Column experiments on the transport behavior of pharmaceutically active compounds in the saturated zone

Alemán. In recent years, a number of pharmaceutical residues have been detected in surface water, groundwater, and even in drinking water. Laboratory column experiments with disturbed samples of aquifer material (median grained sand) have been conducted to obtain information about the transport behavior of selected pharmaceutically active substances (carbamazepine, clofibric acid, diclofenac, ibuprofen, propyphenazone) in the saturated zone. During a testing period of ten days the pharmaceutically active compounds were added to test water, which was natural groundwater from the same aquifer, and changes of their concentrations were observed at the outflow of the column. The transport behavior of the substances was independent of pH, temperature, oxygen content, and the concentration of groundwater constituents. Compared to the tracer lithium, a retardation factor (R-d) of 2.8 was observed for carbamazepine which was the most strongly retarded substance of all the test compounds. For ibuprofen the retardation factor of 4.0 could only be estimated because of the low concentration ratio (C/C-0 = 0.45) measured in the lab experiment. While the drugs diclofenac (R-d = 2.6) and propyphenazone (R-d = 2.0) were transported more slowly than lithium, a retardation factor of 1.1 was found for the metabolite clofibric acid. The transport behavior of the observed drugs is characterized by different sorption and degradation processes. Ibuprofen was degraded whereas under aerobic conditions no or only low degradation was observed for carbamazepine (C/C-0 = 0.85) and diclofenac (C/C-0 = 0.88), and no degradation was found for propyphenazone (C/C-0 = 1.0). Clofibric acid was not influenced by sorption or degradation processesEine Reihe von Arzneimittelrückständen wurde in den letzten Jahren im Oberflächenwasser, im Grundwasser und sogar im Trinkwasser nachgewiesen. Um detaillierte Informationen über das Transportverhalten von ausgewählten Arzneimittelwirkstoffen (Carbamazepin, Clofibrinsäure, Diclofenac, Ibuprofen, Propyphenazon) in der wassergesättigten Zone zu erhalten, wurden Säulenversuche mit gestörten Proben aus Grundwasserleitermaterial (Mittelsand) im Labormaßstab durchgeführt. Über einen Zeitraum von jeweils 10 Tagen wurde Versuchswasser, ein dem Grundwasserleitermaterial entsprechendes natürliches Grundwasser, mit den Wirkstoffen dotiert (10 g/L), und die Konzentrationsänderungen am Säulenauslauf wurden beobachtet. Das Transportverhalten der untersuchten Medikamentenwirkstoffe war unter den gegebenen Bedingungen nicht von pH-Wert, Temperatur, Sauerstoffgehalt und Grundwasserinhaltsstoffen abhängig. Mit einem Retardationsfaktor von 2.8 ist der Transport des Wirkstoffes Carbamazepin am deutlichsten gegenüber Lithium verzögert. Aufgrund des geringen C/C0-Verhältnisses von 0.45 konnte für den Wirkstoff Ibuprofen der Retardationsfaktor lediglich abgeschätzt werden; demnach lag der Retardationsfaktor bei 4.0. Während Diclofenac (Rd = 2.6) und Propyphenazon (Rd = 2.0) langsamer als Lithium transportiert wurden, konnte für Clofibrinsäure ein Retardationsfaktor von 1.1 ermittelt werden.Das Transportverhalten der untersuchten Substanzen ist in unterschiedlichem Maß von Sorptions- und Abbauprozessen charakterisiert. Während Ibuprofen hauptsächlich abgebaut wird, ist der Abbau bei Carbamazepin und Diclofenac mit einem C/C0-Verhältnis von 0.85 und 0.88 im aeroben Milieu allenfalls gering und bei Propyphenazon (C/C0 = 1.0) ist kein Abbau unter oxischen Bedingungen nachzuweisen. Clofibrinsäure war gänzlich unbeeinflusst von Sorptions- und Abbauprozessen.