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Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag

Zusammenfassung zur Untersuchung

Arzneimittelrückstände in Trinkwasser und Gewässern

Themenbereich: Energie, Ressourcen, Umwelt
Analyseansatz: TA-Projekt
Themeninitiative: Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung
Status: abgeschlossen
Laufzeit: 2014 bis 2018

Zusammenfassung

Inhalt
Mengen und Trends
Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt
Umgang mit gesellschaftlichen Zielkonflikten
Maßnahmen zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände im Wasser
   Mögliche Einzelmaßnahmen
Strategien zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände

Arzneimittel helfen Krankheiten zu heilen, Schmerzen zu lindern, das Wohlbefinden zu steigern und sind daher in der Medizin unverzichtbar. Sie werden auch verwendet, um Krankheiten vorzubeugen oder zu diagnostizieren oder um bei gesunden Menschen gewisse Körperfunktionen zu beeinflussen. Zu Arzneimitteln zählen somit neben Schmerzmitteln, Antibiotika, Blutdrucksenkern etc. auch Röntgenkontrastmittel und andere Diagnostika, Antibabypillen, Schlafmittel sowie sogenannte Lifestyledrugs wie Potenzmittel und Diätpillen. Mit Medikamenten werden nicht nur Menschen, sondern auch Tiere behandelt. Tierarzneimittel dienen der Vorsorge und Heilung von Krankheiten, aber beispielsweise auch der Abwehr von Parasiten.

Die den Menschen und Tieren verabreichten Medikamente verbleiben nur zu einem geringen Teil im Organismus. Ein Großteil der eingenommenen Wirkstoffe wird unverändert oder in Form von Stoffwechselprodukten wieder ausgeschieden. Diese Substanzen gelangen in Böden und Gewässer, wo sie Organismen beeinflussen können. Unter Umständen kommen sie über den Nahrungskreislauf oder das Trinkwasser wieder in den Körper von Menschen. Die Analysemethoden erlauben es heute, bereits kleinste Mengen potenzieller Schadstoffe nachzuweisen. Wegen ihres Vorkommens in der aquatischen Umwelt im Konzentrationsbereich µg/l werden Arzneimittelrückstände zur Gruppe der Spuren(schad)stoffe oder Mikroverunreinigungen gezählt, wie auch viele weitere chemische Stoffe, die z. B. aus Bioziden, Pflanzenschutzmitteln, Industriechemikalien oder Körperpflege- und Waschmitteln stammen.

In Politik und Gesellschaft wird zunehmend diskutiert, inwiefern Mikroverunreinigungen von Trinkwasser und Gewässern durch Arzneimittel in Deutschland ein Problem darstellen. Dass das Thema zunehmend Bedeutung und gesellschaftliche Aufmerksamkeit erlangt, lässt beispielsweise der vom Bundesumweltministerium 2016 initiierte mehrjährige Stakeholderdialog »Spurenstoffstrategie des Bundes« erkennen. Auf Initiative und im Auftrag des Ausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung des Deutschen Bundestages wurde der vorliegende Bericht erstellt, mit dem Ziel, einen Überblick über Mengen, Qualitäten und Wirkungen der Mikroverunreinigungen auf Mensch und Umwelt zu geben. Es werden Vorschläge zur Vermeidung der Verunreinigungen zusammengetragen, Wissenslücken identifiziert und mögliche Handlungsstrategien erörtert.

Mengen und Trends

In Deutschland werden Vorkommen und Konzentrationen pharmazeutischer Wirkstoffe in der Umwelt und insbesondere in Gewässern bislang nicht flächendeckend systematisch überwacht. Stichprobenuntersuchungen und Schätzungen weisen aber auf einen Anstieg von Arzneimittelrückständen und anderen Mikroverunreinigungen in Gewässern und im Trinkwasser hin. Um eine bessere Vorstellung von der Dimension des Problems der Arzneimittel in der Umwelt zu bekommen, werden im vorliegenden Bericht zunächst die Verbrauchsmengen an Arzneimitteln betrachtet.

