Antiparasitika zur Anwendung bei Weidetieren gehören zu den Tierarzneimitteln mit der höchsten Toxizität für die Umwelt. Naturgemäß ist besonders die Diversität dungassoziierter Insekten betroffen. Auf EU-Ebene werden verschiedene Risikominderungsmaßnahmen (RMM) zur Reduzierung der Umweltrisiken vorgeschlagen. Die praktische Wirksamkeit dieser Maßnahmen hinsichtlich des Erhaltes der Insekten-Diversität wurde bisher systematisch nicht bewiesen. Ziel des Vorhabens ist, die Grundlagen hierfür zu erarbeiten, um geeignete Maßnahmen zum Schutz der Insekten zielgerichtet und erfolgreich anwenden zu können. Im ersten Teil des Vorhabens soll erarbeitet werden, welche RMM zur Verfügung stehen und anhand welcher ökologischer und populations-systematischer Kennwerte die Kontrolle eines möglichen Erfolges hinsichtlich Biodiversität und Populationserhalt bei den relevanten Insekten untersucht werden kann. Im zweiten Teil des Vorhabens sollen Freilandversuche geplant und durchgeführt werden. Es sollen unbelastete Vergleichsweiden und stark behandelte Flächen hinsichtlich Diversität der Dungfauna untersucht werden und in nachfolgenden Jahren die Auswirkungen durchgeführter RMM auf den behandelten Flächen erfasst werden. Dabei soll sich auf die klimatisch gemäßigten Bereiche Europas bezogen werden. Die im zweiten Teil des Projektes zu klärenden Detailfragen sind u.a. (aber nicht ausschließlich): Entwicklung ausgewählter dungassoziierten Insekten-Populationen im Freiland auf behandelten & unbehandelten Weiden. Auswirkungen möglicher reduzierter Dung-Insektenpopulationen (Käfer, Fliegen) auf die Nahrungsnetze. Schaffung der Datengrundlage hinsichtlich Ökologie und Biogeographie von Dungorganismen im klimatisch gemäßigten Bereich Europas. Schaffung der Grundlage für die systematische Bestimmung der Dunginsekten; hier neuere Methoden wie Meta-Barcoding oder eDNA, da klassisch-systematische entomologische Bestimmungsarbeit zukünftig nicht mehr leistbar sein wird.
Hintergrund: Datenanforderungen der Europäischen Verordnungen für Industriechemikalien (REACH 1907/2006/EG), Pflanzenschutzmittel (1107/2009/EG), Biozide (528/2012/EG), Tierarzneimittel (2019/6/EG) und der Richtlinie für Arzneimittel (2004/28/EG und 2004/27/EG) basieren auf standardisierten ökotoxikologischen Labor- und Freilandtests., i.d.R. OECD-Prüfrichtlinien. Die Festlegung der statistischen Auswertung der Labordaten erfolgt derzeit in den einzelnen OECD-Prüfrichtlinien mit Hinweis auf die 2006 veröffentlichten Grundprinzipien der statistischen Auswertung für OECD-Prüfrichtlinien im OECD Dokument Nr. 54 'Current approaches in the statistical analysis of ecotoxicity data: a guidance to application'. Die im OECD Dokument Nr. 54 beschriebenen Methoden sind (teilweise) überholt und es fehlen geeignete Methoden für die Auswertung von nicht-normalverteilten Daten. Nicht-normalverteilte Daten kommen standardmäßig in aquatischen Mesokosmen und Freilandstudien an Bodenorganismen und Arthropoden vor, die eine zentrale Rolle in der Zulassung von Chemikalien spielen. Eine Überarbeitung des OECD Dokuments Nr. 54 ist dringend notwendig, weil es direkte Auswirkungen auf die statistische Auswertung aller OECD-Prüfrichtlinien für die Bewertung von Auswirkungen auf Nichtzielorganismen hat. Forschungsziele sind: 1. Aktualisierung von OECD Dokument Nr. 54 - Aufnahme fehlender Methoden-Prüfung und Aktualisierung enthaltener Methoden, 2. Überführung des OECD Dokument Nr. 54 in ein OECD Guidance Dokument (verbindlicher) - Ermöglichung direkter Verweise zu bestehenden OECD-Prüfrichtlinien und der Vereinheitlichung statistischer Verfahrensweisen innerhalb bestehender OECD Prüfrichtlinien sowie eine präzisierte Ableitung der abgeleiteten Endpunkte zur Verbesserung der Risikobewertung für Chemikalien.
