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Veröffentlichung Antibiotika und Antiparasitika im Grundwasser unter Standorten mit hoher Viehbesatzdichte(2014) Hannappel, Stephan; Groeneweg, Joost; Zühlke, Sebastian; Hydor Consult GmbH (Berlin); Forschungszentrum Jülich; Deutschland. UmweltbundesamtDer Einsatz von Medikamenten ist in der heutigen, intensiv betriebenen landwirtschaftlichen Tierhaltung weit verbreitet. Über den Eintrag der Stoffe sowie ihrer Transformationsprodukte über die Gülle in das oberflächennahe Grundwasser gibt es hingegen bisher wenig Informationen.
In vier Bundesländern wurden deshalb zur Untersuchung von Tierarzneimittel-Wirkstoffen im Grundwasser 48 Grundwassermessstellen ausgewählt. Die Auswahl erfolgte als "worst-case"-Ansatz: hohe Viehbesatzdichte, intensive Ausbringung von Wirtschaftsdünger, sorptionsschwache und gut belüftete Böden, hohe Stickstoffgehalte, geringer Flurabstand sowie hohe Neubildungsraten des Grundwassers, kurze Verweilzeiten des Sickerwassers im Untergrund. Die Auswahl der zu untersuchenden Tierarzneimittel erfolgte auf Basis einer Literaturstudie. Im Ergebnis wurden 23 TAM-Wirkstoffe und Carbamazepin als Tracer für Humanarzneimittel ausgewählt. 48 Messstellen wurden 2012 und 2013 mindestens zweimal Proben entnommen. Bei 39 Messstellen wurden keine Wirkstoffe nachgewiesen, bei sieben Messstellen in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen wurden Einzelwirkstoffe aus der Gruppe der Sulfonamide in sehr niedrigen und bei zwei Messstellen in den gleichen Ländern in sehr hohen Konzentrationen nachgewiesen.
Eindeutig ist die Befundlage vor dem Hintergrund einer vorab durchgeführten Literaturrecherche zu bisher nachgewiesenen Wirkstoffen. Sulfonamide sind die am häufigsten im Grundwasser analysierten Einzelwirkstoffe weltweit und werden auch in den Zielregionen eingesetzt. Ein Defizit besteht bei präzisen Informationen zu den eingesetzten Wirkstoffen selber, bei Daten zu den Verbrauchsmengen und vor allem in der räumlichen Auflösung. Hier wurde bislang kein relevanter Fortschritt durch die in Entstehung befindlichen Datenbanken in Deutschland erreicht.
Insgesamt und vor dem Hintergrund des worst-case-Ansatzes kann geschlussfolgert werden, dass der Eintrag von Tierarzneimitteln in das oberflächennahe Grundwasser unter den naturräumlichen und hydrogeologischen Bedingungen in Deutschland nicht ubiquitär stattfindet. Bei besonders ungünstigen Standortbedingungen hingegen wurden in Einzelfällen Nachweise der Stoffe in teilweise sehr deutlicher Ausprägung festgestellt.Quelle: Forschungsbericht
Veröffentlichung Aufklärung der Ursachen von Tierarzneimittelfunden im Grundwasser - Untersuchung eintragsgefährdeter Standorte in Norddeutschland(2016) Hannappel, Stephan; Köpp, Claudia; Zühlke, Sebastian; HYDOR Consult (Berlin); Institut für Umweltforschung; Deutschland. UmweltbundesamtUm die Ursachen der Funde von Antibiotika-Wirkstoffen (Sulfonamide) im oberflächennahen Grundwasser aufzuklären, wurden an elf Standorten mit deutlich erhöhten Viehbesatzdichten in Nordwestdeutschland räumlich und zeitlich hochaufgelöste Untersuchungen durchgeführt. Die Auswahl der Standorte resultierte aus einem worst-case-Ansatz, bei dem unter ungünstigen Standortbedingungen der Eintrag von Antibiotika in das Grundwasser begünstigt wird. Es erfolgten Recherchen zum möglichen Stoffeintrag über organische Wirtschaftsdünger. An fast allen Standorten konnte eine weitgehende Kooperation der Landwirte unter Mithilfe der Landwirtschaftsverbände erreicht werden. Die Landwirte wurden befragt, welche und wie viele organische Wirtschaftsdünger in den letzten fünf Jahren auf die Schläge im Zustrom der Messstellen aufgebracht und welche Arzneimittel im Betrieb eingesetzt worden waren. Flankierend wurden die von Ihnen zur Verfügung gestellten Dünger beprobt und analysiert. Im Gelände wurden temporäre Grundwassermessstellen errichtet, die wiederholt beprobt und mit denen der Grundwasserzustrom zu den stationären Messstellen hochaufgelöst und zuverlässig ermittelt werden konnte. Dabei zeigten sich lokal große räumliche Unterschiede der Antibiotika-Funde in niedrigen Konzentrationen. Bei neun der elf Messstellen mit Funden waren die Konzentrationen zeitlich betrachtet über drei Jahre