Nach verlässlichen Schätzungen des Umweltbundesamtes (UBA) wurden 2002 in Deutschland 6.200 t Humanarzneimittelwirkstoffe verwendet, 2012 lag der Wert bereits bei 8.120 t was eine Steigerung von 30 % innerhalb von 10 Jahren bedeutet. Die Arzneimittel enthalten etwa 2.300 verschiedene Wirkstoffe, von denen einige wenige einen besonders hohen Anteil haben: Die fünf Wirkstoffe Metformin, Ibuprofen, Metamizol, Acetylsalicylsäure und Paracetamol machten 2012 zusammengenommen rund die Hälfte der insgesamt abgegebenen Menge an Arzneistoffen aus.

Insgesamt werden zwar deutlich mehr Human- als Tierarzneimittel verbraucht, aber auch im veterinärmedizinischen Bereich werden erhebliche Mengen umgesetzt. Beispielsweise wurden 2015 in Deutschland Nutztiere mit 805 t Antibiotika behandelt. Auch wenn der Verbrauch von Antibiotika zur Behandlung von Tieren seit einigen Jahren sinkt, ist es wichtig, dass die Umsetzung des seit 2006 bestehenden Verbots des Einsatzes von Antibiotika zur Leistungssteigerung in der Tierhaltung hinsichtlich seiner Effizienz geprüft wird. 2014 wurden gesetzliche Maßnahmen ergriffen, die unter anderem die Überwachung des Antibiotikaeinsatzes in landwirtschaftlichen Betrieben ermöglichen. In Bezug auf Tierarzneimittel ist die Datenlage jedoch unzureichend, denn es werden nur die Abgaben von Antibiotika und einigen anderen ausgewählten Wirkstoffen amtlich erfasst. Schätzungen des Gesamtverbrauchs an Tierarzneimitteln bei Nutztieren sind nicht sehr zuverlässig, und aus dem Bereich der Heimtiere liegen auch keine belastbaren Daten vor.

Arzneimittelrückstände aus der Human- und der Tiermedizin haben unterschiedliche Eintragspfade in die Umwelt. Humanarzneimittelrückstände gelangen typischerweise über das Abwasser in Kläranlagen und, weil sie dort nur teilweise eliminiert werden, in die Oberflächengewässer. Arzneimittelrückstände aus der Veterinärmedizin kommen hingegen mit der Gülle und dem Dung aus Ställen oder bei Weidehaltung direkt auf Weiden, Wiesen und Äcker. Von dort führt ihr Weg in Böden und Grundwasser oder in Oberflächengewässer. Durch den Wasserkreislauf sind die verschiedenen Umweltkompartimente miteinander verbunden. Dadurch werden die Wasser-Arzneistoff-Gemische einerseits verdünnt, andererseits gelangen die Stoffe nach und nach auch an entlegene Orte. In Böden, Oberflächengewässern und insbesondere in Kläranlagenabflüssen werden Arzneimittelrückstände in Konzentrationen von bis zu 10 µg/l, in Einzelfällen aber auch deutlich darüber gefunden. In einem Kläranlagenzulauf wurde der Spitzenwert von 492 µg/l für das Schmerzmittel Paracetamol gemessen, das aber in der Kläranlage größtenteils abgebaut wird. In den Oberflächengewässern, in die Kläranlagen einleiten, werden die Stoffe dann in der Regel verdünnt, sodass sich die Konzentrationen meist um mindestens die Hälfte verringern. Tierarzneimittelrückstände wurden in Oberflächengewässern nur vereinzelt nachgewiesen. Im Rohwasser von Wasserwerken sind die Konzentrationen von Arzneimittelrückständen zwar in der Regel sehr niedrig oder unterhalb der Nachweisgrenze. In einigen Regionen, wie etwa dem hessischen Ried und in Teilen von Berlin, besteht allerdings Handlungsbedarf, weil Grenzwerte überschritten wurden.

Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt

Bei der Diskussion, ob Arzneistoffe im Wasser eine Gefährdung darstellen, sind die möglichen Auswirkungen auf Menschen und ihre Gesundheit von denen auf andere Lebewesen zu unterscheiden. Es gibt aktuell keine Hinweise für eine akute oder chronische Gesundheitsgefährdung von Menschen durch Arzneistoffe im Trinkwasser. Dennoch ist die Thematik relevant, da Mikroverunreinigungen durch Arzneimittelrückstände tendenziell zunehmen werden und chronische Gesundheitsgefährdungen auch bei Exposition mit sehr geringen Konzentrationen auftreten können. Besondere Wachsamkeit ist bei Risikogruppen wie dem ungeborenen Leben, Kleinkindern, Heranwachsenden sowie älteren Menschen geboten. Funde von antibiotikaresistenten Keimen in deutschen Gewässern lassen fragen, ob Rückstände von Antibiotika in Gewässern zur Entstehung und Verbreitung von Resistenzen beitragen. Hier gibt es noch große Wissenslücken. Insgesamt empfiehlt sich, sowohl Trinkwasser als auch Grundwasser und Oberflächengewässer regelmäßig auf Spurenstoffe zu untersuchen, um festzustellen, in welchen Konzentrationen diese auftreten.

In Oberflächengewässern finden sich deutlich höhere Konzentrationen von Arzneimittelrückständen als im Trinkwasser. Bei den Umweltwirkungen der Arzneimittelreststoffe in Gewässern ist also zu bedenken, dass aquatische Organismen in der Regel höheren Expositionen ausgesetzt sind als Menschen und daher ungleich stärker gefährdet sind; das gilt insbesondere für Organismen, die in Hotspots wie den Unterläufen von Kläranlagen leben. 33 % der Humanarzneistoffe und 45 % der Tierarzneimittel besitzen eine hohe Ökotoxizität. Mögliche Schäden sind beispielsweise Beeinträchtigungen des Stoffwechsels, der Fortpflanzungsfähigkeit und des Wachstums, aber auch Verhaltensänderungen und im Extremfall der Tod von Organismen. Tatsächlich bergen Antiparasitika, Antimykotika, Antibiotika, Zytostatika und hormonell wirksame Stoffe Umweltrisiken bei Konzentrationen, die in der aquatischen Umwelt durchaus zu finden sind. Risikofaktoren sind neben der unmittelbar toxischen Wirkung die Persistenz von Stoffen in der Umwelt und deren Akkumulation in Organismen. Chronische Wirkungen von Arzneistoffen auf Lebewesen sind schon bei Konzentrationen ab 1 ng/l beobachtbar und damit mehrere Größenordnungen unterhalb der Konzentrationen, bei denen akute Wirkungen auftreten.

Solche Effektschwellen werden in Laborversuchen ermittelt. Dort können die Umweltbedingungen und vor allem die Exposition genau kontrolliert und die Wirkungen genau erfasst werden, sodass zwischen ihnen ein klarer Zusammenhang hergestellt werden kann. Um die Gefährdung abzuschätzen, die von Stoffen für tierische Organismen in der realen Umwelt ausgeht, muss von solchen Laborversuchen auf die Wirklichkeit hochgerechnet werden. Die Gefährdungsabschätzung für tierische Organismen und Lebensgemeinschaften geschieht in der Regel mit computergestützten Modellen und ist mit Unsicherheiten behaftet. Es wurde neuerdings auch schon in Feldversuchen beobachtet, dass Arzneimittelrückstände in Kombination mit anderen Mikroverunreinigungen aquatische Lebensgemeinschaften beeinträchtigen. Dennoch sind die im Freiland bestehenden Umweltrisiken durch Arzneimittelrückstände zumeist noch unklar. Aufgrund der großen Stoffvielfalt und der komplexen Wirkweisen von Stoffgemischen ist das Wissen über das Vorkommen von Arzneimittelrückständen in der Umwelt und die Wirkungen auf aquatische Organismen immer noch lückenhaft.

