GC-MS GC-MS GC-MSBiotest
3. Organische Xenobiotika im Trinkwassersystem von Karachi, Pakistan
3.2. Pharmazeutika und Inhaltsstoffe von Körperpflegemitteln
3.2.1. PPCP in den Proben aus Karachi
Zu den in besonders hohen Konzentrationen gefundenen PPCP in den untersuchten Proben aus dem Raum Karachi gehören 4 Wirkstoffe aus der Klasse der NSAIDs (nonsteroidal anti-inflammatory drugs). Ihre Konzentrationsprofile sind in Abbildung 11 dargestellt. Diese Pharmazeutika sind größtenteils verschreibungsfreie Analgetika mit entzündungshemmender Wirkung und haben aufgrund ihres hohen Verbrauchs und Produktionsvolumens den Status ubiquitärer Umweltkontaminanten erreicht. Allein in der Europäischen Union werden jedes Jahr mehrere hundert Tonnen an Arzneimitteln dieser Wirkstoffklasse konsumiert[174,232,237]
. Verwendung finden NSAIDs nicht nur in der Humanmedizin, sondern ebenfalls in großem Umfang auch in der Veterinärmedizin[254]. Vierzig Prozent aller Studien zum Umweltvorkommen von PPCP beschäftigen sich mit dieser Pharmazeutikagruppe, wobei der Großteil auf Ibuprofen und Diclofenac entfällt[231,233]. NSAIDs wurden bereits in allen aquatischen Umweltkompartimenten nachgewiesen. Typische Konzentrationen liegen für Grund- und Trinkwasser im Bereich von einigen ng/L, für Oberflächengewässer zwischen 10 und 200 ng/L und in Kläranlagenzu- und Abläufen im Durchschnitt im einstelligen µg/L-Bereich.
In allen Kompartimenten existieren auch Einzelfälle, in denen diese Durchschnittswerte teilweise weit überschritten werden[231].
Über das Vorkommen von Mefenaminsäure (2-[(2,3-Dimethylphenyl)amino]benzoesäure) liegen, im Vergleich zu den anderen 3 Vertretern dieser Gruppe, weniger Daten aus anderen Studien vor. Die Verwendung von Mefenaminsäure liegt in Europa hauptsächlich im veterinärmedizinischen Bereich, in den asiatischen Ländern hingegen überwiegt ihr Einsatz in der Humanmedizin[247]. In Kläranlagen werden durchschnittliche Konzentrationen zwischen dem unteren dreistelligen ng/L-Bereich und dem einstelligen µg/L-ng/L-Bereich. In Oberflächengewässern liegen die Konzentrationen von Mefenaminsäure typischerweise unterhalb von 50 ng/L[162,176,177,237,240,242,245-247,255-258]
. In Deutschland und anderen Ländern der Europäischen Union, mit Ausnahme von Spanien ist Mefenaminsäure selten Bestandteil typischer PPCP Screenings. Im Bereich von Karachi jedoch ist es das Pharmazeutikum, welches in den höchsten Konzentrationen nachgewiesen wurde (s. Abb. 11).
Im Malir River (St.1) wurden 39000 ng/L gefunden, die höchste Einzelkonzentration eines Pharmazeutikums in dieser Untersuchung. Auch im zweiten großen Fluss, dem Lyari River, weist Mefenaminsäure, im Vergleich mit den anderen 3 NSAIDs, die mit Abstand höchsten Konzentrationen auf (St. 41: 12600 ng/L; St. 24: 21400 ng/L). Diese Mengen sind die mit Abstand höchsten, die bisher in Oberflächengewässern gemessen wurden. Sie liegen um 3 Größenordnungen höher als in vergleichbaren Untersuchungen in Industrieländern. Das gleiche Verhältnis spiegelt sich auch an vielen anderen Probenahmeorten in dieser Untersuchung wider. So zum Beispiel am Clifton Beach, wo die Abwässer der an das unterirdische Abwassersystem der Innenstadt angeschlossenen Haushalte und Gewerbe eingeleitet werden (St. 15). Diese Probe lässt sich durch die Gegebenheiten am ehesten
einstelligen µg/L-Bereich (7800 ng/L), ein für Mefenaminsäure sehr hoher Wert. An Station 16, der Verbindung der Hafenlagune mit dem Arabischen Meer, in die ebenfalls innerstädtische Abwässer eingeleitet werden, liegt die Konzentration am niedrigsten (730 ng/L). Dies ist wahrscheinlich bedingt durch die erfolgte Verdünnung im Wasserkörper der Lagune.
Im Korangi drain, dem offenen Abwasserkanalsystem der Stadtteile Korangi und Landhi, findet sich dieses Verhältnis von Mefenaminsäure zu den anderen 3 NSAIDs nur am Anfang wieder.
Dort (St. 23), liegt die Konzentration von Mefenaminsäure sehr hoch (10500 ng/L). Im Verlauf des Kanalsystems fällt diese Konzentration rapide ab und liegt bei Station 21 nur noch bei etwa einem Siebtel (1400 ng/L). Bis zum Ende des Kanals verdoppelt sich die nachgewiesene Konzentration an Mefenaminsäure noch einmal (St. 20: 2700 ng/L). Diese massive Steigerung auf kurzer Strecke ist ein Hinweis auf einen Punkteinleiter zwischen den beiden letzteren Stationen. An Station 28 mischen sich die Einträge des Korangi drain mit dem Seewasser der Gizri Bucht, wobei durch den erheblich größeren Wasserkörper ein Verdünnungseffekt zu beobachten sein müsste. Jedoch liegt die Konzentration hier (St. 28: 3600 ng/L) noch höher als am Ende des Kanals, ein Effekt der wahrscheinlich durch die Einträge des stark kontaminierten Malir River verursacht wird. Trotz der noch immer erheblichen Konzentrationen an Mefenaminsäure werden diese an den letzten drei genannten Stationen von denen an detektiertem Ibuprofen und teilweise auch von Diclofenac noch übertroffen.
