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Tierarzneimittel – ein neues Problem für das Grundwasser?

Werte nur bei neun Messstellen auffällig – UBA rät dennoch zu Grenzwert und Überwachung Antibiotika werden in der Intensivtierhaltung in großem Umfang eingesetzt, vor allem bei Schweinen und Geflügel, aber auch bei Rindern. Einen Großteil der Stoffe scheiden die Tiere im Kot und Urin unverändert wieder aus. Kommt derart belastete Gülle auf die Felder, gelangen die Arzneimittel auch in die Umwelt. Wie diese in der Umwelt wirken, ist nicht abschließend geklärt. Aber wie groß ist die Gefahr, dass die Arzneimittel vom Acker in das Grundwasser gelangen? Eine neue Studie des Umweltbundesamtes gibt zunächst Entwarnung: Auch unter besonders ungünstigen Standortbedingungen gelangen die Medikamente nur selten ins oberflächennahe Grundwasser. Dennoch rät UBA-Vizepräsident Thomas Holzmann: „Aus Vorsorgegründen sollten wir den Grenzwert für Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe von 0,1 Mikrogramm pro Liter (µg/l) im Grundwasser auch auf Tierarzneimittel übertragen. Bei Überschreitungen hätten die Länder so eine Rechtsgrundlage für adäquate Maßnahmen, um das Grundwasser zu schützen. Im Einzelfall denkbar ist etwa, mit der Gülleausbringung zu warten, ganz auf sie zu verzichten oder mit antibiotikafreiem Mineraldünger zu düngen.“ Für die Studie untersuchte das Umweltbundesamt in den Jahren 2012 und 2013 an 48 Messstellen in vier Bundesländern jeweils mindestens zweimal Grundwasserproben auf 23 Wirkstoffe. Bei 39 Messstellen wurden keinerlei Wirkstoffe gefunden. Bei sieben Messstellen in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen fanden sich allerdings Sulfonamide. Die Werte waren mit maximal elf Nanogramm pro Liter (ng/l) allerdings sehr gering – zum Vergleich: Der Grenzwert für Pflanzenschutzmittel-Wirkstoffe im Grundwasser liegt zehnfach höher bei 0,1 Mikrogramm/Liter bzw.  100 ng/l. Lediglich bei zwei Messstellen wurde der Wirkstoff Sulfamethoxazol in Konzentrationen von mehr als 100 ng/l gefunden, lag also über dem Grenzwert für Pflanzenschutzmittel oder Biozide im Grundwasser. ⁠ UBA ⁠-Vizepräsident Holzmann: „Wir haben in unserer Studie bewusst ein Worst-case-⁠ Szenario ⁠ genommen und Messstellen ausgewählt, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Grundwasserkontamination durch Antibiotika besonders hoch war. Beruhigend ist, dass wir nur selten fündig wurden und die Belastung keineswegs flächendeckend stattfindet. Allerdings: Ein Eintrag ist möglich und kann dann auch deutlich ausgeprägt sein. Daher müssen wir die Situation genau beobachten. Denkbar wäre, über das bestehende Bund-Länder-Messnetz zumindest unter gefährdeten  Böden regelmäßig Proben zu nehmen und zu analysieren. Die Länder könnten dann im Einzelfall einschreiten.