Farmaceutyki w wodach powierzchniowych i ich usuwanie w oczyszczalniach ścieków
- Szczegóły
Coraz częściej w wynikach analiz wody pojawiają się niepokojące informacje - w próbkach pobranych z rzek, jezior, a nawet z wody z kranu wykrywane są śladowe ilości farmaceutyków. Antybiotyki, środki przeciwbólowe, hormony czy leki psychotropowe to tylko część substancji farmaceutycznych, które mogą znajdować się w wodzie, z której korzystamy na co dzień.
Okres jesienno-zimowy to czas zwiększonego spożycia leków, a często także moment porządków w szafce z farmaceutykami. Zamiast trafić do zwrotu do apteki - z braku świadomości dotyczącej właściwej utylizacji - sporo nieużywanych i przeterminowanych medykamentów ląduje na śmietniku lub w toalecie.
Źródła farmaceutyków w wodzie
Farmaceutyki trafiają do ścieków i środowiska wodnego na wiele sposobów - zarówno bezpośrednich, jak i pośrednich. Źródłem farmaceutyków w wodzie są również odpady z produkcji leków i środków chemicznych. Choć zakłady farmaceutyczne podlegają ścisłym regulacjom, incydentalne wycieki czy nieprawidłowe magazynowanie mogą prowadzić do skażenia wód. W placówkach medycznych zużywa się duże ilości antybiotyków, środków przeciwbólowych, cytostatyków czy leków hormonalnych. Ich pozostałości trafiają do kanalizacji w znacznie wyższym stężeniu niż w ściekach komunalnych. W wielu krajach szpitale stanowią tzw.
Większość przyjmowanych substancji czynnych nie jest całkowicie metabolizowana w organizmie. Oznacza to, że ich pozostałości są wydalane wraz z moczem lub kałem i trafiają do kanalizacji. Dotyczy to m.in. antybiotyków, leków przeciwbólowych, hormonalnych i psychotropowych. Częstym błędem jest wyrzucanie lub wylewanie przeterminowanych leków do toalety lub zlewu. Takie praktyki powodują, że substancje czynne - często w wysokim stężeniu - bezpośrednio trafiają do systemu kanalizacyjnego, a stamtąd do oczyszczalni ścieków.
Skala zanieczyszczenia farmaceutykami
Obecnie, globalnie dostępnych jest ok. 4000 leków, a ich produkowana ilość wzrasta. Związane jest to m.in. z zagęszczeniem populacji ludzi, postępem w diagnostyce i leczeniu, powszechną dostępnością leków bez recepty, ale także wzrostem hodowli zwierząt. Szacuje się, że światowa konsumpcja antybiotyków i chemioterapeutyków mieści się w przedziale od 100 tys. do 200 tys. ton rocznie (mniej więcej połowę stanowią leki weterynaryjne).
Przeczytaj także: Jaworzno: Nowa technologia oczyszczania ścieków
W globalnym badaniu (PNAS, 2022) farmaceutyki wykryto niemal we wszystkich z 258 badanych rzek w 104 krajach; w wielu lokalizacjach poziomy przekraczały progi uznawane za potencjalnie szkodliwe dla środowiska. Analizy prowadzone na całym świecie potwierdzają, że w wodach powierzchniowych - rzekach, jeziorach i stawach - można znaleźć ślady setek różnych substancji farmaceutycznych. Najczęściej są to związki stosowane masowo, trwałe chemicznie i odporne na rozkład biologiczny.
Środowisko narażone jest na stały dopływ leków, które mogą w sposób bezpośredni negatywnie oddziaływać na organizmy, które w nim przebywają. Mogą też stanowić ryzyko dla zdrowia ludzi, gdyż farmaceutyki zawierające substancje aktywne biologiczne (czyli wywołujące w organizmie dane działanie) docierają nawet do wód głębinowych, które są cennymi źródłami wody pitnej.
Leki, które znalazły się w wodzie gruntowej, nie tylko wpływają na żyjące w glebie i wodzie organizmy, np. ryby, ale i na wodę pitną, spożywaną przez człowieka. Raport1 wskazuje, że choć poziomy stężeń leków stwierdzonych w środowisku są niskie, to są to zanieczyszczenia wprowadzane do środowiska w sposób ciągły - następuje więc efekt kumulacji na przestrzeni czasu. Ich obecność może skutkować długoterminowymi negatywnymi konsekwencjami wobec całych ekosystemów.
Wpływ farmaceutyków na środowisko
Istnieją eksperymentalne dowody na to, że środowiskowe stężenia leków powodują u ryb zmiany rozwojowe, zaburzenia neurologiczne oraz zaburzenia hormonalne i w konsekwencji np. zmiany ich zachowania4. Przykładowo leki hormonalne, które trafiają do wód, mogą wpłynąć na feminizację ryb i zmniejszenie ilości ryb płci męskiej. Badania wskazują, że leki psychotropowe mogą spowodować u krewetek i ryb zmiany behawioralne, a chemioterapeutyki fitotoksyczność czy zahamowanie wzrostu roślin.
