Arzneimittel, Kosmetika, Nanopartikel ein Gesundheitsrisiko im Trinkwasser?

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1 Arzneimittel, Kosmetika, Nanopartikel ein Gesundheitsrisiko im Trinkwasser? T. Grummt Umweltbundesamt, Dienstgebäude Bad Elster Fortbildung für den öffentlichen Gesundheitsdienst Umwelt und Gesundheit Berlin, 14. März 2013

2 Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

3 Anforderungen an die Trinkwasserbeschaffenheit Trinkwasser muss rein und genusstauglich sein. Die TrinkwV fordert ein Wasser für den menschlichen Gebrauch, das durch seinen Genuss oder Gebrauch eine Schädigung der menschlichen Gesundheit nicht besorgen lässt. = Ausdruck eines Qualitätsanspruchs, der nicht allein auf die Abwehr bekannter und wissenschaftlich quantifizierbarer Gefährdungspotenziale abstellt, sondern zugleich die Vorsorge gegen solche Gefährdungspotenziale einfordert. Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

4 Allgemeine Trinkwasserbeschaffenheit in D Bericht des BMG/UBA an den Verbraucher : Trinkwasser aus (den berichtspflichtigen) Wasserversorgungsanlagen (>1000 m³/d od. >5000 P.) besitzt eine gute bis sehr gute Qualität. Begründung: Bei den meisten mikrobiologischen und chemischen Qualitätsparametern werden zu >99 % die Grenzwerte und Anforderungen der TrinkwV 2001 eingehalten (Ausnahme: nur % bei wenigen PSM-Metaboliten) Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

5 Negativpresse zum Trinkwasser Focus Online: n-tv.de: Spiegel Online: rp-online.de: BILD: Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

6 Zwei Seiten der Medaille Hoher Lebensstandard Hohe Lebenserwartung Arzneimittel Kosmetika PFT Nanopartikel Ökologischer Faktor Wohlstand und Gesundheit Ökonomischer Faktor Metabolite Freisetzungs- Umwandlungs- Produkte Isomere Gefahr für Umwelt und Mensch Umweltprobleme Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

7 Wasserdargebot und Wassernutzung Wasserdargebot ist nicht das Problem. Nutzungskonkurrenz wird das Problem! Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

8 Theoretisches Konzept Produktentwicklung Effekt-Dosis Toxikologisches Risiko Umwelt Niedrig-Dosis- Bereich Toxikologische Sicherheit Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

9 Teufelskreis Innovation Wohlstand und Gesundheit Datenkrise Konstruktiver Dialog Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

10 Das GOW-Konzept für Schadstoffe im Trinkwasser Ausgangssituation Forderung Konzept Für neue Umweltschadstoffe liegen häufig keine toxikologisch ausreichend bewertbare Daten vor Pragmatische Bewertung der Anwesenheit teil- oder nicht bewertbarer Stoffe im Trinkwasser aus gesundheitlicher Sicht Das GOW-Konzept beinhaltet 5 wirkungsbezogene gesundheitliche Orientierungswerte. Diese eignen sich als Bewertungsmaßstab zur Beantwortung der Frage, ob infolge der Anwesenheit eines Stoffes ohne Grenzwert in Trinkwasser eine Schädigung der menschlichen Gesundheit zu besorgen sein könnte. Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

11 Gesundheitlicher Orientierungswert [µg/l] Bewertung teil- oder nicht bewertbarer Stoffe im Trinkwasser oberhalb des Vorsorge-GOW 1 Test: stark genotoxisch? JA! Test: Schwach oder nicht genotoxisch? JA! Plus: Immun- und Neurotox gestestet? Nein! Plus: Subchronische Tox gestestet? Nein! Plus: Chronische Tox gestestet? Nein! Plus: Chronische Tox gestestet? JA! 1,0 3,0 µg/l (GOW 5 ) > 3,0 µg/l Besorgnisbereich 0,3 1,0 µg/l (GOW 4 ) 0,1 0,3 µg/l (GOW 3 ) 0,01 0,1 µg/l (GOW 1 ) Vorsorgebereich < 0,01 µg/l (GOW 2 ) Gemäß Empfehlung des Umweltbundesamtes, Bundesgesundheitsbl, : Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

12 Nach GOW-Konzept bewertete Stoffe insgesamt 65 Stoffe bewertet Beispiele: Stoff AMDOPH Amidotrizoesäure Benzotriazol Carbamazepin Clofibrat Diclofenac Ibuprofen Lanthan Grenzwert 3,0 µg/l 1,0 µg/l 3,0 µg/l 0,3 µg/l 3,0 µg/l 0,3 µg/l 1,0 µg/l 1,0 µg/l Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

13 Das GOW-Konzept für Schadstoffe im Trinkwasser Reevaluierung wissenschaftlicher Kenntnisstand Exposition Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

