cahier scientifique revue technique luxembourgeoise

12 CAHIER SCIENTIFIQUE | REVUE TECHNIQUE LUXEMBOURGEOISE 2 | 2010
Die weit verbreitete Verwendung anthropogener Stoffe, wie Pharmaka, Industrieprodukte, Kosmetika, synthetische Farbstoffe,
Konservierungsmittel, chlorierte Lösungsmittel oder Pestizide führt zu einer steigenden Belastung der Fliessgewässer, Seen und
des Grundwassers. Diese vom Menschen in die Umwelt eingetragenen Substanzen und ihre Abbauprodukte werden als Xenobiotika
bezeichnet, also Stoffe, die dem natürlichen biologischen Kreislauf fremd sind. Xenos und Bios stammen aus dem griechischen
und bedeuten “fremd”, bzw. “Leben”. Die Verbindungen sind teilweise biologisch schwer abbaubar und haben unter Umständen
toxische Wirkungen. Manche Substanzen reichern sich in Organismen an. Durch verbesserte chemische Analyseverfahren lassen
sich weltweit die Xenobiotika im Spurenbereich von den Kläranlagen über das Fluss- und Grundwasser bis hin in das Trinkwasser
verfolgen. Selbst in entfernten Regionen wie der Arktis lassen sich beispielsweise Polychlorierte Kohlenwasserstoffe in der
Umwelt nachweisen.
KONZENTRATIONEN, HERKUNFT, WIRKUNG, MINDERUNGSMASSNAHMEN
XENOBIOTIKA IN LUXEMBURGER FLIESSGEWÄSSERN_
Dr. rer nat habil Andreas Krein
Problemstellung
Ziel dieser Untersuchung ist es, in einer Fallstudie die realen
Konzentrationen ausgewählter Pharmaka in zwei
lokalen Gewässern zu bestimmen und die Herkunft sowie
potentielle Wirkung auf Organismen in luxemburgischen
Fliessgewässern zu beleuchten. Im Sinne eines vorsorgenden
Gewässerschutzes und Verbraucherschutzes sind
Anstrengungen aller Beteiligten zum nachhaltigen Schutz
der Wasserressourcen essentiell, daher werden weiterhin
mögliche Minderungsmaßnahmen bezüglich des Eintrags
von Xenobiotika aufgezeigt.
Material und Methoden
Zur Untersuchung kommen antibiotisch wirksame Arzneistoffe
aus den Gruppen der Sulfonamide und Tetrazykline.
Diese Antibiotika werden bei der Behandlung von Menschen
aber auch in der Tiermedizin häufi g verwendet. Weiterhin
haben wir Ibuprofen und Diclofenac untersucht, welche in
Antirheumatika zur Behandlung von Schmerzen, Entzündungen
und Fieber bzw. in Analgetika bei Rheuma, Prellungen
und Arthrose eingesetzt werden. Aus der Gruppe der
Hormone wurden die wichtigsten natürlichen Hormone Estradiol
und Estron und das synthetische Ethinylestradiol analysiert,
welches in der Antibabypille als Wirkstoff enthalten
ist. Das weiterhin analysierte Carbamazepin zählt chemisch
zur Klasse der Dibenzazepine und wird vorwiegend gegen
Epilepsien oder Krampferkrankungen eingesetzt. Alle diese
Stoffe sind löslich, im Wasserkreislauf stabil und können
auch in luxemburgischen Gewässern sehr gut nachgewiesen
werden. Im Projekt wurden Wasserproben im Einlauf und
Auslauf mehrerer Kläranlagen, in Regenüberlaufbecken des
Kanalsystems sowie in mehreren Oberfl ächengewässern entnommen.
Die Substanzen wurden in den Laboratorien des
Centre de Recherche Public - Gabriel Lippmann nach Festphasenanreicherung
durch Hochleistungsfl üssigkeits-Chromatographie
mit Tandem-Massenspektrometrie gemessen.
Ihr Nachweis ist im unteren Nanogramm pro Liter Bereich
möglich. Nähere Informationen zu den Probenahmen, Extraktionswegen
sowie den Analyseverfahren fi nden sich bei
Pailler et al. (2009a).
Xenobiotika Konzentrationen in Gewässern – Beispiel
Mess und Pétrusse
Zur Untersuchung kommen zwei Fließgewässer im Süden
Luxemburgs, die durch unterschiedliche Landnutzungsformen
geprägt sind (Abbildung 1). Das bis zum Pegel in der
Gemeinde Pontpierre 35,6 km² große Einzugsgebiet der
Mess entwässert in die Alzette. Den größten Flächenanteil
von 80 % stellen landwirtschaftlich genutzte Gebiete dar,
wobei das Verhältnis zwischen Ackerland und Grünland ca.
1:3 beträgt. Der Anteil der Forst- und Siedlungsfl ächen liegt
jeweils bei etwa 10 %. Ein wichtiger lokaler Eintragsweg
für Xenobiotika ist die Kläranlage Reckingen. Auch die bis
zum Pegel in der Stadt Luxemburg 43.7 km 2 große Pétrusse
entwässert in die Alzette. Insgesamt sind 21% der Fläche
der Pétrusse versiegelt. Ihr östlicher Teil des Einzugsgebietes
liegt in der Stadt Luxemburg und nimmt hier Wasser
der dortigen Trennkanalisationen auf. Die beiden kleinen
Kläranlagen von Roedgen und Schléiwenhaff liefern mit
ihrem gereinigten Abwasser permanent Xenobiotika in den
Vorfl uter. Auch in den Zufl üssen der Trennkanalisation lässt
sich bei Trockenwetter ein konstanter Zustrom ungeklärten
Abwassers beobachten, der vermutlich auf Fehlanschlüsse
zurückzuführen ist.
Abbildung 1_Landnutzungscharakteristika sowie Standorte von Kläranlagen,
Pegeln und meteorologische Messstationen in den Einzugsgebieten der
Mess und der Pétrusse