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.
Die Raupe des Tabakschwärmers wird weltweit in vielen Instituten als Objekt der Entwicklungsbiologie, Neurophysiologie und Molekularbiologie intensiv erforscht. Das Insekten-Infektionsmodell soll vor allem in mikrobiellen Genomprojekten (Erforschung der Erbsubstanz von Erregern) den Einsatz von den sonst üblichen Wirbeltieren (Maus und Ratte) deutlich reduzieren und kann auch zur Validierung antibakteriell wirksamer Substanzen (Bewertung neuer Antibiotika) als Tiermodell verwendet werden. Als primärer Testorganismus sollen zunächst verschiedene Stämme und Mutanten des Bakteriums Streptococcus pneumoniae verwendet werden. In einem zweiten Schritt soll das Testsystem auf andere pathogene Keime erweitert werden. Im Sinne der Drei-R-Richtlinie (reduction, refinement, replacement) bieten Vorab-Testsysteme, die mit dem Tabakschwärmer Manduca sexta durchgeführt werden könnten, eine ideale Basis zur drastischen Reduktion von Versuchen mit Wirbeltieren.
Derzeit ist eine Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten, die durch Phytoplasmosen verursacht werden, durch Pflanzenschutzmittel nicht möglich. Prohexadion-Ca ist in der Lage die Flavanon 3-hydroxylase zu hemmen. Dadurch kommt es infolge einer Umleitung des Flavonoid-Biosynthesewegs zur Bildung von Luteoforol, das bakteriozide Eigenschaften aufweist. Am Modellsystem Weinrebe wird im Rahmen dieses Projekts geprüft, ob diese Strategie geeignet ist, die Schwarzholzkrankheit zu bekämfen. 5 symptomatische und 5 gesunde Rebstöcke (Rebsorte Zweigelt) wurden mit der 1,5 bzw. 15 fachen Konzentration der normalerweise im Weinbau verwendeten Prohexadion-Ca-Konzentration behandelt. Es konnte gezeigt werden, dass bei der gewählten Versuchsdauer die Hemmung der Flavanon 3-hydroxylase noch andauert und somit die Bildung des bakteriozid wirkenden Luteoforol in der Pflanze noch andauert. Parallel zu diesen Untersuchungen wurde der Phytoplasma-Titer mittel real time PCR bestimmt. Die Auswertungen sind noch nicht abgeschlossen. Daher kann zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Aussage über die Wirkung von Prohexadion-Ca gemacht werden. Darüber hinaus wurde geprüft, ob durch Behandlung mit Alkylborat-Derivaten ebenfalls eine Bekämpfung von Phytoplasmosen möglich ist. Die Auswertung der molekulargenetischen Analysen ist noch im Gange. Daher kann zu diesen Fragestellungen noch keine Aussage getätigt werden. Die phytotoxische Bonitur am Feld zeigte allerdings deutliche Verbrennungen an den Rebblättern.
