Berlin-Baumschulenweg, ein südöstlich gelegener Stadtteil der Bundeshauptstadt. Direkt am Spreeufer im kleinen Hafen der Wasserschutzpolizei liegt die "Glienicke" vor Anker. Ein ehemaliges Senatorenbereisungsschiff, einst von den Briten in Westberlin gebaut. Heute ein Beprobungsboot der Berliner Senatsverwaltung. Messsonde, Sichtscheibe, Thermometer und drei Thermokisten mit Flaschen sind an Bord, jetzt machen Horst Brandt und seine Kollegin vom Landeslabor Berlin/Brandenburg das Boot startklar zum Auslaufen. Seit 20 Jahren befahren sie bei Wind und Wetter die Gewässer Berlins, prüfen Wassertemperatur und Sichttiefen, schöpfen Wasserproben. Lange überwachten sie nur die Nährstoffeinträge und Industrieeinleitungen. Seit zehn Jahren fahnden sie auch nach Medikamentenrückständen: Schmerzmitteln, Hormonen, Betablockern.
"Jetzt sind wir schon an der ersten Messstelle."
Bis zu zehn Messstellen müssen sie abfahren und Wasserproben nehmen.
"Wir sind jetzt auf der Spree. Die Messstellen wurden im Rahmen eines Senatsmessprogramms vor Jahren festgelegt abhängig von verschiedenen Zuleitungsstellen."
3,5 Millionen Menschen entsorgen im Großraum Berlin ihr Abwasser über die Kläranlagen in das Gewässersystem von Havel und Spree. Darunter über 120 Krankenhäuser und Kliniken, Tausende Arztpraxen. Durch menschliche Ausscheidungen, aber auch durch falsche Entsorgung von Altmedikamenten in den Ausguss oder die Toilette gelangen jährlich mehrere Tonnen Arzneimittelwirkstoffe in die Umwelt. Häusliche Abwässer sind die Hauptquelle. Bundesweit.
"Wir machen jetzt aber Arzneistoffe."
Im Akkord befüllen Horst Brandt und seine Kollegin braune Glasflaschen mit Spreewasser. Zügig kommen die Flaschen in die Thermokisten.
"Im Rahmen von Sonderuntersuchungsprogrammen werden die Gewässer auf Arzneimittelrückstände untersucht."
Nur alle paar Jahre läßt Berlin seine Gewässer auf Arzneimittelrückstände prüfen. Bisher gibt es keine gesetzliche Pflicht für eine regelmäßige Überwachung, obwohl der Medikamentenkonsum steigt. Pro Jahr werden in Deutschland mehr als 30.000 Tonnen Arzneimittel verteilt und fast 3000 verschiedene Wirkstoffe verbraucht.
"Wir können weiter…"
Zwei Stunden sind Horst Brandt und seine Kollegin auf der Spree unterwegs. Am Messpunkt "Jannowitzbrücke" mitten im Stadtzentrum macht die "Glienicke" zum letzten Mal Halt. Direkt am Spreeufer befindet sich die Berliner Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umweltschutz. Matthias Rehfeld-Klein leitet hier den Fachbereich Wasserwirtschaft.
"Wenn wir so vergleichen die Befunde in den Gewässern, die mit einer hohen Abwasserlast zu tun haben, stellen wir doch recht hohe Konzentrationen fest, die bis zu ein bis zwei Mikrogramm pro Liter für ausgewählte Arzneimittel gehen."
Ein bis zwei Mikrogramm pro Liter – das entspricht etwa der Zuckerkonzentration in einem 50-Meter-Schwimmbecken, in dem ein Stück Würfelzucker aufgelöst wurde. Verschwindend gering, könne man meinen. Doch bis heute streiten Wissenschaft und Politik über die Gefährlichkeit und Langzeitwirkung dieser Stoffe. Gar nichts wisse man über Langzeitschäden, beklagt Matthias Rehfeld-Klein, da keiner systematische Untersuchungen mache. Medikamentenrückstände seien ein weit unterschätztes Thema.
"In erster Linie werden Fische betroffen sein, auch die wirbellose Fauna, es sind natürlich auch beschrieben toxische Hemmungen von Algen und anderem Plankton."
Besonders beklagt der Berliner Senatsbeamte, dass man sich weder in Deutschland noch in der EU auf Grenzwerte für bestimmte Arzneiwirkstoffe einigen kann. Seit Jahren diskutiert man darüber. Noch nicht einmal die häufigsten Wirkstoffe seien auf eine EU-weite Beobachtungsliste gekommen: Ethinyl-Estradiol zum Beispiel oder Estradiol, zwei Wirkstoffe der "Pille". Oder das Schmerzmittel Diclofenac.
Umweltschäden durch Diclofenac sind seit langem bekannt. Schon bei einer Konzentration von 0,5 Mikrogramm pro Liter entstehen Nierenschäden bei Forellen. Für internationales Aufsehen sorgte vor Jahren ein Fall, als Geier in Indien und Pakistan an Nierenversagen starben. Sie fraßen tote Rinder und Ziegen, die mit Diclofenac behandelt waren. Bekannt ist auch, dass Hormone, die über die Pille in die Gewässer gelangen, auf Fische bereits bei einem Nanogramm pro Liter wirken. Die Tiere werden zwittrig, steril oder wechseln das Geschlecht. Bei Fröschen hat man ähnliches festgestellt.
Auch Uwe Dünnbier ist zunehmend besorgt. Alle Vierteljahre läßt der langjährige Chef der Trinkwasseranalytik bei den Berliner Wasserbetrieben gereinigtes Abwasser aus den Klärwerksabläufen der Stadt auf Arzneiwirkstoffe prüfen. Wie hier am Klärwerksablauf in Berlin-Tegel. Alles, was aus der Kläranlage in den Wasserkreislauf kommt, kann im Trinkwasser landen.
"Wir haben ja dadurch bedingt, dass wir in unseren Berliner Gewässern einen höheren Anteil an gereinigtem Abwasser haben als andere größere Städte wie Köln am Rhein oder Magdeburg an der Elbe, dadurch haben wir am Ende eine höhere Konzentration zu beklagen als an anderer Stelle."
Regelmäßig findet Uwe Dünnbier pharmazeutische Spurenstoffe im Trinkwasser. Ein Phänomen, das Berlin mit vielen anderen deutschen Städten teilt.
"Vorrangig sind das meist Psychopharmaka in irgendeiner Art und Weise, zum Beispiel das Antiepileptikum Carbamazepin oder das Psychopharmakon Primidon oder Phenobarbital. Dann finden wir auch ein Antibiotikum – Sulfonamid Oxazol, wo wir die Konzentrationen beobachten."
Die meisten Klärwerke in Deutschland verfügen über eine mechanische und biologische Reinigungsstufe, mit der nur abbaubare Stoffe zu entfernen sind. Arzneiwirkstoffe dagegen sind sehr stabil. Noch ist ihre Konzentration in der Umwelt verschwindend gering und keineswegs gesundheitsbeeinträchtigend, glaubt Dünnbier. Doch die Gesellschaft altert, mit dem wachsenden Medikamentenkonsum könnte sich auch das Problem verschärfen. Dabei ist Trinkwasser ist ein hohes Gut, und sollte frei von Fremdstoffen sein.
