Iodierte Röntgenkontrastmittel: Unverzichtbar für die Medizin – aber eine Herausforderung für Mensch und Umwelt

von Lukas Lesmeister und Thomas Hillenbrand /

Ob gebrochene Knochen, Verdacht auf Tumore oder Gefäßuntersuchungen – moderne Bildgebung wäre ohne Iodierte Röntgenkontrastmittel (RKM) kaum denkbar. RKM ermöglichen im Körper lebensrettende Diagnosen – doch nach ihrem Einsatz verschwinden sie nicht einfach, sondern gelangen über den Urin der Patientinnen und Patienten ins Abwasser sowie anschließend in Oberflächengewässer und teilweise auch in Grund- und Trinkwasser. Warum das ein wachsendes Umweltproblem ist und was dagegen getan werden kann, beleuchtet dieser Beitrag aus Sicht aktueller Forschung am Fraunhofer ISI.

Röntgenkontrastmittel können nach ihrem medizinischen Einsatz über den Urin der Patientinnen und Patienten ins Abwasser sowie anschließend in Oberflächengewässer sowie ins Grund- und Trinkwasser gelangen.
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Röntgenkontrastmittel können nach ihrem medizinischen Einsatz über den Urin der Patientinnen und Patienten ins Abwasser sowie anschließend in Oberflächengewässer sowie ins Grund- und Trinkwasser gelangen.

Warum brauchen wir iodierte Kontrastmittel?

Bildgebende Verfahren der medizinischen Diagnostik, wie das konventionelle Röntgen oder die Computertomographie (CT), können die inneren Strukturen des Körpers mit Röntgenstrahlung sichtbar machen. Da unterschiedliche Gewebe im Körper Röntgenstrahlung unterschiedlich stark absorbieren, werden sie auf Bildern sichtbar. Einige Gewebearten – etwa Blutgefäße oder weiche Organe – sind jedoch auf Röntgenbildern kaum zu erkennen.

Hier kommen iodierte Kontrastmittel ins Spiel: Sie enthalten Iod, ein Element mit hoher Ordnungszahl, das Röntgenstrahlen besonders gut abschwächt. Wird ein solches Mittel injiziert, »markiert« es bestimmte Strukturen im Körper und macht diese auf den Bildern sichtbar. Das ermöglicht Ärztinnen und Ärzten präzisere Diagnosen und bessere Behandlungsentscheidungen, die oft weniger invasiv sind als andere Methoden.

Kurz gesagt: Röntgenkontrastmittel sind ein zentraler Baustein moderner Medizin – und tragen täglich dazu bei, Leben zu retten oder schwere Erkrankungen frühzeitig zu erkennen.

Was passiert mit Kontrastmitteln im Körper?

Iodierte Kontrastmittel werden im menschlichen Körper kaum verändert. Sie werden kaum verstoffwechselt und innerhalb weniger Stunden weitgehend unverändert über die Nieren ausgeschieden. Das ist aus medizinischer Sicht ein Vorteil: So sind sie gut verträglich und Nebenwirkungen werden minimiert. Aus Umweltsicht ist diese Beständigkeit jedoch ein Problem: Iodierte Kontrastmittel sind chemisch so aufgebaut, dass sie sowohl im menschlichen Körper als auch in der Umwelt weitgehend stabil sind. Enzyme und Mikroorganismen finden daher wenige Angriffspunkte für einen Abbau.

Vom Patienten ins Gewässer: Der unsichtbare Weg der RKM

Nach der Anwendung gelangen RKM über den Urin der Patientinnen und Patienten in das Abwasser und werden über die Kanalisation zur Kläranlage transportiert. Konventionelle Kläranlagen sind allerdings nicht darauf ausgelegt, diese stabilen Moleküle ausreichend zu entfernen. Selbst in Kläranlagen mit erweiterten Behandlungsverfahren zur Entfernung von Mikroverunreinigungen können RKM üblicherweise nicht vollständig entfernt werden. Deshalb gelangen sie in Flüsse, Seen und teilweise auch ins Grund- und Trinkwasser.

Weil RKM biologisch und chemisch nur schwer abbaubar sind, sie sich durch ihre Wasserlöslichkeit aber schnell in der Umwelt verteilen können, gehören sie zu den sogenannten persistenten und mobilen Spurenstoffen. Iodierte Kontrastmittel gehören inzwischen zu den am häufigsten nachgewiesenen Spurenstoffen in Gewässern.

 

Warum sind Röntgenkontrastmittel ein Umweltproblem?

Kontrastmittel sind für den Menschen gut verträglich und für Wasserorganismen nicht akut giftig. Da sie kaum abgebaut werden, können RKM sich jedoch im Wasserkreislauf »anreichern« – insbesondere in Regionen mit hoher Bevölkerungsdichte und intensiver medizinischer Versorgung.

Beim Durchgang von Kläranlagen und in der Trinkwasseraufbereitung können durch Transformationsprozesse neue Stoffe entstehen. Befinden sich beispielsweise RKM im Rohwasser für die Trinkwasseraufbereitung, können sich beim Einsatz von oxidativen Desinfektionsverfahren (wie Chlorung, Ozonung oder UV-Bestrahlung) Transformationsprodukte als Nebenprodukt der Desinfektion bilden.

