Am Beispiel der Stadt Dresden untersuchte ANTI-Resist die Einträge von Antibiotika und die Bildung von Antibiotikaresistenzen im urbanen Abwasser. Um zu analysieren, in welchen Konzentrationen Antibiotika ins Abwasser gelangen und wie sich dies auf die dortige Bakteriengemeinschaft auswirkt, wurden an verschiedenen Punkten in der Kanalisation des Stadtgebietes und der Kläranlage Proben genommen. Die Analyseergebnisse dieser Proben wurden mit den anhand von Verschreibungen der gesetzlich Krankenversicherten ermittelten Antibiotikaeinträgen verglichen. Untersuchungen dieser Daten auf raumzeitliche Muster bildeten die Grundlage für die Entwicklung von Vorhersagen der Antibiotikaeinträge in den Dresdner Stadtteilen. Der entwickelte Geoportal-Prototyp ermöglicht einen interaktiven Zugriff auf die Projektdaten und -ergebnisse und skizziert Komponenten eines Frühwarnsystems für Antibiotikabelastungen.
Die Projektergebnisse sind in den folgenden Kernbotschaften zusammengefasst:
Botschaft 1: Die Vielzahl eingesetzter Humanantibiotika macht eine Vorauswahl auf Grundlage von Verschreibungsmengen notwendig.
Bei 62 verfügbaren Antibiotika, die in der Humanmedizin zugelassen sind, muss auf Substanzen mit hohen Verschreibungsmengen fokussiert werden, um Beprobungen des Abwassersystems zielgerichtet vorzubereiten. Die Auswahl kann auf Basis von ambulanten Verordnungsdaten und stationären Verbrauchsdaten erfolgen. Die Nutzung solcher Sekundärdaten ist jedoch mit umfangreichen Herausforderungen bezüglich Heterogenität, Aktualität, Zugriffsrechte und Validierung der Daten verbunden.
Botschaft 2: Verordnungsdaten sind grundsätzlich dazu geeignet den Antibiotikaeintrag in das urbane Abwasser abzuschätzen.
Für einige Antibiotika konnten spezifische raumzeitliche Verordnungsmuster erkannt werden. Die Daten stehen als interaktive Kartendienste zur Verfügung. In Kombination mit Daten zu Metabolismus und Ausscheidung können Antibiotikaeinträge in das Abwasser prognostiziert werden. Die hydrodynamische Kanalnetzsimulation ermöglicht es, am Beispiel der Stadt Dresden die Antibiotikafracht im Zulauf zur Zentralkläranlage hochaufgelöst dazustellen.
Botschaft 3: Eine integrierte Betrachtung des Abwassersystems ermöglicht eine Abschätzung von Risikopotenzialen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass das parallele Auftreten von Antibiotika (insbesondere Makrolide, Chinolone, Cephalosporine) zu einer überproportionalen Erhöhung des ökotoxikologischen Risikos führt. Die Kombination dieser ökologischen Befunde mit Ergebnissen zu Transport- und Eliminationsprozessen im urbanen Abwassersystem ermöglichen eine Priorisierung von Substanzen bezüglich ihrer Schadwirkung in der aquatischen Umwelt.
Botschaft 4: Eine hohe Anzahl von Resistenzgenen sowie Antibiotika-resistenter und vor allem multiresistenter Keime werden in die Umwelt entlassen, deren Risiko derzeit nicht abschätzbar ist.
Trotz einer allgemeinen Reduktion der Bakterienanzahl während der Abwasserreinigung in der Kläranlage, gelangen Resistenzgene sowie Antibiotika-resistente und multiresistente Keime über den Kläranlagenablauf in die Umwelt. Unterschiede zwischen Kläranlagenzu- und -ablauf waren für die bakterielle Artzusammensetzung nachweisbar. Die relative Anzahl bestimmter Resistenzgene war im Ablauf sogar höher als im Zulauf. Diese war nicht direkt von der Antibiotikakonzentration abhängig. Das Risiko für die aquatische Umwelt durch die Freisetzung dieser Gene und Keime ist noch nicht abschätzbar. Weitere Erkenntnisse zur Verbreitung dieser Resistenzen sind dringend notwendig.
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