Labor am Institut für Umwelttechnik der Technischen Universität Berlin. Die Chemikerin Anke Putschew sitzt vor einem hochmodernen Analysegerät, mit dem sie pharmazeutische Spurenstoffe in einer Wasserprobe aufspürt. Auf dem Monitor erscheint eine Vielzahl von Arzneiwirkstoffen.
"Das ist Diclofenac, das sind Schmerzmittel, ... Palette von Schmerzmitteln, Betablocker und Lipidsenker und die Antiepileptika."
Seit fast 20 Jahren ist Anke Putschew diesen Stoffen auf der Spur. 1994 war sie eine der ersten, die in Berlin Arzneirückstände im Wasser fand. Zuerst waren es Röntgenkonstrastmittel. Dann Lipidsenker, Schmerzmittel, Betablocker. Die Palette wurde immer größer. Die Analytik immer feiner. Heute kann sie Konzentrationen im unteren Nanogramm-pro-Liter-Bereich finden, mit Hilfe hochmoderner Flüssigkeitschromatographen und angeschlossenem Massenspektrometer.
"Die Konzentrationen, die man im Wasser findet, sind sehr, sehr gering, so dass es die Meinung gibt, diese geringen Konzentrationen machen nichts. Aber es gibt auch andere Ansichten, die sagen, OK., wir haben nicht nur einen Stoff in geringer Konzentration, wir haben eine ganze Palette von Stoffen in geringer Konzentration. Und da ist die Frage, ob es Synergieeffekte gibt und was so ein Cocktail auslösen kann."
Die Cocktailwirkung oder "Mischtoxizität" sei das große Problem. Darüber weiß die Wissenschaft bei Arzneiwirkstoffen gar nichts. Denn es gibt Stoffe, die verstärken ihre Wirkung in der Mischung, andere heben sie auf. Das haben Forschungsarbeiten zu Pflanzenschutzmitteln gezeigt. Rund 150 pharmazeutische Spurenstoffe haben Wissenschaftler in Gewässern bisher gefunden. Jedes Jahr kommen neue hinzu. Viele Forscher gehen davon aus, dass sich noch viel mehr in der Umwelt befinden. Doch für etliche fehlen technische Nachweismöglichkeiten. Einige Arzneiwirkstoffe werden im menschlichen Körper abgebaut, ihre Stoffwechselprodukte ausgeschieden. Da man ihre chemische Struktur nicht kennt, findet man sie nicht.
Rund um die Uhr laufen die Analysegeräte an der TU Berlin. Eine Wasserprobe nach der andere fährt automatisch in das kastenförmige Gerät. Die Arbeiten sind Teil eines großen Forschungsverbundprojekts, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Martin Jekel, Professor für Wasserreinhaltung an der TU Berlin leitet ein Teilprojekt, in dem Klärwerkstechnik erforscht wird, die Spurenstoffe entfernt. Pharmaka gehören nicht in den Wasserkreislauf – meint er.
"Das Ziel ist, die bestmögliche Technik nach allen Kriterien zu finden, die es erlaubt, die Stoffe, die wir jetzt kennen, zu entfernen. Die Diskussion, welche Stoffe es denn sein müssen, ist noch nicht beendet und in welchem Ausmaß sie entfernt werden müssen. Wir reden über 80 bis 90 Prozent Entfernungsgrade."
Martin Jekel, weltweit einer der führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet, prüft zwei Verfahren, die man bereits seit Jahren aus der Trinkwasseraufbereitung kennt. Die Aktivkohle- und Ozonbehandlung.
"Aktivkohle absorbiert die Stoffe. Die werden mit der Aktivkohle abgetrennt und können dann zum Beispiel verbrannt werden. Ozon oxidiert die Stoffe im Wasser zu neuen Produkten, die dann nicht mehr die Wirkstoffe sind, wie sie bekannt sind. Diese Stoffe sind dann zum Teil biologisch abbaubar und können dann zum Beispiel in einem Filter wieder abgebaut werden."
Im Labormaßstab funktioniert die Ozonbehandlung der Stoffe gut. Bedenken aus früheren Versuchen, dass dabei toxische Abbauprodukte entstehen, konnten in Berlin vorerst ausgeräumt werden. Jetzt laufen letzte Laborversuche mit Aktivkohle als Granulat und Pulver. Mit wachsendem Erfolg – erzählt Frederic Zietschmann aus dem Analyselabor.
"Es gibt zum Beispiel das Antiepileptikum Carbamazepin. Das funktioniert sehr gut, weil es im Wasser nicht besonders löslich ist. Auch Diclofenac, das jeder kennt aus dem Schmerzmittel Voltaren. Das läßt sich sehr gut entfernen. Aber es gibt auch Stoffe wie Sulfonamid Oxazol. Das ist ein Antibiotikum, das wesentlich schlechter an die Aktivkohle adsorbiert."
Um die Verfahren im Klärwerk auf ihre Wirtschaftlichkeit zu prüfen, hat die TU Berlin in Zusammenarbeit mit den Berliner Wasserbetrieben erste Pilotanlagen errichten lassen. Eine zur Ozonbehandlung im Klärwerk Münchehofe. Eine für Aktivkohle in der Oberflächenwasseraufbereitungsanlage Berlin-Tegel. Die Anlage zur Aktivkohlebehandlung wurde von Verfahrenstechniker Felix Meinel konstruiert.
"Hier versuchen wir mit Pulveraktivkohle, diese Spurenstoffe zu entfernen aus dem Wasser. Die besondere Herausforderung ist, dass das Berliner Wasser eine spezifische Zusammensetzung hat, die es uns nicht leicht macht, die Spurenstoffe zu entfernen. Wir hoffen mit geringer Aktivkohledosierung ein gutes Ergebnis zu erzielen."
Das Berliner Abwasser enthält viele Huminstoffe, die sich an der Aktivkohle festsetzen. Damit ist weniger Platz für pharmazeutische Spurenstoffe, die dort andocken sollen. In anderen Regionen wie in Nordrhein-Westfalen oder Baden-Württemberg, wo ebenfalls Versuche mit Aktivkohle in Klärwerken laufen, ist die Huminstoffkonzentration im Abwasser nur halb so hoch. Deshalb arbeiten die Berliner an einer Verfahrenstechnik, um die Aktivkohle effektiv nutzen zu können.
Felix Meinel schaut in den blauen Kunststoffbehälter der Pilotanlage, in dem das schwarze Kohlepulver mit Wasser vermischt wird. Aktivkohle ist teuer. Die Pulvermenge ist mitentscheidend für die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
"Im Endeffekt ist es gereinigtes Abwasser, das wir als Zulauf haben. Es wird eine Suspension aus pulverisierter Aktivkohle zugesetzt. Dann wird das in diese Mischkaskade geführt, in der die Aktivkohleadsorption stattfindet, in der die Spurenstoffe, die im Wasser gelöst sind, sich an die Kohlepartikel binden und als Flocke dann abgetrennt werden können."
Der Schweizer Wissenschaftler Hansruedi Sigrist von der Eidgenössischen Anstalt für Wasserversorgung, Abwässerreinigung und Gewässerschutz verfolgt die Technologieentwicklung in Deutschland mit Interesse. Auch bei ihm ist die Spurenstoffentfernung ein großes Thema. Denn die Schweiz hat als erstes europäisches Land gerade beschlossen, in den nächsten 20 Jahren bis zu 120 Kläranlagen mit einer vierten Reinigungsstufe auszurüsten, das heißt, mit Aktivkohle- oder Ozonbehandlung.
