Arzneimittelrückstände in Österreichs Gewässern

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„Viele sind langlebig, wasserlöslich und mobil“

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Der Arzneimittelverbrauch in Österreich steigt und damit auch seine Nachweise in der Umwelt. Dennoch liegt der österreichische Verbrauch weit unter dem EU-Schnitt. Um aber die Beeinträchtigungen in der Umwelt genau unter die Lupe zu nehmen hat das Umweltbundesamt in den vergangenen Jahren zahlreiche Forschungen und Studien angestellt und nun auch Toleranzwerte für Arzneimittelrückstände abgeleitet. Sigrid Scharf, Leiterin des Business Development Umweltanalytik am Umweltbundesamt, schildert im Exklusivinterview mit dem UmweltJournal den Status quo in Österreichs Gewässern und warnt vor dem möglichen Problem künftiger Antibiotikaresistenzen.

TEXT: MAG. ALEXANDER KOHL

UJ: Im vergangenen Jahr wurden vom Umweltbundesamt Toleranzwerte für zahlreiche Arzneimittelrückstände im Trinkwasser festgelegt: Nach welchen Gesichtspunkten wurden diese abgeleitet?

Scharf: Arzneimittelwirkstoffe sind in der Trinkwasserverordnung nicht erfasst. Um die Mengen, die möglicherweise im Wasser gefunden werden, bewerten zu können, ist aber eine gesundheitliche Risikobewertung nötig. Die von uns abgeleiteten Toleranzwerte helfen dabei. Darunter versteht man die „tolerierbare Höchstmenge eines Arzneimittelwirkstoffes im Trinkwasser“. Wir haben nun Toleranzwerte für eine Vielzahl von Arzneimittelwirkstoffen abgeleitet. Dabei haben wir zwischen Toleranzwerten für Erwachsene und für die besonders sensible Gruppe der Säuglinge unterschieden. Diese beiden Gruppen unterscheiden sich stark hinsichtlich Körpergewicht und tägliche Wasseraufnahme, daher ist diese Differenzierung wichtig. Für einige Arzneimittelwirkstoffe wie zum Beispiel Antibiotika gibt es schon seit einiger Zeit Toleranzwerte in Trinkwasser. Diese wurden von der Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) abgeleitet.

Was passiert, wenn ein Toleranzwert überschritten wird – welche Auswirkungen hat das konkret?

Da Arzneimittelrückstände nicht in der Trinkwasserverordnung geregelt sind, existieren auch keine gesetzlichen Grenzwerte, die festsetzen, wie viel im Trinkwasser maximal enthalten sein darf. Die Toleranzwerte sind in erster Linie Orientierungswerte für Trinkwasserversorger, Landessanitätsdirektoren und Amtsärzte. In der Leitlinie „Umgang mit nicht geregelten Fremdstoffen im Trinkwasser“ des Gesundheitsministeriums wird eine Vorgangsweise beschrieben, falls nicht geregelte Fremdstoffe im Trinkwasser nachgewiesen werden. Diese umfasst eine Risikobewertung des Fremdstoffes und eine Ursachenabklärung der Kontamination.
Vor zwei Jahren hat es eine große Studie zu

Arzneimitteln in unserer Umwelt gegeben und auch davor schon ein größeres Monitoringprogramm zum Thema Antibiotika in unserem Wasser…

Richtig, wir haben im Jahr 2016 eine umfangreiche Studie zum Verbrauch an Arzneimittelwirkstoffen in Österreich veröffentlicht und uns dafür 24 Indikationsgruppen angesehen. Dabei haben wir dargestellt, wie hoch der österreichweite Verbrauch im Jahr 2014 war und wie er sich seit 1997 entwickelt hat. Unter den 24 untersuchten Arzneimittelgruppen sind die Schmerzmittel mit über 30 Prozent Spitzenreiter in unserer Erhebung, gefolgt von den Antidiabetika mit mehr als 18 Prozent und den Psychopharmaka mit knapp 14 Prozent. Antibiotika landen mit einem Anteil von neun Prozent auf Platz vier. Insgesamt wurden 2014 mehr als 805 Tonnen an Medikamenten aus den 24 Indikationsgruppen in Österreich verbraucht. Was wir bei unserer Erhebung beobachtet haben, ist, dass die Palette an Arzneimittelwirkstoffen immer größer wird und diese Spuren in der Umwelt hinterlassen. Nicht nur die Mengen belasten die Umwelt, oft sind es auch die Eigenschaften der Wirkstoffe. Viele sind langlebig, wasserlöslich und mobil. Zudem wurden in den vergangenen Jahren immer wieder Untersuchungen von verschiedenen Arzneimittelrückständen in vielen Umweltmedien wie Fließgewässern, Oberflächengewässern, Grundwasser, Trinkwasser und Abwasser, Klärschlamm, Boden und Sedimente durchgeführt. Diese Ergebnisse haben wir in unserer Studie zusammengefasst und damit eine umfassende Bestandsaufnahme über das Vorkommen von Arzneimittelwirkstoffen in der Umwelt geliefert.