Ibuprofen (2-[4-(2-Methylpropyl)phenyl]propansäure), eines der 10 Top-Seller unter den Medikamenten weltweit, gehört zu den am besten untersuchten Pharmazeutika hinsichtlich ihres Umweltverhaltens[174,229,237,247]
. Ibuprofen wurde bereits in allen aquatischen Umweltkompartimenten nachgewiesen, dabei ist es meistens das am höchsten konzentrierte Pharmazeutikum, wie eine Vielzahl von Studien aus der EU, Nordamerika, Japan, China, Korea und Brasilien zeigen[176,229,236,237,246,247,255,257,259,260]
. Typische Durchschnittskonzentrationen liegen im Grund- und Trinkwasser sowie in marinen Ökosystemen im einstelligen ng/L-Bereich, in limnischen Oberflächengewässern zwischen 10 und 200 ng/L. Bei stark durch Abwässer beeinflussten Oberflächengewässern wurden in einigen Studien auch Konzentrationen bis in den einstelligen µg/L-Bereich nachgewiesen. In gleicher Höhe liegen im Durchschnitt auch die Mengen an Ibuprofen in Kläranlagenzu- und Abläufen, auch hier treten in Einzelfällen stark erhöhte Konzentrationen auf
[229,235-237,246,247,256,257,259-261]
. In den untersuchten Proben aus Karachi kommt es ubiquitär in hohen bis sehr hohen Konzentrationen vor, verglichen mit den Studien aus anderen Teilen der Welt (s. Abb. 11). Im Korangi drain wurde Ibuprofen an den ersten beiden Probenahmestationen in etwa gleicher Menge nachgewiesen, mit leicht steigender Tendenz (St. 23: 5600 ng/L; St. 21: 5900 ng/L). Am Ende des Korangi drain wurde die höchste Einzelkonzentration dieser Studie gemessen, sie liegt um ein vierfaches höher als an den Stationen zuvor (St. 20: 22000 ng/L). Dies lässt auf einen Punkteinleiter zwischen den Stationen 21 und 20 schließen, wie es auch schon im Fall der Mefenaminsäure beobachtet wurde.
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Abb. 11: Darstellung des Vorkommens und der Verteilung von Mefenaminsäure, Ibuprofen, Diclofenac und Naproxen in den Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi (s. auch Tabelle im Anhang)
Beim Eintritt in die Gizri Bucht fällt die Konzentration wieder um mehr als die Hälfte ab (St.
28: 8000 ng/L). Ibuprofen ist eines der wenigen Pharmazeutika, welches dieses Konzentrationsprofil aufweist. Bei den meisten anderen wurde ein massiver Abfall der Konzentration an Station 21 beobachtet. Ein weiterer Hinweis auf Punkteinleiter von Ibuprofen im Verlauf des Korangi drain ist die Tatsache, dass es nur an den Stationen 20, 21 und 28 die höchste Konzentration unter den detektierten Pharmazeutika aufweist und an allen anderen Stationen von Mefenaminsäure teilweise erheblich übertroffen wird. Im Vergleich zum Vorkommen in Proben aus anderen Teilen der Welt, sind die gefundenen Konzentrationen von Ibuprofen relativ hoch. Besonders gilt dies im Falle der hier untersuchten Oberflächengewässer im Raum Karachi. Im Malir River ist die nachgewiesene Konzentration etwa 10- bis 300-mal höher als in vergleichbaren Proben aus Europa (St. 1: 9500 ng/L).
Im zweiten großen Fluss in Karachi, dem Lyari River, welcher die nordwestlichen Stadtgebiete durchfließt, wurden ebenfalls hohe Konzentrationen an Ibuprofen gemessen (St. 41: 3100 ng/L; St. 24:
4100 ng/L). Die flussabwärts ansteigende Konzentration spricht für einen kontinuierlichen Eintrag durch Abwässer der durchflossenen Wohn- und Gewerbegebiete. Kurz vor Station 24 mündet der Orangi main Nala in den Fluss, welcher die gesamten Abwässer des nordwestlichen Stadtteils Orangi aufnimmt.
An der Verbindung der Hafenlagune mit dem Arabischen Meer liegt die Konzentration auch noch sehr hoch, gemessen am Verdünnungsfaktor, welcher aus der großen Wassermenge resultiert (St.
16: 300 ng/L). Nur an Station 15, dem Abwassereinleiter am Clifton Beach, ist die Konzentration an Ibuprofen etwa in der Größenordnung von Kläranlagenzuläufen in den Industrieländern (4100 ng/L).
Dies steht sowohl im Einklang mit der soziologischen als auch der Infrastruktur des Einzugsgebietes der Innenstadt, die hier am ehesten mit den Strukturen in Industrieländern vergleichbar ist. Ein wichtiger umweltrelevanter Unterschied ist jedoch dass hier keinerlei Klärung der Abwässer erfolgt, sondern diese quer über den Strand in das Arabische Meer eingeleitet werden.
Ein weiterer bekannter und gut untersuchter Vertreter der Klasse der NSAIDs ist Diclofenac (2-[2,6-Dichlorphenylamino]phenylethansäure). Diclofenac wird etwa genauso häufig und in vergleichbaren Mengen wie Ibuprofen in den verschiedenen aquatischen Kompartimenten nachgewiesen, wobei die durchschnittlichen Konzentrationen in Europa meist etwas höher und in Nordamerika niedriger liegen als die von Ibuprofen[174,229,231,236,237,246,247,256]
. Dies liegt an den unterschiedlichen Verschreibungspräferenzen dieser beiden zur selben Wirkstoffgruppe gehörenden Verbindungen[174,247]. Auch bei Diclofenac treten in Einzelfällen, bedingt durch besondere Belastungssituationen, sehr hohe Konzentrationen auf[232,237]. Verwendung findet Diclofenac in erheblichem Umfang sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin[234,254]. Es ist das einzige Medikament, dessen Verwendung in großen Mengen in beiden Bereichen durch eine Studie auch für Pakistan belegt ist. In dieser Untersuchung wurde bestätigt, dass eine extrem hohe Mortalitätsrate bei Geiern durch eine Aufnahme von Diclofenac aus Kadavern von zuvor behandelten Nutztieren verursacht wurde[32,174,230]
. Diese erste Studie wurde weiter vertieft und führte 2006 in Indien, Pakistan und Nepal zu einem Anwendungsverbot von Diclofenac im veterinärmedizinischen Bereich[230,262]. Damit ist Diclofenac das einzige Pharmazeutikum, bei dem eine erhebliche negative Wirkung auf die Umwelt und ein hohes Bioakkumulationspotential bewiesen werden konnte.
Auch dieser pharmazeutische Wirkstoff wurde ubiquitär in hohen Konzentrationen in den Proben aus Karachi detektiert (s. Abb. 11). Im Malir River beträgt die Konzentration von Diclofenac 4400 ng/L (St. 1). Im Lyari River liegt sie um ein Vierfaches darunter (St. 41: 1000 ng/L; St. 24: 670 ng/L). Besonders auffällig ist hier das im Vergleich zu den anderen Pharmazeutika unübliche Abfallen der Konzentration im Verlauf des Flusses. Im Korangi drain zeigt Diclofenac ein Konzentrationsprofil, welches dem von Ibuprofen ähnelt. So steigt die Konzentration von Station 23 (1200 ng/L) bis Station 21 (1400 ng/L) leicht an und erreicht an Station 20 (8600 ng/L) den mit Abstand höchsten gemessenen Gehalt in der vorliegenden Untersuchung. Wie im Fall von Ibuprofen übertrifft die Konzentration von Diclofenac hier die sonst dominierende Mefenaminsäure um ein Vielfaches.
