Während der vergangenen Dekade wurden immer mehr Arzneimittelwirkstoffe in der aquatischen Umwelt detektiert und das damit verbundene Risikopotenzial für die aquatischen Lebensgemeinschaften stellt ein drängendes Problem dar. Obwohl viele Arzneimittelwirkstoffe durch die konventionelle Abwasserreinigung zumindest teilweise durch Sorption und Biotransformation entfernt werden, führt eine quasi kontinuierliche Einleitung von Arzneimittelresten zu einer so genannten "Pseudo-Persistenz". Des Weiteren weisen manche Metabolite und Transformationsprodukte eine ähnliche oder sogar höhere Wirkung auf als die medizinischen Ausgangsstoffe. Daher wäre eine höhere Priorisierung von Arzneimittelwirkstoffen sowie deren Metabolite und Transformationsprodukte (AMT) als Umweltkontaminanten in der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und der deutschen Oberflächenwasserverordnung (OGewV) begrüßenswert. Die analytische Bestimmung erfolgt zurzeit hauptsächlich in der Wasserphase, wobei nur wenige standardisierte Methoden existieren. Die physikochemischen Eigenschaften mancher Wirkstoffe lassen eine Akkumulation an Sediment, Schwebstoffen und in Biota vermuten, so dass diese Matrices interessante Alternativen zur Wasserphase darstellen. Das Ziel des Projekts war die Entwicklung, Optimierung, Validierung und Bewertung von Quantifizierungsmethoden für AMT in verschiedenen Umweltmatrices (Wasser, Sediment, Schwebstoff und Biota). Mit Hilfe der entwickelten Methoden wurde das Vorkommen und die Verteilung ausgewählter AMT in Wasser, Sediment, Schwebstoff und Biota von unterschiedlichen Standorten untersucht. Des Weiteren wurden mit Zeitreihen der Umweltprobenbank das Potential der neuen Methoden für die Gewässerüberwachung demonstriert. Aus den gesammelten Erkenntnissen wurden Empfehlungen für ein optimiertes Monitoring von AMT mit verschiedenen physikochemischen Eigenschaften in Oberflächengewässern abgeleitet. Quelle: Forschungsbericht
Die Pilotphase Kleingewässermonitoring konnte als drittes Teilvorhaben zur "Umsetzung des Nationalen Aktionsplan zur nachhaltigen Anwendung von Pflanzenschutzmitteln (PSM)" erfolgreich als zweijähriges Monitoring umgesetzt werden. Es wurden für mehr als 100 Fließgewässerabschnitte in 13 Bundesländern umfassend der chemische und biologische Zustand kleiner Fließgewässer in der Agrarlandschaft zwischen April und Juli erfasst. Zusätzlich zu Schöpfproben analog zu dem behördlichen Monitoring nach Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) wurden ereignisbasierte Wasserproben genommen, um kurzfristige Peakkonzentrationen infolge von Niederschlägen zu erfassen. Zudem wurden anthropogene Stressoren wie Gewässerstruktur, Nährstoffe und Sauerstoffdefizite hochaufgelöst aufgenommen. Die biologische Untersuchung umfasste die Beprobung der aquatischen Invertebraten- und Algengemeinschaft sowie eine Untersuchung der Ökosystemfunktion in den Kleingewässern. Die Ergebnisse zeigen, dass die im Rahmen des Zulassungsverfahrens von PSM festgelegten RAK-Werte (Regulatorisch Akzeptablen Konzentrationen) an über 73 % der untersuchten Standorte für mindestens einen PSM-Wirkstoff überschritten wurden. Besonders die Ereignisproben infolge von Regenereignissen wiesen erhöhte Konzentrationen auf, die durch Schöpfproben nicht erfasst wurden. Diese Belastungen korrelieren auch mit der ökologischen Situation der Gewässer. So erfüllt der Großteil (über 80 %) der untersuchten Fließgewässerabschnitte anhand des SPEARpesticides-Index nicht die Qualitätskriterien für einen guten Zustand. Die Pilotphase Kleingewässermonitoring zeigt, dass eine realistische Bewertung und regulatorische Nutzung eines Monitorings von PSM-Rückständen in kleinen Gewässern nur dann erfolgen kann, wenn auch erhöhte Einträge infolge von Niederschlagsereignissen berücksichtigt werden. Weiterhin treten auch unterhalb der bestehenden RAK-Werte ökologische Effekte im Gewässer auf, so dass sich die Frage nach der Protektivität der aus Labordaten abgeleiteten RAK-Werte stellt. Die Daten der ermittelten PSM-Belastung der kleinen Gewässer in der Agrarlandschaft werden dazu beitragen, Ursachen für die regelmäßige Überschreitung der bestehenden Grenzwerte zu ermitteln und Schwächen der bisherigen Risikobewertung aufzudecken. Ziel wird sein, auf dieser Basis Möglichkeiten zur Reduzierung der Einträge zu erarbeiten und regulatorische Konsequenzen zu ziehen. Siehe dazu auch Liess et al. (2021) und Weisner et al. (2021). Quelle: Forschungsbericht
Weltweit thematisieren zahlreiche Publikationen den Eintrag von Arzneimitteln aus verschiedenen Emissionsquellen in die Umwelt. Um diese enorme Datenmenge zu überschauen initiierte das Umweltbundesamt im Jahr 2014 ein Datenbankprojekt. Im Rahmen von zwei Projekten wurde seitdem die öffentlich zugängliche Datenbank "Arzneimittel in der Umwelt" (https://www.umweltbundesamt.de/en/database-pharmaceuticals-in-the-environment-0) etabliert (aus der Beek et al., 2016) und optimiert (Dusi et al., 2019) und weltweite gemessene Konzentrationen von Arzneimittelrückständen in der Umwelt, die bis 2016 veröffentlicht wurden, eingetragen. Das Ziel dieses Projektes war die Aktualisierung der Datenbank mit Umweltkonzentrationen von Arzneimitteln, die im Zeitraum 2017 bis 2020 publiziert wurden. Als Ergebnis einer Literaturrecherche wurden während des Projektes 98.246 Umweltkonzentrationen aus 543 Publikationen in die Datenbank eingetragen. Die aktualisierte Datenbank enthält damit derzeit 276.895 Einträge mit Umweltkonzentrationen aus 2.062 Publikationen, gemessen in 89 Ländern. Zusätzlich wurden 632 Publikationen und 196 Review-Artikel für den Zeitraum 2017-2020, die Konzentrationen von Arzneimittelrückständen in der Umwelt thematisieren, zu einer bestehenden EndNote-Literatur-Datenbank hinzugefügt. Im Rahmen des Berichtes wird ein Überblick über die Umweltmatrices in denen Arzneimittelrückstände weltweit gemessen wurden und die am häufigsten gemessen Substanzen gegeben. Quelle: Forschungsberichte
