VITATOX: Výskyt léčiv v odpadních vodách a potenciální dopad na pitné vody

Význam tématu

Kontaminace vodního prostředí zbytky léčiv představuje jedno z klíčových témat současné environmentální analytické chemie. Léčiva se široce využívají v humánní i veterinární medicíně a jejich rezidua se dostávají do odpadních vod, povrchových i podzemních zdrojů pitné vody. I při nízkých koncentracích mohou chronické expozice směsím různých mikropolutantů ovlivnit hormonální rovnováhu, vyvolat vývojové poruchy či podpořit rezistenci mikroorganismů na antibiotika. Zároveň rostou regulační požadavky na identifikaci, sledování a odstraňování těchto sloučenin, což staví analytiky před výzvu citlivých a multikomponentních metodik.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované studie je shrnout výsledky monitoringu léčiv v odpadních, povrchových, podzemních a pitných vodách v České republice (2020–2022) a srovnat je s údaji z Evropy a Asie. Zvláštní pozornost je věnována:

• identifikaci nejčastěji detekovaných léčivých sloučenin a jejich metabolitů
• hodnocení účinnosti současných komunálních ČOV
• doporučením pro legislativu a provoz úpraven vody

Použitá metodika a instrumentace

Pro odhalení reziduí léčiv byla využita multireziduální metodika na základě kapalinové chromatografie spojené s hmotnostní spektrometrií (LC–MS/MS). Vzorky z odpadních vod odebírané na vstupech do ČOV, ze zdravotnických zařízení, povrchových i podzemních toků a vstupní tj. surové a pitné vody byly připraveny pomocí automatické SPE extrakce. Kalibrace probíhala v rozmezí nízkých ng/L, limity detekce se pohybovaly od 0,1 do 10 ng/L.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukazují, že nejčastěji detekovanými sloučeninami jsou metformin, paracetamol, ibuprofen, gabapentin, karbamazepin a iomeprol. Průměrné koncentrace v odpadních vodách nad 0,05 μg/L dosahovaly desítek µg/L. Mechanicko-biologické ČOV odstraňují některá analgetika až z 90 %, zatímco antiepileptika, cystostatika či tricyklická antidepresiva jsou odstraněna méně než 20 %. Kalové frakce ČOV obsahovaly desítky mg/kg léčiv, což zvyšuje riziko migrace při aplikaci kalů na půdu. V povrchových a podzemních vodách byly prokázány prioritní mikropolutanty (karbamazepin, trimetoprim, sulfamethoxazol, selektivní estrogeny, NSAID), přičemž četnost pozitivních vzorků dosahovala až 20 % a průměrné koncentrace řádově jednotek ng/L až stovek ng/L. Pitné vody v menší míře překročily 0,1 μg/L, ve čtyřech lokalitách byl zjištěn souhrnný obsah léčiv vyšší než 0,5 μg/L.

Přínosy a praktické využití metody

Vysoká citlivost a selektivita LC–MS/MS metod umožňuje komplexní profilaci stovek účinných látek a jejich metabolitů v různých matricích. Takové přístupy podporují:

• monitorování stavu vodních zdrojů a identifikaci environmentálních „hotspotů“
• hodnocení účinnosti čisticích procesů a optimalizaci provozu ČOV
• plnění legislativních požadavků na sledování mikropolutantů
• návrh preventivních opatření u zdrojových čistíren (např. zdravotnická zařízení)

Budoucí trendy a možnosti využití

Budoucí výzkum se bude zaměřovat na rozšíření sledovaných sloučenin (nová antibiotika, biocidy, cytostatika), integraci nebiologických reaktorů (kvarterní čištění), hodnocení toxikologické relevance směsí a zdrojově orientovanou rizikovou analýzu. Další rozvoj instrumentace (HRMS, databáze neznámých metabolitů) a bioanalytických přístupů (bioindikátory, in vitro testy) napomůže komplexnějšímu pohledu na perzistenci a biologické účinky mikropolutantů.

Závěr

Prezentovaná data potvrzují, že léčiva jsou rozšířenými kontaminanty ve všech kvalitativních kategoriích vod. Současné čistírny odpadních vod nejsou dostatečně dimenzovány na odstraňování všech typů léčiv, a proto je nutné zavádět dodatečné stupně čištění a průběžné monitorování. Implementace nových směrnic EU a lokálních rizikových analýz podpoří včasnou detekci a minimalizaci environmentálních i zdravotních rizik.

Reference

• Směrnice Rady 91/271/EHS o čištění městských odpadních vod
• Nařízení vlády ČR č. 401/2015 Sb. o přípustné míře znečištění vod
• Proposal COM(2022) 541 final – směrnice o kvarterním čištění ČOV
• Nařízení EU 2020/741 o re-use vody v zemědělství
• Směrnice 2000/60/ES (rámec vodní politiky) a návrh COM(2022) 540 final
• EU 2020/2184 o jakosti vody určené k lidské spotřebě
• SÚKL: Statistiky spotřeby léčiv 2019
• SFŽP ČR 2021: Indikativní seznam látek pro snížení farmaceutického znečištění
• ČHMÚ 2021/2022: Studie výskytu léčiv v podzemních vodách