Pharmazeutische Rückstände in Urin und das entstehende Risiko dessen Nutzung als Dünger in der Landwirtschaft

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Martina Winker

Urin wird als ein potentieller, landwirtschaftlicher Dünger angesehen, da er relativ hohe Konzentrationen an Stickstoff, Phosphor und Kalium enthält. Allerdings beinhaltet die Nutzung von Urin das Risiko der Ausbringung von pharmazeutischen Rückständen mit diesem. Bisher ist wenig über das Schicksal der Pharmazeutika bezüglich ihrer Akkumulation in Böden, dem Übergang ins Grundwasser, der Aufnahme durch Pflanzen und Auswirkungen auf Bodenorganismen im Falle der vergleichsweise hohen Pharmazeutikakonzentrationen, welche im Urin erwartet werden, bekannt. Da die heutigen Kläranlagen nicht in der Lage sind, Pharmazeutika effizient zu entfernen, würde die Abtrennung von Urin die Oberflächengewässer zu einem gewissen Grad entlasten.Die Forschungsarbeit wurde mittels einer Datenbank (einsehbar unter https://www.tu-harburg.de/aww/pharma/) und zusätzliche Gewächshausversuchen mit Weidelgras durchgeführt.Es war möglich die Konzentrationen von 124 pharmazeutischen Wirkstoffen in einem durchschnittlichen deutschen Urin mit Hilfe von pharmakokinetischen Daten und Informationen zum pharmazeutischen Konsum in Deutschland zu bestimmen, auch wenn die berechneten Werte über den gemessenen lagen. Dies konnte durch eine gute Korrelation (R2 = 0.90 bis 0.98) der berechneten Konzentrationen gegenüber den in großen Bevölkerungsgruppen gemessenen Werte gezeigt werden. Darüber hinaus war die Korrelation der berechneten pharmazeutischen Konzentrationen in Urin mit den in Rohabwasser gemessenen schwach.Die Evaluation der Literatur, welche sich mit dem Verhalten von Pharmazeutika in Böden beschäftigt, ergab nur wenig konkrete Ergebnisse. Informationen waren nur für 11 Wirkstoffe, alle mit Bezug zur Veterinärmedizin, verfügbar. Keiner von ihnen wurde unterhalb einer Bodentiefe von 90 cm gefunden. Das Sichten der Literatur bezüglich der Effekte, welche pharmazeutische Wirkstoffe auf Pflanzen haben, ergab, dass es nur wenig Literatur zu den zwei Schwerpunkten Aufnahme in die Pflanzen und phytotoxische Reaktionen der Pflanzen gibt. Es wurden Daten für 39 Wirkstoffe und für 44 Pflanzenarten zusammengetragen. Allerdings wurden nur 18 Datensätze ermittelt welche Konzentrationen enthielten die als relevant für den Fall einer Urindüngung erachtet werden.Die Aufnahme von Carbamazepine und Ibuprofen durch Weidelgras wurde in Topfversuchen untersucht. Nach einer Versuchsdauer von drei Monaten wurde nur Carbamazepine im Boden detektiert. 49 % der aufgebrachten Menge wurde im Boden wieder gefunden. Die Produktion von Pflanzenmasse wurde nicht von der aufgebrachten pharmazeutischen Konzentration beeinträchtigt, doch Carbamazepine wurde in den Wurzeln (0,2 % der aufgebrachten Menge) und der oberirdische Pflanzenmasse (30 %) nachgewiesen. Diese Ergebnisse bestätigen bereits publizierte Beobachtungen zum biologischen Abbauverhalten von Carbamazepine und Ibuprofen im Boden und veranlassen zu der Annahme, dass Pharmazeutika, die sich im Boden nicht abbauen, von Pflanzen aufgenommen werden können.Zurzeit ist keine Evaluierung der toxischen Effekte für Menschen durch den Verzehr von Pflanzen die pharmazeutischen Wirkstoffe beinhalten möglich. Allerdings bestehen Bedenken und solange diese nicht ausgeräumt werden können, wird empfohlen den Urin von Personen unter Medikation nicht für die Düngung in der Nahrungsmittelproduktion zu nutzen.Die Arbeit ist elektronisch verfügbar unter: http://doku.b.tu-harburg.de/volltexte/2009/557/

Förderzeitraum:
01.12.2004 - 31.12.2007

Institut:
Technische Universität Hamburg-Harburg
Institut für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz

Betreuer:
Prof. Dr. Ralph Otterpohl

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: www.isoe.de

Teilstrombehandlung und -nutzung von Urin in Hinblick auf pharmazeutische Rückstände
Teilstrombehandlung und -nutzung von Urin in Hinblick auf pharmazeutische Rückstände