Übergeordnetes Ziel des Vorhabens "Umwelteinträge von Arzneimittelwirkstoffen - Bilanzierung der Emissionen sowie Konsequenzen für Risikobewertung und -management" ist, Eintragsquellen von Arzneimittelwirkstoffen realistisch einschätzen und so die gültigen Expositionsverfahren überprüfen zu können. Die Ergebnisse sollen insbesondere in Berechnungsmodelle neuer Eintragspfade einfließen, um so eine bessere Umweltfolgenabschätzung zu ermöglichen - entsprechend des strategischen Ansatzes der Europäischen Kommission zu Arzneistoffen in der Umwelt. Die erforderlichen Daten sollen über Erhebungen gewonnen werden. Auf Basis der hierdurch gewonnenen Erkenntnisse können Strategien zur Verminderung von Arzneistoffeinträgen in die Umwelt konkretisiert werden. Im Fokus des Vorhabens stehen Arzneistoffverbräuche bei Lebensmittel liefernden Tieren, bei Nicht-Lebensmittel liefernden Tieren sowie wichtige emissionsrelevante Angaben von Arzneimittelproduktionsstandorten in Deutschland. In Teilvorhaben I, Konzepterstellung der Befragungen, werden für eine entsprechend notwendige Erhebung sinnvolle Konzepte beschrieben, mit deren Ergebnissen die Emissionen aus den drei genannten Bereichen in Deutschland besser abgeschätzt werden können. Auf Basis der erarbeiteten Konzepte zur Erhebung von Umwelteinträgen durch Tierarzneimittel und Arzneistoffproduktionsstandorte sind nachfolgend konkrete Erhebungen, Auswertungen und Strategiekonzepte zur Stoffeintragsreduktion durchzuführen. Die Erhebungskonzepte umfassen, je nach Fokus, interviewgestützte Erhebungen in ausgewählten repräsentativen Landkreisen, eine Befragung von Privathaushalten sowie Datenerhebungen bei Herstellern. Quelle: Forschungsbericht
Background The cause of death statistics in Germany include a relatively high share (26% in 2017) of ill-defined deaths (IDD). To make use of the cause of death statistics for Burden of Disease calculations we redistribute those IDD to valid causes of death. Methods The process of proportional redistribution is described in detail. It makes use of the distribution of the valid ICD-codes in the cause of death data. We use examples of stroke, diabetes, and heart failure to illustrate how IDD are reallocated. Results The largest increases in the number of deaths for both women and men were found for lower respiratory infections, diabetes mellitus, and stroke. The numbers of deaths for these causes more than doubled after redistribution. Conclusion This is the first comprehensive redistribution of IDD using the German cause of death statistics. Performing a redistribution is necessary for burden of disease analyses, otherwise there would be an underreporting of certain causes of death or large numbers of deaths coded to residual or unspecific codes. © The Author(s). 2021
Commensal rodent species cause damage to crops and stored products, they transmit pathogens to people, live-stock and pets and threaten nativeflora and fauna. Tominimize such adverse effects, commensal rodentsare pre-dominantly managed with anticoagulant rodenticides (AR) that can be transferred along the food chain. Wetested the effect of the uptake of the AR brodifacoum (BR) by Norway rats (Rattus norvegicus) on spatial behaviorbecause this helps to assess the availability of dead rats and residual BR to predators and scavengers. BR was de-livered by oral gavage or free-fed bait presented in bait stations. Rats were radio-collared to monitor spatial be-havior. BR residues in rat liver tissue were analyzed using liquid chromatography coupled with tandem massspectrometry. Norway rats that had consumed BR decreased distances moved and had reduced home rangesize. Treatment effects on spatial behavior seemed to set in rapidly. However, there was no effect on habitat pref-erence. Ninety-two percent of rats that succumbed to BR died in well-hidden locations, where removal by scav-enging birds and large mammalian scavengers is unlikely. Rats that ingested bait from bait stations had 65% higher residue concentrations than rats that died from dosing with two-fold LD50.Thissuggestsanoverdosingin rats that are managed with 0.0025% BR. None of the 70 BR-loaded rats was caught/removed by wild preda-tors/scavengers before collection of carcasses within 5-29 h. Therefore, and because almost all dead rats diedin well-hidden locations, they do not seem to pose a significant risk of AR exposure to large predators/scavengers at livestock farms. Exposure of large predators may originate from AR-poisoned non-target small mammals. Thefew rats that died in the open are accessible and should be removed in routine searches during and after the ap-plication of AR bait to minimize transfer of AR into the wider environment. © 2021 The Authors. Published by Elsevier B.V.
