Britische Analyse: Erhebliche Mengen von Antibiotika weltweit in Flüssen – aber es fehlen Umweltnormen hierzulande

Dr. Dirk Zimmermann 

Interessenkonflikte

26. Juni 2019

In vielen Flüssen weltweit finden sich erhebliche Mengen von Antibiotika – das ist das Ergebnis einer Stichprobenerhebung von Forschern der University of York in Kent. Dr . John Wilkinson vom Department of Environment and Geography der University of York und seine Kollegen haben einige ihrer Messergebnisse auf der Jahrestagung der Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) unlängst vorgestellt. Die Daten sind allerdings noch nicht im Detail in einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift publiziert.

 
Die weitere Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen in der Umwelt muss begrenzt werden. Dr. Volker Mohaupt
 

Wilkinson und seine Kollegen hatten Partnerorganisationen in 72 Ländern ein Tool zur Analyse von Wasserproben zugeschickt und sie gebeten, Proben zu nehmen [1]. Entnommen wurden die Proben u.a. an Stellen an der Donau, dem Mekong, der Themse, der Seine, dem Tiber und dem Tigris. Ausgewertet wurden die Proben dann in Kent. Gezielt gesucht wurde nach 14 häufig verwendeten Antibiotika. Bei 2 Drittel (65%) der 711 Proben wurden tatsächlich Antibiotika in messbaren Konzentrationen gefunden.

Die ermittelten Werte wurden dann mit den von der Antibiotika-Allianz AMR festgelegten Richtwerten verglichen. Die Antibiotika-Allianz ist ein Zusammenschluss aus etwa 100 Privatunternehmen aus der Biotech- und Pharmabranche. Die von ihr festgelegten „sicheren“ Werte liegen je nach Antibiotikum zwischen 20.000 bis 32.000 ng/l. Mitunter lagen die gefundenen Werte aber deutlich über den AMR-Richtwerten.

Trimethoprin am weitesten verbreitet, Ciprofloxacin überschritt Sicherheitsgrenze am häufigsten

Standorte, an denen die Antibiotika die „sicheren“ Werte am stärksten überschritten, waren Bangladesch, Kenia, Ghana, Pakistan und Nigeria. In Europa wurden an einem Standort in Österreich an der Donau die höchsten Werte gefunden.

Die von der Donau entnommenen Proben enthielten 7 Antibiotika, darunter Clarithromycin. Die Konzentrationen lagen auf fast dem 4-Fachen des als sicher geltenden Niveaus. In der Themse, die als einer der saubersten Flüsse Europas gilt, fand sich eine Mischung aus 5 Antibiotika, dabei lagen die Ciprofloxacin-Konzentrationen über dem 3-Fachen des sicheren Niveaus.

Die höchsten Konzentrationen wurden von Metronidazol gefunden – in Bangladesch kommt es in Konzentrationen vor, die 300-fach über den als gesundheitlich unbedenklich geltenden Werten liegen.

Die unsachgemäße Entsorgung von Abwässern und Abfällen, die direkt in Flüsse eingeleitet wurden, wie an einem Standort in Kenia, führte ebenfalls zu hohen Antibiotika-Konzentrationen vom bis zum 100-Fachen der sicheren Werte. „Die Konzentrationen in einigen kenianischen Flüssen waren so hoch, dass dort kein Fisch überleben konnte“, kommentiert Prof. Dr. Alistair Boxall, Leiter des York Environmental Sustainability Institute und Ko-Autor der Studie, im Guardian die Befunde.

Das am weitesten verbreitete Antibiotikum war Trimethoprim, das zur Behandlung von Harnwegsinfektionen eingesetzt wird und an 307 der 711 getesteten Stellen nachgewiesen werden konnte.

Ciprofloxacin wiederum war die Verbindung, die am häufigsten – nämlich an 51 Stellen – die sicheren Werte überschritt.