Die hohen Konzentrationen sind vermutlich durch die verbreitete Viehhaltung in diesem Stadtteil bedingt. Der starke Anstieg zum Ende hin lässt, wie auch bei anderen Pharmazeutika beobachtet, einen Punkteinleiter vermuten. Beim Eintritt in die Gizri Bucht fällt die Konzentration stark ab (St. 28: 2000 ng/L) und liegt damit wieder an dritter Stelle im Vergleich mit den anderen Pharmazeutika. Der gefundene Wert ist jedoch immer noch sehr hoch für ein Oberflächengewässer und im gleichen Bereich wie an Station 15 (2350 ng/L), wobei es sich dort aber um unverdünntes
Abwasser handelt. Die kleinste nachgewiesene Konzentration an Diclofenac ist, wie bei den anderen Pharmazeutika auch, die am Ausgang der Hafenlagune (St. 16: 130 ng/L).
Naproxen (2-[6-Methoxynaphthyl]propansäure) ist, gemessen an den in dieser Untersuchung gefundenen Konzentrationen, der vierthäufigste Vertreter der pharmazeutischen Wirkstoffe. Dies steht im Einklang mit Studien aus anderen Teilen der Welt, sowohl bezüglich der Häufigkeit des Vorkommens als auch den gefundenen Konzentrationen im Vergleich mit den anderen NSAIDs. Auch Naproxen gehört zu den gut untersuchten pharmazeutischen Wirkstoffen hinsichtlich ihres Umweltverhaltens und wurde in vielen Teilen der Welt in Oberflächengewässern, Abwässern und im Grundwasser nachgewiesen. Dabei liegen die durchschnittlichen Konzentrationen in Oberflächengewässern zwischen dem einstelligen und niedrigen dreistelligen ng/L-Bereich und in Klärwerkszu- und Abläufen im niedrigen µg/L-Bereich. Meistens ist die Konzentration von Naproxen niedriger als die von Ibuprofen und Diclofenac, und es wird seltener gefunden[174,176,229,232,237,246,247,255,256,258,260]
.
Die höchste detektierte Konzentration in dieser Untersuchung findet sich, wie bei den meisten anderen PPCP auch, im Malir River (St. 1: 3200 ng/L). Die niedrigste Konzentration wurde in der Probe aus der Hafenlagune gemessen (St. 16: 150 ng/L). Dies steht ebenfalls im Einklang mit dem Konzentrationsprofil der anderen Pharmazeutika. Im Lyari River liegen die nachgewiesenen Konzentrationen über denen von Diclofenac, aber das Konzentrationsprofil von Naproxen zeigt eine steigende Tendenz flussabwärts (St. 41: 1150 ng/L; St. 24: 2500 ng/L). Im Verlauf des Korangi drain zeigt sich das in dieser Untersuchung eher übliche Profil auch bei Naproxen. Am Anfang wurde eine relativ hohe Konzentration gemessen (St. 23: 2450 ng/L), welche bis Station 21 stark abfällt (700 ng/L) und einen starken Wiederanstieg auf Station 20 zeigt (1400 ng/L). Beim Eintritt in die Gizri Bucht lässt sich jedoch kein Verdünnungseffekt beobachten. Die Naproxen-Konzentration steigt sogar noch einmal an (St. 28: 1600 ng/L) und ähnelt damit dem Profil von Mefenaminsäure, im Gegensatz zu denen von Ibuprofen und Diclofenac. Im Abwassereinleiter am Clifton Beach wurde Naproxen in einer für diese Untersuchung sehr hohen Konzentration nachgewiesen (St. 15: 2300 ng/L). Diese liegt, wie auch bei den anderen Pharmazeutika, im selben Bereich der in Kläranlagenzuläufen in den Industrieländern gemessenen Konzentrationen. Insgesamt betrachtetet liegen die nachgewiesenen Mengen aller vier NSAIDs im internationalen Vergleich sehr hoch, das gilt im Besonderen für die Belastung der Oberflächengewässer im Stadtgebiet von Karachi. Dies zeigt sich auch in der guten Korrelation zwischen den chemischen und ökotoxikologischen Ergebnissen. Alle Fraktionen in denen diese hohen Konzentrationen an NSAIDs nachgewiesen wurden, weisen auch einen hohen Effekt im verwendeten Biotest auf (s. Abs. 4.2.2. u. Anhang).
Abbildung 12 zeigt die Konzentrationsprofile weiterer vier Pharmazeutika in den Proben aus Karachi. Im Vergleich mit den zuvor beschriebenen NSAIDs liegen diese zwar in geringerer Menge vor (vgl. Maßstab), doch in Relation zu Untersuchungen aus anderen Teilen der Welt sind die gefundenen Konzentrationen noch sehr hoch. Dies gilt auch hier im Besonderen für den Fall der unter-
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Abb. 12: Darstellung des Vorkommens und der Verteilung von Fluorbiprofen, Ketoprofen, Carbamazepim und Propyphenazon in den Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi (s. auch Tabelle im Anhang)
suchten Oberflächengewässer. Fluorbiprofen (2-[(3-Fluor-4-phenyl)phenyl]propansäure) und Ketoprofen (2-[(3-Benzoyl)-phenyl]propansäure) sind zwei weitere pharmazeutische Wirkstoffe aus der Klasse der NSAIDs.
Fluorbiprofen gehört zu den 100 am meisten verschriebenen Medikamenten in der EU und findet auch in Pakistan Anwendung in der Humanmedizin. Dennoch ist es nur äußerst selten Bestandteil von PPCP-Screenings in Umweltproben[263-265]. Nur in einer einzigen Studie von sieben Klärwerksabläufen in vier EU-Ländern konnte Fluorbiprofen, in einem französischen und einem italienischen Kärwerk, in Konzentrationen von 210 bzw. 340 ng/L nachgewiesen werden. Das ist die erste und bisher einzige Untersuchung, in der Fluorbiprofen in realen Umweltproben gefunden wurde[266]. In Karachi konnte Fluorbiprofen in allen Proben nachgewiesen werden, wobei die höchste Konzentration im Malir River gefunden wurde (St. 1: 670 ng/L). Entlang des Korangi drain lässt sich bei Fluorbiprofen das bereits bekannte Konzentrationsprofil beobachten. Die Konzentration nimmt von Station 23 (260 ng/L) auf Station 21 (210 ng/L) leicht ab, um dann zum Ende des Kanals hin wieder stark anzusteigen (St. 20: 530 ng/L). Beim Übergang in die Gizri Bucht zeigt sich für Fluorbiprofen ein deutlicher Verdünnungseffekt (St. 28: 170 ng/L), ähnlich wie bei Ibuprofen und Diclofenac.
Im Verlauf des Lyari River verdoppelt sich die Konzentration flussabwärts, von 130 ng/L (St.
