Method development for analysis of pharmaceuticals in environmental samples : final report / by Prof. Dr. Thomas Ternes, Dr. Georg Dierkes, Lise Boulard, Alexander Weizel (Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz) ; on behalf of the German Environment Agency ; study performed by: Bundesanstalt für Gewässerkunde ; edited by: Section IV 2.2 Pharmaceuticals, Washing and Cleaning Agents Dr. Arne Hein and Dr. Anette Küster

Abstract

Since the last decades the increasing currency of pharmaceuticals in the aquatic environment and their risk potential for the aquatic life has become an urgent issue. The number of pharmaceuticals detectable in the low μg/L range in the environment is rising each day. Against this background the aim of this project was the development, optimization, validation and comparison of analytical methods for quantification of selected pharmaceuticals in different environmental matrices (water, sediment, suspended particular matter and biota). High sensitive LC-MS-MS methods for determination of extreme polar, polar and hormonal pharmaceuticals in water samples were developed and validated. Using these methods occurrence and distribution of the selected pharmaceuticals in water with different waste water content were determined. For analysis of pharmaceuticals in particular matter and biota samples extraction and clean-up procedures were tested, but method development is still in process. Furthermore a monitoring campaign was set up and water samples, suspended particular matter and biota (fish) samples from six different sampling sites were taken.

Die Verbreitung von Arzneimittelrückständen in Gewässern und deren Gefährdungspotential für Wasserlebewesen hat in den letzten Jahren beunruhigende Ausmaße angenommen. Immer mehr Arzneimittelwirkstoffe werden in Konzentrationen bis in den unteren μg/L-Bereich in der aquatischen Umwelt nachgewiesen. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel dieses Projekts analytische Nachweisverfahren und Probenahmekonzepte für ausgewählte Arzneimittelwirkstoffe und verschiedene Matrizes (Wasser, Sediment, Schwebstoff, Biota) zu entwickeln, optimieren, validieren und vergleichen. Leistungsstarke LC-MS-MS Methoden wurden für den Nachweis von extrem polaren, polaren und hormonellen Wirkstoffen in Wasserproben entwickelt und validiert. Mit Hilfe dieser Methoden wurden anschließend das Vorkommen und die Verteilung der ausgewählten Arzneimittelwirkstoffe in Wasserproben aus Gewässern mit unterschiedlichen Abwasseranteilen ermittelt. Für die Analytik von Schwebstoff- und Biotaproben wurden Extraktions- und Aufreinigungsverfahren getestet, allerdings befinden sich diese Methoden noch in der Entwicklung. Des Weiteren wurde ein Monitoringskonzept entwickelt und Wasser-, Schwebstoff und Biotaproben aus sechs verschiedenen Gewässern entnommen.