Identifizierung und Bewertung ausgewählter Arzneimittel und ihrer Metabolite im Wasserkreislauf

Auftraggeber:

Umweltbundesamt, Dessau (FE-Vorhaben 206 61 202)

Durchführung:

Institut für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene, Freiburg, Prof. Dr. Klaus Kümmerer (Projektleitung)
DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW), Dr. Carsten Schmidt
FoBIG GmbH, Freiburg, Dr. Klaus Schneider
Hydrotox GmbH, Freiburg, Stefan Gartiser Hydrotox GmbH

Projektlaufzeit:

November 2006 – Oktober 2008

Projektbeschreibung

In diesem Vorhaben werden alle im Arzneimittel enthaltenen Substanzen als Wirkstoffe bzw. Muttersubstanzen (MS) bezeichnet, alle innerhalb des menschlichen Körpers gebildeten Substanzen als Metabolite (ME) und alle nachfolgend entstehenden als Transformationsprodukte (TP), wobei bakterielle TP, abiotisch entstehende TP und beispielsweise durch die Trinkwasseraufbereitung erzeugte, technische TP möglich sind. Wir haben die Frage untersucht, inwieweit aus persistierenden MS und ME bei der Trinkwasseraufbereitung durch Ozonung mutagene/gentoxische TP entstehen können. Zunächst entwickelten wir ein Verfahren zur Auswahl von potenziell problematischen MS und ME. In einem zweiten Schritt untersuchten wir ausgewählte Substanzen auf ihren biologischen Abbau, auf das Verhalten bei der Trinkwasser-Ozonung sowie nachfolgend die ozonten Ansätze nach einem zwischengeschalteten Anreicherungsschritt (Festphasenextraktion – SPE) im Ames-Test auf mutagene Wirkungen. Nicht ozonte Abbaulösungen haben wir auch direkt im Ames-Test untersucht. In einem Stufenprozess wählten wir aus anfänglich 706 bilanzierten MS letztlich 19 intensiv metabolisierte Substanzen aus, von denen insgesamt 36 Strukturisomere und 84 ME identifiziert wurden. Diese 120 Stoffe bewerteten wir toxikologisch und umwelthygienisch ausführlich. Grundlage waren Literaturdaten sowie QSAR-Berechnungen zur biologischen Abbaubarkeit, zur Mobilität und zur Mutagenität/Gentoxizität. Praktisch untersucht haben wir die ME 4-Acetamidoantipyrin, 4-Formylaminoantipyrin und Sulfapyridin sowie die unverändert ausgeschiedenen MS Metformin und Piracetam. Guanylharnstoff, ein kürzlich identifiziertes, stabiles Transformationsprodukt von Metformin haben wir ebenfalls ozont. Außer Piracetam waren alle Substanzen nur unvollständig biologisch abbaubar, was auf die Bildung abbaustabiler, bakterieller TP hinweist. Als Reinsubstanzen eingesetzt, konnten wir Metformin, Piracetam und Guanylharnstoff auch nach der Ozonung noch teilweise nachweisen. Bei Metformin und Piracetam haben wir Hinweise auf die Bildung technischer TP durch Ozonung erhalten. Die drei untersuchten ME wurden nach unseren Untersuchungen durch die Ozonung vollständig abgebaut. Mit keinem der durchgeführten Ansätze konnten wir mit unserer Methodik im Ames-Test ein eindeutig positives Ergebnis erzielen. Eignung und Leistungsfähigkeit der Methodik müssen noch weiter untersucht werden.

Weitere Informationen