Obecność antybiotyków w ściekach i wodach powierzchniowych sprzyja rozwojowi bakterii odpornych na leki, co stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego. Środki antykoncepcyjne i preparaty zawierające estrogeny lub progestageny mogą wywoływać tzw. efekt feminizacji u ryb - zaburzenia rozwoju płciowego, które prowadzą do obniżenia płodności populacji. Popularne substancje, takie jak ibuprofen, paracetamol czy diklofenak, należą do najczęściej wykrywanych farmaceutyków w wodach Europy. Choć ich stężenia są zazwyczaj niskie, długotrwała ekspozycja organizmów wodnych może prowadzić do uszkodzeń narządów i zaburzeń metabolicznych. Substancje takie jak fluoksetyna (znana z preparatu Prozac) czy karbamazepina stosowana w leczeniu padaczki i zaburzeń afektywnych, również wykrywane są w rzekach i osadach dennych. Wpływają one na zachowanie ryb, ograniczając ich instynkt ucieczki lub zdolność do rozrodu.
Przeczytaj także: Zastosowania Filtracji Wód Powierzchniowych
Zanieczyszczenie rzek i jezior farmaceutykami to problem, który w dłuższej perspektywie dotyczy nie tylko środowiska, ale także ludzi. Wody powierzchniowe, do których trafiają pozostałości leków, stanowią bowiem źródło wody dla wielu ujęć wykorzystywanych przez oczyszczalnie i wodociągi. Choć w procesie uzdatniania woda jest filtrowana i uzdatniana chemicznie, śladowe ilości farmaceutyków mogą nadal w niej pozostawać.
Nawet niewielkie ilości leków obecne w wodzie mogą oddziaływać na mikroflorę jelitową człowieka, kluczową dla odporności i prawidłowego funkcjonowania organizmu. Długotrwałe spożywanie wody zawierającej śladowe stężenia antybiotyków może prowadzić do zaburzeń równowagi bakteryjnej w jelitach - osłabienia korzystnych szczepów i rozwoju bakterii odpornych na działanie leków.
Usuwanie farmaceutyków w oczyszczalniach ścieków
Leki stosowane przez człowieka, które są wydalone, trafiają do oczyszczalni ścieków - tu podlegają tylko częściowej eliminacji. Niestety znaczna część farmaceutyków jest oporna na procesy samooczyszczania się ekosystemów (m.in. Leki weterynaryjne wydalone z organizmu zwierząt przedostają się do środowiska bezpośrednio (w przypadku wypasanych zwierząt) lub pośrednio (na skutek nawożenia pól uprawnych nawozami naturalnymi typu obornik czy gnojowica).
Konwencjonalne technologie oczyszczania ścieków nie są wydajne w usuwaniu nowych zanieczyszczeń środowiska i mają głównie na celu usuwanie zanieczyszczeń mikrobiologicznych, a nie chemicznych. Tradycyjne oczyszczalnie ścieków nie są w stanie całkowicie eliminować tak specyficznej grupy zanieczyszczeń, jaką są leki. Z kolei tzw. zaawansowane technologie są kosztowne i czasochłonne, co powoduje, że nie są to opłacalne rozwiązania na szeroką skalę.
W przypadku wielu farmaceutyków stosowane zazwyczaj układy oczyszczania ścieków są często niewystarczające i substancje te przedostają się do odbiornika, którym może być gleba lub zasoby wód powierzchniowych. Niektóre z tych substancji usuwa się łatwiej (np. diklofenak), inne trudniej. Zaawansowane techniki utleniania skuteczniej zmniejszają stężenie leków w wodzie i ściekach, zatem stają się alternatywą dla konwencjonalnych metod.
Przeczytaj także: Polskie systemy wodociągowe
W celu efektywniejszego usuwania farmaceutyków z wody i ścieków stosowane mogą być następujące metody: chlorowanie, ozonowanie, fotoliza UV, metody biologiczne, procesy membranowe wykorzystujące bioreaktory, filtracja z wykorzystaniem węgla aktywnego. Część farmaceutyków doprowadzanych do oczyszczalni ścieków ulega mineralizacji w wyniku procesu biodegradacji do CO2 i H2O.
Metody oparte na zastosowaniu absorbentów takich jak węgiel aktywowany, glin czy materiały syntetyczne są dosyć skuteczne, adsorbenty muszą być poddawane regularnej regeneracji. Mogą być jeszcze stosowane inne metody takie jak pogłębione utlenianie, fotokataliza heterogeniczna.
Co możemy zrobić?