41) auf 280 ng/L (St. 24). Dieser auch bei vielen anderen Pharmazeutika beobachtete Verlauf deutet
auf einen erheblichen Eintrag aus dem Orangi main Nala hin. Dieser offene Abwasserkanal nimmt die gesamten Haushalts- und Gewerbeabwässer des nordwestlichen Stadtteils Orangi auf. Eine hohe Konzentration an Fluorbiprofen konnte auch im Abwassereinleiter am Clifton Beach nachgewiesen werden (St. 15: 380 ng/L). In der Hafenlagune wurde hingegen, gemäß dem allgemeinen Trend, eine weitaus geringere Menge gefunden (St. 16: 40 ng/L).
Ketoprofen gehört zu den Pharmazeutika, die regelmäßig Teil typischer PPCP-Screenings in Oberflächengewässern und Abwässern sind. Im Gegensatz zu den anderen NSAIDs wird es jedoch seltener nachgewiesen. Die Konzentrationen liegen dabei in Oberflächengewässern meist im ein- bis zweistelligen ng/L-Bereich, in Kläranlagenzu- und Abläufen im zwei- bis zum niedrigen dreistelligen ng/L-Bereich[162,176,177,232,237,240,246,256,258,267,268]
. In den Proben aus Karachi wurde Ketoprofen an 5 der 9 untersuchten Probenahmestationen gefunden. Eine relativ hohe Konzentration wurde in der Oberflächengewässerprobe aus dem Malir River nachgewiesen (St. 1: 100 ng/L). Etwa um die Hälfte geringer lagen die Gehalte in den Proben aus dem Lyari River, wobei kein Anstieg entlang des Flussverlaufs zu beobachten war (St. 41: 40 ng/L; St. 24: 40 ng/L). Im Korangi drain konnte Ketoprofen nur an der letzten Station nachgewiesen werden (St. 20: 120 ng/L). Die höchste Einzelkonzentration findet sich im Abwassereinleiter am Clifton Beach (St. 15: 210 ng/L). Diese Werte für Ketoprofen liegen also größtenteils im Bereich der Ergebnisse von Studien aus Industrieländern. Eine Ausnahme ist die im Malir River gefundene Menge, die für Oberflächengewässer sehr hoch liegt. Dies bestätigt die auch für andere PPCP in dieser Arbeit festgestellte hohe Belastung des Malir River durch Pharmazeutika.
Propyphenazon (1-Phenyl-2,3-dimethyl-4-(1-methylethyl)-5-pyrazolon) ist ebenfalls ein nicht-steorides Analgetikum mit entzündungshemmender Wirkung, es wird jedoch in der Literatur nicht in die Klasse der NSAIDs eingeordnet. Propyphenazon gehört zu den am besten untersuchten Schadstoffen aus der Klasse der Pharmazeutika, und es existiert eine Vielzahl an Studien hinsichtlich des Umweltvorkommens. Es wurde bereits in Trink-, Oberflächen- und Abwässern der meisten Industrieländer nachgewiesen, dabei liegen die Durchschnittswerte in Oberflächengewässern und Abwässern in etwa in gleicher Höhe wie die von Ketoprofen[176,229,232,235,256,257,260]
. In Trink- und Grundwässern liegen die Konzentrationen typischerweise im einstelligen ng/L-Bereich, aber auch hier gibt es Ausnahmen. So wurden im Berliner Trinkwasser in einer Untersuchung Werte bis 100 ng/L festgestellt[247,251,269]
.
In den Proben aus Karachi kommt Propyphenazon in eher geringen Mengen vor (s. Abb. 12).
Im Korangi drain steigt die Konzentration vom Anfang (St. 23: 10 ng/L) über den weiteren Verlauf hin stark an (St. 21: 60 ng/L) und liegt am Ende bei 80 ng/L (St. 20), der höchsten gemessenen Konzentration in dieser Untersuchung. Beim Eintritt in die Gizri Bucht zeigt sich der erwartete Verdünnungseffekt und die Konzentration fällt um die Hälfte ab (St. 28: 40 ng/L). Eine weitere, für diese Untersuchung, relativ hohe Konzentration wurde im Abwassereinleiter am Clifton Beach nachgewiesen (St. 15: 70 ng/L). In den Oberflächengewässern ließ sich nur im Malir River eine
nennenswerte Konzentration messen (St. 1: 20 ng/L). Im Lyari River lagen die gefundenen Werte bei 4 ng/L (St. 41) bzw. 6 ng/L (St. 24). In der Hafenlagune wurde eine vergleichbar geringe Menge an Propyphenazon nachgewiesen (St. 16: 8 ng/L).
Carbamazepim (5-H-Dibenz[b,f]azepin-5-carboxamid) ist ein weit verbreitetes Anti-epileptikum und gehört ebenfalls zu den ausführlich untersuchten pharmazeutischen Wirkstoffen hinsichtlich seines Vorkommens und Verhaltens in der Umwelt. Es wurde bereits in allen aquatischen Kompartimenten in vielen verschiedenen Ländern nachgewiesen. Für Oberflächengewässer liegt die durchschnittliche Konzentration in Industrieländern zwischen 70 und 200 ng/L, in Kläranlagenzu- und Abläufen variieren diese zwischen dem unteren dreistelligen ng/L-Bereich und dem einstelligen µg/L-Bereich. Auch in Trinkwasser wird Carbamazepim relativ häufig gefunden, meistens im einstelligen ng/L-Bereich aber oft auch in hohen Einzelkonzentrationen in besonders belasteten Gebieten[174,176,177,232,236,240,242,246,247,255,270]
. Da es ubiquitär auftritt und eine hohe Persistenz aufweist, wurde es bereits als Marker für kommunale Abwässer diskutiert[258,261,270]
.
In den hier untersuchten Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi konnte Carbamazepim an 4 der 9 Stationen nachgewiesen werden. Der einzige positive Nachweis in einem Oberflächengewässer des Stadtgebietes gelang im Malir River (St. 1: 160 ng/L), welcher schon zuvor als am höchsten mit PPCP belastet aufgefallen ist. Im Abwassereinleiter am Clifton Beach liegt die Konzentration von Carbamazepim im Vergleich zu den anderen Pharmazeutika relativ niedrig (St. 15: 70 ng/L). In den Proben aus dem Korangi drain zeigt sich ein bereits in anderen Fällen festgestellter Konzentrationsverlauf in besonders starker Ausprägung. So werden am Anfang 320 ng/L Carbamazepim nachgewiesen (St. 23). Diese Konzentration fällt im Verlauf des Kanals sehr stark ab und liegt an Station 21 unterhalb der Nachweisgrenze. Am Ende des Korangi drain lässt sich dann wieder eine mittlere Konzentration an Carbamazepim nachweisen (St. 20: 50 ng/L).