14 Wirkmechanismus - Gentoxizität Messgerät Biotestverfahren Regulation Gentoxizität - Ames-Test ISO-Norm - Mikrokerne ISO-Norm - PFT - Arzneimittel - Tranformationsprodukte - (nicht) relevante Metabolite von PSM - Prozesskontrolle (z.b. Ozonung) - komplexe Gemische Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

15 An der Tür ein Wert Substanztestung Wirkmechanismus (MOA) Expositionserhebung Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

16 hinter der Tür der Weg! Substanztestung Wirkmechanismus (MOA) Expositionserhebung Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

17 PFT - Externe Exposition Testsubstanzen Perfluorcarbonsäuren Max. Konzentration [ng/l] in OFW Perfluorpentansäure Perfluorhexansäure TW Perfluoroctansäure Perfluordecansäure n.a. n.a. Perfluorsulfonsäuren Perfluorbutansulfonsäure Kaliumsalz Perfluoroctansulfonsäure Kaliumsalz Quelle: Skutlarek, Exner, Färber (2006) Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

18 Tail moment (µm) Rel. Fluoreszenzintensität MK pro 1000 Zellen Rel. Fluoreszenzintensität Ergebnisse von Xiaofeng Yao et al. Mutation Research 587 (2005) Comet Assay vs. Reaktive Sauerstoffspezies Mikrokernrate vs. Reaktive Sauerstoffspezies PFOA (µm) PFOA (µm) Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

19 PFT - Teststrategie und Methoden in Gentoxizitätsprüfung Bakterieller Test Ames I Control Genotoxic In-vitro-Kurzzeittest Zytotoxizität Plating efficiency Apoptose Neutralrot-Test p53-induktion Zellkultur Mikrokerne Ames II A 4A Count the number of the revertant (yellow) wells in each 48-well section 1A 2A 5A 6A 3A +A FACS Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

20 PFT Summarische Bewertung 1 Minimaldatensatz Zytotoxizität/Gentoxizität 2 3 Mode of Action (MOA) - Zytotoxizität - Einfluss auf Zellproliferation Kein Hinweis auf gentoxischen Wirkmechanismus als Ursache für tumorigene Wirkung in der Leber Trinkwasserkommission: Leitwert LW = 0,3 µg/l (für PFOA + PFOS) In allen Bevölkerungsgruppen lebenslang gesundheitlich duldbar! Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

21 Wirkmechanismus - Neurotoxizität Sachstand Neurotoxizität: Keine verbindliche Teststrategie Vorarbeit im DIN-Projekt, u.a. Fachgespräch Auswahl von biologischen Endpunkten und Zelllinien Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

22 Biologische Endpunkte Zytotoxizitätsmessung Analyse der reaktiven Sauerstoffspezies Morphologische Untersuchungen Entwicklung einer hierarchischen Teststrategie Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

23 Morphologie Mikroskopische Charakterisierung der Zellen Neuriten SH-SY5Y Zellen mit Retinolsäure und Brain Derived Factor behandelt Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

24 Wirkmechanismus - Endokrine Wirkungen Wissenschaftliche Unsicherheiten ergeben sich aus den komplexen Wirkmechanismen. Das Reagieren ist biologisch determiniert und ist nicht zwingend nachteilig für den Organismus. Rezeptorbindung allein sagt nichts über adversen Effekt. Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

25 Calux-Test Light Add substrate (luciferine) Ligand Proteins Enzymes Luciferase Transport protein Chemical receptor Ligand binding Hsp Chemical Responsive Element (CRE) Transcription Nucleus Cytosol Quelle: Biodetectors for REACH, Präsentation von BioDetection Systems, Amsterdam, 2008 Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

26 Sachstand Arzneimittel Konzentrationen in ng/l bis µg/l in Fließgewässern nachweisbar Konzentrationen in ng/l und vereinzelt von µg/l in Trinkwässern (Uferfiltrat, angereichertes Grundwasser) nachweisbar Bildung von Transformationsprodukten nach Ozonung Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

27 Problem Kläranlage Oberflächengewässer Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

28 Lösung Broschüre Handlungsmöglichkeiten zur Minderung des Eintrags von Humanarzneimitteln und ihren Rückständen in das Roh- und Trinkwasser grüne Entwicklung der Arzneimittel Änderung der Verschreibungspraktiken Aufklärung der Patienten über Entsorgung Rücknahmepflicht in Apotheken Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

29 Arzneimittel-Rückstände in Gewässern Im Schwarm finden Barsche Schutz. Doch unter dem Einfluss pharmazeutischer Stimmungsaufheller werden die Fische zu Einzelgängern und Haudegen. Quelle: Süddeutsche Zeitung vom 15. Februar 2013 Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

30 Expositionsabschätzung Lösungsweg Wasserkreislauf Gefährdungsabschätzung Chemische Analyse Black box Biotests Schlüsselmechanismen prognostisch relevante Biologie für den Menschen Toxikologische Sicherheit Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Fortbildung für den Öffentlichen Gesundheitsdienst