Umgang mit gesellschaftlichen Zielkonflikten

Arzneimittel dienen der Gesundheit von Menschen und Tieren. Weil aber von den Arzneimittelrückständen in Trinkwasser und Gewässern gewisse Gefahren ausgehen, kommt es zu einem Zielkonflikt zwischen dem Schutz der Gesundheit von Mensch und Tier einerseits sowie dem Schutz von Umwelt und Trinkwasser andererseits. Auch wenn die menschliche Gesundheit ein hohes Gut ist, das es unmittelbar zu schützen gilt, darf nicht übersehen werden, dass auch der Schutz des Trinkwassers und der Umwelt mittelbar dem Menschen und seiner Gesundheit dienen. Es gilt Wege zu finden, durch die alle Schutzinteressen angemessen berücksichtigt werden können.

Das Vorsorgeprinzip kann bei der Bewältigung des Zielkonfliktes Orientierung geben. Das Prinzip besagt insbesondere, dass eine mangelnde wissenschaftliche Sicherheit über potenzielle Schäden nicht ein Unterlassen oder Aufschieben von vorsorglichen Maßnahmen rechtfertigt. In Deutschland und Europa ist das Vorsorgeprinzip bereits fest im Arzneimittelrecht, im Umweltrecht, im Stoffrecht und in anderen Rechtsbereichen verankert. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, ob die zusammengetragenen Hinweise auf Risiken durch Arzneimittelrückstände in Trinkwasser und Gewässern keinen wirklichen Anlass zur Sorge geben oder ob aus Gründen der Vorsorge bereits konkreter Handlungsbedarf besteht. Diese Frage geht über die Bewertung des tatsächlichen Gesundheits- und Umweltrisikos hinaus und ist letztendlich von gesamtgesellschaftlicher Tragweite.

Die Verhältnismäßigkeit konkreter Vorsorgemaßnahmen zur Verringerung von Arzneistoffen hängt – neben der Schadwirkung der Einträge – stark vom Wissensstand über die nichtintendierten Nebenfolgen der Human- und Tierarzneimittel und dem Vertrauen in dieses Wissen ab. Deshalb gehört zu einer umfassenden Strategie zum Umgang mit Arzneimittelrückständen auch die Beschaffung von mehr Informationen über die Nebenwirkungen von Human- und Tierarzneimitteln auf die Umwelt. Neben einer verstärkten Grundlagenforschung zu den verschiedenen Umweltwirkungen von pharmazeutischen Wirkstoffen ist die systematische Beobachtung der Nebenwirkungen in der Umwelt, die sogenannten Ökopharmakovigilanz (lateinisch vigilantia – Wachsamkeit, Fürsorge), eine mögliche Maßnahme im Rahmen einer umfassenden Strategie zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände im Wasser.

Für den vorliegenden Bericht wurde auch die Berichterstattung in der deutschen Tagespresse analysiert. Für den Umgang mit Arzneimittelrückständen ist der Mediendiskurs insofern relevant, als er die gesellschaftliche Problemwahrnehmung prägt und politische Lösungsansätze öffentlich vermittelt. Festzustellen ist, dass das Thema der Arzneimittelrückstände in den Tageszeitungen gelegentlich behandelt, aber zumeist aus einer wasserwirtschaftlich-technischen Perspektive beleuchtet wird. Berichtet wird beispielsweise über verbesserte Abwasserreinigungstechniken oder lösungsorientierte Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten. Das Vorsorgeprinzip wird vereinzelt als öffentliche Legitimation für innovative Maßnahmen im Abwasserbereich herangezogen. Überregionale Resonanz erhielten im Februar 2018 Berichte über den Fund antibiotikaresistenter Keime in deutschen Gewässern.

Maßnahmen zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände im Wasser

Es gibt eine Reihe verschiedener Maßnahmen gegen Arzneimittelrückstände im Wasser, die den Bereichen Wasserwirtschaft, Gesundheitssystem sowie Landwirtschaft und Tierhaltung zuzuordnen sind. Sie setzen an unterschiedlichen Stellen der verschiedenen Eintragspfade an. Eine zentrale Rolle spielt in der Maßnahmendiskussion der Ausbau von Kläranlagen – insbesondere der Größenklassen 3 bis 5 – mit einer vierten Reinigungsstufe, weil sie den wichtigsten Eintragspfad für Humanarzneimittelrückstände effektiv abdeckt.

