DBU aktuell Nr. 02 | 2019

Sie können Menschenleben retten und gehören – richtig angewendet – zu den wirksamsten ärztlichen »Waffen« gegen bakterielle Infektionen bei Mensch und Tier: Antibiotika. Seit einigen Jahren beobachten Experten jedoch, dass sich weltweit bakterielle Krankheitserreger ausbreiten, die gegen Antibiotika resistent sind, sodass die einstmals effektiven Medikamente nicht mehr wirken.

Antibiotikaresistenzen entstehen in einzelnen Mikroorganismen durch zufällige Genveränderungen. Wenn diese veränderten Mikroorganismen mit Antibiotika in Kontakt kommen – beispielsweise, wenn Antibiotika in die Umwelt gelangen – haben sie einen Überlebensvorteil gegenüber den nicht-resistenten Mikroorganismen: Während diese absterben, vermehren sich die resistenten Organismen und bilden den Ausgangspunkt für eine neue, nun antibiotikaresistente Population.

Eintragsweg in die Umwelt für Human­arzneimittel ist vor allem das Abwasser, weil ein Teil der von den Patientinnen und Patienten aufgenommenen Antibiotikamenge wieder ausgeschieden wird. Da die Wirkstoffe herkömmliche Klär­anlagen passieren, geraten sie über den Kläranlagenablauf in die Gewässer. Rückstände von Tierarzneimitteln finden sich vor allem im Dung und in der Gülle und gelangen beim Düngen in die Böden. Da Mikroorganismen die Fähigkeit haben, Genmaterial untereinander auszutauschen oder auch aus der Umgebung aufzunehmen, können sich Antibiotikaresistenzen schnell verbreiten und auch von harmlosen Bakterien auf Krankheitserreger übertragen werden.

»Jeder Einsatz von Antibiotika trägt dazu bei, dass sich Organismen verbreiten, bei denen diese Antibiotika nicht mehr wirken«, gibt Dr. Hans-Christian Schaefer, DBU-Fachreferent für Biotechnologie, zu bedenken. Die Abgabemenge von Human-Antibiotika in Deutschland lag im Jahr 2016 nach Angaben des Umweltbundesamtes (UBA) bei 666 Tonnen. Nach Angaben des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL) wurden im Jahr 2017 in Deutschland 733 Tonnen Antibiotika an Tierärzte abgegeben. Besonders kritisch betrachtet wird der Einsatz sogenannter Reserveantibiotika in der Tiermedizin, die eigentlich der Behandlung von schwerwiegenden Infektionen beim Menschen vorbehalten sind, bei denen die Standardantibiotika wegen einer Resistenzbildung wirkungslos bleiben.

Vor diesem Hintergrund engagiert sich die DBU bereits seit dem Jahr 2012 für eine nachhaltige Pharmazie und plädiert dafür, unnötige Antibiotika­verschreibungen abzustellen, Hygiene­maßnahmen zu verbessern, umweltgerechte Arznei­stoffe zu entwickeln sowie das Umweltmonitoring und die Wirkstoffforschung zu stärken. »Wir brauchen praxis­taugliche Lösungs­ansätze, die einerseits die Gesundheit von Mensch und Tier gewährleisten und anderseits negative Auswirkungen auf die Umwelt verringern«, fasst DBU-Generalsekretär Alexander Bonde zusammen.

Beispiele aus der DBU-Förderung sind die Synthese von in der Umwelt leicht abbaubaren Ciprofloxacin-Derivaten aus der Antibiotikagruppe der Fluorchinolone, die nachhaltige Produktion von semisynthetischen Cephalosporin-Antibiotika oder der Ersatz von Antibiotika durch Milchsäurebakterien und Bakteriophagen (bakterielle Viren).

Weitere DBU-Vorhaben beschäftigen sich mit der Erforschung des Umweltverhaltens von Sulfonamiden, die als Breitbandantibiotika eingesetzt werden, oder untersuchen, wie sich das Verwenden von Gülle in Biogasanlagen auf möglicherweise enthaltene Anti­biotikareste auswirkt.