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.
Antiparasitika (Mittel gegen Endo- und Ektoparasiten) zur Anwendung bei Weidetieren gehören zu den Tierarzneimitteln mit der höchsten Toxizität für die Umwelt. Ökologisch relevante Effekte wurden bereits bei Dunginsekten festgestellt. Auch bei aquatischen Invertebraten, wie z.B. Krebstiere oder Insektenlarven ist aufgrund der Erfahrungen aus dem Vollzug eine hohe Sensitivität gegenüber Vertretern aus der Wirkstoffgruppe der Avermectine zu vermuten. Um die Auswirkungen von antiparasitären Tierarzneimitteln auf die Biodiversität in weidenahen Kleingewässer (z. B. Gräben, Bäche, Teiche) umfassend bewerten zu können, fehlen aber zusätzliche ökotoxikologische Effektdaten von für diese Gewässer repräsentativen aquatischen Organismen, die über die Standarddatenanforderungen im Vollzug hinausgehen. Das betrifft besonders Vertreter aus den ökologisch relevanten Gruppen der Filtrierer, Aufwuchs-Weidegänger (Grazer) und Zerkleinerer (Shredder). Exemplarisch sollen Untersuchungen mit Ivermectin Daten zu kurz- und langfristigen Auswirkungen auf je einen Vertreter aus diesen ökologischen Gruppen liefern. Zusätzlich soll eine Daphnien-Reproduktionsstudie nach OECD 211 unter GLP durchgeführt werden, deren Ergebnisse als Vergleichsdatensatz dienen. Damit soll Aufschluss darüber gewonnen werden, inwieweit die Biodiversität aquatischer Arthropoden im Bereich von mit Tierarzneimitteln belasteter landwirtschaftlicher Flächen nachhaltig beeinflusst und geschädigt wird und wo Handlungsbedarf besteht, um das Schutzziel der Biodiversität zu erhalten.
Es wird die Anschaffung einer LC-Triplequadrupol-Anlage beantragt, um Mikroschadstoffe auch in geringen, aber toxikologisch und ökotoxikologisch relevanten Konzentrationen (ng/l bis pg/l) quantifizieren zu können. Eine am Institut vorhandene HPLC mit Diodenarray-Detektor verfügt lediglich über eine Empfindlichkeit im Mikro g/l Bereich. Diese Anlage wurde bislang in verschiedenen Projekten zum Umweltverhalten von Pestiziden eingesetzt. Der aktuelle Stand der Forschung zeigt, dass Pestizide sich stärker in der Umwelt verbreiten als angenommen und bereits in verschiedensten Umwelt-, Lebensmittel- und Humanproben nachgewiesen werden. Pestizide werden in immer geringeren Mengen eingesetzt, jedoch besteht noch Forschungsbedarf zu ihrem Umweltverhalten und dem ihrer Transformationsprodukte. Daher werden besondere Anforderungen an die Analytik in diesem Forschungsbereich gestellt. Eine LC-Triplequadrupol-Anlage würde die zurzeit laufenden Projekte zu Transformationsprozessen von Pestiziden (BMBF) und zur Eintragsreduzierung von Pestiziden durch Retentionsteiche (Kooperationsvertrag BASF) signifikant unterstützen. Weiterhin ermöglicht dieses Gerät die Ausweitung auf andere Mikroschadstoffe wie Biozide, Human- und Tierarzneimittel und andere Matrices als Wasser (z.B. Boden und Sediment). Darüber hinaus können durch niedrigere Kosten bei Analysen am eigenen Institut im Vergleich zu Fremdanalysen bei gleichem Budget eine deutlich höhere Anzahl an Proben untersucht werden. Dies würde die Qualität der Ergebnisse entscheidend verbessern. Das beantragte Gerät ist bei der Einwerbung von weiteren Einzel- und Verbundvorhaben (DFG, WTSH, BMBF, Water JPI) von zentraler Bedeutung, um signifikante Erkenntnisse zu Prozessen von Mikroschadstoffen in der Umwelt zu gewinnen.
