschwerpunkte und Herkünfte ermitteln können, was eine wichtige Grundlage für die Planung von Maßnahmen darstellt“, ergänzte Gudat. Einen weiteren Tagungsschwerpunkt legte das Gewässerforum auf die Funde so genannter Spurenstoffe wie Arzneimittelrückstände, Industrie- und Haushaltschemikalien sowie Pflanzenschutzmittel in Oberflächengewässern. „Als Spurenstoffe werden künstliche Substanzen bezeichnet, die in nur sehr geringer Konzentration in den Gewässern nachgewiesen werden, die aber in Abhängigkeit ihrer Giftig- und Abbaubarkeit Einfluss auf die Gewässerqualität haben können. Etliche dieser Stoffe oder Stoffgruppen wurden in den vergangenen Jahren erstmals u.a. im Rahmen von Untersuchungen in niedersächsischen Gewässern ermittelt“, berichtete Dr. Mario Schaffer vom NLWKN in seinem Vortrag. Eine dieser Sonderuntersuchungen auf Arzneimittel ergab beispielsweise, dass an 66 Prozent der 25 beprobten Fließgewässerüberblicksmessstellen Rückstände von Human- und/oder Veterinärantibiotika nachweisbar waren. Eine Gemeinsamkeit der positiv beprobten Fundstellen war, dass sie an größeren Gewässern lagen, die zumeist auch abwasserbeeinflusst sind. „Auch im Bereich der Spurenstoffe unterscheiden wir nach diffusen Eintragsquellen wie der Landwirtschaft oder Punktquellen, wie industrielle Direkteinleiter oder kommunale Kläranlagen“, ergänzte Schaffer. Staatssekretär Doods dankte den Fachleuten für ihren Einsatz und ihre unentbehrliche Grundlagenarbeit und betonte, dass zur Lösung der Probleme nur eine enge Zusammenarbeit unterschiedlicher Fachbereiche und Akteure beitragen könne: „Einer alleine oder gar im Gegeneinander werden wir es nicht schaffen“. Er kündigte an: „Wir werden an allen Stellen genau hinsehen und analysieren müssen. Konkret: Noch viel mehr als bisher. Ich erwarte, dass es schon bald neue Grenzwerte gibt – und an dieser Diskussion wird sich Niedersachsen an vorderster Stelle beteiligen“.
Das Projekt "Effiziente energetische Verwertung von Pferdemist durch den Einsatz innovativer Techniken der kontinuierlichen Feststofffermentation und Gärreststabilisierung, Teilvorhaben 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V..Thema und gleichzeitig Gesamtziel des zur Förderung vorgeschlagenen Projektes ist die 'Effiziente energetische Verwertung von Pferdemist durch den Einsatz innovativer Techniken der kontinuierlichen Feststofffermentation und Gärreststabilisierung'. Hierzu gehören der Einsatz des Aufstromverfahrens für eine leistungsfähige Biogaserzeugung, die gezielte Stabilisierung der Gärreste für eine effiziente, nachhaltige und emissionsmindernde Nährstoffrückführung sowie die Entwicklung einer effizienten und praxisgerechten Prozesskette. Der Projektpartner ATB schaft die erforderlichen Grundlagen zur effizienten Anwendung des Aufstromverfahrens basierend auf dem Gärtests nach VDI-Richtlinie 4630. Neben den Biogaspotenzialen unterschiedlicher Kot- und Einstreuvarianten werden zwei praxisrelevante Tierantibiotika hinsichtlich ihrer Hemmwirkung auf den Biogasprozess analysiert. Das ATB validiert die an der Uni Göttingen im Labormaßstab ermittelten Leistungskennzahlen der Vergärung von Pferdemist im Aufstromverfahren anhand einer kleintechnischen Versuchsanlage. Das ATB bestimmt das Emissionsminderungspotenzial von unterschiedlichen Additiven, die dem festen Gärrest zugesetzt werden und führt für das Gesamtverfahren eine Klimabilanzierung durch.
Das Projekt "Das Schicksal von Tierantibiotika in güllegedüngten Böden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut für Umweltforschung, Biologie V, Lehrstuhl für Umweltbiologie und -chemodynamik.In der Tierzucht werden in Deutschland etwa zweimal soviel Arzneimittel eingesetzt als in der Humanmedizin. Rückstände der Wirkstoffe gelangen über die Wirtschaftsdünger in die Böden, sodass dort bereits ökologisch wirksame Konzentrationen antibakterieller Tierarzneimittel nachgewiesen wurden. Für eine umfassende Analyse des Risikos fehlen jedoch grundlegende Modellvorstellungen. Ziel der aus insgesamt acht Teilprojekten bestehenden Forschergruppe 'Tierarzneimittel in Böden: Grundlagen zur Risikobewertung - koordiniert von Prof. Kaupenjohann, TU Berlin - ist daher die Identifikation, Quantifizierung und Modellierung der wesentlichen Reaktions-, Transport-, Bindungs-, Alterungs- und Wirkungsmechanismen. Um die im Boden entstehenden extrahierbaren und gebundenen Rückstände der Substanzen zu untersuchen, werden 14C- und 13C-markierte Verbindungen synthetisiert, in güllegedüngten Böden inkubiert und mittels radioanalytischer und NMR-spektroskopischer Verfahren charakterisiert. Die Untersuchungen werden exemplarisch mit den Antibiotika Sulfadiazin und Difloxacin durchgeführt.