Mögliche Einzelmaßnahmen zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände im Wasser
... in der Wasserwirtschaft
W1:  Verbesserte kommunale Abwasserbehandlung durch eine vierte Reinigungsstufe
W2:  Dezentrale Behandlung von Abwässern aus Krankenhäusern und anderen Gesundheitseinrichtungen
W3:  Vermeidung der Einleitung von Rückständen aus der Produktion von Arzneimitteln
W4:  Regulierungen im Wasserrecht und verstärktes Monitoring von Arzneimitteln in Grundwasser und Gewässern
... im Gesundheitssystem
G1:  a) Berücksichtigung von Umweltrisiken bei der Zulassung von Humanarzneimitteln und
       b) Erweiterung des Pharmakovigilanzsystems um ein umfassendes Umweltinformationssystem
G2:  Green Pharmacy – umweltfreundlichere Arzneimittel
G3:  Vermeidung von Arzneimittelbedarf durch Gesundheitsförderung und Prävention
G4:  Sensibilisierung von Ärztinnen, Ärzten, Patientinnen und Patienten für die Umweltwirkungen von Arzneimittelrückständen
G5:  Verschreibung angepasster Verbrauchsmengen
G6:  Einführung eines Umweltklassifikationssystems für Arzneistoffe und Medikamente
G7:  Einheitlich geregelte, klar kommunizierte und sichere Entsorgung von Altmedikamenten
G8:  Sammlung von Röntgenkontrastmitteln in Urinsammelbehältern
... in Landwirtschaft und Tierhaltung
L1:  Einführung eines Systems zur Bestimmung von Verbrauchsmengen
L2:  Erweiterung des Pharmakovigilanzsystems um ein umfassendes Umweltinformationssystem
L3:  Aus- und Weiterbildungsangebote sowie Informationskampagnen zu Umweltaspekten des Einsatzes von Tierarzneimitteln
L4:  Weitere Maßnahmen zur Minderung der Einträge von Tierarzneimitteln und zur Entlastung der Umwelt

Für den vorliegenden Bericht wurden folgende Maßnahmen aus den einzelnen Bereichen genauer betrachtet und für sie jeweils ein Maßnahmensteckbrief erarbeitet, der die wichtigsten Informationen zu Wirkungen, Kosten und Handlungsbedarf zusammenfasst.

Der Umfang der Informationen, die zu den einzelnen Maßnahmen verfügbar sind und für eine Beurteilung herangezogen werden können, ist sehr unterschiedlich und hängt nicht zuletzt vom Umsetzungsstatus und vom Reifegrad der Maßnahmen ab. So gibt es beispielsweise zu der vierten Reinigungsstufe bereits eine Vielzahl von Studien, Forschungsarbeiten und sogar praktische Erfahrungen aus dem Betrieb von großtechnischen Anlagen. Erfahrungen zu anderen Maßnahmen existieren zum Teil auf regionaler Ebene wie auch im europäischen Ausland. Die Beschreibung der Maßnahmen und die Steckbriefe bilden den Ausgangspunkt für Überlegungen zu einer umfassenden Strategie zum Umgang mit Arzneimittelrückständen im Wasser.