Weitere Beispiele aus der DBU-Förderung »Nachhaltige Pharmazie« unter:
www.dbu.de/index.php?menuecms=2687

Download der DBU-Fachinformation »Arzneimittelrück­stände in der Umwelt unter:
www.dbu.de/643publikation1328.html

Im Körper hochwirksam und in der Umwelt vollständig biologisch abbaubar – so sähe das optimale nachhaltige Antibiotikum aus. Für das Antibiotikum Ciprofloxacin stellt sich die Wirklichkeit bisher anders dar: Der Wirkstoff aus der Gruppe der Fluorchinolone ist in der Umwelt sehr stabil und lässt sich in Gewässern, deren Sedimenten oder im Klärschlamm nachweisen. Mit tierischer Gülle wird er in Böden eingetragen und dort von Nahrungspflanzen aufgenommen. Da Ciprofloxacin schon in geringen Konzentrationen wirksam ist, ist die Gefahr einer Resistenzbildung sehr hoch. Doch diese Umwelt- und Gesundheitsrisiken könnten sich ändern: Gefördert von der DBU ist es Forscherinnen und Forschern der Leuphana Universität Lüneburg gelungen, umweltverträglichere Ciprofloxacin-Varianten zu entwickeln. Dazu wurde das Ausgangsmolekül mit Hilfe computergestützter Methoden gezielt verändert, ausgewählte neue Ver­bindungen synthetisiert und im Reagenz­glas auf pharmakologische Aktivität, unerwünschte Neben­wir­kungen und Stabilität getestet.

Die Herausforderung: Der Wirkstoff soll nach seiner medizinischen Anwendung zerfallen, aber vorher im menschlichen Körper ausreichend stabil sein. Zwei erfolg­reiche Prototypen wurden Ende 2017 zum Patent angemeldet, seit Ende 2018 ist das Projekt abgeschlossen. Damit ist erwiesen, dass Arzneimittel gleichzeitig wirksam und umweltgerecht konzipiert werden können.

»Wir haben Wirkstoffe entwickelt, die im Reagenzglas funktionieren, aber noch kein fertiges Medikament«, so Prof. Dr. Klaus Kümmerer vom Forscherteam der Leuphana Universität. »Das ist nun Aufgabe von potenziellen Partnern in der Pharma­industrie.«

Der Abschlussbericht zum Download:
www.dbu.de/projekt_30839/01_db_2848.html

Mit »guten« Bakterien die »schlechten« verdrängen und dadurch Antibiotika-Behandlungen vermeiden – eine solche innovative Therapie ist bei Milchdrüsenentzündung (Mastitis) an Kühen erfolgreich getestet worden: Die Hochschule Hannover hat in einem DBU-Projekt einen Mix aus Milchsäurebakterien entwickelt, dessen Anwendung genauso heilsam ist wie eine übliche antibiotische Behandlung. Mit dieser Alternative ließe sich zukünftig die Zahl notwendiger Antibiotika-Behandlungen reduzieren und die Gefahr verringern, dass Antibiotika in die Umwelt gelangen und sich dort resistente Keime bilden. »Mastitis zählt zu den bedeutendsten Erkrankungen hochleistender Milchkühe in Deutschland«, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Volker Krömker von der Hochschule Hannover, Abteilung Bioverfahrenstechnik. Euterentzündungen würden aufgrund des schnellen Handlungsbedarfs derzeit vorwiegend antibiotisch behandelt. Der wirtschaftliche Verlust für die Milchviehbetriebe sei nicht zu unterschätzen. Zudem wirke beispielsweise Penicillin auf einen der häufigsten Mastitis-Erreger, Staphylococcus aureus, aufgrund von resistenten Keimen immer weniger. Mit den vorliegenden Projektergebnissen sei es denkbar, häufig auf Antibiotika bei der Mastitis-Therapie zu verzichten.

