Wpływ popularnych leków przeciwbólowych na wybrane parametry osadu czynnego

• Autorzy: Piaskowski Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2024.12.3

Warianty tytułu

EN

The influence of popular painkiller medications on selected activated sludge parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rosnące zapotrzebowanie na leki przeciwbólowe powoduje także wzrost obecności farmaceutyków w całym środowisku, stwarzając coraz większe zagrożenie. Jedną z głównych dróg rozpowszechniania się mikrozanieczyszczeń tego typu są ścieki, a jako pierwsze poddane wpływowi farmaceutyków są organizmy stanowiące biologiczną część oczyszczalni ścieków - osadu czynnego. W artykule przedstawiono badania nad wpływem trzech najpopularniejszych leków NLPZ zawierających ibuprofen, paracetamol oraz kwas acetylosalicylowy na aktywność osadu czynnego po 24 godz. kontaktu. Uzyskane wyniki wskazują na duże zróżnicowanie oddziaływania badanych leków. Ibuprofen wpływał na kłaczki osadu czynnego poprzez zwiększenie aglomeracji, podczas gdy paracetamol powodował ich defragmentację. Jednakże w obu przypadkach indeks osadu SVI zwiększał się nawet o 38%, podczas gdy dla kwasu acetylosalicylowego zmniejszał się o 20%. Natomiast aktywność osadu mierzona testem aktywności enzymu dehydrogenazy TTC zmniejszyła się o ponad 80% w próbkach z paracetamolem, dla kwasu acetylosalicylowego nieznacznie wzrastała, podczas gdy dla ibuprofenu, zwiększała się nawet dwukrotnie, co wskazuje, że wpływ na osad czynny może mieć nie tylko rodzaj substancji aktywnej, ale również obecne w lekach substancje pomocnicze.

EN

The increasing demand for pain medications is also increasing the presence of pharmaceuticals throughout the environment, posing an increasing threat. One of the main sources of the spread of this type of micropollutant is sewage, and the first to be affected by pharmaceuticals are organisms that constitute the biological part of the sewage treatment plant - activated sludge. The article presents research on the influence of the three most popular NSAIDs containing ibuprofen, paracetamol and acetylsalicylic acid on the activity of activated sludge after 24 hours. contact. The obtained results indicate a very large differentiation of the impact of the tested drugs. Ibuprofen affected the activated sludge flocs by increasing agglomeration, while paracetamol caused their defragmentation. However, in both cases the SVI sediment index increased by up to 38%, while for acetylsalicylic acid it decreased by 20%. The activity of activated sludge measured by the TTC dehydrogenase enzyme activity test decreased by more than 80% in samples with paracetamol, increased slightly for acetylsalicylic acid, while for ibuprofen it increased even twofold, which indicates that not only the type of active substance but also the excipients present in the drugs may have an influence on the activated sludge.

Słowa kluczowe

PL

farmaceutyki; ścieki; osad czynny; ibuprofen; paracetamol; kwas acetylosalicylowy; aktywność enzymatyczna; dehydrogenazy

EN

pharmaceuticals; wastewater; activated sludge; ibuprofen; paracetamol; acetylsalicylic acid; enzymatic activity; dehydrogenase

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 12
• Strony: 20--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piaskowski Krzysztof

• Politechnika Koszalińska, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji, Katedra Technologii Wody, Ścieków i Odpadów, 75-453 Koszalin, ul. Śniadeckich 2