Since heritability of CH4 emissions in ruminants was demonstrated, various attempts to generate large individual animal CH4 data sets have been initiated. Predicting individual CH4 emissions based on equations using milk mid-infrared (MIR) spectra is currently considered promising as a low-cost proxy. However, the CH4 emission predicted by MIR in individuals still has to be confirmed by measurements. In addition, it remains unclear how low CH4 emitting cows differ in intake, digestion, and efficiency from high CH4 emitters. In the current study, putatively low and putatively high CH4 emitting Brown Swiss cows were selected from the entire Swiss herdbook population (176,611 cows), using an MIR-based prediction equation. Eventually, 15 low and 15 high CH4 emitters from 29 different farms were chosen for a respiration chamber (RC) experiment in which all cows were fed the same forage-based diet. Several traits related to intake, digestion, and efficiency were quantified over 8 d, and CH4 emission was measured in 4 open circuit RC. Daily CH4 emissions were also estimated using data from 2 laser CH4 detectors (LMD). The MIR-predicted CH4 production (g/d) was quite constant in low and high emission categories, in individuals across sites (home farm, experimental station), and within equations (first available and refined versions). The variation of the MIR-predicted values was substantially lower using the refined equation. However, the predicted low and high emitting cows (n = 28) did not differ on average in daily CH4 emissions measured either with RC or estimated using LMD, and no correlation was found between CH4 predictions (MIR) and CH4 emissions measured in RC. When individuals were recategorized based on CH4 yield measured in RC, differences between categories of 10 low and 10 high CH4 emitters were about 20%. Low CH4 emitting cows had a higher feed intake, milk yield, and residual feed intake, but they differed only weakly in eating pattern and digesta mean retention times. Low CH4 emitters were characterized by lower acetate and higher propionate proportions of total ruminal volatile fatty acids. We concluded that the current MIR-based CH4 predictions are not accurate enough to be implemented in breeding programs for cows fed forage-based diets. In addition, low CH4 emitting cows have to be characterized in more detail using mechanistic studies to clarify in more detail the properties that explain the functional differences found in comparison with other cows. © 2019 American Dairy Science Association®
The common bed bug Cimex lectularius L. has undergone a worldwide expansion in recent years, due to increased opportunities for dispersal and development of insecticide resistance. For successful control, efficacy testing of products against bed bugs and determination of insecticide resistance under practical conditions are of outstanding importance. A new test system mimicking the practical use situation of residual insecticides was developed and evaluated. Bed bugs were attracted by CO2 and heat to cross surfaces treated with alpha-cypermethrin and bendiocarb. In contrast to the complete efficacy of alpha-cypermethrin (less than 1% surviving bed bugs [with one exception of 5%]), only 45.3, 46, and 29% of insecticide-susceptible bed bugs showed lethal damage 7 d after contact with freshly bendiocarb-treated wallpaper or insecticide aged for 1 or 2 wk. Results show that the efficacy of different insecticides can be assessed with this new test system. Moreover, susceptibility to deltamethrin of five bed bug field strains, collected from infested apartments in Berlin, Germany, was determined in a filter paper contact bioassay. Resistance ratios (RRs) ranged between 4.3 and 20.7. In the novel simulated-use test, efficacy of alpha-cypermethrin was tested against the bed bug strain with the highest RR. In contrast to the insecticide-susceptible laboratory strain, alpha-cypermethrin was not effective against the field strain, where 26-50% of the bed bugs survived and even laid eggs. These results provide evidence for the presence of practically relevant pyrethroid resistance in bed bugs in Germany. © The Author(s) 2019
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