»Wir haben zunächst im Labor Milchsäurebakterienstämme isoliert und ihre hemmende Wirkung auf die Krankheitserreger getestet«, beschreibt Krömker das Vorgehen. Die Bildung eines Biofilms sei für das Verdrängen der krankmachenden Keime eine zentrale Eigenschaft gewesen. Die anschließenden Versuche an Kühen unter kontrollierten Bedingungen zeigten, dass der ausgewählte Milchsäurebakterienstamm das Eindringen und das Vermehren der Entzündungsbakterien in der Milchdrüse bestmöglich verhindert. Zudem seien keine Unverträglichkeiten festgestellt worden. Weitere Untersuchungen und eine größere klinische Studie seien allerdings erforderlich. Sollte sich ein marktfähiges Präparat entwickeln lassen, würde sich das auch wirtschaftlich rentieren.

Der Abschlussbericht zum Download:
www.dbu.de/projekt_31833/01_db_2848.html

Pressemitteilung zum Projekt

Viele in der Tiermedizin verwendete Antibiotika, die über Urin und Kot in die Gülle gelangen, lassen sich in Biogasanlagen nicht beseitigen. Das ist das Ergebnis eines DBU-Projektes der Justus-Liebig-Universität Gießen. DBU-Generalsekretär Alexander Bonde stellt fest: »Antibiotika müssen schon bei der Vergabe im Stall verringert werden, um Mensch, Tier und Umwelt zu schützen.«

Projektleiterin Dr. Astrid Spielmeyer vom Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmittelbiotechnologie an der Universität Gießen erläutert: »Rund ein Drittel der in der Tier­medizin abgegebenen Antibiotika gehören zu den antibakteriell wirkenden Sulfonamiden und Tetrazyklinen, die wir untersucht haben.« Für die beiden genannten Antibiotika-Gruppen sind bereits resistente Keime nachgewiesen worden.

Der Rückgang von Antibiotika in Güllebehandlungsverfahren, wie das Lagern oder das Kompostieren, war in mehreren Studien bereits beschrieben worden – allerdings mit ganz verschiedenen Ergebnissen.

Im Projekt stellte sich heraus, dass unterschiedliche Temperaturen, Säure- und Salzgehalte kaum Einfluss auf die Wirkstoffe hatten. Bei Zusatz von einem Feststoff wie Maissilage, der auch in Biogasanlagen erfolgt, sei es allerdings zu einem Rückgang der Antibiotika-Konzentration gekommen. »Ein derartiger Rückgang heißt nicht unbedingt, dass die chemischen Strukturen zerstört und unwirksam werden«, erklärt Spielmeyer. Wenn sich zum Beispiel Bestandteile der Gülle mit den Wirkstoffen verbinden, könnten die einzelnen Antibiotika zwar nicht mehr nachgewiesen werden, befinden sich aber noch – stabilisiert durch die Bindung – in der Gülle oder den Gärresten. Spielmeyer: »Wenn Wirkstoffe gebunden werden, können sie sich später auch wieder lösen, sodass es zu einem erneuten Freisetzen der Antibiotika in der Gülle oder auch im Boden kommen kann.«

Der Abschlussbericht zum Download:
www.dbu.de/projekt_31812/01_db_2848.html

Pressemitteilung zum Projekt

In modernen Blockheizkraftwerken kommen häufig Gasmotoren als Arbeitsmaschinen zum Einsatz. Die Grenzwerte für Stickoxidemissionen bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad ließen sich bisher oft durch den Magerbetrieb der Motoren einhalten, bei dem Luftüberschuss bei der Verbrennung herrscht. Sollen zukünftig strengere Grenzwerte erreicht werden, funktioniert dieses Verfahren bei Motoren ohne Aufladung nur noch zu Lasten des Wirkungsgrads. Eine Alternative stellt die stöchiometrische Verbrennung dar, bei der nur so viel Luft wie nötig zugeführt wird und die den Einsatz eines Drei-Wege-Katalysators und damit generell sehr niedrige Abgasemissionen ermöglicht. In einem DBU-geförderten Projekt hat die Hochschule Karlsruhe diesen Betrieb mit Abgasrückführung, Drehzahlreduktion, hohem geometrischen Verdichtungsverhältnis und erweiterter Expansion kombiniert, um so den Wirkungsgrad sogar zu steigern. Gegenüber dem Magerbetrieb wird es dadurch möglich, zukünftige Stickstoff-Grenzwerte einzuhalten und gleichzeitig die Effizienz zu steigern sowie die Anlagenkomplexität zu verringern.