"Die Schweiz ist das Wasserherz Europas. Das war auch eine Motivation, etwas zu machen, am Anfang des Wasserweges. Darum werden alle größeren Anlagen solch' eine Stufe einrichten. Die Belastungen sind nicht höher als anderswo. Aber in den Fließgewässern haben wir Probleme, weil die Verdünnung relativ gering ist."
Rund zehn bis 15 Franken pro Einwohner und Jahr wird die vierte Reinigungsstufe in der Schweiz kosten. Hinzu kommen Investitionskosten, für die ein spezieller Fond eingerichtet werden soll, in den alle Schweizer einzahlen. In Deutschland zögert die Politik. Man fürchtet die Kosten - meint der Berliner Abwasserprofessor Martin Jekel von der TU Berlin.
"Will ich diese Stoffe? Lass ich sie einfach zu und toleriere das und gehe dieses Risiko ein? Dann muss man das aushalten. Aber über die Jahre hat man das immer wieder gesehen, es kommen doch immer wieder neue Befunde auf. Von daher sage ich: Es ist machbar. Fertig."
Immer wieder wird auch diskutiert, ob es Sinn macht, Krankenhausabwässer separat zu erfassen und vorzubehandeln. In Gelsenkirchen beispielsweise lief ein Forschungsprojekt dazu. Doch der Berliner Professor hält davon wenig. Krankenhausabwässer machen nur zehn bis 20 Prozent der jährlichen Gesamtmenge an Arzneirückständen im kommunalen Abwasser aus. Da müssten andere Lösungen her.
Labor am Institut für nachhaltige und Umweltchemie der Leuphana-Universität Lüneburg. Seit drei Jahren erforschen hier Klaus Kümmerer und sein Team die Abbaumechanismen von Arzneiwirkstoffen. Mithilfe modernster Massenspektrometrie studieren sie, wie sich Wirkstoffe in der Umwelt verhalten. Zum Beispiel unter bestimmtem Lichteinfall, bei einem gewissen pH-Wert oder einer bestimmten Wassertemperatur. Denn unter den vielen 3000 Wirkstoffen, die in Deutschland auf dem Markt sind, gibt es etliche mit guten Abbaueigenschaften – erzählt Klaus Kümmerer. Diese Eigenschaften will er gezielt nutzen. Seit langem ärgert ihn, dass erst in der Kläranlage über das Problem nachgedacht wird.
"Man muss natürlich wissen, egal welche Technik ich anwende, ich hole nie alle diese Wirkstoffe raus. Und ich hab noch einen zusätzlichen Aufwand an Energie, an Material. Ich will nicht sagen, es macht überhaupt keinen Sinn, aber man muss sehr genau hinschauen."
Kennt man jedoch die Abbaumechanismen eines Wirkstoffs, kann man sie bei der Entwicklung oder Verbesserung von Medikamenten von Anfang an mitberücksichtigen.
"Ich habe den gesamten Lebenslauf im Blick und denke schon im Anfang, bevor ich überhaupt ein Molekül synthetisiere: Wie muss das eigentlich aussehen, damit es am Ende, wenn es in die Umwelt gelangt, dort nicht völlig stabil ist."
Bisher spielt bei der Medikamentenentwicklung die Umwelt kaum eine Rolle. Einziges Ziel ist es, eine optimale Funktionalität des Wirkstoffs zu erreichen. Die Folge: Wirkstoffmoleküle werden auf Stabilität optimiert. Und Stabilität im menschlichen Körper bedeutet meist auch Stabilität in der Kläranlage und im Gewässer. Dass zwischen Wirksamkeit und Abbaubarkeit eines Medikaments kein Widerspruch bestehen muss, hat Klaus Kümmerer bereits 2009 in einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Forschungsprojekt gezeigt. In Zusammenarbeit mit dem deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg hat er bei der Verbesserung eines Krebsmedikamentes mitgewirkt.
"Im Endeffekt war es dann so, dass die mit ihren Kenntnissen und ihren Methoden die Wirksamkeit verbessert haben. Und wir standen quasi nebendran. Haben gesagt, gut, wir können jetzt 100 verschiedene Varianten machen, um die Wirksamkeit zu verbessern. Dann sagen wir Euch, nehmt doch diese zehn. Da wird nicht nur die Wirksamkeit besser, da wird auch das Verhalten in der Umwelt besser."
Ein Erfolg, der leider bis heute keine Fortsetzung erfährt. Denn bis heute findet sich kein Unternehmen, das dem neuen Krebsmedikament zur Markteinführung verhelfen will.
"In diesem Fall ist es schwierig, weil im Moment in der Pharmaindustrie der Trend ganz stark ist, solche Dinge erst zu kaufen, wenn das Risiko relativ klein ist. In dem Fall kommt auch dazu, weil das eine neue Art des Denkens ist. Da braucht es noch ein bisschen Zeit."
Doch der Professor für nachhaltige Chemie gibt nicht auf. Er weiß, dass er ein Pionier seiner Branche ist. Seit 2010 arbeitet er in Lüneburg gemeinsam mit einem jungen Team aus Chemikern, Ökologen, Umweltjuristen und Ökonomen an der Vision, optimale Funktionalität einer Chemikalie mit schneller Abbaubarkeit zu verbinden.
Am Monitor des Chemieinformatikers Christoph Leder ist das Know-how dafür zu bewundern. Mit der Maus bewegt er eine dreidimensionale molekulare Proteinstruktur über den Bildschirm. Sie gehört einem Antibiotikum und Christoph Leder will sie so verändern, dass sie in der Umwelt schnell zerfällt. Dafür nutzt er Computermodelle, die unter 10.000 verschiedenen Molekülstrukturvarianten die besten berechnen.
"Die neue Anwendung ist, dass wir im Gegensatz zu den Leuten, die neue Wirkstoffe suchen, die Technologie nutzen, um die Wirkstoffe nicht nur sogar wirksamer zu machen, sondern auch umweltfreundlicher zu machen. Dazu können wir fast die gleichen Tools nutzen, wie die normalen Pharmakologen, aber gehen darüber hinaus dann so vor, dass wir Win-Win-Situationen schaffen wollen, dass sich sowohl die Pharmakologie verbessert als auch die Umweltfreundlichkeit."
Mit viel Skepsis beobachtet Siegfried Throm diese zarten Forschungsansätze. Er ist Geschäftsführer für Forschung, Entwicklung und Innovation beim Verband der forschenden Arzneimittelhersteller.
"Unsere Hersteller können nicht gezielt Wirkstoffe auf Bioabbaubarkeit entwickeln. Bereits jetzt ist die Erfindung eines neuen Wirkstoffs ein extrem aufwendiger, extrem risikoreicher Prozess. Von 5000 bis 10.000 Substanzen, die hoffnungsfroh in die Entwicklung gegeben werden, erreicht letztendlich nur ein einziger dann die Zulassung. Wenn wir hier das Kriterium Abbaubarkeit noch mit dazu nehmen würden, hätten wir sicher den Faktor 10 noch zusätzlich zu berechnen, das heißt, wir würden mit 50.000 bis 100.000 Substanzen anfangen. Das ist eigentlich nicht mehr handhabbar und nicht mehr bezahlbar."