Wie sieht diese Bestandsaufnahme aus?

In kommunalen Abwässern konnten wir sehr viele Arzneimittelwirkstoffe – meist in Spuren – nachweisen. Substanzen, die bei der Abwasserreinigung nicht vollständig abgebaut werden, gelangen in Oberflächengewässer und auch dort haben wir sie nachgewiesen. Dazu zählen die Schmerzmittelwirkstoffe Diclofenac und Ibuprofen, verschiedene Antibiotika und das Antiepileptikum Carbamazepin. Überrascht hat uns, dass man Arzneimittelwirkstoffe auch in Bioabfallkompost und Blumenerde findet. Im Zuge eines Forschungsprojektes haben wir die 19 häufigsten Antibiotika-Wirkstoffe im Grund- und Trinkwasser in ganz Österreich untersucht und dabei jene Standorte ausgewählt, an denen wir mit das Vorkommen von Substanzen erwartet haben. An sieben von 54 Grundwassermessstellen und an fünf von 50 Trinkwassermessstellen haben wir mindestens bei einer Messung Antibiotikawirkstoffe nachgewiesen. Die Höchstkonzentrationen liegen im Grundwasser im Allgemeinen über den Gehalten im Trinkwasser, aber deutlich unterhalb gesundheitsgefährdender Konzentrationen.

Bei welchen konkreten Arzneien sind nun die verbliebenen Konzentrationen in der Umwelt besonders hoch?

Für Humanpharmaka werden die höchsten Konzentrationen in häuslichen Abwässern beobachtet. Die Konzentrationen im Abwasser entsprechen dabei der Arzneimittelstatistik und stellen einen Spiegel unseres Konsumverhaltens dar. In den Kläranlagen erfolgt ein zumindest teilweiser Rückhalt und für viele Wirkstoffe sind die Konzentrationen im gereinigten Abwasser geringer. Der Haupteintrag von Humanpharmaka in Gewässer erfolgt über die Abläufe kommunaler Kläranlagen. Im Gewässer zeigt sich daher eine ähnliche Verteilung der Wirkstoffe, wenn auch in zumeist deutlich geringeren Konzentrationen. Die höchsten Konzentrationen wurden für Röntgenkontrastmitteln, den Lipidsenker Bezafibrat, das Schmerzmittel Diclofenac, das Antidiabetikum Metformin, die Betablocker Metoprolol oder Sotalol, die Antibiotika Amoxillin, Oxytetracyclin und Clarithromycin sowie das Antiepileptikum Carbamazepin in unterschiedlichen Umweltmedien nachgewiesen.

Welche Rückstände sehen Sie dabei als besorgniserregend an?

Arzneimittel können ein Risiko für die Umwelt darstellen, müssen es aber nicht. Das ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig, wie den Verbrauchsmengen, den Eigenschaften wie Wasserlöslichkeit, der Toxizität für Ökosysteme und dem Verhalten in der Umwelt. Bestimmte Arzneimittelgruppen können ein Problem darstellen, beispielsweise Antibiotika. Diese können zur Resistenzbildung bestimmter Bakterienstämme beitragen. Die Bildung von Resistenzen ist zwar grundsätzlich ein ganz natürlicher Anpassungsmechanismus von Bakterien, kann aber durch Antibiotika beschleunigt werden. Dabei verändern sich bestimmte Bakterienstämme und passen sich an, was dazu führen kann, dass Antibiotika nicht mehr wirken. Ebenfalls problematisch können synthetische Hormone, wie zum Beispiel der Wirkstoff der Antibabypille sein. Ähnlich wie natürliche Hormone wirken die synthetischen schon in sehr geringen Mengen. In der Umwelt kann das unter anderem zu einer Beeinträchtigung der Fortpflanzung von Fischen führen. Ökotoxikologisch relevante Wirkstoffe gibt es einige, wie zum Beispiel das Schmerzmittel
Diclofenac oder das Antibiotikum Sulfamethoxazol. In Österreich können wir diese meist nur in Spuren nachweisen.

Das Umweltbundesamt stellt in den letzten Jahren zahlreiche Forschungen zu diesem Thema (AZM) an. Was hat das Umweltbundesamt dazu bewogen sich dem so umfassend zu stellen?

