14.10.2022 Ι Südafrika hat weltweit die höchste Zahl von HIV-infizierten Menschen – geschätzt sind es 7,9 Millionen Infizierte. Mehr als 5 Millionen von ihnen erhalten antiretrovirale Medikamente (ARVs) zur Behandlung von AIDS. Hochrechnungen zufolge werden jedes Jahr mehrere Tonnen dieser ARVs in Südafrika verschrieben. Wie eine Studie zeigt, könnte dieser pharmazeutische Abfall aquatische Ökosysteme schädigen und unbekannte Gesundheitsrisiken für lebende Organismen verursachen.

Schutz vor Kontamination unabdingbar

Südafrikas Kampf gegen HIV zeigte zuletzt einige wichtige Erfolge. Allen voran die Behandlung mit Medikamenten wird immer besser. Das ist wichtig für die Betroffenen und ebenso für das Land. Doch die eingesetzten ARVs werden mittlerweile als Kontaminanten von neuem Interesse (CECs) gekennzeichnet und mit Besorgnis beobachtet. Sie können durch industrielles oder häusliches Abwasser in aquatische Ökosysteme gelangen. Insbesondere aus Kläranlagen, die nicht dafür ausgelegt sind, diese Verbindungen aus dem Abwasser zu entfernen. Forscher der Abteilung für Umweltwissenschaften und -management an der North-West University in Südafrika haben untersucht, ob Kläranlagen, die dicht besiedelte Gebiete versorgen, zu erhöhten ARV-Konzentrationen im Flusswasser beitragen. Obwohl die Risiken einer ARV-Kontamination in der Umwelt noch nicht vollständig verstanden sind, gibt es bereits Hinweise, dass dies zu Nieren- oder Leberschäden und sogar zur Entwicklung einer ARV-Resistenz bei Menschen mit HIV führen könnte, die derzeit keine antiretroviralen Medikamente einnehmen.

Probenentnahme und Analyse

Wasserproben wurden an 22 dicht besiedelten städtischen Flussstandorten stromaufwärts und stromabwärts von Kläranlagen in der Provinz Gauteng entnommen. Die zu untersuchenden ARVs wurden basierend auf ihrem Wirkungsmechanismus und der Häufigkeit der Verschreibung ausgewählt. Analytische Referenzstandards (≥99 % Reinheit) wurden von der US Pharmacopeial Convention, European Pharmacopoeia, British Pharmacopeia und World Health Organization zur Verfügung gestellt und unter Verwendung von deionisiertem Wasser aus einer ELGA-Laborwasseranlage hergestellt. Die Proben wurden durch Festphasenextraktion extrahiert und mittels LC-MS analysiert. Blindproben mit entionisiertem Wasser wurden ebenfalls eingeschlossen, um Negativkontrollen bereitzustellen. Die Konzentrationen von ARVs im Wasser stromaufwärts von Kläranlagen wurden dann mit den Werten stromabwärts verglichen.¹

Ergebnisse: Konzentrationen signifikant erhöht

Die meisten ARVs waren mit einer hohen Nachweishäufigkeit quantifizierbar – 86 % für Nevirapin, 77 % für Lopinavir und 77 % für Efavirenz – wobei Lopinavir und Efavirenz in den höchsten Konzentrationen nachgewiesen wurden – 38 μg/l bzw. 24 μg/l. Die ARV-Konzentrationen im Oberflächenwasser übertrafen alle anderen in der verfügbaren Literatur angegebenen Werte. Obwohl die CEC-Konzentrationen in Flussproben bei fünf von sieben Kläranlagen flussabwärts höher waren als flussaufwärts, war dies statistisch nicht signifikant. Es konnte auch nicht festgestellt werden, ob die Kläranlagen Kontaminationsquellen waren oder ob es einen direkten Zusammenhang zwischen den Konzentrationen von ARV und der Art der in einer bestimmten Kläranlage verwendeten Behandlungsverfahren gibt.

Zukünftige Anwendungen und Planung

Die Notwendigkeit, das Vorhandensein und die Auswirkungen von Arzneimitteln auf die Umwelt zu überwachen, ist größer denn je, und diese Studie unterstreicht das Potenzial einer weltweit zunehmenden Wasserverschmutzung, die durch einen immer höheren Arzneimittelkonsum resultieren. Es bedarf weiterer Forschung zu den potenziellen Risiken, die mit ARVs in Wasserquellen im Verhältnis stehen, um akzeptable Werte für behördliche Zwecke und Eingriffe festzulegen. Es ist auch wichtig, dass neuere Technologien zur Modernisierung von Kläranlagen erforscht werden, um die Freisetzung von CECs in Vorfluter zu reduzieren. Die Verbesserung der sanitären Einrichtungen für eine bessere Handhabung menschlicher Ausscheidungen kann die durch Wasserverschmutzung verursachten gesundheitlichen Beeinträchtigungen verringern. Außerdem sollten Pharmaunternehmen strenge Maßnahmen ergreifen, um eine sichere Entsorgung nicht verwendeter Arzneimittel zu gewährleisten.

Lösung: modernste Wasseraufbereitungssysteme

Das Vorhandensein von Verunreinigungen im Laborwasser kann bei Forschungsexperimenten ein großes Problem darstellen und die Ergebnisse ernsthaft beeinträchtigen. Elga LabWater ist seit 1937 ein vertrauenswürdiger Name für Rein- und Reinstwasser. Das Unternehmen bietet Wasseraufbereitungssysteme, die eine Vielzahl von Anforderungen und Anwendungen für Labore sicher erfüllen können.

1. Horn S, Vogt T, Gerber E, et al. HIV-antiretrovirale Medikamente in Flusswasser von Gauteng, Südafrika: Gemischte Botschaften von Abwasserzuflüssen als Quelle. Sci Total Environ., 2021, 1, 806(Teil 2):150346. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.150346. Epub 21. September 2021. PMID: 34601177