Siegfried Throm kennt die Härten des Geschäfts. Auf große Experimente will sich in Branche keiner einlassen. Man setzt vielmehr auf andere Wege, um die Medikamentenfracht in den Gewässern zu reduzieren.
"Unsere Hersteller bemühen sich über innovative Darreichungsformen, wo man wesentlich weniger Wirkstoffe einsetzen muss, um die Umweltbelastungen nachher auch mit zu reduzieren, oder über die Entwicklung von biologischen Arzneimitteln, die aus Eiweißstoffen bestehen, die sehr leicht abbaubar sind, die Umweltproblematik zu lösen. Eine ausschließlich auf die Umwelt gerichtete Arzneimittelentwicklung sehe ich allerdings nicht."
Seit 1998 ist bei der Neuzulassung von Medikamenten in Deutschland eine Umweltverträglichkeitsprüfung Pflicht. Seit 2006 gibt es europaweit Leitfäden dafür. Wird ein Umweltrisiko festgestellt, kann nur bei Tierarzneimitteln die Zulassung versagt werden. Human-Arzneimittel müssen in jedem Fall zugelassen werden, allerdings mit der Auflage, das Umweltrisiko zu mindern. Für Medikamente, die vor 1998 zugelassen wurden, ist eine nachträgliche Umweltverträglichkeitsprüfung nicht erforderlich.
Am Umweltbundesamt ist Ökotoxikologin Ina Ebert für die Umweltverträglichkeitsprüfung zuständig. Jedes Jahr landen bei ihr und ihrem 20-köpfigen Team 200 neue Arzneimittel. Der größte Teil sind Human-Arzneimittel. Bis zu 100 Seiten umfassen die Unterlagen, die pro Medikament von den Pharmaunternehmen eingereicht werden. Diese sind verpflichtet, nach einem EU-weit standardisierten Verfahren, ihre Wirkstoffe zum Beispiel an Fischeiern, Algen und Wasserflöhen zu testen. Ina Ebert läßt die Daten auf Richtigkeit überprüfen und trägt sie in eine interne Chemikaliendatenbank ein.
"Die Daten, die das Umweltbundesamt von der Industrie bekommt, das sind Betriebs- und Geschäftsgeheimnisse. Die dürfen wir nicht rausgeben, obwohl wir uns wünschen würden, dass das Ergebnis der Umweltrisikobewertung öffentlich gemacht wird und auch die Öffentlichkeit Zugriff hat auf solche Informationen."
Ärzte, Apotheker und Patienten wissen bis heute so gut wie gar nichts über die Umweltwirkung ihrer Medikamente. Würden sie bei der Arzneiwahl mit auf diesen Aspekt achten, wenn sie die Informationen dazu hätten? In Schweden gebe es erste Ansätze dafür – berichtet die Ökotoxikologin Ina Ebert vom Umweltbundesamt.
"Ein gutes Beispiel für Transparenz und Öffentlichkeit ist das schwedische Klassifikationssystem. Das ist so eine Datenbank, die Umweltdaten für Arzneimittel öffentlich macht, speziell für Ärzte, Apotheker und Patienten. Da kann jeder Interessierte reinschauen und sich über seinen Wirkstoff, der ihn gerade interessiert, informieren. Das Ziel war auch, Ärzte und Apotheker über Alternativen zu informieren."
Außerdem gibt es in Schweden ein Umweltpunktesystem auf der Arzneiverpackung - ein Forschungsprojekt, in das auch die schwedische Pharmaindustrie investiert hat. Ina Ebert vom Umweltbundesamt wünscht sich so eine Initiative auch für Deutschland.
"Wir finden es richtig, bereits am Anfang des Lebensprozesses eines Arzneimitteln anzusetzen und nicht erst ganz am Ende und alles den Kläranlagen zu überlassen. Was nicht ins Wasser kommt, muss auch nicht aufwendig heraus gefischt werden."
Es geht nicht nur um Medikamente, die der Mensch verbraucht. Rund 200 Millionen Tonnen Gülle gelangen jedes Jahr in Deutschland auf die Felder. Hinzu kommen große Mengen Importgülle aus den Niederlanden. Seit Mitte der 80er-Jahre weiß man, dass auf diesem Weg Tonnen von Tier-Arzneirückständen in den Boden und von dort auch Teile ins Grundwasser sickern. In den letzten Jahren wurden auch Antibiotikawirkstoffe in der Umwelt gefunden, die sich über Stallstäube verbreiten.
Schweineversuchsstall an der Tierhochschule Hannover. Manfred Kietzmann vom Institut für Pharmakologie läßt Blut-, Urin- und Kotproben von zwölf Tieren entnehmen. Manfred Kietzmann ist Antibiotikawirkstoffen auf der Spur. Sie gehören zur größten Medikamentengruppe in der Tierhaltung. Fast 1800 Tonnen deutschlandweit im letzten Jahr. Meist werden sie als Pulver ins Futter und Trinkwasser gemischt. Bereits 1995 hat der Pharmakologe erste Nachweise erbracht, dass dadurch Stallstäube hochgradig belastet sind. Landwirte und Tierärzte atmen das ein.
"Das stellt ein Problem dar, weil natürlich nicht nur die direkte Umwelt, sondern dann auch die weit entfernte Umwelt über die Lüftung möglicherweise belastet werden kann."
Manfred Kietzmann konnte erstmals beweisen, dass außerdem nachfolgende Tierbestände – auch ohne Medikamentenbehandlung - durch Antibiotikastäube belastet werden. Das zeigten Urin-, Kot- und Blutproben der Tiere.
"Der Wirkstoff kann verschleppt werden, so dass plötzlich Rückstände in Tieren auftreten können, die gar nicht behandelt wurden, weil sie nach den Tieren in den Behandlungsbereich gekommen sind oder im Nachbarbereich im Stall gehalten wurden. Das heißt, unbehandelte Tiere können rückstandspositiv sein."
Verschleppung von Antibiotika nennt der Pharmakologe das Phänomen. Über die Gülle gelangen sie dann auch in Böden und Grundwasser und drohen dort Resistenzen zu bilden. Ende der 90er-Jahre interessierten sich Politik und Öffentlichkeit kaum für die Forschungsergebnisse. Erst 2009 konnte Kietzmann ein Forschungsprojekt starten, das jetzt zum Abschluss kam. Gemeinsam mit seinem Team untersuchte er, ob eine andere Antibiotikaverabreichung die Belastung reduzieren könnte. Statt staubiges Pulver gab er den Tieren Pellets oder Granulat, in denen das Antibiotikum mikroverkapselt war. Es zeigte sich, dass die Belastungen der Tiere und der Umwelt zurückgingen. Doch die praktische Umsetzung sei schwierig – erklärt der Pharmakologe.
"Die Darreichungsformen, die Alternativen darstellen könnten, Pellets mikroverkapselt oder Granulierung, sind alle teurer. Das ist das Problem der praktischen Umsetzbarkeit, weil eben höhere Kosten anfallen würden bei der Behandlung der Tiere. Das ist offenbar ein zu großes Hindernis unter den politischen und gesellschaftlichen Gegebenheiten."