<p>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.</p><p>Zahl der Wirkstoffe in Human- und Tierarzneimitteln</p><p>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 wären.</p><p>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.</p><p>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.</p><p>Im Jahr 2023 wurden in der Tierhaltung 529 Tonnen an Antibiotika abgegeben. Seit 2023 umfasst die Erfassung nicht nur die Abgaben von pharmazeutischen Unternehmen und Großhändlern an Tierärzte, sondern auch die Abgaben an Apotheken, Veterinärbehörden und Hochschulen. Es handelt sich dabei zumeist um Antibiotika aus der Gruppe der Penicilline, Tetrazykline, Sulfonamide, Makrolide und Aminoglykoside. Die Abgabemengen für Veterinärantibiotika sanken in den letzten Jahren stetig (seit 2011 um 69 %). Durch die deutliche Abnahme in 2023 sind die erfassten Abgabemengen auf dem niedrigsten Wert seit 2011 (siehe Tab. „Vergleich der Abgabemengen der Wirkstoffklassen in der Tiermedizin 2011 bis 2023“).</p><p>Arzneimittelwirkstoffe in der Umwelt</p><p>Rückstände von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/eintrag-vorkommen-wirkungen-von-arzneistoffen-in">Arzneimittelwirkstoffen</a> und ihre <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/m?tag=Metabolite#alphabar">Metabolite</a> sowie <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Transformationsprodukte#alphabar">Transformationsprodukte</a> gelangen, nachdem sie Mensch oder Tier verabreicht wurden, über deren Ausscheidungen über verschiedene Wege in Gewässer und Böden.</p><p>Bisherige Ergebnisse aus Forschungsprojekten und speziellen Messprogrammen der Länderbehörden zeigen, dass in Deutschland mindestens 414 verschiedene Arzneimittelwirkstoffe, deren <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/m?tag=Metabolite#alphabar">Metabolite</a> oder <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=Transformationsprodukte#alphabar">Transformationsprodukte</a> 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 Analgetika 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.</p><p>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.</p><p>Prüfung der Umweltwirkung von Arzneimitteln</p><p>Das Umweltbundesamt (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>) 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.</p><p>Es ist gesetzlich geregelt, welche Informationen und Testergebnisse Unternehmen, die ein Arzneimittel auf den Markt bringen wollen, für eine Umweltprüfung vorlegen müssen.</p>
<p>Arzneimittel sind seit Jahrhunderten ein unverzichtbarer Bestandteil der menschlichen und tierischen Gesundheitsversorgung. Wurden früher nur natürliche vorkommende Therapeutika eingesetzt, sind in modernen Medikamenten auch viele synthetisch hergestellte Wirkstoffe enthalten. In Deutschland sind zurzeit über 2.500 Wirkstoffe in der Humanmedizin im Verkehr, mit jährlichen Verbrauchsmengen von mehr als 35.000 Tonnen. Auf Grundlage der aktuellen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/chemikalien/arzneimittel/humanarzneimittel/rechtliche-regelungen">Bewertungskriterien</a> der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA) sind etwa die Hälfte der Wirkstoffe relevant für eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umweltaspekte-bei-der-zulassung-von-0">Umweltrisikobewertung</a>. Diese entsprechen einem jährlichen Verbrauch von ca. 10.000 Tonnen. In den kommenden Jahrzehnten ist mit einem steigenden Verbrauch von Humanarzneimitteln zu rechnen, da sich der Anteil älterer Menschen weiter erhöhen wird. <br>Für Heim- und Nutztiere sind ca. 450 Wirkstoffe zugelassen. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/tierarzneimittelmarkt">Abgabemengen</a> werden seit 2011 nur für Antibiotika erfasst.