Antibiotika

In vielen Umweltkompartimenten werden zunehmend Rückstandsgehalte nicht nur natürlich vorkommender sondern auch pharmazeutischer Antibiotika festgestellt. Die diffusen Einträge in Böden sind v. a. auf die Düngung mit antibiotikahaltigem Tierdung und Klärschlamm zurückzuführen und führen zu nachweisbaren Konzentrationen im Bereich von einigen Mikrogramm je Kilogramm Boden. Die zahlreichen Antibiotika unterschiedlicher Strukturklassen weisen stark divergierende physikochemische Eigenschaften auf. Dabei sind viele Antibiotika amphiphil oder amphoter und ionisieren in Abhängigkeit vom pH‐Wert des Mediums. Der Nachweis erfolgt zumeist nach Extraktion mit sauer gepufferten Lösungsmitteln durch Bestimmung mittels LC‐MS/MS. Antibiotika adsorbieren z. T. sehr stark sowohl an organischen als auch an mineralischen Bodenaustauschern. Dies erfolgt zumeist durch Ladungs‐ und Ionenwechselwirkungen jedoch weniger durch hydrophobe Bindungen. Die Verlagerung in Böden variiert mit den Substanz‐ und Bodeneigenschaften erheblich; insbesondere bei stark adsorbierenden Antibiotika sind präferentieller und Makroporenfluss sowie der Cotransport mit gelösten Bodenkolloiden die entscheidenden Transportvorgänge. Die Photodegradation auf Bodenoberflächen ist für das Umweltverhalten der Antibiotika von geringer Bedeutung, wohingegen viele Substanzen insbesondere durch biologische Abbauvorgänge transformiert und detoxifiziert werden. Durch die Festlegung verschiedener Antibiotika in Böden wird deren Abbau gehemmt, so dass einige Substanzen in Böden persistieren. Die Wirkungen auf Pflanzen sind sehr uneinheitlich, während Organismen der Bodenfauna durch Anthelmintika gehemmt werden. Bodenmikroorganismen werden in Abhängigkeit von der Dosis und Wirkungsdauer durch zahlreiche verschiedene Antibiotika beeinflusst. Selektive Wirkungen führen zu Veränderungen der Zusammensetzung der Mikroorganismenpopulation von Böden. Bereits im mit Antibiotika behandelten Organismus entwickeln sich resistente Keime, die nachfolgend mit den Exkrementen auf und in die Böden gelangen. Gegenüber diesem Eintragspfad ist die Resistenzinduktion durch in Böden eingetragene Antibiotika von nachrangiger Bedeutung. Zur Bewertung und Prognose der Einträge von Antibiotika in Böden stehen verschiedene Abschätzungsmodelle zur Verfügung, die jedoch alle valide Eingabeparameter benötigen. Diese liegen für viele Substanzen noch nicht vor.