• https://orcid.org/0000-0001-8440-1562

Bibliografia

• [1] Aguilar-Romero I., Madrid F., Villaverde J., Morillo E. 2024. "Ibuprofen-enhanced biodegradation in solution and sewage sludge by a mineralizing microbial consortium. Shift in associated bacterial communities", J. Hazard. Mater., 464, 132970, doi: 10.1016/j.jhazmat.2023.132970.
• [2] Amariei G., Boltes K., Rosal R., Leton P. 2020. "Enzyme response of activated sludge to a mixture of emerging contaminants in continuous exposure”, PLoS ONE 15(1): e0227267, doi: 10.1371/journal.pone.0227267.
• [3] Czerwiński J., Kłonica A., Ozonek J. 2015. "Pozostałości farmaceutyków w środowisku wodnym i metody ich usuwania", JCEEA, t. XXXII, z. 62 (1/15), 27-42.
• [4] Davids M., Gudra D., Radovica-Spalvina I., Fridmanis D., Bartkevics V., Muter O. 2017. "The effects of ibuprofen on activated sludge: Shift in bacterial community structure and resistance to ciprofloxacin", J. Hazard. Mater., 340, 291-299, doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.06.065.
• [5] Ferreira B. L., Ferreira D. P., Borges Swanny F., Ferreira A. M., Holanda F. H., Ucella-Filho J. G. M., Cruz R. A. S., Birolli W. G., Luque R., Ferreira I. M. 2023. "Diclofenac, ibuprofen, and paracetamol biodegradation: overconsumed non-steroidal anti-inflammatories drugs at COVID-19 pandemic", Front. Microbiol., 14:1207664, doi: 10.3389/fmicb.2023.1207664.
• [6] Grdulska A. 2020. "Pharmaceuticals in water and wastewater - overview", Struct. Environ., 12, Issue 2, doi: 10.30540/sae-2020-009.
• [7] Ioan C., Robescu D. N. 2015. "Dehydrogenase activity and quantitative image analysis of morphological characteristics of activated sludge at cernavoda wastewater treatment plant (romania)", U.P.B. Sci. Bull., Series D, 77, Iss. 3, 241-248.
• [8] Jia Y. Y., Yin L. W., Khanal S. K., Zhang H. Q., Oberoi A. S., Lu H. 2020. "Biotransformation of ibuprofen in biological sludge systems: investigation of performance and mechanisms", Water Res., 170, 115303l, doi: 10.1016/j.watres.2019.115303.
• [9] Jiaa Y., Khanal S. K., Yin L., Sun L., Lu H. 2021. "Influence of ibuprofen and its biotransformation products on different biological sludge systems and ecosystem", Environ. Int., 146, 106265, doi: 10.1016/j.envint.2020.106265.
• [10] Kanafin Y. N., Kakimov Y., Adamov, Makhatova A., Yeshmuratov A., Poulopoulos S. G., Inglezakisa V. J., Arkhangelsky E. 2021. "The effect of caffeine, metronidazole and ibuprofen on continuous flow activated sludge process", J. Chem. Technol. Biotechnol., 96, 1370-1380, doi: 10.1002/jctb.6658.
• [11] Karaman R., Khamis M., Abbadi J., Amro A., Qurie M., Ayyad I., Ayyash F., Hamarsheh O., Yaqmour R., Nir S., Bufo S. A., Scrano L., Lerman S., Gur-Reznik S., Dosoretz C. G. 2016. "Paracetamol biodegradation by activated sludge and photocatalysis and its removal by a micelle-clay complex, activated charcoal, and reverse osmosis membranes", Environ. Technol., 37, no. 19, 2414-2427, doi: 10.1080/09593330.2016.1150355.
• [12] Kraigher B., Kosjek T., Heath E., Kompare B., Mandic-Mulec I. 2008. "Influence of pharmaceutical residues on the structure of activated sludge bacterial communities in wastewater treatment bioreactors", Water Res., 42, Iss. 17, 4578-4588, doi: 10.1016/j.watres.2008.08.006.
• [13] Kuczyńska A. 2017. "Wyniki pilotażowego badania zawartości substancji czynnych farmaceutyków w wodach podziemnych w próbkach wody pobranych z krajowej sieci monitoringu wód podziemnych", Prz. Geol., 65, nr 11/1, 1096-1103.
• [14] Kwaśny J. 2021. "Zanieczyszczenie środowiska wodnego substancjami farmaceutycznymi. Strategiczne ujęcie problemu", Przem. Chem., 1(9), 72-76, doi:10.15199/62.2021.9.14.
• [15] Marchlewicz A., Guzik U., Wojcieszyńska D. 2015. "Właściwości, występowanie i biodegradacja ibuprofenu w środowisku wodnym", Ochrona Środowiska, 37 (1), 65-70.
• [16] Pan Y., Yu S. S., Xiao Z. C., Min Y., Tian T., Zheng Y. M., Zhao Q. B., Yuan Z. H., Yu H. Q. 2023. "Re-evaluation and modification of dehydrogenase activity tests in assessing microbial activity for wastewater treatment plant operation", Water Res., 246, 120737, doi: 10.1016/j.watres.2023.120737.
• [17] Quintelas C., Mesquita D. P., Torres A. M., Costa I., Ferreira E. C. 2020. "Degradation of widespread pharmaceuticals by activated sludge: Kinetic study, toxicity assessment, and comparison with adsorption processes", J. Water Process Eng., 33:101061 (2020), doi: 10.1016/j.jwpe.2019.101061.
• [18] Siedlecka E., Biń A. K., Pawełek J., Bergel T., Szatkowska B., Muszański R., Kosiniak M. 2021. "Efektywność usuwania wybranych leków na przykładzie instalacji ozonowania oczyszczanych ścieków komunalnych w Jaworznie - badania w skali pilotowej", Gaz Woda Tech. Sanit., 7-8, 28-34, doi: 10.15199/17.2021.7-8.6.
• [19] Szymonik A., Lach J. 2012. "Zagrożenie środowiska wodnego obecnością środków farmaceutycznych", Inż. Ochr. Śr., 15, nr 3, 249-263.
• [20] Tomska A. 2016. "Wpływ wybranych farmaceutyków na aktywność dehydrogenaz osadu czynnego", Inż. Ekol., 48, 214-218, doi: 10.12912/23920629/63280.
• [21] Wanot B., Domagała M. 2019. "Zanieczyszczenie wody hormonami i innymi farmaceutykami oraz ich degradacja", Tech. Wody, 4(66): 30-34.
• [22] Zembrzuska J., Ginter-Kramarczyk D., Zając A., Kruszelnicka I., Michałkiewicz M., Dymaczewski Z., Piątkowska A., Wawrzyniak M. 2019. "The influence of temperature changes in activated sludge processes on ibuprofen removal efficiency", Ecol. Chem. Eng. S., 26(2): 357-366, doi: 10.1515/eces-2019-0025.
• [23] Zhang L, Hu J., Zhu R., Zhou Q., Chen J. 2013. "Degradationof paracetamol by pure bacterial cultures and their microbial consortium", App. Microbiol. Biot., 97: 3687-3698.1.