konstant. Bei allen elf Standorten wird davon ausgegangen, dass der Stoffeintrag der Antibiotika-Wirkstoffe durch die Düngung mit organischen Wirtschaftsdüngern verursacht worden war, auch wenn die Eintragspfade nicht überall komplett nachvollzogen werden konnten. Die an allen elf Standorten gefundenen Wirkstoffe Sulfadiazin und Sulfadimidin werden in Deutschland fast ausschließlich zur Behandlung von Tieren eingesetzt. Außerdem wurde an zwei Standorten wiederholt der Wirkstoff Sulfamethoxazol im Grundwasser in hohen Konzentrationen zwischen 100 und 300 ng/l gefunden. Dieser Stoff wird in Deutschland in der Humanmedizin in deutlich größeren Mengen als in der Tiermedizin eingesetzt. Dort wurden auch begleitende Wirkstoffe, Transformationsprodukte und Süßstoffe sowohl in Grundwasser- als auch in Abwasserproben lokal benachbarter Kleinkläranlagen gefunden, die direkt in den Boden emittieren. Daher wird hier von einem zusätzlichen Stoffeintrag über das Abwasser ausgegangen, der durch Modellrechnungen zum Verbleib der Wirkstoffe im Untergrund bestätigt werden konnte.Quelle: https://www.umweltbundesamt.deVeröffentlichung Harmonization of environmental exposure assessment for veterinary pharmaceuticals and biocides(2016) Junker, Thomas; Römbke, Jörg; Hennecke, Dieter; ECT Oekotoxikologie GmbH (Flörsheim am Main); Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Berkner, Silvia; Konradi, SabineThe spread of veterinary medicinal products (VMP) and biocides onto agriculturally used areas repre-sents a very important path of entry into the environment for these product groups. For this reason, current guidance (e.g. „Guideline on determining the fate of veterinary medicinal products in ma-nure“ (EMA/CVMP/ERA/430327/2009) (EMA, 2011) stipulates experimental studies on transfor-mation of VMPs and biocides in manure. Though, the documents only contain basic regulatory re-quirements, whereas an experimental test guideline is still missing, both on EU and OECD level. To allow for a consistent assessment of studies within the registration process, a harmonized interna-tionally accepted and validated test method is needed.A draft test guideline was developed within a previous R&D-Project “Development of test guidance for transformation of veterinary pharmaceuticals and biocides in liquid manure” (Hennecke et al., 2015). The experimental method was examined and revised by an intra-laboratory comparisons as well as an international inter-laboratory comparison (pre-validation ring test).In the present project, an international ring test has been performed and evaluated testing a veteri-nary medicinal product (florfenicol) in pig manure and a biocide (imidacloprid) in cattle manure. Moreover, two international workshops were organized; one at the beginning in connection with pre-ceding project (Hennecke et al., 2015) and one at the end of the project to discuss and evaluate the ring test. Based on the experimental results of the ring test as well as discussions and conclusions of both workshops, a revised draft test guideline was prepared.Veröffentlichung Harmonization of environmental exposure assessment for veterinary pharmaceuticals and biocides(2016) Düring, Rolf-Alexander; Wohde, Manuel; Junker, Thomas; ECT Oekotoxikologie GmbH (Flörsheim am Main); Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Berkner, Silvia; Konradi, SabineThe spread of veterinary medicinal products (VMPs) and biocides onto agriculturally used areas represents a very important path of entry into the environment for these product groups. Within this literature study public available transformation studies with liquid manure are summarized. Transformation studies were evaluated considering the transformation fate of tested substances, the origin and characteristics of used manure, the experimental setup, the measured parameters and the main outcome of the studies. Test duration throughout the studies ranges from 2 to 374 days and study temperature ranges from 5 °C to 55 °C. As main topics within the 34 found transformation studies the high dependency of transformation on temperature, redox potential, dry matter content and many other parameters is reported. It was further critically analyzed which basic information and parameters were neglected. Unfortunately