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URN: urn:nbn:de:gbv:luen4-opus-144820
URL: http://opus.uni-lueneburg.de/opus/volltexte/2018/14482/


Arzneimittelrückstände in der Umwelt - Identifizierung prioritärer Stoffe für die Beurteilung von Umwelt- und Gesundheitswirkungen

Pharmaceutical residues in the environment - Identification of priority substances for the assessment of environmental and health effects

Arzneimittelrückstände in der Umwelt - Identifizierung prioritärer Stoffe für die Beurteilung von Umwelt- und Gesundheitswirkungen

Menz, Jakob

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Keywords from authority file SWD (German): Tierarzneimittel , Umweltbelastung , Transformation , Toxizität , Gemisch
Free keywords (English): Veterinary medicinal products , veterinary medicinal products for human use , environmental discharge , mixture toxicity , transformation products
Institute: Chemie
Dewey Decimal Classification: Chemie
Document type: Dissertation
Advisor: Kümmerer, Klaus (Prof. Dr.)
Language: Multi language
Date of examination: 20.02.2018
Year of creation: 2017
Date of publication: 06.03.2018
Abstract in German: Das ubiquitäre Vorkommen von Arzneimittelrückständen ist eng mit möglichen Risiken für Mensch und Umwelt verbunden. Das übergeordnete Ziel dieser Forschungsarbeit ist die Weiterentwicklung methodischer Ansätze für die Identifizierung prioritärer Arzneimittelrückstände vor dem Hintergrund bestehender Wissens- und Regulierungslücken. Unter diesem Gesichtspunkt wurden drei aktuelle Problemfelder aus dem Themenkomplex ´Arzneimittel in der Umwelt´ ausgewählt und anhand konkreter Fallbeispiele betrachtet.
Tierarzneimittel werden häufig mit der Ausbringung von Wirtschaftsdünger in landwirtschaftlich genutzte Böden eingetragen. Gegenstand der ersten Publikation ist die Frage, inwiefern Anwendungsschemata aus der Nutztierhaltung für die retrospektive Identifizierung prioritärer Tierarzneimittelrückstände genutzt werden können. Hierzu wurde eine spezielle Herangehensweise entwickelt und am Beispiel von Antibiotika erprobt. Die durchgeführte Eintragsabschätzung ermöglichte erstmalig eine umfassende Einschätzung der potenziellen Antibiotikabelastung in Wirtschaftsdünger und landwirtschaftlich genutzten Böden im nordwestdeutschen Raum. Die Ergebnisse deuten auf erhebliche Umwelteinträge hin, die eine Neubewertung bestehender Wirkstoffzulassungen notwendig erscheinen lassen. Die vorgestellte Methodik zur Eintragsabschätzung kann ein effizientes Werkzeug für die Auswahl prioritärer Wirkstoffe im Hinblick auf eine solche Neubewertung darstellen.
Das kommunale Abwasser beinhaltet komplexe Mischungen von Arzneistoffen, die mikrobielle Lebensgemeinschaften in Kläranlagen und in der aquatischen Umwelt auf vielfältige Weise beeinträchtigen können. In der zweiten Publikation wurden am Beispiel einer Mischung aus 18 Arzneistoffen verschiedene Bewertungsansätze verfolgt, um das Risiko einer kombinierten antimikrobiellen Wirkung genauer zu charakterisieren und prioritäre Mischungsbestandteile zu identifizieren. Das Risiko einer antimikrobiellen Wirkung wurde sowohl durch eine experimentelle Prüfung der Mischung als auch durch einen komponentenbasierten Berechnungsansatz bestätigt. Der komponentenbasierte Ansatz verdeutlichte zudem die besondere Relevanz der in der Mischung enthaltenen Fluorchinolon-Antibiotika. Die notwendige Grundlage für eine belastbare Abschätzung von Kombinationseffekten sind jedoch harmonisierte Einzelstoffdaten, die bisher nicht im benötigten Umfang zur Verfügung stehen. Deshalb sollte speziell für Antibiotika eine systematische Prüfung der Wirkung auf Umweltmikroorganismen durchgeführt werden. Dieser Lösungsansatz zur Beurteilung von Kombinationseffekten kann mit hoher Wahrscheinlichkeit auch auf andere problematische Wirkstoffgruppen übertragen werden, was generell für eine stärkere Berücksichtigung des pharmakologischen Wirkmechanismus in der ökotoxikologischen Prüfung von Arzneimittelwirkstoffen spricht.
Arzneistoffe können entlang ihres Lebenszyklus verschiedene biotische und abiotische Transformationsprozesse durchlaufen, die oft zur Bildung von unvollständig charakterisierten Transformationsprodukten (TPs) führen. Die Publikationen 3-7 leisten einen allgemeinen Beitrag zur Einschätzung des möglichen Gefahrenpotenzials von pharmazeutischen TPs im Wasserkreislauf und generieren neue methodische Erkenntnisse vor dem Hintergrund einer vorausschauenden Identifizierung von prioritären Abbauprodukten. Die durchgeführten Fallstudien bestätigten, dass photochemische Transformationsprozesse nicht nur zur Abschwächung bereits vorhandener, sondern im Gegenteil auch zur Entstehung gänzlich neuer Gefahrenpotenziale beitragen können. Es ist somit stark in Frage zu stellen, ob die alleinige Fokussierung auf bekannte Aktivitäten der Muttersubstanz für eine sichere Bewertung von TPs ausreicht. Die aktuell größten Herausforderungen auf diesem Gebiet sind das Etablieren einheitlicher Standards und die strategische Ausrichtung zukünftiger Forschungsaktivitäten. Langfristig sollte das gesammelte Wissen in die Weiterentwicklung von geeigneten in silico Methoden einfließen, um die Identifizierung prioritärer TPs vergleichbarer und effizienter zu gestalten.
Abstract in English: The ubiquitous occurrence of pharmaceutical residues is closely linked to possible risks for humans and the environment. The overall objective of this research work was the further development of methodological approaches for the prioritization of pharmaceutical residues with regard to possible gaps in knowledge and legislation. With this in mind, three current problems related to


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