In Abbildung 13 sind die Konzentrationsprofile weiterer 5 Substanzen aus der Klasse der PPCP dargestellt. Triclosan (5-Chlor-2-[2,4-Dichlorphenoxy]phenol) ist ein weit verbreitetes Bakterizid, welches in vielen Produkten wie z.B. in Körperpflegemitteln und im Textil- und Kunststoffbereich zum Einsatz kommt[175,179,229,239]
. Es ist häufig Bestandteil von PPCP-Screenings und wird regelmäßig in Oberflächen- und Abwässern in vielen Industrieländern nachgewiesen. Die durchschnittlichen Konzentrationen liegen in Oberflächengewässern im ein- bis zweistelligen ng/L-Bereich, in Abwässern typischerweise zwischen dem dreistelligen ng/L und dem einstelligen µg/L-Bereich[175,176,238,239,247,258-261,271]
. Triclosan gilt als besonders resistent gegenüber dem Abbau in Kläranlagen und wurde vereinzelt auch im Grund- und Trinkwasser gefunden[231,239,260]
. Seit 2001 ist die Wirksamkeit von Triclosan gegen den Malariaerreger bekannt, deshalb wird mit seinem vermehrten Einsatz in subtropischen und tropischen Gebieten gerechnet[239]. Des Weiteren ist Triclosan ein wichtiges Beispiel für die Toxizität von Transformationsprodukten, da bei seinem photochemischen Abbau in geringen Mengen 2,7- und 2,8-Dichlor-p-dibenzodioxine entstehen[261,272].
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Abb. 13: Darstellung des Vorkommens und der Verteilung von Triclosan, Phenacetin, Phenalgen, Propylparaben und Benzylparaben in den Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi (s. auch Tabelle im Anhang)
Triclosan wurde in fast allen Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi nachgewiesen, in gleich hohen bis sehr viel höheren Konzentrationen verglichen mit Studien aus anderen Teilen der Welt. Die höchste Einzelkonzentration in dieser Untersuchung findet sich im Abwassereinleiter am Clifton Beach (St. 15: 1100 ng/L). Eine vergleichbare Menge Triclosan kommt in der Probe aus dem Malir River vor (St. 1: 1000 ng/L), einer für Oberflächengewässer sehr hohen Konzentration. Diese hohen Belastungen spiegeln sich auch in den erhaltenen Effekten des verwendeten Biotests in den entsprechenden Fraktionen wider (s. Abs. 4.2.2. u. Anhang). Im Lyari River wurde Triclosan in geringeren Konzentrationen nachgewiesen, wobei diese flussabwärts leicht abfiel (St. 41: 130 ng/L;
St. 24: 110 ng/L). Das Konzentrationsprofil im Korangi drain zeigt im Vergleich einen eher unüblichen Verlauf. Die höchste nachgewiesene Menge Triclosan findet sich am Anfang (St. 23: 330 ng/L), diese Konzentration fällt im weiteren Verlauf stark ab (St. 21: 30 ng/L) und liegt am Ende des Korangi drain unterhalb der Nachweisgrenze. Beim Eintritt in die Gizri Bucht lässt sich Triclosan jedoch wiederfinden (St. 28: 100 ng/L), wahrscheinlich bedingt durch die Vermischung mit Einträgen aus dem Malir River.
Phenacetin (N-[4-Ethoxyphenyl]ethanamid) ist ein Analgetikum, welches in fast allen Industrieländern aufgrund seiner toxischen Nebenwirkungen inzwischen verboten ist und durch seinen Metaboliten Paracetamol ersetzt wurde. In vielen anderen Ländern ist es jedoch noch häufig
kostengünstiges Streckmittel verschiedener illegaler Drogen verwendet[274,276]. In den 1980er und 1990er Jahren wurde Phenacetin vereinzelt im Sickerwasser von Mülldeponien und in davon beeinflusstem Grundwasser nachgewiesen[277,278]. Im aktuellen UBA-Bericht über PPCP in der Umwelt ist zwar ein Vorkommen (< LOD) in Oberflächengewässern beschrieben, jedoch fehlt dort der Verweis auf die entsprechende Literaturstelle[232]. Weitere Studien zum Umweltvorkommen und – Verhalten sind nicht vorhanden. Phenacetin konnte im Malir River in einer Konzentration von 350 ng/L (St. 1) nachgewiesen werden (s. Abb. 13). Des Weiteren wurde Phenacetin nur in den Proben aus dem Korangi drain gefunden. Dort liegt die Konzentration am Anfang bei etwa 180 ng/L (St. 23).
Diese fällt im Verlauf des Kanals stark ab und liegt an Station 21 unterhalb der Nachweisgrenze. Am Ende des Abwassersystems liegt der Gehalt an Phenacetin wieder bei 380 ng/L (St. 20), was für einen weiteren Einleiter zwischen den letzten beiden Stationen spricht. Beim Eintritt in die Gizri Bucht lassen sich ebenfalls noch Spuren von Phenacetin nachweisen (St. 28: 7 ng/L).
Phenalgen (Acetanilid, N-Phenylethanamid) war das erste Antipyretikum und wurde im 19. Jh.
kurzzeitig von Bayer vermarktet, jedoch bald darauf von Phenacetin ersetzt[275]. Die Herkunft in den Proben aus Karachi ist ungeklärt. Es könnte in Pakistan als Medikament verwendet werden oder als Transformationsprodukt von Paracetamol bzw. Phenacetin in die Umwelt gelangt sein[279]. Des Weiteren kann nicht ausgeschlossen werden, dass es als Grundstoff oder Zwischenprodukt aus der chemischen Industrie stammt. Dort findet es in besonders großem Umfang Verwendung als Grundstoff für die Herstellung von Sulfonamid-Antibiotika und Paracetamol[279,280]. Eine weitere Quelle könnte der Abbau von Acetanilid-Pestiziden sein, von denen allerdings keine in dieser Untersuchung nachgewiesen werden konnten. Eine besonders hohe Konzentration an Phenalgen wurde im Malir River gefunden (St. 1: 300 ng/L; s. Abb. 13). Im Lyari River wurde Phenalgen an beiden Probenahmestationen gefunden jedoch in weitaus geringeren Konzentrationen (St. 41: 30 ng/L;
St. 24: 60 ng/L). Im Korangi drain ähnelt sein Konzentrationsprofil dem von Phenacetin. Mit einer vergleichbaren nachgewiesenen Menge am Anfang des Kanals (St. 23: 160 ng/L) und einem starken Abfall bis unter die Nachweisgrenze an Station 21. Der Wiederanstieg der Konzentration zum Ende des Kanals (St. 20: 200 ng/L) ist jedoch nicht ganz so ausgeprägt wie bei Phenacetin.