Das Umweltbundesamt hat sich die Minimierung von bestehenden und die Vermeidung von künftigen Expositionsrisiken durch unbekannte oder noch zu wenig untersuchte Stoffe zum Ziel gesetzt. Ein Arbeitsschwerpunkt widmet sich schon seit vielen Jahren der Erfassung und Bewertung von „emerging substances“, also Stoffen, die noch nicht in den Routineüberwachungsprogrammen auf EU-Ebene enthalten sind und über die das Wissen bezüglich Vorkommen und Verhalten in der Umwelt und ihrer öko- beziehungsweise humantoxikologische Wirkungen oft noch unzureichend ist. Aufgrund dieser fehlenden Daten ist eine Bewertung häufig schwierig. Nichtsdestotrotz werden diese Stoffe oft in großen Mengen verwendet und gelangen zumeist über mehrere unterschiedliche Eintragspfade in die Umwelt, wo sie dann auch in verschiedenen Kompartimenten gefunden werden. Für gesetzliche Beschränkungen fehlen aber noch etablierte und genormte analytische Messmethoden, valide Testsysteme zum Nachweis von Wirkungen, oder allgemein anerkannte Kriterien für eine Risikobewertung. Die akkreditierte Prüfstelle für Umweltanalytik im Umweltbundesamt ist dabei das nationale Kontaktlabor für Wasser. In dieser Funktion führen unsere Experten Pilotstudien durch, untersuchen diese Stoffe in der Umwelt, bewerten die Ergebnisse. Das erzeugt Aufmerksamkeit. In weiterer Folge können sie zu umwelt- und gesundheitspolitisch relevanten Stoffen werden. Diese Daten dienen aber auch als Grundlage für gesetzliche Regelungen und führen zu freiwilligen Beschränkungen eines Stoffes innerhalb eines Industriezweiges oder zur Verbesserung technischer Prozesse.

Wie gelangen die meisten Arzneimittel in unsere Umwelt beziehungsweise in unser Trinkwasser?

Es gibt verschiedene Wege, wie Arzneimittel in die Umwelt gelangen können. Bei Humanarzneimitteln sind es im Wesentlichen zwei: Indirekt durch die menschliche Ausscheidung zumeist über den Harn primär als Stoffwechselprodukt und direkt durch unsachgemäße Entsorgung über den Ausguss oder die Toilette. Dadurch gelangen die Wirkstoffe in die Kläranlage. Durch die Klärung kann die Konzentration etlicher Wirkstoffe deutlich vermindert werden. Andere Wirkstoffe werden in der Kläranlage nur zum Teil zurückgehalten und gelangen somit über die Abläufe in Oberflächengewässer. Für Humanpharmaka stellen die Abläufe kommunaler Kläranlagen sicherlich den Haupteintragspfad in die aquatische Umwelt dar. In weiterer Folge ist eine Verlagerung in das Grundwasser und weiter in das Trinkwasser möglich. Auch durch Lecks in der Kanalisation, Deponiesickerwässer oder durch das Aufbringen von Klärschlamm auf Böden gelangen Humanarzneimittel in die Umwelt. Veterinärarzneimittel wiederum gelangen durch die Ausscheidungen von Tieren in der Weidehaltung und durch Aufbringung von Düngern auf landwirtschaftliche Flächen zunächst in den Boden und dann in die Gewässer.

Wie bauen sich Arzneimittel in der Natur üblicherweise ab? Was kann der Mensch beitragen?

Wie sich ein Arzneimittelwirkstoff in der Umwelt verhält, ist je nach Wirkstoff sehr unterschiedlich und hängt von den Eigenschaften des Wirkstoffes ab. Einige Wirkstoffe sind sehr gut biologisch abbaubar wie Ibuprofen, andere Wirkstoffe nicht oder nur geringfügig. Manche Wirkstoffe können mittels Adsorption an Aktivkohle oder chemische Methoden wie Oxidation in der Kläranlage entfernt werden. Zur Verringerung der Umweltbelastung sind neben hochtechnischen End-of-Pipe Maßnahmen verschiedene Optionen denkbar, die den gesamten Lebenszyklus eines Medikamentes berücksichtigen. Bei der Produktion wird in Form von intelligent Design die Abbaubarkeit bereits als Anforderung berücksichtigt. Weitere Maßnahmen sind variable Verpackungsgrößen und eine Kennzeichnung von Produkten. Auch Schulungs- und Informationsmaßnahmen können dazu beitragen, das Bewusstsein zu schärfen und damit zu einem sorgsamen Umgang mit Arzneimitteln beizutragen.

Wenn manche Arzneimittel zum Teil nur besonders langsam abgebaut werden beziehungsweise in klärtechnischen Prozessen kaum geklärt werden können - ergibt sich hier nicht die Gefahr, dass manche Arzneimittelrückstände in den nächsten Jahren massiv steigen könnten?