</p><p>Wieso sind Arzneimittel auch für die Umwelt relevant? </p><p>Wirkstoffe in Arzneimitteln sind biologisch hochaktive Stoffe, die nach der Einnahme oft unverändert ausgeschieden werden, in die Umwelt gelangen und dort unerwünschte Wirkungen auf Tiere und Pflanzen haben können. In Deutschland wurden mittlerweile 414 unterschiedliche Arzneimittelrückstände in Kläranlagenabläufen, Oberflächengewässern, Sedimenten, Grundwasser oder Böden nachgewiesen. Dabei gibt es Unterschiede im Vorkommen von Human- und Tierarzneimitteln, die vor allem auf die unterschiedlichen Eintragspfade in die Umwelt zurückzuführen sind. Arzneimittel für den Menschen gelangen über die Kanalisation und die Klärwerke in Oberflächengewässer. Die meisten Tierarzneimittel erreichen mit Gülle und Mist aus der intensiven Tierhaltung, landwirtschaftliche Flächen.</p><p>In der Regel liegen die gemessenen Konzentrationen der Arzneimittelwirkstoffe in der Umwelt unterhalb der therapeutischen Dosen und der für sie festgelegten, maximal zulässigen Rückstandsmengen in Nahrungsmitteln bei Tierarzneimitteln. Damit ist jedoch für die Umwelt keine Entwarnung gegeben. Obwohl Humanarzneimittel zu den toxikologisch am besten untersuchten Stoffen zählen, sind die Umweltauswirkungen der vergleichsweise geringen, dafür jedoch dauerhaften Belastung der Gewässer mit Arzneimittelresten, insbesondere von Stoffen, die seit Jahrzehnten auf den Markt sind, oftmals unbekannt.</p><p>Was tut das Umweltbundesamt?</p><p>Das Gesetz über den Verkehr von Arzneimitteln (AMG) trat 1978 in Kraft, die Umweltsicherheit neuer Medikamente wurde jedoch erst mit der Reform in 2005 gestärkt, indem eine Umweltrisikobewertung im Rahmen der Zulassung verpflichtend wurde. </p><p>Seit 2006 gibt es internationale Bewertungskonzepte, die eine detaillierte und standardisierte Untersuchung des Verhaltens und der Wirkungen von Human- und Tierarzneimitteln in der Umwelt ermöglichen. </p><p>Pharmazeutische Unternehmer müssen für die Zulassung neuer Human- und Tierarzneimittel auch eine entsprechende Umweltrisikobewertung vorlegen, auf Basis derer das Umweltbundesamt eine abschließende Bewertung des Umweltrisikos vornimmt.</p><p>Es besteht internationaler Konsens darüber, dass Arzneimittel nicht in die Gewässer oder gar in unser Trinkwasser gehören und der Eintrag sollte soweit wie möglich reduziert werden. Das Umweltbundesamt diskutiert hierfür neue Wege im engen Dialog mit u.a. Wissenschaftlern, Ärzte- und Apothekenvertretern, pharmazeutischen Unternehmern und Wasserversorgern. Ein Weg in die richtige Richtung ist die Aufrüstung bestehender Kläranlagen mit einer zusätzlichen Klärstufe oder gar die Entwicklung von Arzneimitteln, die in Kläranlagen leicht und vollständig abgebaut werden können. Aber auch die Aufklärung über die korrekte Entsorgung von Altmedikamenten und die Sensibilisierung von Patienten und Ärzteschaft für die Problematik sind ein wichtiger Schritt.</p><p>Auf den folgenden Seiten finden Sie weitere Informationen zum Vorkommen und Auswirkungen von Human- und Tierarzneimittel in der Umwelt, der Rolle des Umweltbundesamtes sowie mögliche Handlungsoptionen.</p><p> </p>
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 202 |
| Europa | 3 |
| Land | 41 |
| Weitere | 15 |
| Wissenschaft | 35 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 5 |
| Daten und Messstellen | 25 |
| Förderprogramm | 118 |
| Gesetzestext | 5 |
| Text | 68 |
| unbekannt | 36 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 109 |
| Offen | 143 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 199 |
| Englisch | 74 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 25 |
| Bild | 1 |
| Datei | 1 |
| Dokument | 51 |
| Keine | 111 |
| Unbekannt | 3 |
| Webseite | 108 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 169 |
| Lebewesen und Lebensräume | 232 |
| Luft | 151 |
| Mensch und Umwelt | 252 |
| Wasser | 163 |
| Weitere | 240 |