Keine andere Studie sei je in dieser Größenordnung durchgeführt worden, betonte Studienleiter Wilkinson. „Bisher wurde der größte Teil der Studien zu Antibiotika in der Umwelt in Europa, Nordamerika und China durchgeführt. Oft wurde nur auf eine Handvoll Antibiotika getestet. Wir wussten also sehr wenig über das Ausmaß des Problems weltweit. Unsere Studie hilft nun dabei, diese wichtige Wissenslücke zu schließen, indem Daten für Länder generiert werden, die noch nie zuvor beobachtet wurden.“

In Deutschland gibt es kein bundesweites Monitoring

In Deutschland fehlt bisher ein bundesweites Monitoring, wie das Umweltbundesamt (UBA) in einem im Oktober vergangenen Jahres veröffentlichten Hintergrundbericht beklagt. Das wäre notwendig, denn: „In den letzten Jahren wurden in verschiedenen Umweltmedien Antibiotika-Wirkstoffe vor allem aus der Humanmedizin nachgewiesen. Auch antibiotikaresistente Bakterien findet man zunehmend in der Umwelt“, schreibt das UBA.

Doch nicht nur das fehlende Monitoring erschwert das Einordnen solcher Stichproben wie der aus Kent: Für Humanarzneimittel wurden bisher keine Umweltqualitätsnormen in der Oberflächengewässer-Verordnung festgelegt – obwohl diese eigentlich Richtwerte erfordere, erklärt Dr. Volker Mohaupt vom Umweltbundesamt (UBA) in Dessau gegenüber Medscape.

Es gibt aber sowohl auf europäischer als auch auf nationaler Ebene erarbeitete Umweltqualitätsnorm-Vorschläge. Und vergleicht man diese Werte mit den Jahresmittelwerten 2013 bis 2015 an den LAWA-Messstellen (LAWA: Länderarbeitsgemeinschaft Wasser), dann fallen vereinzelte Überschreitungen bei Carbamazepin, Clarithromycin und den hormonell wirksamen Stoffen 17-α-Ethinylöstradiol und 17-β-Östradiol auf. Häufiger treten Überschreitungen bei Diclofenac und Ibuprofen auf.

 
Am interessantesten wäre zu sehen, wie sich diese Werte über die Jahre entwickelt haben. Dr. Dirk Zimmermann
 

Wir haben EU-weit verbindliche Regelungen im Wasserbereich und auch für die Arzneimittel. Europaweit scheint es mir aber auch Konsens zu sein, den Wert der Arzneimittel für den Menschen so hoch anzusetzen, dass keine Umweltqualitätsnormen erlassen werden. Aus Umweltschutzsicht halte ich das für falsch, und es widerspricht den Regeln der EU-Wasserrahmenrichtlinie“, betont Mohaupt.

In dem Hintergrundpapier vom Oktober 2018 hatte das UBA den EU-Mitgliedstaaten empfohlen, den Risiken, die von Antibiotika und Antibiotika-Resistenzen in der Umwelt ausgehen, besser zu begegnen. Zwar befasse sich der „One Health“ Aktionsplan zur Bekämpfung antimikrobieller Resistenzen der EU („One Health“ Action Plan on AMR) im Bereich der Human- und Veterinärmedizin mit dem Thema, doch die Umwelt werde bisher nur unzureichend adressiert.

Im Hintergrundpapier benennt das UBA 7 Handlungsprioritäten. Dazu gehören beispielsweise:

  • ein Düngemittel-Verbot von unbehandeltem Klärschlamm,

  • die technische Aufrüstung von Abwasser-Behandlungsanlagen in größeren Städten, in denen oft Antibiotika-Resistenzen ihren Ursprung haben, und

  • eine umfassende und systematische Überwachung der Antibiotika-Resistenzen in der Umwelt.

Aus Sicht von Mohaupt müssen die Risiken, die von Antibiotika und Antibiotika-Resistenzen in der Umwelt ausgehen, stärker ins Blickfeld gerückt werden. „Als Wasserwirtschaftler füge ich hinzu, dass Umweltqualitätsnormen Ausgangspunkt für die Routineüberwachung von Schadstoffen durch die Bundesländer sind. Für Humanarzneimittel gibt es diese nicht. Wenn in der Überwachung Konzentrationen über diesen Normen festgestellt werden, besteht durch die heutige Gesetzeslage Druck, nach Abhilfe zu suchen. Die weitere Verbreitung von Antibiotika-Resistenzen in der Umwelt muss begrenzt werden.“

Abwasser von Kläranlagen für die landwirtschaftliche Bewässerung?