Parabene (4-Hydroxybenzoesäurealkylester) sind die am weitesten verbreiteten antimikrobiellen Konservierungsstoffe in Körperpflegemitteln, z.B. in Shampoos und Cremes. Am häufigsten werden die Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butyl- aber auch der Benzylester verwendet. Diese werden in hohen Tonnenmaßstäben produziert und sollten demnach ubiquitäre Umweltschadstoffe sein, jedoch ist die Literatur bezüglich ihres Vorkommens in Realproben vergleichsweise spärlich. Es existiert nur eine geringe Anzahl an Studien in denen Methyl-, Ethyl-, Propyl- und selten auch Butyl- und Benzylparaben nachgewiesen werden konnten. Die Konzentrationen von Propylparaben in Kläranlagen variieren dabei sehr stark zwischen dem niedrigen ng/L-Bereich und dem niedrigen µg/L-Bereich. In Oberflächengewässern liegen diese im Durchschnitt viel niedriger, etwa zwischen dem ein- und zweistelligen ng/L-Bereich. Benzylparaben wurde sehr selten in Umweltproben
nachgewiesen, die Konzentrationen liegen sowohl in Kläranlagen als auch in Oberflächengewässern ausschließlich im niedrigen ng/L-Bereich[162,175,229,238,249,281,282]
.
In den Proben aus dem Raum Karachi konnte Propylparaben an allen Stationen, Benzylparaben hingegen nur an 3 Stationen nachgewiesen werden (s. Abb. 13). Im Malir River kommt nur der Propylester in erheblichen Konzentrationen vor (St. 1: 400 ng/L). Im Lyari River ließ sich ebenfalls nur Propylparaben nachweisen. Die Konzentration verdoppelt sich zwar flussabwärts, liegt aber weit unter den im Malir River gefundenen Konzentrationen (St. 41: 40 ng/L; St. 24: 80 ng/L). Im Korangi drain konnten sowohl Propyl- als auch Benzylparaben nachgewiesen werden, wobei sich die beiden Konzentrationsprofile erheblich voneinander unterscheiden. Am Anfang des Systems wurde für Propylparaben die höchste Konzentration detektiert (St. 23: 210 ng/L). Diese fällt bis Station 21 auf 140 ng/L ab und bleibt bis zum Ende des Kanals in etwa stabil (St. 20: 150 ng/L). Auch in der Gizri Bucht fällt die Konzentration an Propylparaben nicht so stark wie erwartet ab (St. 28: 100 ng/L).
Benzylparaben hingegen lässt sich am Anfang des Korangi drain nur in geringen Mengen nachweisen (St. 23: 40 ng/L). Im weiteren Verlauf fällt diese bis unter die Nachweisgrenze, um im letzten Stück des Kanals sprunghaft auf einen sehr hohen Wert anzusteigen (St. 20: 500 ng/L). Dieses Verhalten legt die Existenz eines Punkteinleiters zwischen Station 21 und 20 nahe, wie es bereits bei anderen PPCP beobachtet wurde. Beim Eintritt in die Gizri Bucht wird die Menge an Benzylparaben stark verdünnt (St. 28: 40 ng/L), da hier keine Einträge aus dem Malir River wie im Falle von Propylparaben hinzukommen. Im Abwassereinleiter am Clifton Beach sowie in der Hafenlagune wurde nur Propylparaben in sehr geringen Konzentrationen gefunden (St. 15: 20 ng/L; St. 16: 5 ng/L).
In Abbildung 14 sind die nachgewiesenen Konzentrationen von drei sehr selten in Umweltproben detektierten Pharmazeutika dargestellt. Lidocain (2-(Diethylamino)-N-(2,6-Dimethylphenyl)ethanamid) ist ein Lokalanaesthetikum, welches in der Human- und der Veterinärmedizin häufige Verwendung findet. In Großbritannien ist es eines der zehn am meisten verwendeten Veterinärpharmazeutika[241,254,283]
. In besonders großem Umfang wird Lidocain auch als Streckmittel von illegalen Drogen verwendet, insbesondere für Kokain[276]. Bis vor kurzem existierten für Lidocain so gut wie keine Daten zum Umweltvorkommen. Erst in den letzten beiden Jahren wurde es in umfangreicheren Untersuchungen in Kläranlagen und Oberflächengewässern in Deutschland nachgewiesen. Des Weiteren trat es in Oberflächengewässern sowie im Grund- und Abwasser in England, der Schweiz und den Niederlanden auf. Die durchschnittlichen Konzentrationen lagen in den Oberflächengewässern zwischen 7 und 30 ng/L und um 100 ng/L in den Kläranlagen[232,260,283,284]
. In den Proben aus dem Raum Karachi konnte es an allen neun Stationen nachgewiesen werden, wobei die gemessenen Konzentrationen über 2 Größenordnungen variieren. Im Korangi drain zeigt Lidocain das bekannte Konzentrationsprofil, die Konzentration liegt am Anfang des Kanals bei 240 ng/L (St. 23) und fällt dann im weiteren Verlauf ab (St. 21: 150 ng/L). An Station 20, am Ende des Korangi drain, steigt die Konzentration massiv an und beträgt mehr als das dreizehnfache (St. 20:
1900 ng/L). Auch dieses Ergebnis legt die Existenz eines Punkteinleiters zwischen Station 21 und 20
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Abb. 14: Darstellung des Vorkommens und der Verteilung von Lidocain, Crotamiton und Ketamin in den Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi (s. auch Tabelle im Anhang)
nahe, wie es bei vielen zuvor beschriebenen Pharmazeutika der Fall ist. In der Gizri Bucht zeigt sich der erwartete Verdünnungseffekt und die nachgewiesene Menge an Lidocain liegt nur noch bei 100 ng/L (St. 28).
Auch in allen untersuchten Oberflächengewässern wurde Lidocain gefunden, im Malir River liegt die Konzentration bei 130 ng/L (St. 1). Im Lyari River konnte es an beiden Stationen nachgewiesen werden, mit steigender Tendenz flussabwärts, was auf einen kontinuierlichen Eintrag hinweist. Die gefundenen Mengen liegen jedoch unterhalb derer im Malir River (St. 41: 40 ng/L; St.
24: 50 ng/L). In der Hafenlagune konnte Lidocain knapp oberhalb der Quantifizierungsgrenze nachgewiesen werden (St. 16: 5 ng/L). Im Falle der Oberflächengewässer und des Korangi drain ist die Herkunft von Lidocain plausibel, da in den äußeren Stadtbezirken viel Vieh in und nahe den Wohngebieten gehalten wird. Die relativ hohe Konzentration von 180 ng/L im Abwassereinleiter am Clifton Beach (St. 15) kann jedoch ein Hinweis auf eine Anwendung auch in der Humanmedizin sein.
Denn hier wohnen Menschen mit höherem Einkommen, es gibt viele Bürogebäude und es wird kein Vieh gehalten. Außerdem handelt es sich um ein unterirdisches Abwassersystem, so dass keinerlei diffuse Einträge aus anderen Quellen hinzukommen können.
