TETSOIL: Antibiotikarückstände in Schweinegülle, Hühner- und Putenmist sowie in landwirtschaftlichen Böden (TETSOIL)

Arzneimittelwirkstoffe, insbesondere Antibiotika, werden in der Nutztierhaltung in beachtenswerten Mengen eingesetzt. Über den Wirtschaftsdünger wie Gülle (Gemisch aus tierischen Ausscheidungen, Einstreu, Futtermittelresten und Wasser), Jauche (Flüssigfraktion der Gülle mit überwiegendem Anteil an tierischem Harn) oder Festmist gelangen die Antibiotika bzw. deren Abbauprodukte in die Umwelt. Werden landwirtschaftliche Nutzflächen mit diesen Wirtschaftsdüngern behandelt, erreichen diese Wirkstoffe bzw. deren Metaboliten zuerst die oberste Bodenschicht, wo sie sich, je nach Abbauverhalten und Persistenz, anreichern können. Über Versickerung und Abschwemmung besteht die Möglichkeit, dass sie weiter ins Grundwasser bzw. in Oberflächengewässer gelangen. Ziel dieses Pilotprojekts war es, österreichspezifische Daten zu dieser Problematik zu erheben und erstmalig in Österreich Schweinegülle, Hühner- und Putenmist sowie landwirtschaftlich genutzte Böden auf Rückstände von Veterinärantibiotika zu untersuchen. Als Wirkstoffgruppen wurden Tetracycline, Sulfonamide und Chinolone ausgewählt. Die Daten sollten für eine Expositionsabschätzung und als Grundlage für eventuelle Maßnahmen zu Belastungsminimierungen dienen. International gültige Grenzwerte für Rückstände von Veterinärantibiotika im Boden existieren derzeit nicht. Die im Rahmen dieser Studie erfolgte ökotoxikologische Risikobewertung für den Lebensraum Boden folgt der EMEA-Leitlinie, die in der Phase I „Schwellen-Wert“ von 0,1 mg/kg für Rückstände von Veterinärarzneimitteln im Boden festlegt. Dies gilt nur für die Zulassung neuer Veterinärarzneimittel- Wirkstoffe, aber nicht für die in der Studie untersuchten Antibiotika. Sulfadimidin (Sulfamethazin) in der Schweinegülle und Sulfadiazin in Hühner- und Putenmistproben wurden als Vertreter der Sulfonamide in nennenswerten Konzentrationen gefunden. Die Befunde der untersuchten Böden deuten auf Abbauvorgänge dieser Wirkstoffe in der Gülle sowie bei der Zwischenlagerung des Hühner- und Putenmistes hin. Der Synergist Trimethoprim wurde hauptsächlich in Hühnermist- und Putenmistproben nachgewiesen, nicht jedoch in der Schweinegülle. Bezüglich des Abbaus in Gülle, Hühner- und Putenmist ist Trimethoprim wie die Sulfonamide einzuschätzen. Negative Auswirkungen auf die im Boden lebenden Organismen sind aufgrund der vorliegenden Ergebnisse seitens der Sulfonamide und ihres Synergisten Trimethoprim, soweit vor der Ausbringung der Gülle und des Festmistes auf landwirtschaftliche Flächen für eine zeitlich ausreichende Lagerung gesorgt wird, nicht zu befürchten. Chlortetracyclin war in relativ hohen Konzentrationen in der Schweinegülle, im Hühner- und Putenmist bestimmbar. Auch sieben der 30 Bodenproben waren positiv. Sie lagen, bis auf zwei Werte, über dem „Phase I Schwellen-Wert“ von 0,1 mg/kg für Rückstände von Veterinärarzneimitteln im Boden. Die analytischen Befunde für Chlortetracyclin im Boden erhärten somit den Verdacht der Persistenz dieses Wirkstoffes in dieser Matrix. Der Wirkstoff kann im Boden mobil sein, somit ist die Gefahr einer Kontamination des Grund- und Oberflächenwassers zumindest theoretisch gegeben. Im Hühner und Putenmist war Tetracyclin, bis auf eine Ausnahme, nicht nachweisbar. Tetracyclin wurde in 22 von 30 Schweinegülleproben nachgewiesen, obwohl nur ein Betrieb dessen Einsatz bestätigte. Das gleiche Phänomen ergab sich in den Untersuchungen von WINCKLER et