Die Hochschule Karlsruhe und ihr Projektpartner, die SenerTec Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH, Schweinfurt, werden das Projekt ausführlich auf der 11. Gasmotorenkonferenz am 11. und 12. April 2019 in Dessau vorstellen.

Ein weiteres DBU-Projekt zur zylinderindividuellen Emissionsschätzung auf Basis von Körperschallsignalen am Gasmotor wird das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gemeinsam mit der AVAT Automation GmbH, Tübingen, präsentieren. Die DBU selbst wird auf der Konferenz mit einem Stand vertreten sein und über die Fördermöglichkeiten der Stiftung informieren.

Mehr zur Veranstaltung unter:
www.dbu.de/550artikel38185_2440.html

13 Elektroautos im Fuhrpark, eine Photovoltaikanlage zur Stromerzeugung am Standort Duisburg, ein nachhaltiges Abfallmanagement oder Kantinenbetriebe mit saisonalen und regionalen Speisen. Vier Beispiele für bereits umgesetzte Maßnahmen des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) Nordrhein-Westfalen für die Entwicklung hin zu einer nachhaltigen und klimaneutralen Verwaltung. Diese und weitere Maßnahmen sind Bestandteil des LANUV-Modellprojektes „Nachhaltige Verwaltung der Zukunft“, fachlich und finanziell unterstützt durch die DBU und das NRW-Umweltministerium. Zentrales Element des Projektes ist die Entwicklung eines betrieblichen Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagements, an dem sich andere Institutionen orientieren können, um ein eigenes System zum nachhaltigeren Wirtschaften aufzubauen. Das Konzept zum betrieblichen Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagement wurde im Februar in Düsseldorf vorgestellt.

„Die Landesverwaltung muss bei ihrem eigenen Handeln mit gutem Beispiel vorangehen“, erklärte Nordrhein-Westfalens Umweltministerin Ursula Heinen-Esser. „Das LANUV kann dabei als Blaupause dienen, wie nachhaltiges und klimaneutrales Wirtschaften in einer Landesbehörde umgesetzt werden kann. Diese Blaupause kann dann auch beispielhaft sein für andere Behörden und öffentliche Einrichtungen, um Ideen und Anstöße zu geben, wie Nachhaltigkeit in einer Institution gelebt werden kann.“

Das betriebliche Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagement umfasst die fünf Handlungsfelder Gebäude- und Liegenschaftsmanagement, Mobilität, Beschaffungswesen, Kantinenbetriebe und Personalentwicklung und orientiert sich dabei an den Kernelementen des europäischen Umweltmanagements EMAS (Eco-Management and Audit Scheme). In einem zweijährigen Prozess wurden dazu im LANUV gemeinsam mit den Mitarbeitern konkrete Nachhaltigkeitsziele hergeleitet, Maßnahmen entwickelt und die Zielerreichung an Hand von Indikatoren und Kennzahlen überprüft. Bei einer Befragung gaben gut drei Viertel der LANUV-Beschäftigten an, dass sie sich eher mit dem Arbeitgeber identifizieren, wenn dieser ein Nachhaltigkeitsmanagement verfolgt.

Weitere Informationen zum Projekt „Nachhaltige Verwaltung der Zukunft“ sind zu finden unter https://www.lanuv.nrw.de/nachhaltigeverwaltungderzukunft/.

Pressemitteilung zum Thema

Die DBU lädt ein zur Hannover Messe! Unter dem folgenden Link gibt es kostenlose Tickets für den Messebesuch: https://www.hannovermesse.de/ticketregistrierung?wogmf

Besuchen Sie uns in Halle 2 am Gemeinschaftsstand A 02 und erleben Sie unsere Projektpartner und ihre innovativen Projekte für nachhaltige Digitalisierung und Energieeffizienz in der mittelständischen Wirtschaft.

