Hormonell aktive Substanzen in der Umwelt werden seit einiger Zeit mit Fortpflanzungsstö-rungen und Gesundheitsschäden bei Menschen und Tieren in Zusammenhang gebracht. Durch menschliche und tierische Ausscheidungen gelangen synthetische und natürliche Hormone wie Östrogene und Gestagene in die terrestrische und aquatische Umwelt. Die Aufnahme die-ser Sexualhormone durch Menschen und Tiere kann bei diesen Störungen des endokrinen Systems hervorrufen. Insbesondere ist Oberflächenwasser Belastungen mit Hormonen ausge-setzt. Für die Beurteilung des Risikos für Menschen und Tiere ist die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus dieser Stoffe in der Umwelt von großem Interesse. In der vorliegenden Arbeit wurde der Konzentrationsverlauf von Progesteron, dem wichtigs-ten Vertreter der Gestagene, im Oberflächenwasser untersucht. Der Spree entnommenes Flusswasser wurde mit 4-Pregnen-3,20-dion (P4) versetzt und bei 5 °C und 20 °C über 28 Tage gelagert. In regelmäßigen Abständen wurden aus diesen Ansätzen Proben entnommen und bei 20 °C eingefroren. Nach Ablauf der 28 Tage wurden die Progesteronkonzentrationen in den einzelnen Proben mittels Enzymimmunoassay (EIA) bestimmt, wobei jeweils alle Pro-ben eines 28-tägigen Verlaufs auf einer Mikrotiterplatte gemessen wurden. Als Vergleich diente mit P4 versetztes sterilisiertes Flusswasser. Weiterhin wurde der Einfluss von Be-lebtschlamm und einzelner, aus dem Flusswasser isolierter Bakterienspezies auf die Progeste-ronkonzentration untersucht. Die drei Versuche gliederten sich in verschiedene Varianten. Alle Varianten wurden dreimal angesetzt. Durch bakteriologische Untersuchungen wurde die Koloniezahl in den Ansätzen überprüft, bzw. die Sterilität kontrolliert. Die Ergebnisse der Untersuchungen ergaben: 1) Progesteron wird im Flusswasser von Mikroorganismen abgebaut. Bei 5 °C-Lagerungstemperatur verringert sich die P4-Konzentration innerhalb von 6 Tagen um 90 %. Bei 20 °C-Lagerungstemperatur sind bereits am 2. Tag 90 % der Ausgangskon-zentration abgebaut. Somit hat die Lagerungstemperatur einen Einfluss auf die Geschwindigkeit des Progesteronabbaus. 2) In sterilisiertem Flusswasser und Aqua bidest. findet keine Verminderung der Progesteronkonzentration statt. Abiotische Faktoren haben daher keinen bedeutenden Einfluss. 3) Bei Zusatz von Belebtschlamm zu sterilisiertem Flusswasser wird der Abbau des Progesterons gegenüber dem Progesteronabbau im Flusswasser beschleunigt. Bei 5 °C-Lagerungstemperatur reduziert sich die Konzentration bis zum 2. Tag um 90 %, während sie bei 20 °C-Lagerungstemperatur schon am 1. Tag auf unter 10 % des Ausgangswertes abfällt. Im Aqua bidest. mit Belebtschlamm sind die Ergebnisse vergleichbar. Organismen im Belebtschlamm sind besonders geeignet, organische Substanz und somit auch Progesteron abzubauen. Die Lagerungstemperatur beeinflusst die Geschwindigkeit der Biodegradation von Progesteron. 4) Die aus Flusswasser isolierten Bakterienspezies Escherichia coli und Aeromonas sobria vermögen keine Reduktion der Progesteronkonzentration in sterilisiertem Flusswasser und physiologischer Kochsalzlösung herbeizuführen. 5) Die Lagerungstemperatur beeinflusst die Zunahme des Keimwachstums in den Versuchsvarianten. Sowohl in den Flusswasser- Ansätzen als auch in den Ansätzen mit Belebtschlamm nimmt die Koloniezahl bei 20 °C-Lagerungstemperatur gegenüber 5 °C-Lagerungstemperatur stärker zu. 6) Für die Verlaufsuntersuchungen ist die Verwendung der logistischen Funktion zur Anpassung der Standardkurve und zur Berechnung der Progesteronkonzentration gut geeignet. Die biologische Reinigung im Klärwerk vermag den Eintrag an Progesteron in Oberflächengewässer zu reduzieren, dennoch ist eine Gewässerbelastung zu erwarten. Aufgrund der vorliegenden Untersuchungsergebnisse kann eine Beteiligung von Progesteron an Störungen des Hormonsystems aquatischer Lebewesen nicht ausgeschlossen werden. Die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus von Progesteron verläuft in Abhängigkeit von der biologischen Flora und der Wassertemperatur. Das Ausmaß des Zusammenwirkens von Progesteron mit anderen endokrin wirksamen Stoffen bedarf weiterer Forschung.