Based on the need for a standardized test design to test the effect of veterinary medicinal products on plants in a more realistic way, the following objectives of this research project arise: Development of a test design for a modified OECD 208 seedling emergence and growth plant test with a more realistic exposure in manured soil; Experimental verification of the practicability of the test design by means of two veterinary antibiotics and two kinds of manures (pig and cattle) in tests with six plant species; Preparation of a manual for the performance, evaluation and reporting of extended plant tests with an exposure scenario via manure application for the use in environmental risk assessment of veterinary medicinal products. Veröffentlicht in Texte | 15/2015.
Das Projekt "Ursachen der Funde von Tierarzneimitteln im Grundwasser - Weiterentwicklung und Anwendung eines Kriterienkatalogs für die Untersuchung eintragsgefährdeter Standorte in Deutschland" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB), Umweltbundesamt (UBA). Es wird/wurde ausgeführt durch: HYDOR Consult GmbH.Eingesetzte Veterinär-Antibiotika und deren Um- und Abbauprodukte werden mit dem Wirtschaftsdünger auf landwirtschaftliche Nutzflächen in diffuser Form ausgebracht. Durch die Versickerung werden sie in den Boden, die ungesättigte Zone und das Grundwasser eingetragen. Im FuE-Vorhabens 'Antibiotika und Antiparasitika im Grundwasser unter Standorten mit hoher Viehbesatzdichte' (Laufzeit Dez. 2011 bis Dez. 2013) wurde daher bereits eine umfangreiche Studie zum bisher bekannten Auftreten der Stoffe im Grundwasser sowie eine gezielte Grundwasserprobenentnahme unter 'worst case'-Bedingungen durchgeführt. Die Ergebnisse der Studie und der Beprobungen in vier Ländern zeigen, dass vor allem Sulfonamide für eine Verlagerung ins Grundwasser relevant sind. Diese wurden an verschiedenen Standorten mit hohen natürlichen Risikopotenzialen in wiederholt durchgeführten Beprobungen stationärer Grundwassermessstellen laboranalytisch nachgewiesen werden, z. T. auch in hohen Konzentrationen (bis zu 0,1 Mikro g/l und mehr). Unsicherheiten bezüglich der Ursachen bleiben jedoch bestehen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es bei Vorliegen einer bestimmten Parameterkombination zu Antibiotika-Einträgen aus der Tierhaltung kommen kann. Für eine gesicherte Einschätzung der Belastungssituation des Grundwassers müssen die Ursachen, Mechanismen und Begleiterscheinungen, die für zeitlich und mengenmäßig schwankende Einträge ins Grundwasser verantwortlich sind, bekannt sein. Ziel dieses Vorhabens ist es daher anhand gezielter standortspezifisch und tiefendifferenzierter Beprobungen (unabhängig von der vorab-Festlegung auf die Standorte ortskonkreter Grundwassermessstellen) die Funde von Tierarzneimitteln im oberflächennahen Grundwasser aufzuklären. Zusätzlich soll die Konzentration von Antibiotika in Gülle und Gärresten gemessen werden, um den Abbau der Wirkstoffe in Boden und Grundwasser besser zu verstehen. Aus den Vorhabensergebnissen sollen in Zusammenarbeit mit den landwirtschaftlichen Beratungseinrichtungen gezielte Strategien entwickelt werden, um eine zukünftige Belastung des oberflächennahen Grundwassers zu vermeiden.
