LIEČIVÁ A DROGY – ENVIRONMENTÁLNY PROBLÉM?

Význam tématu

Farmaceutické látky, legální i nelegální drogy a jejich metabolity se stávají významnými mikropolutanty, které se prostřednictvím odpadních vod šíří od uživatele do kanalizace, čistíren, povrchových vod i půd. Jejich přítomnost v životním prostředí může vést k toxickým, endokrinním i genotoxickým efektům, stejně jako k šíření rezistence na antibiotika.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem článku je shrnout současné poznatky o osudu léčiv a drog v kanalizacích, čistírnách odpadních vod, povrchových a mořských vodách, jejich vlivu na organismy a možnostech účinného odstraňování.

Použitá metodika a instrumentace

V přehledu jsou zastoupeny studie využívající vyspělé analytické techniky z oblasti kapalinové chromatografie s hmotnostní detekcí pro trace level monitoring léčiv a drog v různých matricích. Pro hodnocení účinnosti čištění a biologických účinků byly aplikovány ekotoxikologické testy a modelové expozice akvarijních ryb či komunit makrozobentosu.

Hlavní výsledky a diskuse

1. V kanalizační síti i na čistírnách odpadních vod probíhají procesy sorpce/desorpce, biotransformace a fotodegradace, jež ovlivňují konečnou koncentraci mikropolutantů na odtoku.
2. Účinnost biologických a fyzikálně-chemických stupňů čištění silně závisí na vlastnostech sloučenin, složení kalu, hydraulickém retenčním čase a přítomnosti terciárních technologií (membrány, AOP, sorbenty).
3. V povrchových vodách se typicky detekují antihypertenziva (valsartan, metoprolol), nesteroidní protizánětlivá léčiva (diklofenak), antiepileptika (karbamazepin) a psychoaktivní stimulant kofein. V mořích dominují kyselina karbamazepinová, kofein a další stabilní metabolity.
4. Potenciální rizika zahrnují narušení reprodukce a chování ryb, poruchy endokrinního systému ústřic či makrozobentosu, úhyny supů v důsledku akumulace diklofenaku a šíření antibiotické rezistence z kalů na půdu.

Přínosy a praktické využití metody

• Sledování odtoků před čistírnami a využití odpadních vod pro „sewer-based epidemiology“ umožňuje odhad spotřeby drog v populaci.
• Pokročilé oxidační procesy a membránové bioreaktory významně zvyšují odstraňování mikropolutantů, vhodné zejména pro bodové zdroje (nemocnice, festivaly).
• Adsorpční materiály (aktivní uhlí, biochar) slouží jako levné a účinné doplňkové technologie.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vyvíjejí se biodegradabilní farmaka, kombinace AOP se sorbenty a decentralizované nízkonákladové jednotky pro menší provozy. Rostoucí důraz je kladen na integrovaný monitoring rezistentních genů a chronické ekotoxikologické studie.

Závěr

Léčiva a drogy představují stále naléhavější environmentální výzvu. Účinné sledování, legislativní zařazení prioritních látek a implementace vyspělých čisticích technologií jsou klíčové pro minimalizaci rizik v rámci jednotného vodohospodářského a ekologického managementu.

Reference

• 1. Mackuľak T., Marton M., Radičová M. et al.: Monatsh. Chem. 148, 539 (2017)
• 2. Luo Y., Guo W., Ngo H. H. et al.: Sci. Total Environ. 473–474, 619 (2014)
• 3. Evgenidou E., Konstantinou I. K., Lambropoulou D. A.: Sci. Total Environ. 505, 905 (2015)
• 4. Oaks J. L., Gilbert M., Virani M. Z. et al.: Nature 427, 630 (2004)
• 5. Hölzel C. S., Schwaiger K., Harms K. et al.: Environ. Res. 110, 318 (2010)