Identifizierung der Eintragsquellen von Antibiotika in das Grundwasser viehstarker Regionen

Zusammenfassung

In den letzten Jahren wurden Antibiotika aus der Gruppe der Sulfonamide vereinzelt im oberflächennahen Grundwasser an Standorten mit erhöhter Viehbesatzdichte gefunden. Da einige dieser Wirkstoffe in der Tier- und Humanmedizin eingesetzt werden, kann der Eintrag über organische Wirtschaftsdünger (Gülle/Gärreste) oder über häusliches Abwasser erfolgen. Mit zusätzlichen temporären Grundwassermessstellen, Befragungen der Landwirte und der chemischen Analytik von Grundwasser, Gülle, Gärresten sowie Abwasser von Kleinkläranlagen wurde eine zeitlich und räumlich intensivierte Untersuchung durchgeführt. Für Sulfadimidin und Sulfadiazin konnte an den meisten Standorten der eindeutige Nachweis erbracht werden, dass der Eintrag über Wirtschaftsdünger, vorwiegend Gülle, erfolgt. Die Konzentrationen lagen deutlich unter 100 ng/l (Grenzwertvorschlag Umweltbundesamt für Arzneimittel). Sulfamethoxazol trat in zwei Grundwasserproben in z. T. sehr hohen (>100 ng/l) und stark schwankenden Konzentrationen auf. Es wurde wie sein humaner Hauptmetabolit wiederholt in Abwasserproben benachbarter häuslicher Kleinkläranlagen gefunden. Diese Anlagen emittieren lokal in das oberflächennahe Grundwasser und liegen hydraulisch im unmittelbaren Zustrom zu den Grundwassermessstellen. Dort wurde auch der Humanabwassertracer Acesulfam-K nachgewiesen.

Abstract

Only few sulfonamide antibiotics were detected in near-surface groundwater in areas with a high stocking rate in northwestern Germany. Intensive sampling with a high resolution in time and space was applied in order to illuminate the findings. As some pharmaceuticals can be of both human and animal origin, they may enter the environment via application of manure/digestate to arable land or via domestic waste water. In addition to existing monitoring wells, non-permanent wells were sampled to obtain information regarding pathways into the ground water. Interviews with farmers and chemical analyses show that application of manure leads to low concentrations (<100 ng/l) of Sulfadimidin and Sulfadiazin in most of the investigated samples. Sulfamethoxazol was found above 100 ng/l and likely originated from sewage of nearby small scale wastewater treatment plants. Sulfamethoxazole and its main metabolite could be detected within the plants; additionally, the sewage tracer acesulfam-K was detected in the groundwater.