“ Als Kriterien für eine hohe Gefährdung von Grundwasser könnte gelten, was das UBA in seiner Studie zugrundelegte: Das Hauptproblem für das Grundwasser in Deutschland ist die zu hohe Belastung mit Nitrat. Dieses kommt etwa mit zu viel stickstoffhaltigem Dünger auf die Felder  oder stammt aus der Gülle der Mastställe und den Gärrückständen der Biogasanlagen. Was die Pflanzen nicht brauchen, wird in die organische Substanz des Bodens eingebaut oder endet als Nitrat im Grundwasser. „Rund 50 Prozent aller Grundwasser-Messstellen in Deutschland zeigen derzeit erhöhte Nitrat-Konzentrationen von über zehn Milligramm/Liter – 15 Prozent des Grundwassers hält gar die für Grundwasser geltende Qualitätsnorm von 50 Milligramm/Liter nicht ein. Aus dem Grundwasser gewonnenes Trinkwasser ist jedoch fast allerorten unbelastet – nur 0,08 Prozent der Trinkwasseruntersuchungen liegen in Deutschland über dem Grenzwert von 50 Milligramm/Liter. Es kann problemlos getrunken werden“, so UBA-Vizepräsident Holzmann. Allerdings müssen die Wasserversorger dafür mittlerweile einigen Aufwand betreiben: Manche verdünnen zu stark belastetes Grundwasser schlicht mit unbelastetem Wasser. Immer mehr Versorger sehen die Notwendigkeit, das Nitrat  technisch aus dem Rohwasser zu entfernen, weil nicht überall genügend unbelastetes Grundwasser vorhanden ist. Das ist teuer – und erhöht letztlich die Wasserrechnung der Verbraucher. Nach Angaben des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit wurden 2012 in Deutschland rund 1.619 Tonnen Antibiotika an Tierärzte abgegeben, das entspricht etwa dem Zwei- bis Dreifachen des Antibiotikaeinsatzes in der Humanmedizin (630 Tonnen). Die antibiotischen Wirkstoffe werden nur zu einem geringen Anteil im Organismus abgebaut, so dass je nach Wirkstoff etwa 60 bis 80 Prozent der verabreichten Menge unverändert mit dem Kot und Urin der Tiere ausgeschieden wird. Mit der Gülle gelangen sie dann auf die Böden und können in sehr ungünstigen Einzelfällen ins Grundwasser ausgewaschen werden. Bisher gibt es weder einen  Grenzwert für solche Stoffe in der deutschen Grundwasserverordnung noch in der Trinkwasserverordnung. Das UBA ist seit 1998 im Rahmen der Zulassung von Tierarzneimittel für die Bewertung möglicher Umweltrisiken verantwortlich. Werden bei der Bewertung Umweltrisiken erkannt, so können für die Zulassung Auflagen zum Schutz der Umwelt erteilt werden. Die Anforderungen an die Umweltrisikobewertung von Arzneimitteln sind seit 2005 (Tierarzneimittel) bzw. 2006 (Humanarzneimittel) in Leitfäden der Europäischen Arzneimittelagentur festgelegt. Für sogenannte „Altarzneimittel“, die bereits vor in Kraft treten der Leitfäden zugelassen waren, muss jedoch keine nachträgliche Umweltprüfung durchgeführt werden. Ein Großteil der eingesetzten Tierarzneimittel gehört zu diesen Altarzneimitteln. Für viele  sind die Auswirkungen auf die Umwelt bisher nahezu unbekannt. Das Forschungsprojekt „Antibiotika und Antiparasitika im Grundwasser unter Standorten mit hoher Viehbesatzdichte“ wurde im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführt und mit Mitteln des Bundesumweltministeriums gefördert. Das Projekt wurde unter Federführung des hydrogeologischen Planungsbüros HYDOR Consult GmbH (Berlin) in Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich GmbH und der INFU TU Dortmund von 2011 bis 2013 bearbeitet. Der Forschungsbericht und kann unter  „ Antibiotika und Antiparasitika im Grundwasser unter Standorten mit hoher Viehbesatzdichte “ heruntergeladen und unter der Kennnummer 001897 aus der Bibliothek des Umweltbundesamtes ausgeliehen werden.