Möchte die Gesellschaft weniger Arzneirückstände in der Umwelt haben? Dann muss sie in Zukunft bereit sein, dafür zu zahlen – meint Manfred Kietzmann. Am besten für eine rückstandsfreie Tierhaltung. Oder eine Klärwerkstechnik, die pharmazeutische Stoffe zurückhält. Am wirkungsvollsten wäre jedoch die gezielte Entwicklung von Medikamenten, die nur dort wirken, wo sie gebraucht werden. "Nachhaltige Pharmazie" nennt das der Pharmakologe.
"Jetzt sind wir schon an der ersten Messstelle."
Bis zu zehn Messstellen müssen sie abfahren und Wasserproben nehmen.
"Wir sind jetzt auf der Spree. Die Messstellen wurden im Rahmen eines Senatsmessprogramms vor Jahren festgelegt abhängig von verschiedenen Zuleitungsstellen."
3,5 Millionen Menschen entsorgen im Großraum Berlin ihr Abwasser über die Kläranlagen in das Gewässersystem von Havel und Spree. Darunter über 120 Krankenhäuser und Kliniken, Tausende Arztpraxen. Durch menschliche Ausscheidungen, aber auch durch falsche Entsorgung von Altmedikamenten in den Ausguss oder die Toilette gelangen jährlich mehrere Tonnen Arzneimittelwirkstoffe in die Umwelt. Häusliche Abwässer sind die Hauptquelle. Bundesweit.
"Wir machen jetzt aber Arzneistoffe."
Im Akkord befüllen Horst Brandt und seine Kollegin braune Glasflaschen mit Spreewasser. Zügig kommen die Flaschen in die Thermokisten.
"Im Rahmen von Sonderuntersuchungsprogrammen werden die Gewässer auf Arzneimittelrückstände untersucht."
Nur alle paar Jahre läßt Berlin seine Gewässer auf Arzneimittelrückstände prüfen. Bisher gibt es keine gesetzliche Pflicht für eine regelmäßige Überwachung, obwohl der Medikamentenkonsum steigt. Pro Jahr werden in Deutschland mehr als 30.000 Tonnen Arzneimittel verteilt und fast 3000 verschiedene Wirkstoffe verbraucht.
"Wir können weiter…"
Zwei Stunden sind Horst Brandt und seine Kollegin auf der Spree unterwegs. Am Messpunkt "Jannowitzbrücke" mitten im Stadtzentrum macht die "Glienicke" zum letzten Mal Halt. Direkt am Spreeufer befindet sich die Berliner Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umweltschutz. Matthias Rehfeld-Klein leitet hier den Fachbereich Wasserwirtschaft.
"Wenn wir so vergleichen die Befunde in den Gewässern, die mit einer hohen Abwasserlast zu tun haben, stellen wir doch recht hohe Konzentrationen fest, die bis zu ein bis zwei Mikrogramm pro Liter für ausgewählte Arzneimittel gehen."
Ein bis zwei Mikrogramm pro Liter – das entspricht etwa der Zuckerkonzentration in einem 50-Meter-Schwimmbecken, in dem ein Stück Würfelzucker aufgelöst wurde. Verschwindend gering, könne man meinen. Doch bis heute streiten Wissenschaft und Politik über die Gefährlichkeit und Langzeitwirkung dieser Stoffe. Gar nichts wisse man über Langzeitschäden, beklagt Matthias Rehfeld-Klein, da keiner systematische Untersuchungen mache. Medikamentenrückstände seien ein weit unterschätztes Thema.
"In erster Linie werden Fische betroffen sein, auch die wirbellose Fauna, es sind natürlich auch beschrieben toxische Hemmungen von Algen und anderem Plankton."
Besonders beklagt der Berliner Senatsbeamte, dass man sich weder in Deutschland noch in der EU auf Grenzwerte für bestimmte Arzneiwirkstoffe einigen kann. Seit Jahren diskutiert man darüber. Noch nicht einmal die häufigsten Wirkstoffe seien auf eine EU-weite Beobachtungsliste gekommen: Ethinyl-Estradiol zum Beispiel oder Estradiol, zwei Wirkstoffe der "Pille". Oder das Schmerzmittel Diclofenac.
Umweltschäden durch Diclofenac sind seit langem bekannt. Schon bei einer Konzentration von 0,5 Mikrogramm pro Liter entstehen Nierenschäden bei Forellen. Für internationales Aufsehen sorgte vor Jahren ein Fall, als Geier in Indien und Pakistan an Nierenversagen starben. Sie fraßen tote Rinder und Ziegen, die mit Diclofenac behandelt waren. Bekannt ist auch, dass Hormone, die über die Pille in die Gewässer gelangen, auf Fische bereits bei einem Nanogramm pro Liter wirken. Die Tiere werden zwittrig, steril oder wechseln das Geschlecht. Bei Fröschen hat man ähnliches festgestellt.
Auch Uwe Dünnbier ist zunehmend besorgt. Alle Vierteljahre läßt der langjährige Chef der Trinkwasseranalytik bei den Berliner Wasserbetrieben gereinigtes Abwasser aus den Klärwerksabläufen der Stadt auf Arzneiwirkstoffe prüfen. Wie hier am Klärwerksablauf in Berlin-Tegel. Alles, was aus der Kläranlage in den Wasserkreislauf kommt, kann im Trinkwasser landen.
"Wir haben ja dadurch bedingt, dass wir in unseren Berliner Gewässern einen höheren Anteil an gereinigtem Abwasser haben als andere größere Städte wie Köln am Rhein oder Magdeburg an der Elbe, dadurch haben wir am Ende eine höhere Konzentration zu beklagen als an anderer Stelle."
Regelmäßig findet Uwe Dünnbier pharmazeutische Spurenstoffe im Trinkwasser. Ein Phänomen, das Berlin mit vielen anderen deutschen Städten teilt.
"Vorrangig sind das meist Psychopharmaka in irgendeiner Art und Weise, zum Beispiel das Antiepileptikum Carbamazepin oder das Psychopharmakon Primidon oder Phenobarbital. Dann finden wir auch ein Antibiotikum – Sulfonamid Oxazol, wo wir die Konzentrationen beobachten."
Die meisten Klärwerke in Deutschland verfügen über eine mechanische und biologische Reinigungsstufe, mit der nur abbaubare Stoffe zu entfernen sind. Arzneiwirkstoffe dagegen sind sehr stabil. Noch ist ihre Konzentration in der Umwelt verschwindend gering und keineswegs gesundheitsbeeinträchtigend, glaubt Dünnbier. Doch die Gesellschaft altert, mit dem wachsenden Medikamentenkonsum könnte sich auch das Problem verschärfen. Dabei ist Trinkwasser ist ein hohes Gut, und sollte frei von Fremdstoffen sein.
Labor am Institut für Umwelttechnik der Technischen Universität Berlin. Die Chemikerin Anke Putschew sitzt vor einem hochmodernen Analysegerät, mit dem sie pharmazeutische Spurenstoffe in einer Wasserprobe aufspürt. Auf dem Monitor erscheint eine Vielzahl von Arzneiwirkstoffen.
"Das ist Diclofenac, das sind Schmerzmittel, ... Palette von Schmerzmitteln, Betablocker und Lipidsenker und die Antiepileptika."