Besondere „Highlights“: Am Dienstag, dem 2. April veranstaltet die DBU einen Messetag zum Thema „Unternehmen für den Klimaschutz“, am Mittwoch, dem 3. April präsentiert die DBU gemeinsam mit dem B.A.U.M. e.V. „nachhaltig.digital“, die Kompetenzplattform für Nachhaltigkeit und Digitalisierung im Mittelstand.

Alles zum DBU-Messeauftritt unter: https://www.dbu.de/hannovermesse

Wie machen wir einen gesellschaftlichen Wandel möglich, bei dem niemand zurückbleibt? Diese Frage wird für bis zu 100 junge Menschen im Alter von 16 bis 27 Jahren im »Urwald-Life-Camp« in Lauterbach/Thüringen im Mittelpunkt stehen. Eine Woche lang – vom 18. bis 24. August 2019 – werden Ideen gesammelt, wild diskutiert und Lösungen für anstehende Herausforderungen entwickelt. Unterstützt durch die DBU und das Bundes­ministerium für Umwelt, Natur­schutz und nukleare Sicherheit (BMU) organisieren junge Menschen die »Jugendwerkstatt Wandelbar«. Ein Projekt von und für eine Generation, die bereit ist zu handeln und sich gemeinsam zu wandeln. Die Ergebnisse werden zusammengefasst und der Bundesregierung präsentiert.

Anmeldungen sind bis zum 15. Mai 2019 möglich unter:
www.dbu.de/jugendwerkstatt

Die Diplom-Biologin Susanne Belting (56) übernimmt ab April 2019 die Fachliche Leitung im DBU Naturerbe. Damit verantwortet sie das Management von 71 Natur­erbeflächen der gemeinnützigen DBU-Tochter­gesellschaft mit rund 70 000 Hektar. Die Position besetzt DBU-General­sekretär Alexander Bonde neu, da der bisherige Fach­liche Leiter, Prof. Dr. Werner Wahmhoff, Ende März in den Ruhestand geht.

Belting verfügt aufgrund ihrer langjährigen Selbstständigkeit über umfangreiche Erfahrungen in der Landschaftsplanung und ist seit 2015 im DBU Naturerbe als Offenlandmanagerin angestellt. Sie wurde in Wolfsburg geboren und studierte nach ihrer Ausbildung zur Gärtnerin Biologie an der Technischen Universität (TU) Braunschweig. Nach Stationen als Wissen­schaftliche Angestellte an der TU Braunschweig und am Institut für Agrarklimaschutz des Johann-Heinrich von Thünen-Instituts in Braunschweig wurde Belting Teil des 25-köpfigen Teams des DBU Naturerbes in Osnabrück.

Pressemitteilung zum Thema

Mit dem starken Holzaufkommen bedingt durch Sturmschäden sowie die trockenen Sommermonate, die einen starken Borkenkäferbefall begünstigten, fallen die Preisen auf dem Holzmarkt. Auch das DBU Naturerbe beobachtet diese Entwicklungen genau und diskutierte im Rahmen einer Fachveranstaltung am 26. und 27. Februar gemeinsam mit dem Bundesforst über diese und weitere aktuelle Herausforderungen. Dazu trafen sich 86 Bundesförster der Bundesanstalt für Immobilienaufgaben (BImA), Bonn, und 27 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des DBU Naturerbes in Osnabrück. Verschiedene Referierende gaben Einblicke in den Stand der Naturerbe-Entwicklungsplanung, debattierten über die Verbreitung des Wolfes auf den DBU-Naturerbeflächen oder stellten die Kommunikation in den sozialen Medien vor. Bundesweit übernehmen die Bundesförster zentrale Aufgaben für das DBU Naturerbe: sie begleiten Maßnahmen des Waldschutzes, zur Offenlandpflege und Feuchtgebietsentwicklung, im Wildmanagement sowie bei der Öffentlichkeitsarbeit.