Um die Ursachen der Funde von Antibiotika-Wirkstoffen (Sulfonamide) im oberflächennahen Grundwasser aufzuklären, wurden an elf Standorten mit deutlich erhöhten Viehbesatzdichten in Nordwestdeutschland räumlich und zeitlich hochaufgelöste Untersuchungen durchgeführt. Die Auswahl der Standorte resultierte aus einem worst-case-Ansatz, bei dem unter ungünstigen Standortbedingungen der Eintrag von Antibiotika in das Grundwasser begünstigt wird. Es erfolgten Recherchen zum möglichen Stoffeintrag über organische Wirtschaftsdünger. An fast allen Standorten konnte eine weitgehende Kooperation der Landwirte unter Mithilfe der Landwirtschaftsverbände erreicht werden. Die Landwirte wurden befragt, welche und wie viele organische Wirtschaftsdünger in den letzten fünf Jahren auf die Schläge im Zustrom der Messstellen aufgebracht und welche Arzneimittel im Betrieb eingesetzt worden waren. Flankierend wurden die von Ihnen zur Verfügung gestellten Dünger beprobt und analysiert. Im Gelände wurden temporäre Grundwassermessstellen errichtet, die wiederholt beprobt und mit denen der Grundwasserzustrom zu den stationären Messstellen hochaufgelöst und zuverlässig ermittelt werden konnte. Dabei zeigten sich lokal große räumliche Unterschiede der Antibiotika-Funde in niedrigen Konzentrationen. Bei neun der elf Messstellen mit Funden waren die Konzentrationen zeitlich betrachtet über drei Jahre konstant. Bei allen elf Standorten wird davon ausgegangen, dass der Stoffeintrag der Antibiotika-Wirkstoffe durch die Düngung mit organischen Wirtschaftsdüngern verursacht worden war, auch wenn die Eintragspfade nicht überall komplett nachvollzogen werden konnten. Die an allen elf Standorten gefundenen Wirkstoffe Sulfadiazin und Sulfadimidin werden in Deutschland fast ausschließlich zur Behandlung von Tieren eingesetzt. Außerdem wurde an zwei Standorten wiederholt der Wirkstoff Sulfamethoxazol im Grundwasser in hohen Konzentrationen zwischen 100 und 300 ng/l gefunden. Dieser Stoff wird in Deutschland in der Humanmedizin in deutlich größeren Mengen als in der Tiermedizin eingesetzt. Dort wurden auch begleitende Wirkstoffe, Transformationsprodukte und Süßstoffe sowohl in Grundwasser- als auch in Abwasserproben lokal benachbarter Kleinkläranlagen gefunden, die direkt in den Boden emittieren. Daher wird hier von einem zusätzlichen Stoffeintrag über das Abwasser ausgegangen, der durch Modellrechnungen zum Verbleib der Wirkstoffe im Untergrund bestätigt werden konnte.Quelle: https://www.umweltbundesamt.de
Das Projekt "Teilprojekt 4^RiSKWa: Risikomanagement von neuen Schadstoffen und Krankheitserregern im Wasserkreislauf - Risk AGuA: Risiken durch Abwässer aus der intensiven Tierhaltung für Grund- und Oberflächenwasser^Teilprojekt 1, Teilprojekt 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Gießen, Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie.In RiskAGuA sollten Technologien und Direktiven für den Umgang mit Abfallströmen in Agrarräumen zur Vermeidung der Belastung von aquatischen Systemen durch Veterinärpharmaka und pathogenen, multiresistenten Mikro-organismen entwickelt werden. Die beiden Arbeitsgruppen befassten sich dabei insbesondere mit dem chemischen Monitoring (ILL) und mikrobiologischen Analysen (IAM). Hauptziel war die Erfassung, Dokumentation und Bilanzierung der durch feste und wässrige Abfälle aus der Tierhaltung hervorgerufenen Belastungen durch Veterinärantibiotika, potentiell pathogener Bakterien sowie deren Antibiotika-Resistenzen und Resistenzgene in Biogasanlagen. In Biogasanlagen werden Substrate wie Gülle und Festmist, meist zusammen mit Maissilage, im Rahmen einer anaeroben Fermentation zu Biogas umgewandelt. Der nährstoffreiche Fermentationsrückstand wird in der Regel auf landwirtschaftlichen Nutzflächen ausgebracht. Die chemischen Untersuchungen, insbesondere mittels LC-MS/MS, zeigen, dass der Prozess in Biogasanlagen eine potentielle Senke für Antibiotika darstellt. Eine hohe Eliminationsrate zeigte v.a. Chlortetracyclin, eine deutlich schwächere Elimination wurde für Tetracyclin und Sulfonamide im kontinuierlichen Fermentationsprozess festgestellt. Es konnte nicht abschließend geklärt werden, welchen Eliminationsprozessen (Sorption an der Matrix, (a)biotischer Abbau, Transformation) Antibiotika hierbei unterliegen. Die mikrobiologischen Untersuchungen zeigen deutlich, dass ESBL tragende E. coli und VRE sowie andere potentiell pathogene und antibiotikaresistenztragende Bakterien durch Biogasanlagen in den Gärrest transferiert werden und somit mit der Ausbringung des Gärrestes in die Umwelt eingetragen werden. Eine Reduktion der Abundanz dieser Bakterien konnte klar gezeigt werden, aber welches Risiko der Austrag der Bakterien in der Umwelt hat, konnte aufgrund der Datenlagen nicht exakt abgeschätzt werden. Im Rahmen der Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die Quantifizierung von Indikatorbakterien mittels Kultivierung auf speziell für diese Zwecke angebotenen diagnostischen Standardmedien aus dem komplexen Probenmaterial kritisch zu betrachten ist. Für einen sicheren Nachweis der hier untersuchten Bakteriengruppen und ihren resistenztragenden Vertretern sind spezifische Voranreicherungsmethoden unumgänglich.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 22 |
| Land | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 10 |
| Text | 11 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 15 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 21 |
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| Resource type | Count |
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| Boden | 24 |
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