Seit fast 20 Jahren ist Anke Putschew diesen Stoffen auf der Spur. 1994 war sie eine der ersten, die in Berlin Arzneirückstände im Wasser fand. Zuerst waren es Röntgenkonstrastmittel. Dann Lipidsenker, Schmerzmittel, Betablocker. Die Palette wurde immer größer. Die Analytik immer feiner. Heute kann sie Konzentrationen im unteren Nanogramm-pro-Liter-Bereich finden, mit Hilfe hochmoderner Flüssigkeitschromatographen und angeschlossenem Massenspektrometer.
"Die Konzentrationen, die man im Wasser findet, sind sehr, sehr gering, so dass es die Meinung gibt, diese geringen Konzentrationen machen nichts. Aber es gibt auch andere Ansichten, die sagen, OK., wir haben nicht nur einen Stoff in geringer Konzentration, wir haben eine ganze Palette von Stoffen in geringer Konzentration. Und da ist die Frage, ob es Synergieeffekte gibt und was so ein Cocktail auslösen kann."
Die Cocktailwirkung oder "Mischtoxizität" sei das große Problem. Darüber weiß die Wissenschaft bei Arzneiwirkstoffen gar nichts. Denn es gibt Stoffe, die verstärken ihre Wirkung in der Mischung, andere heben sie auf. Das haben Forschungsarbeiten zu Pflanzenschutzmitteln gezeigt. Rund 150 pharmazeutische Spurenstoffe haben Wissenschaftler in Gewässern bisher gefunden. Jedes Jahr kommen neue hinzu. Viele Forscher gehen davon aus, dass sich noch viel mehr in der Umwelt befinden. Doch für etliche fehlen technische Nachweismöglichkeiten. Einige Arzneiwirkstoffe werden im menschlichen Körper abgebaut, ihre Stoffwechselprodukte ausgeschieden. Da man ihre chemische Struktur nicht kennt, findet man sie nicht.
Rund um die Uhr laufen die Analysegeräte an der TU Berlin. Eine Wasserprobe nach der andere fährt automatisch in das kastenförmige Gerät. Die Arbeiten sind Teil eines großen Forschungsverbundprojekts, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird. Martin Jekel, Professor für Wasserreinhaltung an der TU Berlin leitet ein Teilprojekt, in dem Klärwerkstechnik erforscht wird, die Spurenstoffe entfernt. Pharmaka gehören nicht in den Wasserkreislauf – meint er.
"Das Ziel ist, die bestmögliche Technik nach allen Kriterien zu finden, die es erlaubt, die Stoffe, die wir jetzt kennen, zu entfernen. Die Diskussion, welche Stoffe es denn sein müssen, ist noch nicht beendet und in welchem Ausmaß sie entfernt werden müssen. Wir reden über 80 bis 90 Prozent Entfernungsgrade."
Martin Jekel, weltweit einer der führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet, prüft zwei Verfahren, die man bereits seit Jahren aus der Trinkwasseraufbereitung kennt. Die Aktivkohle- und Ozonbehandlung.
"Aktivkohle absorbiert die Stoffe. Die werden mit der Aktivkohle abgetrennt und können dann zum Beispiel verbrannt werden. Ozon oxidiert die Stoffe im Wasser zu neuen Produkten, die dann nicht mehr die Wirkstoffe sind, wie sie bekannt sind. Diese Stoffe sind dann zum Teil biologisch abbaubar und können dann zum Beispiel in einem Filter wieder abgebaut werden."
Im Labormaßstab funktioniert die Ozonbehandlung der Stoffe gut. Bedenken aus früheren Versuchen, dass dabei toxische Abbauprodukte entstehen, konnten in Berlin vorerst ausgeräumt werden. Jetzt laufen letzte Laborversuche mit Aktivkohle als Granulat und Pulver. Mit wachsendem Erfolg – erzählt Frederic Zietschmann aus dem Analyselabor.
"Es gibt zum Beispiel das Antiepileptikum Carbamazepin. Das funktioniert sehr gut, weil es im Wasser nicht besonders löslich ist. Auch Diclofenac, das jeder kennt aus dem Schmerzmittel Voltaren. Das läßt sich sehr gut entfernen. Aber es gibt auch Stoffe wie Sulfonamid Oxazol. Das ist ein Antibiotikum, das wesentlich schlechter an die Aktivkohle adsorbiert."
Um die Verfahren im Klärwerk auf ihre Wirtschaftlichkeit zu prüfen, hat die TU Berlin in Zusammenarbeit mit den Berliner Wasserbetrieben erste Pilotanlagen errichten lassen. Eine zur Ozonbehandlung im Klärwerk Münchehofe. Eine für Aktivkohle in der Oberflächenwasseraufbereitungsanlage Berlin-Tegel. Die Anlage zur Aktivkohlebehandlung wurde von Verfahrenstechniker Felix Meinel konstruiert.
"Hier versuchen wir mit Pulveraktivkohle, diese Spurenstoffe zu entfernen aus dem Wasser. Die besondere Herausforderung ist, dass das Berliner Wasser eine spezifische Zusammensetzung hat, die es uns nicht leicht macht, die Spurenstoffe zu entfernen. Wir hoffen mit geringer Aktivkohledosierung ein gutes Ergebnis zu erzielen."
Das Berliner Abwasser enthält viele Huminstoffe, die sich an der Aktivkohle festsetzen. Damit ist weniger Platz für pharmazeutische Spurenstoffe, die dort andocken sollen. In anderen Regionen wie in Nordrhein-Westfalen oder Baden-Württemberg, wo ebenfalls Versuche mit Aktivkohle in Klärwerken laufen, ist die Huminstoffkonzentration im Abwasser nur halb so hoch. Deshalb arbeiten die Berliner an einer Verfahrenstechnik, um die Aktivkohle effektiv nutzen zu können.
Felix Meinel schaut in den blauen Kunststoffbehälter der Pilotanlage, in dem das schwarze Kohlepulver mit Wasser vermischt wird. Aktivkohle ist teuer. Die Pulvermenge ist mitentscheidend für die Wirtschaftlichkeit der Anlage.
"Im Endeffekt ist es gereinigtes Abwasser, das wir als Zulauf haben. Es wird eine Suspension aus pulverisierter Aktivkohle zugesetzt. Dann wird das in diese Mischkaskade geführt, in der die Aktivkohleadsorption stattfindet, in der die Spurenstoffe, die im Wasser gelöst sind, sich an die Kohlepartikel binden und als Flocke dann abgetrennt werden können."
Der Schweizer Wissenschaftler Hansruedi Sigrist von der Eidgenössischen Anstalt für Wasserversorgung, Abwässerreinigung und Gewässerschutz verfolgt die Technologieentwicklung in Deutschland mit Interesse. Auch bei ihm ist die Spurenstoffentfernung ein großes Thema. Denn die Schweiz hat als erstes europäisches Land gerade beschlossen, in den nächsten 20 Jahren bis zu 120 Kläranlagen mit einer vierten Reinigungsstufe auszurüsten, das heißt, mit Aktivkohle- oder Ozonbehandlung.
"Die Schweiz ist das Wasserherz Europas. Das war auch eine Motivation, etwas zu machen, am Anfang des Wasserweges. Darum werden alle größeren Anlagen solch' eine Stufe einrichten. Die Belastungen sind nicht höher als anderswo. Aber in den Fließgewässern haben wir Probleme, weil die Verdünnung relativ gering ist."
