Medikamente im Wasser

Mini-Übersicht

Die allermeisten Medikamente werden in aktiver oder inaktiver Form mit dem Urin oder dem Stuhl aus dem Körper ausgeschieden und gelangen so in das Abwasser.

Aktuelle Übersicht zum Thema

In der französischen Zeitschrift «La Revue Prescrire» ist im Juni 2007 eine aufschlussreiche Übersicht zum Thema der Gewässerverschmutzung durch Medikamente erschienen.(1) Die wichtigsten Punkte dieser Übersicht, ergänzt mit Hinweisen für die Schweiz, werden im Folgenden dargestellt. Die Themen «Mikroverunreinigungen» und «Medikamente im Fluss- und Grundwasser» werden heute auch in der Schweiz (insbesondere von der Eawag) aktiv erforscht.(2) Die Eawag («Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz»), ist das Wasserforschungs-Institut des ETH-Bereichs. Unser Mini-Dossier im Internet enthält verschiedene Links zu entsprechenden Dokumenten.

Studien

In den Studien, die sich mit der Gewässerverschmutzung durch Medikamente befassen, wird oft nicht zwischen den in der Humanmedizin verwendeten Arzneimitteln und anderen biologisch aktiven Substanzen unterschieden. Unter den Begriff «pharmaceuticals and personal care products (PPCP)» fallen auch veterinärmedizinisch verwendete Medikamente, illegale Drogen und Kosmetika. Aus unserer Sicht interessieren aber in erster Linie die bei Menschen angewandten Pharmaka und ihr Schicksal in den Grund- und Oberflächengewässern.

Ausmass der Kontamination

Im Jahr 1999 betrug der Verbrauch an Antibiotika in der EU und der Schweiz zusammen etwa 13'300 Tonnen. Etwa 65% davon waren für die Anwendung beim Menschen bestimmt. In Europa werden jährlich etwa 2'500 Tonnen Analgetika konsumiert.

Sehr viele Medikamente werden in bedeutendem Ausmass in aktiver Form ausgeschieden, als unverändertes Medikament oder in Form pharmakologisch aktiver Metaboliten. Einige Beispiele: Das jodhaltige Amiodaron (Cordarone® u.a.) und der aktive Metabolit Desmethylamiodaron werden zu rund 75% mit dem Stuhl ausgeschieden. Von vielen Antibiotika – z.B. von den Aminopenicillinen oder den Chinolonen – werden mehr als 50% einer Dosis unverändert ausgeschieden. Alendronat (Fosamax® u.a.) wird, soweit es überhaupt resorbiert wird, unverändert mit dem Urin eliminiert. Atenolol (Tenormin® u.a.) wird ebenfalls kaum metabolisiert und über die Nieren ausgeschieden. Dasselbe gilt für das Antidiabetikum Metformin (Glucophage® u.a.). Als allgemeine Regel kann gelten, dass von fast allen Medikamenten mindestens kleine Mengen – nicht resorbiert oder aktiv eliminiert – unverändert in das Abwasser gelangen. Jodhaltige Kontrastmittel werden praktisch vollständig in unveränderter Form mit dem Urin oder mit dem Stuhl ausgeschieden.

In den industrialisierten Ländern gelangen diese Ausscheidungen meistens in Kläranlagen; in Nordamerika fliessen allerdings die Abwässer von mehr als 1 Million Haushalte noch unbehandelt in die Grund- oder Oberflächengewässer.

Aber auch Medikamente, die gar nie konsumiert wurden, können zur Gewässerverschmutzung beitragen. Es wird geschätzt, dass zwischen 5 und 10% der gekauften Medikamente nicht eingenommen werden, unter anderem weil ihr Verfalldatum abgelaufen ist. Ein Teil dieser Medikamente wird wahrscheinlich über den Haushaltabfall oder gar über die Toilette entsorgt. (In der EU und in der Schweiz sollen nicht-verwendete Medikamente nicht mit dem Haushaltabfall entsorgt werden, sondern der Abgabestelle zurückgebracht werden. Medikamente sind Sondermüll; einzelne Medikamente müssen bei besonders hohen Temperaturen verbrannt werden.)

In Kläranlagen wird das Abwasser in mindestens zwei Stufen gereinigt, wobei die zweite Stufe der Verminderung organischer Verunreinigungen dient. In einer dritten Stufe, die nicht in allen Kläranlagen vorhanden ist, werden Nitrate und Phosphate entfernt. Kläranlagen sind jedoch nicht darauf angelegt, Medikamente aus dem Wasser zu eliminieren. Ohne zusätzliche Massnahmen gelangen diese teilweise mit dem Efflux der Kläranlage in die Oberflächengewässer. Andere (besonders lipophile Substanzen) werden im Klärschlamm zurückgehalten. In der Schweiz ist das Ausbringen von Klärschlamm als Dünger heute verboten, weshalb auf diesem Weg keine Medikamentenspuren mehr in die Erde oder ins Wasser gelangen sollten.

Nachweis der Kontamination

Bis in die 90-er Jahre des letzten Jahrhunderts waren die Analysemethoden zu wenig empfindlich, als dass damit die sehr geringen Arzneimittel-Mengen (in der Grössenordnung von mg oder ng pro Liter) hätten erforscht werden können. Seither sind jedoch zahlreiche Studien erschienen, in denen Medikamente oder Metaboliten im Wasser nachgewiesen wurden.

