Wissenschaftler untersuchen, wie sich ein Diabetes-Medikament auf Böden auswirkt

Forscher des Illinois Sustainable Technology Center (ISTC) untersuchen den Transport von Arzneimitteln, die aus Kläranlagen freigesetzt werden, in Ackerlandböden mit der Möglichkeit, in Trinkwasserquellen zu gelangen. Selbst in geringen Konzentrationen können Medikamente die Wasserökosysteme und die Bodengesundheit beeinträchtigen.

„Die Ausbringung von Abwasserabfällen auf Getreidefeldern ist eine Win-Win-Situation, da sie den Boden mit Nährstoffen und organischer Substanz versorgt und verhindert, dass Abfallschlamm auf Mülldeponien landet“, sagte Wei Zheng, Umweltchemiker beim ISTC. „Das Problem besteht darin, dass Kläranlagen neu auftretende Schadstoffe und Arzneimittel nicht entfernen können. Wir können die potenziellen Risiken dieser Praxis nicht ignorieren.“

Biosolide, bei denen es sich um behandelten Klärschlamm handelt, sind ein Produkt des Abwasserbehandlungsprozesses. Biosolide könnten auf Ackerland genutzt werden, um die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern, sagte Zheng.

In einer aktuellen Studie untersuchten Zheng und Kollegen die Adsorption von Sitagliptin in Böden, die mit Abwasser behandelt wurden. Sitagliptin wird häufig zur Behandlung von Diabetes eingesetzt und wird häufig im Abwasser und in der Umwelt nachgewiesen, da es während der Abwasserbehandlung nicht vollständig abgebaut wird. Lagunenbasierte Abwasserbehandlungssysteme in ländlichen Gebieten entfernen außerdem weniger Schadstoffe als typische kommunale Abwasserbehandlungsanlagen, sodass die Schadstoffkonzentrationen im Abwasser höher sind.

Die Sitagliptin-Konzentrationen in der Umwelt sind in den Vereinigten Staaten nicht reguliert. Das Medikament gilt aufgrund seines potenziellen Risikos für die Öffentlichkeit als neu auftretender Schadstoff.

Studienergebnisse zeigten, dass Biofeststoffe, die einen großen Anteil an organischer Substanz enthalten, sich mit dem Medikament im Boden verbinden und dessen Adsorption verringern. Die Ergebnisse zeigten auch, dass eine Erhöhung der zur Bodenverbesserung verwendeten Abwassermenge die Adsorption von Sitagliptin im Boden verringerte.

Metformin wird häufig, manchmal zusammen mit Sitagliptin, zur Behandlung von Diabetes verschrieben. Im Rahmen dieser Studie untersuchten die Forscher, wie sich dieses Medikament auf die Aufnahme von Sitagliptin im Boden auswirkt. Metformin ist wasserlöslicher, besser abbaubar und wird im Boden weniger adsorbiert als Sitagliptin.

Sie fanden heraus, dass steigende Metforminkonzentrationen im Abwasser die Wechselwirkung von Sitagliptin mit der Bodenoberfläche verringerten. Dies bedeutet, dass mehrere Arzneimittel und Körperpflegeprodukte (PPCPs) im Abwasser im Boden konkurrieren können, wodurch die Adsorptionskapazität einzelner Produkte verringert wird.

„Einige Staaten haben Vorschriften für Schadstoffe wie Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS), die als „ewige Chemikalien“ gelten, in Biofeststoffen und Abwasser, sodass Biofeststoffe ab bestimmten Mengen nicht zur Bodenverbesserung verwendet werden können“, sagte Zheng. „In Illinois gibt es keine Vorschriften, daher ist es sehr wahrscheinlich, dass aus Biofeststoffen freigesetzte organische chemische Verunreinigungen in die Trinkwasserversorgung gelangen, insbesondere in ländlichen Gebieten.“ Es ist wichtig, Möglichkeiten zu untersuchen und zu erforschen, um die Auswaschung und den Abfluss von PPCPs zu minimieren.“

Die Ergebnisse dieser Studie können verwendet werden, um vorherzusagen, wie andere PPCPs auf landwirtschaftlichen Böden transportiert und adsorbiert werden, und um Managementstrategien zu entwickeln, um die Risiken der Verwendung von Abwasserabfällen in ländlichen Gebieten zu verringern.

In der Zeitschrift wurde ein Artikel mit dem Titel „Influence of Biosolids and Sewage Effluent Application on Sitagliptin Soil Sorption“ veröffentlicht Wissenschaft der gesamten Umwelt.