Crotamiton (N-Ethyl-N-(2-Methylphenyl)but-2-enamid) ist einer der am häufigsten eingesetzten Wirkstoffe gegen Krätzmilben und Läuse. Verwendet wird eine 10 %ige Creme zur äußerlichen Anwendung. Daher ist Crotamiton, wie auch Lidocain, eines der wenigen Pharmazeutika,
welche nicht primär über menschliche Ausscheidungen in die Umwelt eingetragen werden[257,287]. Bei äußerlicher Anwendung findet der Haupteintrag über das beim Waschen des Körpers und der Kleidung entstehende Abwasser statt. Dabei gehen Studien davon aus, dass in den meisten Fällen weniger als 10 % des Wirkstoffs vom Körper aufgenommen wird, der überwiegende Teil geht direkt in das Abwasser[241]. Crotamiton wurde bisher nur in sechs Untersuchungen in Umweltproben nachgewiesen, zwei davon in Deutschland und in der Schweiz, wobei Konzentrationen zwischen 30 und 300 ng/L in Zu- und Abläufen von kommunalen Kläranlagen gefunden wurden[285,286]. Des Weiteren wurde Crotamiton in geringer Konzentration in einer Probe englischen Grundwassers nachgewiesen[260].
In Tokio wurde Crotamiton in einer größer angelegten Studie in allen Kläranlagenzu- und Abläufen, in 37 Flüssen hinter den Kläranlageneinleitern und im Grundwasser nachgewiesen. In dieser umfangreichen Studie ist Crotamiton das am häufigsten und in den meisten Fällen auch das in den höchsten Konzentrationen nachgewiesene Pharmazeutikum. Die gefundenen Konzentrationen liegen in den Kläranlagenzu- und Abläufen zwischen 250 und 3000 ng/L, in den Flüssen zwischen 2 und 500 ng/L und im Grundwasser zwischen 2 und 80 ng/L. In letzteren beiden Fällen ist die Konzentration direkt proportional zur Entfernung von den jeweiligen Kläranlagen. In Laborstudien wurde eine sehr hohe Persistenz sowohl im aquatischen als auch im terrestrischen Bereich sowie gegenüber der Behandlung in Kläranlagen festgestellt. Erst kürzlich wurden diese Ergebnisse für das Grundwasser von Tokio und einer Kläranlage einer weiteren japanischen Großstadt bestätigt[268,270]. Aus diesen Gründen wird in Japan aktuell über eine Verwendung Crotamitons als Marker für kommunale Abwässer diskutiert[257,258].
In den Proben aus Karachi wurde Crotamiton an fast allen Stationen gefunden (s. Abb. 14).
Die höchste Konzentration wurde am Ende des Korangi drain detektiert (St. 20: 160 ng/L). Im vorherigen Verlauf des Kanals liegt die Menge an Crotamiton unterhalb der Nachweisgrenze. Beim Eintritt in die Gizri Bucht erfolgt eine starke Verdünnung (St. 28: 10 ng/L). Auch in beiden Flüssen konnte Crotamiton nachgewiesen werden. Im Malir River beträgt die Konzentration 40 ng/L (St. 1).
Im Verlauf des Lyari River konnte der bereits bei vielen anderen PPCP festgestellte Trend des Anstiegs der Konzentration von Station 41 (20 ng/L) auf Station 24 (40 ng/L) beobachtet werden. In der Hafenlagune liegt die Menge an gefundenem Crotamiton knapp oberhalb der Quantifizierungsgrenze (St. 16: 5 ng/L). Im Abwassereinleiter der Innenstadt am Clifton Beach befindet sich die Konzentration im Bereich der in den Flüssen nachgewiesenen Menge (St. 15: 20 ng/L).
Ketamin (2-(2-Chlorphenyl)-2-(methylamino)cyclohexanon) ist ein Sedativum welches ausschließlich in der Tiermedizin Verwendung findet. Des Weiteren wird es in nicht unerheblicher Menge als Genussdroge missbraucht und aufgrund dieser Verwendung in den Kläranlagen von Großstädten in den Industrieländern gefunden[236,288,289]
. Es existieren bisher nur sehr wenige Studien zum Vorkommen von Ketamin im Abwasser und den direkt davon beeinflussten
Oberflächengewässern, die in den Industrieländern ausschließlich vor dem Hintergrund der Verwendung als Droge durchgeführt wurden. In diesen Untersuchungen wurden stark variierende Konzentrationen zwischen 5 und 300 ng/L in den Zu- und Abläufen der Kläranlagen gefunden. In den Oberflächengewässern, in die diese Abwässer eingeleitet werden, konnte Ketamin in Konzentrationen zwischen 1 und 200 ng/L in Abhängigkeit von der Entfernung zum Einleitungspunkt nachgewiesen werden. Der einzige Nachweis in Oberflächengewässern außerhalb von Großstädten sowie der Nachweis in einer spanischen Kläranlage können jedoch nicht eindeutig dem Missbrauch zugeordnet werden, da in der Nähe in großem Umfang Rinder- bzw. Pferdezucht betrieben wird, in der Ketamin sehr häufig Verwendung findet[288-292].
In den Proben aus dem Raum Karachi konnte Ketamin nur an 2 Stationen im Korangi drain nachgewiesen werden (s. Abb. 14). An Station 21 liegt die Konzentration bei 60 ng/L, diese fällt bis zum Ende des Kanals stark ab (St. 20: 10 ng/L). Das legt die Vermutung nahe, dass sich der Einleiter zwischen Station 23 und 21 befindet. Da hier viel Vieh gehalten wird, lässt sich jedoch nicht klären, ob die Herkunft von Ketamin aus seinem Missbrauch oder der nahe liegenderen Anwendung aus dem Veterinärbereich stammt.
Die in Abbildung 15 dargestellten Konzentrationsprofile gehören zu vier sehr selten bzw. noch gar nicht als Umweltkontaminanten in Erscheinung getretenen Pharmazeutika. Ein gemeinsames Phänomen aller Angehörigen dieser Gruppe ist, dass sie in hohen Konzentrationen nur im Bereich des Korangi drain auftreten. Im Malir River, in dem alle zuvor untersuchten PPCP in sehr hohen Konzentrationen vorkommen, konnte keine dieser Verbindungen nachgewiesen werden. Der erste Vertreter dieser Gruppe ist Methaqualon (2-Methyl-3-(2methylphenyl)-(3H)-quinazolin-4-on), ein Hypnotikum, welches besser unter seinen Handelsnamen, wie z.B. Quaalude (USA) oder Normi-Nox (D), bekannt und berüchtigt ist. In den 1960er Jahren wurde es als Barbiturat Nachfolger in den westlichen Industriestaaten auf den Markt gebracht. Schnell wurde klar, dass auch dieser Wirkstoff zu physischer und psychischer Abhängigkeit führte und Methaqualon erfreute sich seit den 1970er Jahren wachsender Beliebtheit als illegale Droge. Zwischen 1984 (USA) und 1992 (D) verlor es in den meisten westlichen Ländern seine Zulassung als Medikament, wurde aber z.B. in der Schweiz erst 2004 vom Markt genommen. Seither wird es in großen Mengen besonders in Afrika und Asien illegal hergestellt. In Südafrika ist es die neben Marihuana am weitesten verbreitete Droge auf dem illegalen Markt[289,293-295]
.
