Development of a test protocol to study the transformation of veterinary pharmaceuticals and biocides in liquid manure / by Dr. Dieter Hennecke, Cornelia Atorf, Claudia Bickert, Dr. Monika Herrchen, Dr. Udo Hommen, Dr. Michael Klein, Karlheinz Weinfurtner (Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME, Schmallenberg, Germany), Elena Heusner, Dr. Thomas Knacker, Thomas Junker, Dr. Jörg Römbke (ECT Oekotoxikologie GmbH, Flörsheim, Germany), Dr. Ute Merrettig-Bruns (Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT, Oberhausen, Germany) ; on behalf of the Federal Environment Agency (Germany) ; study performed by: Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME ; edited by: Section IV 2.2 Pharmaceuticals, Washing and Cleaning Agents and Nanomaterials / IV 2.1 Information Systems on Chemical Safety Dr. Silvia Berkner, Dr. Sabine Konradi Dr. Rene Lehmann

Abstract

Ein Haupteintragspfad von Tierarzneimitteln in die Umwelt ist die Ausbringung von Gülle behandelter Tiere auf landwirtschaftliche Nutzflächen. Dieser Eintragspfad spielt daher auch in der Umweltbewertung von Tierarzneimitteln im Rahmen des Zulassungsverfahrens eine Rolle. Biozide, die zur Stalldesinfektion genutzt werden, gelangen ebenfalls über diesen Weg in die Umwelt. Für die Transformation von Stoffen in Gülle gibt es jedoch bisher keine experimentelle Anleitung zur Durchführung von Studien im Rahmen einer Bewertung von Risiken und Gefahren für die Umwelt. Ein Leitfaden der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA), die "Guideline on determining the fate of veterinary medicinal products in manure" (EMA/CVMP/ERA/ 430327/2009 (revised in 2011)) gibt Hinweise zur regulatorischen Auswertung der Studien und einigen Rahmenbedingungen, eine experimentelle Anleitung, wie sie z.B. für Böden oder Wasser-Sedimentsysteme im Rahmen der OECD Prüfrichtlinien existieren, fehlt jedoch für Studien zur Transformation in Gülle. Dieses Vorhaben hatte zum Ziel, eine Methodik zur Erfassung der Transformation von Stoffen in Gülle zu entwickeln. Dabei wurde in einem ersten Schritt die Heterogenität der Gülle verschiedener Herkunft untersucht und die Möglichkeit homogene Proben aus einem Gülletank zu entnehmen. Eine repräsentative Probennahme in Gülletanks erwies sich als möglich, wenn in den Tanks oder auf den Höfen verfügbare Mischeinrichtungen zur Homogenisierung vor Probenahme genutzt wurden. Um einen Überblick über die Variabilität möglichst unterschiedlicher Güllen (Schweine-/Rindergülle, Winter-/Sommergülle, unterschiedliche Herkunftsregionen und Tierhaltungsbedingungen) zu bekommen, wurden 30 verschiedene Güllen beprobt und einer Matrixcharakterisierung unterzogen. Es wurde ebenfalls eine Temperaturmessung in den Gülletanks vorgenommen um die Wahl einer möglichst realitätsnahen Testtemperatur abzusichern. Sechs verschiedene Güllen wurden ausgewählt, um mit drei verschiedenen Testsubstanzen (Salizylsäure und Paracetamol als Tierarzneimittelwirkstoffe sowie ein Biozidwirkstoff) vergleichende Transformationsstudien durchzuführen. Die entwickelte Methode wurde einem ersten Interlaborvergleich unterzogen, an dem fünf Labore teilnahmen. Die Erfahrungen der Teilnehmer wurden auf einem Workshop vorgestellt und diskutiert und die entwickelte, detaillierte Testanleitung anschließend anhand der Vorschläge angepasst.

For veterinary medicinal products (VMP) manure application onto agriculturally used soils is their main path of entry into the environment. Consequently, this path is considered as part of the environment risk assessment within the VMP marketing authorization process. Biocides which are used for stable disinfection treatments might also enter the environment via liquid manure. So far, only regulatory guidance (Guideline on determining the fate of veterinary medicinal products in manure (EMA/CVMP/ERA/ 430327/2009 (revised in 2011)) addresses this issue. However, an experimental guidance is still missing as it is available in form of OECD test guidelines for testing fate in soils and water-/sediment systems. It was the aim of the project to develop a method to determine the transformation of substances in liquid manure. In a first step, the heterogeneity of manure of different type and origin was tested. Furthermore, a procedure was tested which is capable to take samples homogeneously from a manure storage tank. Obviously, representative sampling is possible in case mixing devices which are routinely applied by the farmers are used prior to sampling. In order to get an overview on the variability of liquid manure of different type and origin (pig-/cattle manure; manure sampled in summer and winter, from different regions and livestock breeding) 30 manures were sampled and characterized. Furthermore, temperature (including a temperature profile) in manure tanks was reported in order to select a realistic test temperature. Six manures were selected to perform transformation studies of two veterinary medicinal products (Salicylic acid, Paracetamol) and a biocide. The experimental methodology which was developed in the project was used in a first inter-laboratory comparison (ring test) with 5 laboratories. Experiences of the participants were presented and discussed on a workshop and based on the results the developed test protocol was adapted.