Hormonal active substances in the environment are implicated in disturbances of reproduction and health s damages of human beings and animals. Synthetic and natural hormones as estrogens and gestagens contained in human and animal excrements reach the terrestrial and aquatic environment. The absorption of sex hormones can result in disturbances of the endocrine system of organism. Surface water is polluted by hormones especially. It is of high interest for the judgement of risks to men and animals to know the speed of degradation of these substances in the environment. The development of concentrations of progesterone, the most important exponent of gestagens, in surface water will be analysed in this thesis. Water from river Spree was taken. 4-Pregnen-3,20-dion (P4) was then added and stored at 5 °C and 20 °C for 28 days. Samples were taken in regular intervals and freezed at -20 °C. The concentration of progesterone in the individual samples was determined by means of enzyme immunoassay (EIA). All samples of a 28 day time interval were measured on an immunoplate. It was compared to sterilised river water added by P4. The influence of activated sludge and species of bacteria, isolated from river water on the concentration of progesterone was analysed additionally. These three experiments subdivide into different variants. All variants were prepared for three times. The colony forming unit respectively the sterility in these experiments was investigated by bacteriological assay. The results of these analyses were as follows: 1) Progesterone in river water is degraded by microorganisms. The progesterone-concentration decreases within 6 days for 90 % at a storage temperature of 5 °C. At the storage temperature of 20 °C the progesterone-concentration decreases for 90 % at the second day already. The storage temperature has a strong influence on the speed of degradation of progesterone. 2) No degradation of progesterone is found in sterilized river water and in aqua bidest. Abiotic components have no important influence. 3) The degradation of progesterone by addition of activated sludge to sterilized river water is accelerated in relation to the degradation of progesterone in normal river water. The concentration is reduced for 90 % at a storage temperature of 5 °C till the second day. It is decreased to 10 % of the initial value at a storage temperature of 20 °C within the first day already. The results are comparable in aqua bidest. with activated sludge. Organisms of activated sludge are especially capable of degradation of organic matter and thus of degradation of progesterone. The storage temperature controls the speed of biodegradation of progesterone. 4) The bacteria species Escherichia coli and Aeromonas sobria, isolated from river water, cannot effect any reduction of concentration of progesterone in sterilized river water and physiological saline solution. 5) The storage temperature influences the increase of microbial growth in the different experiments. The colony forming unit increases in the river water experiments as well as in the experiments with activated sludge at a storage temperature of 20 °C stronger than at a storage temperature of 5 °C. 6) The application of the logistic function is well suited to the adaptation to the standard values and to the computation of the concentration of progesterone. The biological purification in the wastewater treatment plant can reduce the concentration of progesterone in surface water, but a stress of water is expected at least. The experiments done for this thesis cannot exclude the participation of progesterone to the stress and disturbance of the hormonal system of aquatic creature. The speed of the biological degradation of progesterone is proportional to water temperature and kind of biological flora. The dimension of coactions of progesterone with other matters of endocrine disrupting activity needs further research.