al. (2003). Der Einsatz von nicht zugelassenen Präparaten ist unwahrscheinlich, da in den zwei unabhängigen Studien, die in zwei verschiedenen Ländern zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt wurden, die gleichen Ergebnisse erzielt wurden. Zusätzliche Untersuchungen, über die Zielsetzungen dieses Pilotprojekts hinaus, wären notwendig, um diese Befunde befriedigend erklären zu können. Tetracyclin konnte im Boden nicht bestimmt werden. Die Gefahr einer Kontamination des Grundwassers durch Tetracyclin ist als gering einzustufen. Oxytetracyclin wurde vor allem in der Schweinegülle nachgewiesen (22 von 30 Proben). Im Putenmist war Oxytetracyclin nicht nachweisbar. Im Hühnermist waren drei von zwanzig Proben positiv. Wie Tetracyclin war auch dieser Wirkstoff im Boden nicht nachweisbar. Aufgrund seiner geringen Bodenmobilität ist die Gefahr einer Gewässerkontamination weitgehend auszuschließen. Positive Proben von Enrofloxacin fanden sich vor allem in Hühner- und Putenmistproben. In der Schweinegülle war das Antibiotikum aufgrund des geringen Einsatzes nur vereinzelt nachweisbar. Herauszustreichen ist der Befund, dass in ca. 17 % der Bodenproben Enrofloxacin und sein Hauptmetabolit Ciprofloxacin gefunden wurden. Es besteht somit der Verdacht der Persistenz und Anreicherung dieses Wirkstoffes in landwirtschaftlich genützten Böden. Die Konzentrationen der positiven Proben von Enrofloxacin bzw. Ciprofloxacin überschreiten, bis auf eine Ausnahme, die „Phase I Schwellen- Werte“ der EMEA-Leitlinie von 0,1 mg/kg für Rückstände von Veterinärarzneimitteln im Boden. Enrofloxacin und seine Metaboliten sind aus ökotoxikologischer Sicht kritisch zu betrachten. WETZSTEIN et al. (2002) haben zwar die prinzipielle, biologische Abbaubarkeit von Enrofloxacin nachgewiesen, dennoch besteht bezüglich der längerfristigen Umweltauswirkungen von Chinolonen weiterer Forschungsbedarf. Als wichtigstes Ergebnis dieser Untersuchung sind daher die positiven Funde von Chlortetracyclin und Enrofloxacin und seines Hauptmetaboliten Ciprofloxacin in den Bodenproben herauszustreichen. Beide Wirkstoffe persistieren offensichtlich in der Bodenmatrix und es besteht die Gefahr einer Anreicherung in den obersten Bodenschichten. Auch aus ökotoxikologischer Sicht sind sie kritisch zu betrachten. Die akute und subakute Toxizität von Veterinärantibiotika auf die Makro- und Mesofauna (Regenwürmer, Enchytraen, Springschwänze usw.) ist nach den vorliegenden Befunden aufgrund der gefundenen Umwelt-Konzentrationen offensichtlich als niedrig einzustufen (HÖPER et al., 2002; THIELE-BRUHN, 2003). Dies trifft naturgemäß nicht auf die Mikroorganismengemeinschaft des Bodens zu, da die Antibiotika hier ihre Hauptwirkung entfalten. Trotzdem sind Aussagen darüber derzeit nicht möglich, da entsprechende international akzeptierte Richtlinien (OECDRichtlinien) für diese spezielle Art von Untersuchungen noch nicht existieren bzw. erst in Entwicklung sind. Da der Boden Störungen durch Xenobiotika kompensieren kann und beobachtbare Störungen bzw. Effekte daher oft nur von temporärer Dauer sind, ist davon auszugehen, dass mögliche subletale Effekte, negative Beeinflussungen der Mikroorganismengemeinschaft und/oder des Artengefüges des Bodens durch die derzeitigen Untersuchungsmethoden nicht oder nur ungenügend erfasst werden (BOXALL et. al., 2003). Eine Beeinflussung der Mikroorganismengemeinschaft durch Antibiotika könnte auch negative Wirkungen auf Bodenmakroorganismen haben, da Bakterien, Mikroalgen usw. diesen als Nahrungsgrundlage dienen.