Aus verschiedenen Untersuchungen in Österreich und aus anderen EU-Ländern wissen wir, dass Arzneimittelwirkstoffe ins Grundwasser gelangen und vereinzelt nachgewiesen werden. Die gefundenen Konzentrationen sind in der Regel sehr gering. Es werden weitere Untersuchungen durchgeführt, um die Datenlage zu verbessern. Aus jetziger Sicht gehen wir aber nicht davon aus, dass es zu einem raschen Anstieg der Konzentration kommen wird.

Zur Analyse von AZM im Trinkwasser hat das Umweltbundesamt in seiner Prüfstelle einen eigenen Analytiktest entwickelt. Wie kann man diesen nutzen?

In unserer Gesellschaft werden eine Vielzahl von Chemikalien, Pflanzenschutzmittelwirkstoffen, Bioziden, Lebensmittelzusatzstoffen oder Arzneimittelwirkstoffen in Haushalten, Industrie und Gewerbe oder in der Landwirtschaft verwendet und können nach ihrer Verwendung in das Abwasser und über das Abwasser in Fließgewässer und das Grundwasser gelangen. Um rasch Kenntnis über das Vorkommen dieser Stoffe in der aquatischen Umwelt und über die Qualität des Trinkwassers zu erhalten, haben wir in der Umweltbundesamt Prüfstelle kostengünstige Screeningtests für eine Reihe von Substanzen entwickelt, für Arzneimittelwirkstoffe, für Pestizide, für Indikatoren kommunaler Verunreinigungen und – gerade neu – für Mikroplastik.

Was würden Sie persönlich sagen: Wo muss man in den nächsten Jahren hinsichtlich Arzneimittelrückständen in unserer Umwelt besonders wachsam sein?

Resistenz gegenüber antimikrobiellen Substanzen ist ein weltweites Problem. Die Bildung von Resistenzen ist zwar grundsätzlich ein ganz natürlicher Anpassungsmechanismus von Bakterien, kann aber durch Antibiotika beschleunigt werden. Antibiotikaresistenzen sind aber nicht nur ein Problem in der Humanmedizin, sondern auch in der Tiermedizin. Ein Ziel für die nächsten Jahre muss daher sicherlich sein, Entstehung und Ausbreitung von Resistenzen gegen antimikrobielle Substanzen im Human- und Veterinärbereich effizient und nachhaltig zu vermindern. Neben diesem sehr spezifischen Thema ist aber allgemein Vorsorge zu treffen, dass die Konzentrationen von Arzneimitteln in der Umwelt verringert werden. Dabei sind Maßnahmen notwendig, die den gesamten Lebenszyklus eines Medikamentes von der Entwicklung über Produktion, Verwendung und Entsorgung beziehungsweise Verwertung betreffen. Gleichzeitig muss das hohe Versorgungs- und Schutzniveau durch Arzneimittel gewährleistet bleiben. Ein schwieriger Spagat, der im Dialog mit allen Stakeholdern gelingen wird.

Welche AZM muss man im gesamten Produktzyklus besonders beobachten, beziehungsweise wo müsste man schon beim Austrag/Verkauf einschränken?

Im Allgemeinen gilt, den Eintrag von Arzneimitteln in die Umwelt zu vermeiden, zu reduzieren und zu überwachen. Besonders wichtig ist die richtige Entsorgung von nicht verwendeten Arzneimitteln. Diese dürfen nicht über den Ausguss oder die Toilette entsorgt werden, da sie sonst in die Umwelt gelangen. Normalerweise können alte Arzneimittel bei der Apotheke abgegeben werden. Auch die Entsorgung über den Mistplatz oder Bauhof ist möglich. Grundsätzlich sollten Arzneimittel auch nicht über den Hausmüll entsorgt werden. Auch durch den bewussten Kauf von Kleinpackungen können Konsumenten ihren Verbrauch verringern. Und auch den eigenen Konsum an rezeptfreien Medikamenten zu hinterfragen und wenn möglich zu reduzieren, ist ein wichtiger Schritt. Auch Ärzte können dazu beitragen – durch eine verantwortungsvolle Verschreibepraxis und der richtigen Dosierung.

ÜBER DEN AUTOR

Mag. Dr. Sigrid Scharf

Sigrid Scharf | UmweltJournal (c) Mag. Dr. Sigrid Scharf

Mag. Dr. Sigrid Scharf ist studierte Chemikerin. Sie dissertierte in Organischer Chemie und startete ihre berufliche Laufbahn als Assistentin am Institut für Chemie an der Universität Wien.


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