Die Stichprobenanalysen von Wilkinson haben auch ergeben, dass hochriskante Standorte typischerweise an Abwasser-Behandlungssysteme angrenzen, an Müll- oder Abwasserdeponien und in einigen Bereichen politischer Turbulenzen, einschließlich der israelischen und palästinensischen Grenze. In vielen Fällen gelangten die Wirkstoffe offenbar auch direkt über Kläranlagen in die Flüsse.

Die Europäische Kommission setzt sich derzeit dafür ein, aufbereitetes Abwasser aus kommunalen Kläranlagen für die landwirtschaftliche Bewässerung zu nutzen. Aus Sicht des UBA ist das nicht ohne Risiko, weil im aufbereiteten Abwasser Krankheitserreger und Chemikalien verbleiben. Antibiotika würden häufig nicht vollständig eliminiert und können so über die Landwirtschaft in der Umwelt gelangen, schreibt das UBA 2018.

Studien zeigen zudem, dass sich Antibiotika in Böden, die mit aufbereitetem Abwasser bewässert werden, anreichern können. Eine Arbeit aus 2017 konnte die Aufnahme von Antibiotika durch Pflanzen nachweisen: So wiesen Tomatenfelder, die in 3 aufeinanderfolgenden Jahren mit aufbereitetem Abwasser gegossen wurden, die Antibiotika Sulfamethoxazol und Trimethoprim im Boden und in den Früchten der Tomate auf.

Auch Antibiotika-Funde im Grundwasser können auf aufbereitetes Abwasser auf Feldern und Äckern zurückgeführt werden, so das UBA. Da Kläranlagen ein Hotspot für die Verbreitung von Antibiotika-Wirkstoffen und -Resistenzen sind, besteht die Sorge, dass auch die Nutzung von aufbereitetem Abwasser ein möglicher Pfad für die Verbreitung von Antibiotika-resistenten Bakterien (ARB) und Antibiotika-Resistenz-Genen (ARG) ist.

Resistenzbildung tritt schon bei sehr niedrigen Werten auf

„Am interessantesten wäre zu sehen, wie sich diese Werte über die Jahre entwickelt haben. Dazu fehlen aber natürlich die Vergleichsdaten und/oder ein umfassendes, offizielles Monitoring“, kommentiert Dr. Dirk Zimmermann die bislang vorliegenden Daten. Er ist Kampaigner für Nachhaltige Landwirtschaft bei Greenpeace.

Zimmermann ergänzt: „Ambitionierte Zielwerte (Richtwerte) müsste es aber schon geben, auch um Verursacher zu Maßnahmen verpflichten zu können.“ Grundsätzlich seien Antibiotika in der Umwelt immer ein Problem, auch in niedrigen Konzentrationen. „Resistenzbildung tritt auch schon bei sehr niedrigen Werten auf, zudem addieren sich die Effekte praktisch auf, wenn Wirkstoffe ähnliche Strukturen und/oder Wirkmechanismen haben.“

Im Sinne des „One Health“-Ansatzes der WHO solle der Einsatz (und die Verbreitung) von Antibiotika und Resistenzen in der Humanmedizin und in der Tierhaltung so weit wie nur irgend möglich reduziert werden, betont Zimmermann.

„Die Studienergebnisse öffnen einem ziemlich die Augen, sie sind beunruhigend und zeigen die weit verbreitete Kontamination von Flusssystemen auf der ganzen Welt mit Antibiotika“, sagt Boxall.

 
Die Studienergebnisse … sind beunruhigend und zeigen die weit verbreitete Kontamination von Flusssystemen auf der ganzen Welt mit Antibiotika. Prof. Dr. Alistair Boxall
 

Viele Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger würden heute die Rolle der natürlichen Umwelt für das Problem der Antibiotika-Resistenz anerkennen, so Boxall. Er fährt fort: „Unsere Daten zeigen, dass die antibiotische Kontamination von Flüssen ein wichtiger Faktor sein könnte. Die Lösung des Problems wird eine gewaltige Herausforderung darstellen und erfordert Investitionen in die Infrastruktur für die Abfall- und Abwasserbehandlung, strengere Vorschriften und die Sanierung bereits kontaminierter Standorte.“

Handlungsbedarf jedenfalls besteht – zumal die WHO Antibiotika-Resistenzen bereits jetzt als globale Gefahr für die Gesundheit einstuft, die bis 2050 10 Millionen Menschenleben fordern könnte.
 

Kommentar

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