Viele dieser neu entstehenden Stoffe und ihre Wirkung sind noch nicht hinreichend bekannt beziehungsweise analytisch nur schwer nachzuweisen. Auch wenn die akute Gefährdung von Mensch und Umwelt derzeit als gering eingeschätzt wird, bestehen Unsicherheiten hinsichtlich langfristiger Effekte und möglicher Nebenprodukte.

 

Zwischen medizinischem Nutzen und Umweltschutz – ein Zielkonflikt

Hier zeigt sich ein klassischer Zielkonflikt:

Medizin

Umwelt

Hochwirksame Diagnostik

Persistente Stoffe in Gewässern

Gute Verträglichkeit

Schlechter Abbau

Schnelle Ausscheidung

Verbreitung im Wasserkreislauf

 

Da RKM auf absehbare Zeit nicht ersetzbar sind, stellt sich nicht die Frage ob, sondern wie ihr Einsatz nachhaltiger gestaltet werden kann.

 

Ansätze zur Lösung: Warum die Quelle in den Fokus rückt

Ein zentraler Befund aus Forschung und Praxis lautet: Maßnahmen direkt an der Quelle sind besonders vielversprechend. Dazu zählen beispielsweise:

  • Sammlung von RKM-haltigem Urin in den ersten Stunden nach der Untersuchung
  • Einsatz von Sammelbeuteln, -behältern oder speziellen Toilettensystemen
  • organisatorische Anpassungen in anwendenden Klinikbereichen, wie Radiologie und Kardiologie

Diese Ansätze verhindern, dass RKM überhaupt in den Wasserkreislauf gelangen. Als weitere Maßnahmen helfen eine gezielte Bewusstseinsbildung, wie die Information von medizinischem Personal, Patientinnen und Patienten sowie eine Sensibilisierung für den Umgang mit Spurenstoffen allgemein.

Unterstützend können technische Lösungen, wie gezielte Abwasserbehandlungsverfahren oder die Entwicklung besser abbaubarer Kontrastmittel beitragen. Diese sind allerdings mit erheblich höheren Kosten, zeitlichem Aufwand und verzögerter Wirkung verbunden.

 

Das Fraunhofer ISI bringt Projekte zusammen

Obwohl vielfältige Lösungsansätze zur RKM-Problematik schon länger bekannt sind, haben es insbesondere die vermeintlich einfachen quellenorientierten Ansätze bisher nicht flächendeckend in die Praxis geschafft. Damit sich an dieser Situation etwas ändern kann, müssen die möglichen Gründe dafür erfasst und unter Beteiligung der wichtigsten Akteure aus dem Gesundheitswesen, der Politik, der Hersteller und der Wasserwirtschaft, diskutiert und zielgerichtet gebündelt werden.

Hier setzt das Dachprojekt »Minderung von Röntgenkontrastmittel-Emissionen aus Gesundheitseinrichtungen« an.

Erkenntnisse aus einzelnen Pilotprojekten sollen systematisch zusammengeführt werden, um verwertbares Wissen für die breite Anwendung von Lösungsansätzen zu gewinnen.

Das Projekt verfolgt daher drei zentrale Ziele:

  1. Vernetzung: Austausch zwischen Pilotprojekten, Behörden und weiteren Akteuren
  2. Vergleichbarkeit: Abstimmung von Monitoring und Datenerhebung
  3. Übertragbarkeit: Entwicklung praxisnaher Lösungen für unterschiedliche Gesundheitseinrichtungen

Besonders wichtig ist dabei der interdisziplinäre Ansatz: So sollen neben technischen Fragen auch andere kritische Aspekte wie Akzeptanz, Finanzierung und organisatorische Umsetzung eine entscheidende Rolle spielen.

Von Pilotprojekten zu praxistauglichen Lösungen

Die große Herausforderung besteht darin, aus lokalen Lösungen allgemeingültige Empfehlungen zu entwickeln. Dazu werden im Dachprojekt:

  • unterschiedliche Maßnahmen systematisch verglichen
  • offene Fragen identifiziert (z. B. Kosten, Effizienz, Umsetzbarkeit)
  • Stakeholder aus Gesundheitswesen, Politik und Wasserwirtschaft eingebunden

Ziel ist es, Lösungen zu entwickeln, die nicht nur technisch funktionieren, sondern auch im Alltag von Kliniken und Kommunen umsetzbar sind.

 

Fazit: Ein Thema, das uns alle betrifft

Auch wenn Röntgenkontrastmittel nur in medizinischen Kontexten eingesetzt werden, betrifft ihr weiterer Weg die gesamte Gesellschaft. Wasser ist ein zentraler Bestandteil unserer Lebensgrundlage – und gleichzeitig ein empfindliches Ökosystem.

Das Beispiel der RKM zeigt eindrücklich: Was im Alltag nützlich ist, kann in einem anderen Kontext Probleme verursachen. Die gute Nachricht: Das Problem ist erkannt – und es wird aktiv daran gearbeitet, Lösungen zu entwickeln.

Dabei scheint allerdings klar zu sein: Nur ein Zusammenspiel von Medizin, Umwelttechnik, Politik und Praxis, bei dem neben technischen Aspekten vor allem auch finanzielle und organisatorische Fragen betrachtet werden, wird langfristig zu tragfähigen Lösungen führen.

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