Wielu ludzi nie ma świadomości, że wyrzucanie leków do kanalizacji jest zabronione i grozi skażeniem środowiska. Niewykorzystane lub przeterminowane farmaceutyki nie powinny trafiać do kosza na odpady komunalne ani do toalety. Przeterminowane i niewykorzystane leki należy oddawać do wybranych aptek uczestniczących w programach selektywnej zbiórki odpadów komunalnych. W Polsce takie punkty zbiórki działają m.in. w ramach umów z wybranymi aptekami oraz inicjatyw wspieranych przez Ministerstwo Klimatu i Środowiska.
Jak przypomina Naczelna Izba Aptekarska, jedynym dopuszczalnym sposobem unieszkodliwienia niepotrzebnych leków jest ich spalanie w wysokiej temperaturze w specjalistycznych instalacjach. To metoda skuteczna i bezpieczna - farmaceutyki ulegają całkowitemu rozkładowi, nie przedostają się do wód gruntowych i nie zanieczyszczają atmosfery.
Coraz więcej badań potwierdza, że nieodpowiedzialna utylizacja farmaceutyków prowadzi do zanieczyszczenia środowiska i narastania zjawiska lekooporności. Resztki antybiotyków, leków weterynaryjnych, środków hormonalnych czy nawet leków o działaniu narkotycznym, które trafiają do kanalizacji, nie są całkowicie usuwane w oczyszczalniach. Z czasem przedostają się do wód gruntowych i powierzchniowych, gdzie bakterie uczą się przetrwać w obecności substancji leczniczych.
Przy założeniu spożywania 2 l wody kranowej i średnim stężeniu leków w tej wodzie rzędu kilkudziesięciu ng/l, można założyć, że dziennie przyjmujemy tą drogą maksymalnie 1 μg leków. Przy średniej masie ciała 80 kg dawka taka jest nieznacząca.
Istotną rolę mogłoby też odegrać informowanie o konieczności oddania niezużytego lub przeterminowanego leku do apteki. Leki są traktowane jako substancje niebezpieczne i powinny być utylizowane przez specjalne jednostki.
Rozwiązaniem pośrednim jest m.in. oczyszczanie, w trybie ciągłym, części ścieków z instalacji. urządzenia oraz ustalenia parametrów procesu. procesach, a także stały czas reakcji dla danej matrycy ścieków. medium, a także pozwalającej na redukcję ze ścieków ok. procesie usuwania farmaceutyków ze ścieków. pogorszenia ogólnego stanu jakości wód powierzchniowych.
Właśnie dlatego coraz większą popularność zyskują domowe systemy filtracji wody, oparte na technologii odwróconej osmozy (RO). To jedno z najskuteczniejszych rozwiązań dostępnych dla użytkowników indywidualnych. Dzięki temu uzyskana woda jest krystalicznie czysta, bezpieczna i neutralna w smaku, a przy tym wolna od większości substancji, których nie potrafią usunąć standardowe procesy oczyszczania.
Regulacje prawne
Monitoring stężeń leków w środowisku naturalnym nie jest prowadzony przez większość państw, a dane dotyczące pozostałości farmaceutycznych w wodach pochodzą głównie z opracowań naukowych, a nie publicznych instytucji monitorujących stan środowiska5. W lipcu br. w Sejmie odbyła się konferencja pt. „Gospodarka wodna - zintegrowane zarządzanie zasobami. Potrzeba zmian polityki wodnej w Polsce” na której omówiono m.in. problem obecności leków w środowisku wodnym6.
Potrzebę uregulowania w polskim prawodawstwie kwestii pozostałości substancji farmaceutycznych w środowisku wskazał jeden z prelegentów, prof. dr hab. n. med. Stanisław Czuczwar z Zakładu Patofizjologii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie, podkreślając, że „w tej chwili praktycznie żadnych norm (stężeń - przyp. W Unii Europejskiej od lat trwają prace nad regulacjami wskazującymi dopuszczalną zawartość leków w wodzie pitnej.
Rozszerzono wykaz substancji zanieczyszczających (z grupy leków), które mają podlegać monitorowaniu i kontroli w wodach powierzchniowych na terenie UE, a od kilku lat farmaceutyki wprowadzane na europejski rynek muszą mieć ocenę ryzyka środowiskowego (m.in. kwestie przedostawania się ich do środowiska wodnego). Należy jednak pamiętać, że w użyciu pozostają leki, które takiego badania nie przeszły, dlatego Komisja Europejska wystosowała rekomendacje przebadania ich pod tym kątem7. Dwa lata temu na poziomie Komisji Europejskiej stworzono także listę obserwacyjną dla wody pitnej, która ma za zadanie pozyskanie danych do szacowania ryzyka i ewentualnego dodania parametru jakości wody do obecnego wykazu.
Według raportu pt. „Leki w środowisku - zagrożenia i wyzwania” z 2024 r. z Uniwersytetu Gdańskiego1 są to przede wszystkim leki stosowane w celach leczniczych oraz profilaktycznych, a także stymulatory wzrostu w hodowlach zwierząt.
tags: #farmaceutyki #w #wodach #powierzchniowych #usuwanie #oczyszczalnia