„Investitionen in Köpfe. Promotionsstipendien der DBU“ lautet der Titel einer neuen 38-seitigen Broschüre, in der die DBU Anforderungen, Rahmenbedingungen, Leistungen und Auswahlverfahren ihrer Promotionsstipendien vorstellt. Weitere Inhalte sind Projektbeispiele erfolgreicher Dissertationen und Werdegänge von Alumni. Bei der DBU werden Stipendiatinnen und Stipendiaten aller Fachrichtungen gefördert, die sich mit ihrer persönlichen Motivation und ihrer wissenschaftlichen Qualifikation für Natur und Umwelt engagieren wollen. Die Broschüre kann kostenlos unter www.dbu.de/publikationen bestellt oder unter www.dbu.de/doiLanding1541.html heruntergeladen werden.

Aktuell erschienen ist der erste Handlungsleitfaden zur Vermehrung von Bulttorfmoosen in der Hoch­moor­renaturierung mit dem Titel »Leitfaden zur Torfmoosvermehrung für Renaturierungszwecke«. Die Publikation entstand im Rahmen eines Gemeinschaftsprojektes der Stiftung Lebensraum Moor, Vechta, mit der Gramoflor GmbH & Co. KG, Vechta, und dem Institut für Landschaftsökologie der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster.

Die Publikation kann kostenlos unter www.dbu.de/publikationen bestellt oder unter www.dbu.de/doiLanding1540.html heruntergeladen werden.

Zwei Umweltpreisträger im Gespräch: Zum 100. Geburtstag von Prof. Dr. Hannelore „Loki“ Schmidt, DBU-Ehrenpreisträgerin von 2004, hat ihr Schüler Dr. Georg Winter, DBU-Umweltpreisträger von 1995, den gemeinsamen Briefwechsel in einem neuen Buch mit dem Titel „Der Schüler mit dem Wegerich – Loki Schmidt zum 100. Geburtstag“ veröffentlicht. Das 184-seitige Buch reicht von Winters Grundschulzeit bis fast in die Gegenwart. Zahlreiche Briefe von ihm an die geschätzte Lehrerin zeugen von einer Geistesverwandtschaft zwischen Schüler und Lehrerin. „Die Schulstunden bei Loki Schmidt waren mit entscheidend dafür, dass ich während meines Berufslebens daran gearbeitet habe, die Unternehmensführung mit den Umweltanforderungen in Einklang zu bringen und die neu entwickelten Methoden weltweit bekannt zu machen“, so Winter.

Erschienen und erhältlich ist das Buch in der Edition Winter des KJM Buchverlags in Hamburg zum Preis von 16,-€, ISBN 978-3-96194-069-1

»(Un-) Vermeidbar? – Kunststoffe in der Umwelt«, so der Titel der diesjährigen DBU-Sommerakademie vom 17. bis 19. Juni 2019 in der Evangelischen Akademie Loccum, Rehburg-Loccum. Programm und Anmeldung stehen jetzt zur Verfügung unter: www.dbu.de/sommerakademie

In diesem Jahr kooperiert die DBU mit der re:publica, der größten Konferenz zu den Themen der digitalen Gesellschaft in Europa, vom 6. bis 8. Mai 2019 in Berlin. Zum Themenfeld Nachhaltigkeit will die re:publica ein eigenes Forum schaffen, um Nachhaltigkeitsaspekte in den Fokus der digitalen Gesellschaft zu rücken. So soll die Wechselwirkung von digitaler und nachhaltiger Transformation diskutiert und Handlungsoptionen aufgezeigt werden. Thementag der DBU ist der 8. Mai.

Herausgeber
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www.dbu.de

Redaktion
Verena Menz, Kerstin Heemann, Melanie Vogelpohl, Gesa Wannick
DBU Zentrum für Umweltkommunikation
An der Bornau 2
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Tel. 0541|9633-962
Fax 0541|9633-990

Verantwortlich
Prof. Dr. Markus Große Ophoff

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