only six publications give information on the redox potential of the manure. Further, the characterization of the matrix in many cases is inadequate due to missing parameters such as dry matter content, pH, and TOC.Additionally, public available monitoring data of VMPs in manure were collected and evaluated regarding the origin and characteristics of the manure, the minimum and maximum found concentrations, and percentage of identified compounds. Within the 27 found publications, 1568 manure samples were analyzed and 39 different active substances for VMPs and 11 metabolites and transformation products of VMPs could be found in manure. Mainly, the samples were analyzed for sulfonamides, tetracyclines and fluorquinolones. In no case a non-target approach was used. Single active substances were found in some studies with more than 100 analyzed samples in more than 50 % of the analyzed manure samples. This is the case for sulfadimidine, chlortetracycline, oxytetracycline, and tetracycline. It can be concluded that for both transformation studies and monitoring studies a standardized guidance would be beneficial for their applicability in regulatory contexts and also enhance the scientific outcome of these studies.Veröffentlichung Harmonization of environmental exposure assessment for veterinary pharmaceuticals and bio-cides(2016) Herrchen, Monika; Hennecke, Dieter; Junker, Thomas; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; ECT Oekotoxikologie GmbH (Flörsheim am Main); Deutschland. Umweltbundesamt; Berkner, Silvia; Konradi, SabineThe spread of veterinary medicinal products (VMP) and biocides onto agriculturally used areas represents a very important path of entry into the environment for these product groups. For this reason, current guidance (e.g. „Guideline on determining the fate of veterinary medicinal products in manure“ (EMA/CVMP/ERA/430327/2009) (EMA, 2011) stipulates experimental studies on transformation of VMPs and biocides in manure. However, the documents only contain basic regulatory requirements, whereas an experimental test guideline is still missing, both on EU and OECD level. To allow for a consistent assessment of studies within the registration process, a harmonized internationally accepted and validated test method is needed.A draft test guideline was developed within a previous R&D-Project “Development of test guidance for transformation of veterinary pharmaceuticals and biocides in liquid manure” (FKZ 3710 67 422) (Hennecke et al., 2015). The experimental method was examined and revised by an intra-laboratory comparison as well as an international inter-laboratory comparison (pre-validation ring test).In the present project, an international ring test has been performed and evaluated testing a veterinary medicinal product (florfenicol) in pig manure and a biocide (imidacloprid) in cattle manure. Moreover, two international workshops were organized; one at the beginning in connection with proceeding project (FKZ 3710 67 422) and one at the end of the project to discuss and evaluate the ring test. Based on the experimental results of the ring test as well as discussions and conclusions of both workshops, a revised draft test guideline was prepared.Veröffentlichung Development of a test protocol to study the transformation of veterinary pharmaceuticals and biocides in liquid manure(2015) Hennecke, Dieter; Atorf, Cornelia; Bickert, Claudia; Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie; Deutschland. Umweltbundesamt; Berkner, Silvia; Konradi, Sabine; Lehmann, ReneIt was the aim of the project to develop a method to determine the transformation of substances in liquid manure. In a first step, the heterogeneity of manure of different type and origin was tested. Furthermore, a procedure was tested which is capable to take samples homogeneously from a manure storage tank. Obviously, representative sampling is possible in case mixing devices which are routinely applied by the farmers are used prior to sampling. In order to get an overview on the variability of liquid manure of different type and origin (pig-/cattle manure; manure sampled in summer and winter, from different regions and livestock breeding) 30 manures were sampled and characterized. Furthermore, temperature (including a temperature profile) in manure tanks was reported in order to select a realistic test temperature. Six manures were selected to perform transformation studies of two veterinary medicinal products (Salicylic acid, Paracetamol) and a biocide. The experimental methodology which was developed in the project was used in a first inter-laboratory comparison (ring test) with 5 laboratories. Experiences of the participants were presented and discussed on a workshop and based on the results the developed test protocol was adapted.Veröffentlichung Aufbereitung und Transport von Wirtschaftsdüngern(2015) Schießl, Peter; Krämer, Christine; Heißenhuber, Alois; Projektbüro mareg; Deutschland. Umweltbundesamt; Ehlers, KnutAufgrund der hohen Tierbesatzdichte in einigen Regionen Europas und Deutschlands kommt es in diesen Regionen zu hohen Nährstoffüberschüssen, die vor Ort pflanzenbaulich nicht mehr sinnvoll zu nutzen sind und deren Ausbringung mit der Entstehung von Belastungen für die Ressourcen des Naturschutzes und des menschlichen Wohlbefindens verbunden ist. Dem gegenüber stehen Ackerbauregionen, in denen kaum Wirtschaftsdünger anfällt und in denen die notwendigen Nährstoffe über mineralische Düngemittel eingebracht werden. Neben der Flächenbindung der Tierhaltung könnte die Aufbereitung und der Transport des Wirtschaftsdüngers in Nährstoffmangel-Regionen zu einer besseren Verteilung und dem Recycling der anfallenden Nährstoffe beitragen. Es existieren eine Reihe von Aufbereitungsverfahren, die bisher kaum zum Einsatz kommen, da die geltenden Auflagen zur Ausbringung von Nährstoffen als nicht strikt genug angesehen werden können und darüber hinaus die ökonomischen Rahmenbedingungen der Aufbereitung und des Transportes einen wirtschaftlichen Einsatz der Techniken nicht erlauben. Der vorliegende Bericht greift das Thema der Wirtschaftsdüngeraufbereitung wieder auf und stellt die technischen Möglichkeiten der Aufbereitung sowie die ökonomischen Rahmenbedingungen des Einsatzes der Techniken dar. Darüber hinaus werden die politischen und ökonomischen Rahmenbedingungen und deren notwendige Weiterentwicklung betrachtet. So kann der Einsatz der Aufbereitung und des Transportes von Wirtschaftsdüngern unter veränderten Rahmenbedingungen durchaus wirtschaftlich erscheinen. Zu beachten ist jedoch, dass der Einsatz der entsprechenden Technik mit Trade Offs verbunden ist, die im Rahmen dieses Projektes nicht abschließend bewertet werden können.Veröffentlichung Transformation von Tierarzneimitteln und Bioziden in Gülle(Umeltbundesamt, 2014) Schwarz, Lisa; Institut für Bodenkunde und Bodenerhaltung (Gießen); Deutschland. UmweltbundesamtDie Arbeit stellt unterschiedliche Abbau- und Transformationsprozesse in Rinder- und Schweinegülle anhand der Auswertung bisheriger Forschungsergebnisse dar. Dazu wurde auf der Basis einer umfangreichen Literaturrecherche eine Datenbank angelegt, die Arbeiten umfasst, welche sich unter verschiedenen Blickwinkeln mit Umweltbelastungen durch Wirkstoffrückstände aus Tierhaltung beschäftigen. Aus dieser Datenbank wurden jene Studien ausgewertet, die sich speziell mit Transformationsprozessen in Rinder- und Schweinegülle befassen. Quelle: http://www.umweltbundesamt.deVeröffentlichung Sind Biozideinträge in die Umwelt von besorgniserregendem Ausmaß? Empfehlungen des Umweltbundesamtes für eine Vorgehensweise zur Untersuchung der Umweltbelastung durch Biozide(Umweltbundesamt, 2017) Deutschland. Umweltbundesamt. Fachgebiet IV.1.2 - Biozide; Deutschland. UmweltbundesamtÜber 43.000 Biozidprodukte sind derzeit auf dem deutschen Markt gemeldet, unter anderem Mittel zur Desinfektion, zum Holz- und Fassadenschutz, zur Nagetier- und Insektenbekämpfung oder Antifoulings. Alle Biozide wirken bestimmungsgemäß auf Lebewesen und können in die Umwelt gelangen. Obwohl manche Biozide schon in relevanten Konzentrationen in der Umwelt gefunden wurden, sind sie noch immer unzureichend in Monitoringstudien oder Routineüberwachungsprogrammen berücksichtigt. Das UBA hat deshalb Empfehlungen für künftige, konkrete Erhebungen der Umweltbelastung mit Bioziden entwickelt und zusätzlich Listen von priorisierten Biozidwirkstoffen und relevanten Transformationsprodukten generiert. Quelle: https://www.umweltbundesamt.de