Harmonization of environmental exposure assessment for veterinary pharmaceuticals and biocides: Literature review of studies on occurrence and transformation of veterinary pharmaceuticals and biocides in manure

The spread of veterinary medicinal products (VMPs) and biocides onto agriculturally used areas represents a very important path of entry into the environment for these product groups. Within this literature study public available transformation studies with liquid manure are summarized. Transformation studies were evaluated considering the transformation fate of tested substances, the origin and characteristics of used manure, the experimental setup, the measured parameters and the main outcome of the studies. Test duration throughout the studies ranges from 2 to 374 days and study temperature ranges from 5 °C to 55 °C. As main topics within the 34 found transformation studies the high dependency of transformation on temperature, redox potential, dry matter content and many other parameters is reported. It was further critically analyzed which basic information and parameters were neglected. Unfortunately only six publications give information on the redox potential of the manure. Further, the characterization of the matrix in many cases is inadequate due to missing parameters such as dry matter content, pH, and TOC. Additionally, public available monitoring data of VMPs in manure were collected and evaluated regarding the origin and characteristics of the manure, the minimum and maximum found concentrations, and percentage of identified compounds. Within the 27 found publications, 1568 manure samples were analyzed and 39 different active substances for VMPs and 11 metabolites and transformation products of VMPs could be found in manure. Mainly, the samples were analyzed for sulfonamides, tetracyclines and fluorquinolones. In no case a non-target approach was used. Single active substances were found in some studies with more than 100 analyzed samples in more than 50 % of the analyzed manure samples. This is the case for sulfadimidine, chlortetracycline, oxytetracycline, and tetracycline. It can be concluded that for both transformation studies and monitoring studies a standardized guidance would be beneficial for their applicability in regulatory contexts and also enhance the scientific outcome of these studies. Veröffentlicht in Texte | 79/2016.

Aufklärung der Ursachen von Tierarzneimittelfunden im Grundwasser – Untersuchung eintragsgefährdeter Standorte in Norddeutschland

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. Veröffentlicht in Texte | 54/2016.

Antibiotika und Antiparasitika im Grundwasser unter Standorten mit hoher Viehbesatzdichte

Der Einsatz von Medikamenten ist in der heutigen, intensiv betriebenen landwirtschaftlichen Tierhaltung weit verbreitet. Über den Eintrag der Stoffe sowie ihrer ⁠ Transformationsprodukte ⁠ über die Gülle in das oberflächennahe Grundwasser gibt es hingegen bisher wenig Informationen. In vier Bundesländern wurden deshalb zur Untersuchung von Tierarzneimittel-Wirkstoffen im Grundwasser 48 Grundwassermessstellen ausgewählt. Die Auswahl erfolgte als „worst-case“- Ansatz: hohe Viehbesatzdichte, intensive Ausbringung von Wirtschaftsdünger, sorptionsschwache und gut belüftete Böden, hohe Stickstoffgehalte, geringer Flurabstand sowie hohe Neubildungsraten des Grundwassers, kurze Verweilzeiten des Sickerwassers im Untergrund. Die Auswahl der zu untersuchenden Tierarzneimittel erfolgte auf Basis einer Literaturstudie. Im Ergebnis wurden 23 TAM-Wirkstoffe und Carbamazepin als Tracer für Humanarzneimittel ausgewählt. Den 48 Messstellen wurden 2012 und 2013 mindestens zweimal Proben entnommen. Bei 39 Messstellen wurden keine Wirkstoffe nachgewiesen, bei sieben Messstellen in Niedersachsen und Nordrhein- Westfalen wurden Einzelwirkstoffe aus der Gruppe der Sulfonamide in sehr niedrigen und bei zwei Messstellen in den gleichen Ländern in sehr hohen Konzentrationen nachgewiesen. Veröffentlicht in Texte | 27/2014.

gefasste Quelle Alendorf-Quelle (RWÜ (Messstelle f. GWÜ geeignet))

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle Alendorf-Quelle. Horizont: Mitteldevon Leiter: Devon, Kalk Wasserart: Quellwasser

GW-Messstelle MUELHENS K 6 R1 (Betreibermessstellen)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle MUELHENS K 6 R1. Wasserart: reines Grundwasser

GW-Messstelle WW Grind 27019 (Betreibermessstellen)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle WW Grind 27019. Wasserart: reines Grundwasser

GW-Messstelle Kl.Broi. 3 (Betreibermessstellen)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle Kl.Broi. 3. Horizont: Untere- und mittlere Mittelterrassen mit Lößauflag Wasserart: keine Angabe

Vertikalfilterbrunnen TEVEREN NATO BR. I (RWÜ (Messstelle f. GWÜ geeignet))

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle TEVEREN NATO BR. I. Horizont: Hauptkies-Serie (Sande und Kiese) Wasserart: reines Grundwasser

GW-Messstelle Eschw.Ue.F (Betreibermessstellen)

Grundwassermessstellen dienen der Überwachung des Grundwassers. Dieser Datensatz enthält die Messdaten der Messstelle Eschw.Ue.F. Horizont: Jüngere Hauptterrassen mit Lößauflagerung Wasserart: reines Grundwasser

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