Rund zehn bis 15 Franken pro Einwohner und Jahr wird die vierte Reinigungsstufe in der Schweiz kosten. Hinzu kommen Investitionskosten, für die ein spezieller Fond eingerichtet werden soll, in den alle Schweizer einzahlen. In Deutschland zögert die Politik. Man fürchtet die Kosten - meint der Berliner Abwasserprofessor Martin Jekel von der TU Berlin.
"Will ich diese Stoffe? Lass ich sie einfach zu und toleriere das und gehe dieses Risiko ein? Dann muss man das aushalten. Aber über die Jahre hat man das immer wieder gesehen, es kommen doch immer wieder neue Befunde auf. Von daher sage ich: Es ist machbar. Fertig."
Immer wieder wird auch diskutiert, ob es Sinn macht, Krankenhausabwässer separat zu erfassen und vorzubehandeln. In Gelsenkirchen beispielsweise lief ein Forschungsprojekt dazu. Doch der Berliner Professor hält davon wenig. Krankenhausabwässer machen nur zehn bis 20 Prozent der jährlichen Gesamtmenge an Arzneirückständen im kommunalen Abwasser aus. Da müssten andere Lösungen her.
Labor am Institut für nachhaltige und Umweltchemie der Leuphana-Universität Lüneburg. Seit drei Jahren erforschen hier Klaus Kümmerer und sein Team die Abbaumechanismen von Arzneiwirkstoffen. Mithilfe modernster Massenspektrometrie studieren sie, wie sich Wirkstoffe in der Umwelt verhalten. Zum Beispiel unter bestimmtem Lichteinfall, bei einem gewissen pH-Wert oder einer bestimmten Wassertemperatur. Denn unter den vielen 3000 Wirkstoffen, die in Deutschland auf dem Markt sind, gibt es etliche mit guten Abbaueigenschaften – erzählt Klaus Kümmerer. Diese Eigenschaften will er gezielt nutzen. Seit langem ärgert ihn, dass erst in der Kläranlage über das Problem nachgedacht wird.
"Man muss natürlich wissen, egal welche Technik ich anwende, ich hole nie alle diese Wirkstoffe raus. Und ich hab noch einen zusätzlichen Aufwand an Energie, an Material. Ich will nicht sagen, es macht überhaupt keinen Sinn, aber man muss sehr genau hinschauen."
Kennt man jedoch die Abbaumechanismen eines Wirkstoffs, kann man sie bei der Entwicklung oder Verbesserung von Medikamenten von Anfang an mitberücksichtigen.
"Ich habe den gesamten Lebenslauf im Blick und denke schon im Anfang, bevor ich überhaupt ein Molekül synthetisiere: Wie muss das eigentlich aussehen, damit es am Ende, wenn es in die Umwelt gelangt, dort nicht völlig stabil ist."
Bisher spielt bei der Medikamentenentwicklung die Umwelt kaum eine Rolle. Einziges Ziel ist es, eine optimale Funktionalität des Wirkstoffs zu erreichen. Die Folge: Wirkstoffmoleküle werden auf Stabilität optimiert. Und Stabilität im menschlichen Körper bedeutet meist auch Stabilität in der Kläranlage und im Gewässer. Dass zwischen Wirksamkeit und Abbaubarkeit eines Medikaments kein Widerspruch bestehen muss, hat Klaus Kümmerer bereits 2009 in einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Forschungsprojekt gezeigt. In Zusammenarbeit mit dem deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg hat er bei der Verbesserung eines Krebsmedikamentes mitgewirkt.
"Im Endeffekt war es dann so, dass die mit ihren Kenntnissen und ihren Methoden die Wirksamkeit verbessert haben. Und wir standen quasi nebendran. Haben gesagt, gut, wir können jetzt 100 verschiedene Varianten machen, um die Wirksamkeit zu verbessern. Dann sagen wir Euch, nehmt doch diese zehn. Da wird nicht nur die Wirksamkeit besser, da wird auch das Verhalten in der Umwelt besser."
Ein Erfolg, der leider bis heute keine Fortsetzung erfährt. Denn bis heute findet sich kein Unternehmen, das dem neuen Krebsmedikament zur Markteinführung verhelfen will.
"In diesem Fall ist es schwierig, weil im Moment in der Pharmaindustrie der Trend ganz stark ist, solche Dinge erst zu kaufen, wenn das Risiko relativ klein ist. In dem Fall kommt auch dazu, weil das eine neue Art des Denkens ist. Da braucht es noch ein bisschen Zeit."
Doch der Professor für nachhaltige Chemie gibt nicht auf. Er weiß, dass er ein Pionier seiner Branche ist. Seit 2010 arbeitet er in Lüneburg gemeinsam mit einem jungen Team aus Chemikern, Ökologen, Umweltjuristen und Ökonomen an der Vision, optimale Funktionalität einer Chemikalie mit schneller Abbaubarkeit zu verbinden.
Am Monitor des Chemieinformatikers Christoph Leder ist das Know-how dafür zu bewundern. Mit der Maus bewegt er eine dreidimensionale molekulare Proteinstruktur über den Bildschirm. Sie gehört einem Antibiotikum und Christoph Leder will sie so verändern, dass sie in der Umwelt schnell zerfällt. Dafür nutzt er Computermodelle, die unter 10.000 verschiedenen Molekülstrukturvarianten die besten berechnen.
"Die neue Anwendung ist, dass wir im Gegensatz zu den Leuten, die neue Wirkstoffe suchen, die Technologie nutzen, um die Wirkstoffe nicht nur sogar wirksamer zu machen, sondern auch umweltfreundlicher zu machen. Dazu können wir fast die gleichen Tools nutzen, wie die normalen Pharmakologen, aber gehen darüber hinaus dann so vor, dass wir Win-Win-Situationen schaffen wollen, dass sich sowohl die Pharmakologie verbessert als auch die Umweltfreundlichkeit."
Mit viel Skepsis beobachtet Siegfried Throm diese zarten Forschungsansätze. Er ist Geschäftsführer für Forschung, Entwicklung und Innovation beim Verband der forschenden Arzneimittelhersteller.
"Unsere Hersteller können nicht gezielt Wirkstoffe auf Bioabbaubarkeit entwickeln. Bereits jetzt ist die Erfindung eines neuen Wirkstoffs ein extrem aufwendiger, extrem risikoreicher Prozess. Von 5000 bis 10.000 Substanzen, die hoffnungsfroh in die Entwicklung gegeben werden, erreicht letztendlich nur ein einziger dann die Zulassung. Wenn wir hier das Kriterium Abbaubarkeit noch mit dazu nehmen würden, hätten wir sicher den Faktor 10 noch zusätzlich zu berechnen, das heißt, wir würden mit 50.000 bis 100.000 Substanzen anfangen. Das ist eigentlich nicht mehr handhabbar und nicht mehr bezahlbar."
Siegfried Throm kennt die Härten des Geschäfts. Auf große Experimente will sich in Branche keiner einlassen. Man setzt vielmehr auf andere Wege, um die Medikamentenfracht in den Gewässern zu reduzieren.