Strategien zur Verringerung der Risiken durch Arzneimittelrückstände

Steigende Verbrauchsmengen von Arzneimitteln, wachsende Konzentrationen von Arzneimittelrückständen im Wasser und sich verdichtende Hinweise auf schädliche Wirkungen sind Argumente dafür, nicht nur intensiver und systematischer Informationen über die Rückstände und ihre Wirkungen zu sammeln, sondern auch zeitnahe Minderungs- und Vermeidungsmaßnahmen zu ergreifen. Bei aller Unsicherheit darüber, was genau getan werden sollte, wird eine sinnvolle Strategie sicherlich aus einer geeigneten Kombination verschiedener Maßnahmen bestehen und sollte nicht auf die Frage reduziert werden, in welchem Umfang Kläranlagen mit einer vierten Reinigungsstufe zu ergänzen sind. Ziel einer Gesamtstrategie muss es sein, die Einträge von Arzneimittelrückständen aus unterschiedlichen Quellen zu vermindern, gleichzeitig aber auch die Wissensgrundlage zu verbessern, das Verursacherprinzip zu stärken und die Akzeptanz der Maßnahmen zu fördern. Die Entwicklung einer guten Gesamtstrategie für den Umgang mit Arzneimittelrückständen im Wasser ist im Kern eine politische Aufgabe, die letztendlich im Rahmen eines demokratischen Entscheidungsprozesses angegangen werden muss. Einige allgemeine Hinweise sollten dabei berücksichtigt werden:

  • Einbettung in Mikroschadstoffstrategie: Eine Strategie gegen Arzneimittelrückstände sollte in eine umfassendere Mikroschadstoffstrategie eingebettet werden, unter anderem deshalb, weil Arzneimittelrückstände nur eine Klasse unter vielen Mikroverunreinigungen sind und weil insbesondere die Aufrüstung kommunaler Kläranlagen mit einer vierten Reinigungsstufe eine wichtige Maßnahme ist, die gegen eine große Bandbreite von Mikroverunreinigungen wirkt.
  • Umsetzung und Beteiligung: Grundsätzlich ist es eine Aufgabe des Staates, für den Problembereich Arzneimittelrückstände im Wasser Vorkehrungen zu treffen. Neben der EU setzt die Bundespolitik die wesentlichen rechtlichen und administrativen Rahmenbedingungen, insbesondere im Wasserrecht und im Arzneimittelrecht. Das Bundesumweltministerium hat bereits den Anstoß für eine »Spurenstoffstrategie« gegeben. Wichtig wäre, dass dieser Impuls von den verschiedenen politischen Akteuren aufgegriffen, in rechtliche Regelungen umgesetzt und durch geeignete administrative Maßnahmen begleitet wird. Darüber hinaus ist eine breite Akzeptanz und, mehr noch, eine aktive Beteiligung möglichst vieler Akteure eine wichtige Voraussetzung für das Gelingen einer Arzneimittelrückstände- und Mikroschadstoffstrategie. Angesprochen sind insbesondere Unternehmen, Verbände, Krankenkassen, Tierärztinnen und -ärzte, Landwirtinnen und -wirte sowie Konsumentinnen und Konsumenten.
  • Finanzierung: Die Umsetzung einer Strategie gegen Arzneimittelrückstände und andere Mikroverunreinigungen im Wasser kann je nach Umfang signifikante Kosten verursachen, während einzelne Maßnahmen auch mit geringen Kosten umsetzbar erscheinen. Für die wichtige Maßnahme der vierten Reinigungsstufe gibt es bereits Kostenschätzungen wie auch konkrete Finanzierungsvorschläge. Für viele der anderen diskutierten Maßnahmen liegen hingegen noch nicht einmal grobe Kostenkalkulationen vor. Insofern ist es derzeit auch nicht möglich, einigermaßen verlässliche Hochrechnungen für die Gesamtkosten der verschiedenen Maßnahmenkombinationen zu geben. Das Beispiel der vierten Reinigungsstufe weckt aber die Hoffnung, dass auch andere aufwändige Maßnahmen finanziert werden können, wenn ein politischer Wille zur Durchführung besteht und eine gewisse Offenheit und Kreativität bei der Wahl der Finanzierungsinstrumente an den Tag gelegt wird. Infrage kommt beispielsweise eine Refinanzierung der Maßnahmen über allgemeine Haushaltsmittel, Gebühren, eine Abgabe auf Abwasser oder Arzneimittel.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie Maßnahmen sinnvollerweise miteinander zu einer Strategie verknüpft werden können. Im Bericht werden beispielhaft einige Maßnahmenkombinationen beschrieben, die unterschiedliche Ambitionen bzw. unterschiedliche Grade der Vorsorge widerspiegeln.

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