<p> <p>Das Gremium zur Bewertung der Relevanz von Spurenstoffen hat im November 2025 und April 2026 die Einschätzung des Spurenstoffzentrums bestätigt: Die Stoffgruppen der quartären Ammoniumverbindungen und der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel, ein weiterer Duftstoff sowie zwei Nitrifikationsinhibitoren sind relevante Spurenstoffe.</p> </p><p>Das Gremium zur Bewertung der Relevanz von Spurenstoffen hat im November 2025 und April 2026 die Einschätzung des Spurenstoffzentrums bestätigt: Die Stoffgruppen der quartären Ammoniumverbindungen und der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel, ein weiterer Duftstoff sowie zwei Nitrifikationsinhibitoren sind relevante Spurenstoffe.</p><p> <p>Die Gruppe der quartären Ammoniumverbindungen und der chlorierten Organophosphat-basierten Flammschutzmittel, der synthetische Duftstoff AHTN (Tonalid) sowie die Düngemittelzusatzstoffe Dicyandiamid und 3-Methylpyrazol sind relevante Spurenstoffe – so entschied kürzlich das Gremium zur Bewertung der Relevanz von Spurenstoffen. Damit stimmte das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/gremium-zur-bewertung-der-relevanz-von">Gremium mit der Einschätzung des Spurenstoffzentrums des Bundes</a> überein. Mit der Einstufung bestätigt das Gremium erstmals für Düngemittelzusatzstoffe mit umweltoffener Ausbringung die Besorgnis für Mensch und Umwelt. </p> <p>Die Einstufung als „relevanter Spurenstoff“ weist darauf hin, dass Maßnahmen zur Eintragsminderung in Gewässer ergriffen werden sollten. Die Kurzdossiers aller relevanten Spurenstoffe sind <a href="https://www.umweltbundesamt.de/relevante-spurenstoffe">hier</a> veröffentlicht. </p> Quartäre Ammoniumverbindungen <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/10596/dokumente/2025-11-21_kurzdossier_qav_gremium_final.pdf">Quartäre Ammoniumverbindungen (QAV)</a> sind kationische Verbindungen, die in einer Vielzahl von Produkten und Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen. Als kationische Tenside sind QAV typischerweise oberflächenaktiv und können antibakteriell, aber auch gegen Pilze, Hefen und Algen sowie in geringem Maße antiviral wirken. Aufgrund dieser Eigenschaften kommen QAV als biozide Wirkstoffe, u. a. in Desinfektions- oder Holzschutzmitteln, Konservierungsmitteln oder Detergenzien mit antiviraler oder antibakterieller Wirkung zum Einsatz.</p> <p>Zu den als relevant bewerteten QAV gehören:</p> <ul> <li>Benzalkoniumchloride (BAC), </li> <li>Dialkyldimethylammoniumchloride (DDAC) und </li> <li>Alkyltrimethylammoniumchloride (ATMAC/TMAC)</li> </ul> <p>Die betrachteten QAV sind ökotoxisch, können also Wasserorganismen schädigen. Sie werden in Deutschland flächendeckend in Oberflächengewässern nachgewiesen – überwiegend gebunden an Schwebstoffe. Schwebstoffe sind fein verteilte, im Wasser schwebende Partikel wie organisches Material oder Sedimente, an die sich Schadstoffe anlagern können und die daher eine wichtige Rolle für Transport und Verbleib dieser Stoffe in Gewässern spielen. Die in der Umwelt auftretenden Konzentrationen von QAV sind zum Teil bereits so hoch, dass negative Effekte auf Wasserorganismen nicht ausgeschlossen werden können. Auch in Kläranlagenabläufen sind sie messbar, was auf eine begrenzte Entfernung oder hohe Einträge über das Abwasser hinweist. </p> <p><strong>Deshalb sind QAV relevante Spurenstoffe: </strong></p> <ul> <li>Ökotoxizität</li> <li>Ubiquitäres Vorkommen an Schwebstoffen</li> <li>Teilweise Überschreitung ökotoxikologischer Schwellenwerte in Gewässern</li> </ul> Die Gruppe der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel <p>Stellvertretend für die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-04-13_Kurzdossier_Organophosphat-basierte_FSM_final.pdf">Gruppe der chlorierten Organophosphat-Flammschutzmittel</a> hat das