In einer grossen Studie in den USA wurde in 139 Flüssen nach 95 verschiedenen organischen Mikroverunreinigungen gesucht. 80% der Wasserproben enthielten rezeptfreie, pharmakologisch aktive Stoffe (z.B. Coffein, Cotinin, Ibuprofen, Paracetamol), 50% enthielten mindestens ein Antibiotikum und über 30% andere rezeptpflichtige Medikamente. In gut 40% der Proben fanden sich Sexualhormone (natürlich nicht ausschliesslich medikamentöser Herkunft). Die Konzentration der einzelnen Stoffe betrug meistens weniger als 1 ?g/l, die Gesamtkonzentration der verunreinigenden Stoffe lag jedoch oft über diesem Wert.(3)

Eine in vier europäischen Ländern durchgeführte Studie ergab, dass sich in Wasserproben, die flussabwärts von Kläranlagen entnommen wurden, Spuren von 26 Medikamenten (Antibiotika, Betablocker, Antiseptika, Antiepileptika, Entzündungshemmer und Lipidsenker) fanden. Diese und weitere nationale Studien konnten im Oberflächen- oder Grundwasser für verschiedene Medikamente Konzentrationen im Bereich von Nanogrammen pro Liter nachweisen. Welche Bedeutung kommt solchen Verunreinigungen zu?

Auswirkungen

Die Auswirkungen von derart niedrigen Arzneimittel-Konzentrationen auf Wasserpflanzen und -tiere wurden in einigen Studien untersucht.

Über allfällige Auswirkungen von Antibiotika-Spuren besteht noch wenig Klarheit. Zwar lassen sich in Kläranlagen oder in Flüssen resistente Bakterien nachweisen – ob diese Resistenz aber auf der Präsenz von Antibiotika-Spuren beruht, ist unklar («natürlich» entstandene Resistenzen; von Lebewesen ausgeschiedene resistente Bakterien). Aktuell wird versucht, in weiteren Studien bessere Kentnisse zu erarbeiten.

Gemäss einer Studie zu den Hormonen genügt es, dass drei aufeinanderfolgende Generationen von Fischen regelmässig den im Wasser vorhandenen Ethinylestradiol-Spuren ausgesetzt sind, um die Fertilität der Fische stark zu beeinträchtigen. In dieser Studie kam es bei den Männchen zu Anomalien der sexuellen Differenzierung.(4) In Frankreich konnten bei männlichen Fischen, die flussabwärts von Paris und Lyon gefangen wurden, deutliche Zeichen einer Feminisierung gefunden werden. Auch in diesem Fall ist jedoch die Rolle der Medikamente nicht gesichert – im Wasser finden sich auch die natürlichen Hormone sowie verschiedene Substanzen, die eine Östrogenwirkung haben können (z.B. Phthalate).

Den Chemotherapeutika, die in der Onkologie verwendet werden und ebenfalls in aktiver Form im Wasser nachgewiesen werden können, kommen oft kanzerogene Eigenschaften zu. Mindestens theoretisch ist auch bei diesen Medikamenten mit Risiken zu rechnen (Mutationen bei Bakterien im Wasser; immunologische oder kanzerogene Wirkungen beim Menschen).

In welchem Ausmass ein additiver Effekt befürchtet werden muss, ist ebenfalls unbekannt. Es ist ja denkbar, dass die Gesamtkonzentration verschiedener Verunreinigungen zusammen zu Problemen führen könnte, wenn auch die Konzentration der Einzelsubstanzen für sich allein genommen noch im «harmlosen» Bereich liegt.

Sorgen bereitet ferner die Pseudopersistenz der Medikamente im Wasser: Da immer wieder neu Medikamente ins Wasser gelangen, sind die Lebewesen im Wasser dieser Belastung ständig ausgesetzt. Dies könnte allmählich zu einer Veränderung der aquatischen Ökosysteme führen.

Risiken für den Menschen

Bisher sind noch in keinem Land Grenzwerte für Medikamentenkonzentrationen im Wasser festgelegt worden. Vielerorts wird jedoch der Fragestellung, wie sich Spuren von Medikamenten im Trinkwasser auswirken, eine hohe Dringlichkeit beigemessen. Tatsächlich sind bereits einige entsprechende Studien durchgeführt worden, die allerdings in der Mehrzahl der Wasserproben keine Kontamination feststellen konnten.

Dennoch fragt sich, wie sich kleinste Arzneimittelmengen langfristig auswirken könnten. Aus dem Vergleich der bei einer lebenslangen Exposition aufgenommenen Menge mit üblichen therapeutischen Dosen ist für einzelne Medikamente geschlossen worden, dass die heute nachweisbaren Konzentrationen keine Gefahr darstellen. Unsicher bleibt jedoch, ob dies allgemein gilt und ob es zulässig ist, andere Risiken (Akkumulation, Allergisierung) zu vernachlässigen. Es können noch Jahre vergehen, bevor die Risiken der Gewässerverschmutzung durch Medikamente einigermassen zuverlässig eingeschätzt werden können.

Aus praktischer Sicht empfiehlt sich deshalb, schon heute präventive Massnahmen zu treffen. Auf alle Fälle sollten nicht-verwendete Medikamente möglichst vollständig als Sondermüll entsorgt werden. Bei der Trinkwasser-Aufbereitung scheint sich die Kombination von drei Methoden (Behandlung mit Aktivkohle, Chlor und Ozon) zur vollständigen Entfernung von Medikamentenspuren zu eignen.(5)

Literatur

1. 1) Anon. Rev Prescr 2007; 27: 460-4
2. 2) http://www.eawag.ch/publications/eawagnews/www_en53/en53d_ihv_web.htm
3. 3) Kolpin DW et al. Environ Sci Technol 2002; 36: 1201-11
4. 4) Nash JP et al. Environ Health Perspect 2004; 112: 1725-33
5. 5) http://www.eawag.ch/news/trinkwasser/aufbereitung.html#auf

Standpunkte und Meinungen

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