In der Forensischen Wissenschaft dient Methaqualon als Tracer für die Existenz illegaler Drogenlabore. Ferner gehört es zu den am meisten verwendeten Streckmitteln bei der Herstellung von Heroin aus Rohopium. Methaqualon zählt zu den Markersubstanzen, anhand derer das Ursprungsland von Heroin bestimmt werden kann, wobei Pakistan zu den Hauptherstellungs- und Umschlagsländern von Heroin zählt, da es im Schnittpunkt der zwei größten Opiumanbauländer, Afghanistan und dem Ostiran, liegt[276,296]. Als größte Hafenstadt in der Umgebung spielt Karachi hierbei eine Schlüsselrolle.
Das Auftreten von Methaqualon in den Wasserproben aus dem Raum Karachi wird aller Wahrschein-
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Abb. 15: Darstellung des Vorkommens und der Verteilung von Methaqualon, Phenobarbitol, Glutethimid und Diazepam in den Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi (s. auch Tabelle im Anhang)
lichkeit nach aus der illegalen Drogenherstellung stammen. Die Verwendung als Medikament in Pakistan kann aufgrund nicht erhobener Daten zwar nicht völlig ausgeschlossen werden, erscheint jedoch nach Lektüre der entsprechenden forensischen Studien als sehr unwahrscheinlich. Ein weiterer Hinweis auf die Herkunft aus Drogenlaboren ist das Auftrittsprofil von Methaqualon in den untersuchten Proben. Es tritt fast ausschließlich im Korangi drain auf und zwar in sehr hohen Konzentrationen auf einem eingeschränkten Gebiet (s. Abb. 15).
Am Anfang des Kanals liegt die Konzentration bei 2 ng/L (St. 23), an der nächsten Station macht diese einen immensen Sprung nach oben und liegt knapp unterhalb des µg/L-Bereichs (St. 21:
900 ng/L). Im weiteren Verlauf des Korangi drain findet eine Verdünnung um die Hälfte statt (St. 20:
450 ng/L), aber auch in der Gizri Bucht kann Methaqualon noch in erheblichen Konzentrationen nachgewiesen werden (St. 28: 190 ng/L). Diese punktuell sehr hohe Konzentration und die Lage im Gewerbegebiet in einem armen Stadtteil von Karachi lassen auf illegale Drogenlabore als Quelle schließen. Des Weiteren konnte es zwar im Abwassereinleiter am Clifton Beach knapp oberhalb der Quantifizierungsgrenze nachgewiesen werden (St. 15: 3 ng/L). Dies könnte jedoch auf Drogenmissbrauch in den angeschlossenen Haushalten der Innenstadt zurückzuführen sein. In Umweltproben konnte Methaqualon bisher nur in einer amerikanischen Studie aus dem Jahr 1985 im Abwasser einer großen Klinik nachgewiesen werden. Es wurde jedoch nur in einer der untersuchten
Proben in einer Konzentration von etwa 1 µg/L gefunden. Unklar ist, ob eine Verifizierung mit einem externen Standard durchgeführt wurde[297].
Phenobarbitol (5-Ethyl-5-phenylbarbitursäure) ist eines der bekanntesten Sedativa und Anticonvulsiva aus der Gruppe der Barbiturate und findet sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin Anwendung. Von der verwendeten Gesamtmenge her übertrifft die Anwendung in der Veterinärmedizin jedoch die in der Humanmedizin. In Großbritannien ist es das mit Abstand meist verschriebene Medikament dieser Wirkstoffklasse in der Veterinärmedizin[236,254,298]
. In Entwicklungsländern ist es das am meisten verschriebene Anticonvulsivum bei der Behandlung von Epilepsie, aber auch in den Industrieländern findet es noch häufig Verwendung[275,299]. Gleichzeitig ist Phenobarbitol der Hauptmetabolit des ebenso häufig verschriebenen Anticonvulsivums Pirimidone.
Da diese Verbindung jedoch nicht in dieser Untersuchung nachgewiesen werden konnte, stammt das gefundene Phenobarbitol aller Wahrscheinlichkeit nach aus seiner direkten Anwendung[299-301]. Des Weiteren wird es wie viele Barbiturate als Genussdroge missbraucht, jedoch nicht in dem gleichen Umfang wie z.B. Methaqualon[275]. Berüchtigter ist es als eines der am häufigsten verwendeten Pharmazeutika bei Suizid sowie als Tötungsmittel im Euthanasieprogramm der Nazis[303].
Phenobarbitol wurde bisher sehr selten in Umweltproben nachgewiesen. Es existieren verschiedene Studien, wovon sich die meisten auf das direkt von einem Rieselfeld früherer Produktion beeinflusste Grund- und Oberflächenwasser in Berlin beziehen. Hier wurden durchschnittliche Konzentrationen von 200 ng/L mit Spitzenwerten bis zu 1400 ng/L gemessen. In weiterer Entfernung zu dieser Punktquelle konnte jedoch kein Phenobarbitol mehr nachgewiesen werden [298,300-302]
. Darüber hinaus wurde Phenobarbitol nur vereinzelt in Kläranlagen in Europa und den USA sowie in einer Probe einer englischen Grundwasseruntersuchung, in Konzentrationen zwischen 30 und 100 ng/L, gefunden[245,260,267]
.
In den Proben aus dem Stadtgebiet von Karachi wurde Phenobarbitol in den Proben aus dem Korangi drain nachgewiesen (s. Abb. 15). Das auftretende Konzentrationsprofil entspricht dem am häufigsten beobachteten Verlauf. Die höchste Konzentration wurde am Anfang des Kanals detektiert (St. 23: 90 ng/L), danach fällt diese an Station 21 bis unter die Nachweisgrenze ab. Am Ende des Korangi drain konnte Phenobarbitol wieder nachgewiesen werden, jedoch in geringerer Konzentration (St. 20: 20 ng/L). Auffällig ist die hohe detektierte Konzentration in der Gizri Bucht (St. 28: 50 ng/L), da hier keinerlei Einträge aus dem Malir River zur Gesamtkonzentration beitragen.
Glutethimid (3-Ethyl-3-phenylpiperidin-2,6-dion) gehört zur Wirkstoffklasse der Sedativa und Hypnotika aus der Gruppe der Piperidindione, einer Klasse, die ähnlich der der Quinazolinone als Barbiturat Nachfolger auf den Markt kam. Der berüchtigtste Vertreter dieser Gruppe ist Thalidomid (Contergan) welches zum größten Arzneimittelskandal in Deutschland führte. Da es keinerlei Vorteile gegenüber den Barbituraten besitzt und ebenfalls zu Abhängigkeiten führen kann wurde Glutethimid in vielen Ländern inzwischen wieder vom Markt genommen[304,305]. Über eine Verwendung in der Drogenherstellung sind keine Studien vorhanden, jedoch ist diese theoretisch möglich. In Deutschland