Gremium folgende Stoffe bewertet:</p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/tcpp">TCPP</a> (Tris(2-chlorisopropyl)phosphat und Reaktionsprodukte von Phosphoryltrichlorid mit 2-Methyloxiran), </li> <li>TCEP (Tris(2-chlorethyl)phosphat) und </li> <li>TDCP (Tris(1,3-dichlorisopropyl)phosphat)</li> </ul> <p>Die drei Substanzen sind vor allem als Weichmacher mit flammhemmender Wirkung in polyurethanhaltigen Erzeugnissen (z. B. in der Bau-, Textil-, Papier-, Möbel-, Automobilindustrie) vorhanden. Ebenso sind sie in Klebstoffen, Lacken, Farben und Beschichtungsmitteln enthalten.</p> <p>TCEP ist aufgrund der Reproduktionstoxizität als besonders besorgniserregende Substanz (Substance of Very High Concern) seit 2010 auf der ECHA-Kandidatenliste und seit 2012 auch im Verzeichnis der zulassungspflichtigen Stoffe unter <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/reach">REACH</a> enthalten (Annex XIV). In der EU wird TCEP daher nicht mehr als Flammschutzmittel verwendet, kann aber als Verunreinigung in anderen Flammschutzmitteln oder in importierten Erzeugnissen vorkommen.</p> <p>Durch ihre <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/persistenz">Persistenz</a> verbleiben diese Stoffe lange in der Umwelt. Darüber hinaus können sie sich durch ihre zum Teil ausgeprägte Mobilität im aquatischen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/oekosystem">Ökosystem</a> sowie im Wasserkreislauf bis in das Trinkwasser ausbreiten. Die Stoffgruppe weist darüber hinaus human- und ökotoxische sowie hormonelle Aktivität auf. Alle drei Stoffe kommen in Oberflächengewässern, Grund-, Roh- und Trinkwasser vor.</p> <p><strong>Deshalb sind chlorierte Organophosphat-Flammschutzmittel relevante Spurenstoffe: </strong></p> <ul> <li>Persistenz</li> <li>Teilweise Mobilität </li> <li>Humantoxizität (teilweise reproduktionstoxisch und krebserzeugend)</li> <li>Teilweise Ökotoxizität </li> <li>Endokrine Aktivität (sowohl in der Umwelt als auch im Menschen)</li> </ul> AHTN (Acetylhexamethyltetralin, Tonalid) <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-05-29_Kurzdossier_AHTN_Final.pdf">AHTN (Tonalid)</a> ist eine polyzyklische Moschusverbindung und ein synthetischer Duftstoff. AHTN kommt in einer breiten Produktpalette zum Einsatz, darunter in Wasch- und Reinigungsmitteln, Körperpflegeprodukten, Lufterfrischern, Wachsen, Biozidprodukten, Textilien und Papier. Neben AHTN wurde 2022 bereits <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11536/dokumente/2023-04-14_kurzdossier_galaxolide_final.pdf">Galaxolid</a> als polyzyklische Moschusverbindung als relevant eingestuft.</p> <p>In Deutschland ist AHTN in Oberflächengewässern wie Flüssen und Seen nachweisbar. AHTN hat das Potential zur Bioakkumulation – das bedeutet, dass sich AHTN über die Zeit in Organismen und Umwelt anreichern kann. AHTN bindet außerdem an Schwebstoffe, an Sedimente am Gewässerboden und an Klärschlamm. Zudem liegen Hinweise auf Persistenz vor.</p> <p>AHTN ist als humantoxisch eingestuft, da es wahrscheinlich schädigende Effekte auf die Fortpflanzung und, bei wiederholter Aufnahme, auf die Schilddrüse ausüben kann. Ebenso ist AHTN sehr giftig für Wasserorganismen mit sowohl kurzfristiger als auch langfristiger Wirkung. Bei den in der Umwelt gemessenen Konzentrationen können auch subletale Effekte auf Wasserorganismen auftreten. Diese führen zwar nicht unmittelbar zum Tod, können aber Wachstum, Fortpflanzung oder Verhalten beeinträchtigen. Darüber hinaus kann AHTN in das Hormonsystem von aquatischen Organsimen eingreifen – zeigt also eine endokrine Aktivität.