Wie Arzneimittel über Abwasser in Nutzpflanzen gelangen

Warum Abwasser auf Ackerland landet

Die Landwirtschaft verbraucht etwa 70 Prozent des weltweiten Süßwassers. Da sich Dürren verschärfen und Grundwasserleiter schrumpfen, greifen Landwirte in trockenen Regionen zunehmend auf eine Ressource zurück, die nie versiegt: aufbereitetes kommunales Abwasser. Laut einer im Fachjournal Sustainability veröffentlichten Studie werden weltweit bereits über 20 Millionen Hektar Ackerland mit aufbereitetem Wasser bewässert. Israel ist führend in dieser Praxis und recycelt fast 90 Prozent seines Abwassers – etwa das Vierfache der Rate jedes anderen Landes – wobei ein Großteil davon zur Bewässerung von Nutzpflanzen verwendet wird.

Die Logik ist einleuchtend: Warum nährstoffreiches Wasser in Flüsse leiten, wenn es zur Nahrungsmittelproduktion genutzt werden kann? Aber aufbereitetes Abwasser transportiert Begleiter, die durch die Standardreinigung nicht vollständig entfernt werden – darunter Spuren von Arzneimitteln, die täglich von Millionen von Menschen in die Abwassersysteme gespült werden.

Was passiert, wenn Nutzpflanzen mit arzneimittelhaltigem Wasser getränkt werden

Pflanzen nehmen Wasser über ihre Wurzeln auf und transportieren es durch Transpiration nach oben, dem gleichen Prozess, der Nährstoffe vom Boden zum Stängel befördert. Gelöste Arzneimittel fahren als blinde Passagiere mit. Wenn Wasser durch Blattporen, sogenannte Stomata, verdunstet, bleiben Arzneimittelverbindungen zurück und konzentrieren sich allmählich im Pflanzengewebe.

"Pflanzen haben keinen gut entwickelten Mechanismus, um diese Arzneimittelverbindungen auszuscheiden. Sie können Abfall nicht so einfach durch Urinieren loswerden, wie es Menschen tun", erklärte Daniella Sanchez, Doktorandin an der Johns Hopkins University, in einem Universitätsbericht über ihre jüngsten Erkenntnisse. Stattdessen lagern Pflanzen die Chemikalien in Zellwänden und Vakuolen ein – winzigen Kompartimenten, die als zelluläre Müllsäcke fungieren.

Welche Medikamente und welche Nutzpflanzen

Sanchez' Studie, veröffentlicht in Environmental Science & Technology, testete Tomaten, Karotten und Salat, die vier psychoaktiven Medikamenten ausgesetzt waren, die häufig in aufbereitetem Abwasser nachgewiesen werden:

• Carbamazepin – wird bei Krampfanfällen und bipolarer Störung eingesetzt
• Lamotrigin – eine Epilepsiebehandlung
• Amitriptylin – ein trizyklisches Antidepressivum
• Fluoxetin – der Wirkstoff in Prozac

Die Ergebnisse zeigten ein auffälliges Muster. Tomatenblätter enthielten mehr als das 200-fache der Arzneimittelkonzentration, die in der Frucht gefunden wurde. Karottenblätter enthielten etwa siebenmal mehr als die essbaren Wurzeln. Carbamazepin erwies sich als am hartnäckigsten und reicherte sich sogar in essbaren Teilen wie Karottenwurzeln und Tomatenfrüchten an. Lamotrigin hingegen blieb in allen Geweben auf niedrigem Niveau.

Breitere Feldstudien bestätigen diese Hierarchie. Laut einem Review im Journal of Agricultural and Food Chemistry folgt die Arzneimittelaufnahme im Allgemeinen einem Muster: Blattgemüse nimmt am meisten auf, gefolgt von Wurzelgemüse, Getreide und schließlich Obst tragenden Nutzpflanzen.

Sollten sich Verbraucher Sorgen machen?

Die bisher nachgewiesenen Konzentrationen werden in Nanogramm pro Gramm gemessen – millionenfach niedriger als eine therapeutische Dosis. "Nur weil diese Medikamente häufig in aufbereitetem Abwasser vorkommen, bedeutet das nicht, dass sie einen nennenswerten Einfluss auf die Pflanze oder den Pflanzenkonsumenten haben", sagte Carsten Prasse, Associate Professor für Umweltgesundheit und Ingenieurwesen an der Johns Hopkins University.

Dennoch weisen Wissenschaftler darauf hin, dass die langfristige, niedrig dosierte Exposition über die Ernährung schlecht verstanden ist und der Cocktail-Effekt mehrerer gleichzeitig wirkender Arzneimittel weitgehend unerforscht bleibt. Eine 2024 im Journal of Toxicology and Environmental Health veröffentlichte Risikobewertung ergab, dass einzelne Arzneimittelrückstände in Nutzpflanzen zwar typischerweise unterhalb der Sicherheitsgrenzwerte liegen, es aber weiterhin Lücken in der Art und Weise gibt, wie Aufsichtsbehörden die kumulative Exposition bewerten.

Was kommt als Nächstes

Da die Wasserknappheit voraussichtlich zwei Drittel der Weltbevölkerung in den kommenden Jahrzehnten betreffen wird, wird die Abwassernutzung in der Landwirtschaft nur noch zunehmen. Forscher hoffen, dass die Kartierung, welche Medikamente sich in welchen Pflanzenteilen konzentrieren, intelligentere Vorschriften ermöglichen kann – möglicherweise durch die Kennzeichnung bestimmter Arzneimittel für strengere Abwasserbehandlungsstandards oder die Lenkung der Bewässerung auf Nutzpflanzen, die weniger anfällig für die Aufnahme sind.

Vorerst bietet die Wissenschaft eine beruhigende Schlagzeile: Die essbaren Teile gängiger Gemüsesorten reichern sich weitaus weniger an als die Blätter, die typischerweise im Kompost landen. Aber da immer mehr der weltweiten Nahrungsmittel von recyceltem Wasser abhängen, wird das Verständnis des Arzneimittelpfads vom Abfluss zum Esstisch zu einem wesentlichen Bestandteil der Lebensmittelsicherheit.