"Unsere Hersteller bemühen sich über innovative Darreichungsformen, wo man wesentlich weniger Wirkstoffe einsetzen muss, um die Umweltbelastungen nachher auch mit zu reduzieren, oder über die Entwicklung von biologischen Arzneimitteln, die aus Eiweißstoffen bestehen, die sehr leicht abbaubar sind, die Umweltproblematik zu lösen. Eine ausschließlich auf die Umwelt gerichtete Arzneimittelentwicklung sehe ich allerdings nicht."
Seit 1998 ist bei der Neuzulassung von Medikamenten in Deutschland eine Umweltverträglichkeitsprüfung Pflicht. Seit 2006 gibt es europaweit Leitfäden dafür. Wird ein Umweltrisiko festgestellt, kann nur bei Tierarzneimitteln die Zulassung versagt werden. Human-Arzneimittel müssen in jedem Fall zugelassen werden, allerdings mit der Auflage, das Umweltrisiko zu mindern. Für Medikamente, die vor 1998 zugelassen wurden, ist eine nachträgliche Umweltverträglichkeitsprüfung nicht erforderlich.
Am Umweltbundesamt ist Ökotoxikologin Ina Ebert für die Umweltverträglichkeitsprüfung zuständig. Jedes Jahr landen bei ihr und ihrem 20-köpfigen Team 200 neue Arzneimittel. Der größte Teil sind Human-Arzneimittel. Bis zu 100 Seiten umfassen die Unterlagen, die pro Medikament von den Pharmaunternehmen eingereicht werden. Diese sind verpflichtet, nach einem EU-weit standardisierten Verfahren, ihre Wirkstoffe zum Beispiel an Fischeiern, Algen und Wasserflöhen zu testen. Ina Ebert läßt die Daten auf Richtigkeit überprüfen und trägt sie in eine interne Chemikaliendatenbank ein.
"Die Daten, die das Umweltbundesamt von der Industrie bekommt, das sind Betriebs- und Geschäftsgeheimnisse. Die dürfen wir nicht rausgeben, obwohl wir uns wünschen würden, dass das Ergebnis der Umweltrisikobewertung öffentlich gemacht wird und auch die Öffentlichkeit Zugriff hat auf solche Informationen."
Ärzte, Apotheker und Patienten wissen bis heute so gut wie gar nichts über die Umweltwirkung ihrer Medikamente. Würden sie bei der Arzneiwahl mit auf diesen Aspekt achten, wenn sie die Informationen dazu hätten? In Schweden gebe es erste Ansätze dafür – berichtet die Ökotoxikologin Ina Ebert vom Umweltbundesamt.
"Ein gutes Beispiel für Transparenz und Öffentlichkeit ist das schwedische Klassifikationssystem. Das ist so eine Datenbank, die Umweltdaten für Arzneimittel öffentlich macht, speziell für Ärzte, Apotheker und Patienten. Da kann jeder Interessierte reinschauen und sich über seinen Wirkstoff, der ihn gerade interessiert, informieren. Das Ziel war auch, Ärzte und Apotheker über Alternativen zu informieren."
Außerdem gibt es in Schweden ein Umweltpunktesystem auf der Arzneiverpackung - ein Forschungsprojekt, in das auch die schwedische Pharmaindustrie investiert hat. Ina Ebert vom Umweltbundesamt wünscht sich so eine Initiative auch für Deutschland.
"Wir finden es richtig, bereits am Anfang des Lebensprozesses eines Arzneimitteln anzusetzen und nicht erst ganz am Ende und alles den Kläranlagen zu überlassen. Was nicht ins Wasser kommt, muss auch nicht aufwendig heraus gefischt werden."
Es geht nicht nur um Medikamente, die der Mensch verbraucht. Rund 200 Millionen Tonnen Gülle gelangen jedes Jahr in Deutschland auf die Felder. Hinzu kommen große Mengen Importgülle aus den Niederlanden. Seit Mitte der 80er-Jahre weiß man, dass auf diesem Weg Tonnen von Tier-Arzneirückständen in den Boden und von dort auch Teile ins Grundwasser sickern. In den letzten Jahren wurden auch Antibiotikawirkstoffe in der Umwelt gefunden, die sich über Stallstäube verbreiten.
Schweineversuchsstall an der Tierhochschule Hannover. Manfred Kietzmann vom Institut für Pharmakologie läßt Blut-, Urin- und Kotproben von zwölf Tieren entnehmen. Manfred Kietzmann ist Antibiotikawirkstoffen auf der Spur. Sie gehören zur größten Medikamentengruppe in der Tierhaltung. Fast 1800 Tonnen deutschlandweit im letzten Jahr. Meist werden sie als Pulver ins Futter und Trinkwasser gemischt. Bereits 1995 hat der Pharmakologe erste Nachweise erbracht, dass dadurch Stallstäube hochgradig belastet sind. Landwirte und Tierärzte atmen das ein.
"Das stellt ein Problem dar, weil natürlich nicht nur die direkte Umwelt, sondern dann auch die weit entfernte Umwelt über die Lüftung möglicherweise belastet werden kann."
Manfred Kietzmann konnte erstmals beweisen, dass außerdem nachfolgende Tierbestände – auch ohne Medikamentenbehandlung - durch Antibiotikastäube belastet werden. Das zeigten Urin-, Kot- und Blutproben der Tiere.
"Der Wirkstoff kann verschleppt werden, so dass plötzlich Rückstände in Tieren auftreten können, die gar nicht behandelt wurden, weil sie nach den Tieren in den Behandlungsbereich gekommen sind oder im Nachbarbereich im Stall gehalten wurden. Das heißt, unbehandelte Tiere können rückstandspositiv sein."
Verschleppung von Antibiotika nennt der Pharmakologe das Phänomen. Über die Gülle gelangen sie dann auch in Böden und Grundwasser und drohen dort Resistenzen zu bilden. Ende der 90er-Jahre interessierten sich Politik und Öffentlichkeit kaum für die Forschungsergebnisse. Erst 2009 konnte Kietzmann ein Forschungsprojekt starten, das jetzt zum Abschluss kam. Gemeinsam mit seinem Team untersuchte er, ob eine andere Antibiotikaverabreichung die Belastung reduzieren könnte. Statt staubiges Pulver gab er den Tieren Pellets oder Granulat, in denen das Antibiotikum mikroverkapselt war. Es zeigte sich, dass die Belastungen der Tiere und der Umwelt zurückgingen. Doch die praktische Umsetzung sei schwierig – erklärt der Pharmakologe.
"Die Darreichungsformen, die Alternativen darstellen könnten, Pellets mikroverkapselt oder Granulierung, sind alle teurer. Das ist das Problem der praktischen Umsetzbarkeit, weil eben höhere Kosten anfallen würden bei der Behandlung der Tiere. Das ist offenbar ein zu großes Hindernis unter den politischen und gesellschaftlichen Gegebenheiten."
Möchte die Gesellschaft weniger Arzneirückstände in der Umwelt haben? Dann muss sie in Zukunft bereit sein, dafür zu zahlen – meint Manfred Kietzmann. Am besten für eine rückstandsfreie Tierhaltung. Oder eine Klärwerkstechnik, die pharmazeutische Stoffe zurückhält. Am wirkungsvollsten wäre jedoch die gezielte Entwicklung von Medikamenten, die nur dort wirken, wo sie gebraucht werden. "Nachhaltige Pharmazie" nennt das der Pharmakologe.