</p> <p><strong>Deshalb ist AHTN ein relevanter Spurenstoff: </strong></p> <ul> <li>Potential zur Bioakkumulation</li> <li>Hinweise auf Persistenz</li> <li>Humantoxizität</li> <li>Sehr giftig für Wasserorganismen (akut und chronisch)</li> <li>Endokrine Aktivität in der Umwelt</li> </ul> Dicyandiamid (DCD) <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-07-08_Kurzdossier_DCD_FINAL.pdf">Dicyandiamid (DCD)</a> kommt unter anderem in Düngemitteln als Nitrifikationsinhibitor zum Einsatz. Als Düngemittelzusatzstoff soll DCD Nitratauswaschungen und die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/emission">Emission</a> klimaschädlicher Gase (Lachgas) aus dem Boden verringern. Die Anwendung ist in Deutschland durch die Düngemittelverordnung geregelt. Verlässliche Daten zu Produktions- und Einsatzmengen fehlen jedoch, da es kein öffentliches Register gibt. Darüber hinaus ist der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/stoff">Stoff</a> unter REACH registriert und kommt in hohen Tonnagen in pH-Regulatoren, Wasserbehandlungsprodukten, Laborchemikalien, Klebstoffen und Dichtungsmassen zum Einsatz.</p> <p>DCD gelangt unter anderem über die Düngung direkt in die Umwelt (umweltoffener Eintrag) und kann im Boden auch aus Kalkstickstoff gebildet werden. DCD wird regelmäßig in Oberflächengewässern nachgewiesen. Der Stoff ist sehr persistent und sehr mobil, wodurch er sich gut im Wasserkreislauf bis hin zu Roh- und Trinkwasserressourcen ausbreiten kann.</p> <p>Im Boden kann sich DCD zu <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/11536/dokumente/2024-06-17_kurzdossier_guanylharnstoff_final.pdf">Guanylharnstoff</a> umwandeln – einem ebenfalls relevanten Spurenstoff, der toxisch für Fische sein kann.</p> <p><strong>Deshalb ist DCD ein relevanter Spurenstoff: </strong></p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/PMT-stoffe">Sehr persistent und sehr mobil </a></li> <li>Transformationsprodukt Guanylharnstoff</li> </ul> 3-Methylpyrazol (3-MP) <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/document/2026-07-08_Kurzdossier_3-MP_FINAL.pdf">3-Methylpyrazol (3-MP)</a> kommt in Deutschland vorwiegend als Synthesegrundstoff in Lacken zum Einsatz, ist aber auch wie DCD als Nitrifikationsinhibitor in Düngemitteln enthalten und damit über die Düngemittelverordnung geregelt. Auch für 3-MP gibt es keine verlässlichen Daten zu Produktions- und Einsatzmengen, da es kein öffentliches Register gibt.</p> <p>3-MP ist sehr persistent und sehr mobil. Damit hat der Stoff das Potential, sich ins Roh- und Trinkwasser auszubreiten. Darüber hinaus ist 3-MP humantoxisch: Der Stoff kann die Fortpflanzung beeinträchtigen (ist also reproduktionstoxisch) und kann bei wiederholter Aufnahme die Lunge schädigen. Zudem steht 3-MP im Verdacht, hormonell wirksam zu sein.</p> <p>Der Stoff gelangt über Düngemittel in die Umwelt, sowohl direkt als auch als Abbauprodukt des Nitrifikationsinhibitors MPA. Bisher findet man 3-MP nur selten in Gewässern. Allerdings gibt es nur wenige Untersuchungen und die Messmethoden müssen teilweise noch verbessert werden, um niedrigere Nachweisgrenzen zu erreichen.</p> <p>Die Anwendung in der offenen Umwelt sowie die verwendeten Mengen von 3-MP sind mit Pflanzenschutzmitteln vergleichbar. Aufgrund der humantoxischen Eigenschaften wäre 3-MP jedoch sehr wahrscheinlich nicht genehmigungsfähig, wenn es die Anforderungen der EU-Pflanzenschutzmittelverordnung erfüllen müsste. Weil humantoxische Risiken von 3-MP nicht ausreichend adressiert werden, deutet dies auf eine Lücke der gesetzlichen Vorgaben über das Inverkehrbringen von Nitrifikationsinhibitoren bzw. Düngemittelzusatzstoffen hin. Ein wirksamer Schutz von Umwelt und Gesundheit im Sinne des Vorsorgeprinzips ist derzeit nicht vollständig gewährleistet.</p> <p><strong>Deshalb ist 3-MP ein relevanter Spurenstoff: </strong></p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/PMT-stoffe">Sehr persistent, sehr mobil und humantoxisch </a></li> <li>Endokrine Aktivität</li> </ul> </p><p>Informationen für...</p>