Zagrożenie środowiska wodnego obecnością środków farmaceutycznych

• Autorzy: Szymonik A , Lach J

Warianty tytułu

EN

Pharmaceuticals - potential threats to water environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wraz z większym zużyciem leków wzrasta zanieczyszczenie środowiska farmaceutykami. Praca przedstawia problem zanieczyszczenia wód powierzchniowych substancjami leczniczymi. Substancje te m.in. w wyniku niewłaściwych procedur utylizacji leków, wydalania przez ludzi i zwierzęta, ze ścieków szpitalnych trafiają wraz ze ściekami komunalnymi do oczyszczalni komunalnych. W oczyszczalniach rzadko stosuje się nowoczesne metody oczy-szczania ścieków ukierunkowane na tę grupę zanieczyszczeń. Substancje lecznicze wraz ze ściekami oczyszczonymi trafiają do wód powierzchniowych. W wodach powierzchniowych substancje czynne farmaceutyków z różną szybkością ulegają procesom biodegradacji (od kilku minut do kilkudziesięciu dni). Leki trudniej rozkładające się w wodzie mogą ulegać procesom akumulacji w ekosystemach wodnych, co prowadzi do wzrostu toksyczności wobec ryb i mikroorganizmów wodnych. Mogą również przenikać do wód gruntowych i są oznaczane w wodach pitnych, co stwarza zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Najczęściej wykrywanymi lekami w wodach powierzchniowych są niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) (stężenia w wodach powierzchniowych wynoszą np. dla diklofenaku 25÷170 ng/dm3 w Szwecji, 17÷486 ng/dm3 w Polsce, dla ibuprofenu 13÷87 ng/dm3 w Szwecji, 12÷67 ng/dm3 w Polsce, dla naproksenu 387÷3140 ng/dm3 w Hiszpanii), estrogeny, wchodzące w skład środków hormonalnych (np. stężenie dla estronu wynosi 1,5 ng/dm3 we Włoszech, estradiolu 0,15÷3,6 ng/dm3 w Niemczech, etyinylestradiolu 0,1÷4,3 ng/dm3 w Holandii), leki regulujące gospodarkęlipidową, karbamazepina - lek przeciwpadaczkowy (stężenie w wodach powierzchniowych wynosi 25÷1070 ng/dm3 w Niemczech) i antybiotyki. Pozostałości farmaceutyków w wodach są oznaczane za pomocą chromatografii gazowej z detektorem mas oraz wysokosprawnej chromatografii cieczowej.

EN

The increasing amount of various pharmaceuticals that are used by people results in the contamination of natural environment with these substances. The presented work addresses the problem of contamination of surface water with pharmaceuticals. Due to insufficient procedures for utilization of medical drugs and human and animal excreta these substances pre-sent e.g. in hospital wastewater are transported with municipal wastewater to municipal wastewater treatment plants. The majority of wastewater treatment plants do not use adanced methods for treatment of wastewater contaminated with pharmaceuticals. These sub-stances are still present in wastewater after treatment and are discharged to surface water reservoirs. In surface water the active components of pharmaceuticals undergo biodegradation processes at different rates (from couple of minutes to several days). Pharmaceuticals that are less susceptible to biodegradation in water maybe accumulated in water ecosystems. This causes the increase in toxicity to fish and water microorganisms. Pharmaceuticals can also in-filtrate to groundwater and lead to contamination of drinking water, and thus pose a significant threat to human health. Pharmaceuticals detected in surface water include: non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) (the detected concentration of e.g. diclofenac is 170 ng/dm3 in Sweden, whereas in Poland it is 17÷486 ng/dm3, that of ibuprofen is 13÷87 ng/dm3 in Sweden, whereas in Poland it is 12÷67 ng/dm3, that of naproxen is 387÷3140 ng/dm3 in Spain), estrogens that are used in hormonal drugs (e.g. the concentration of estrone is 1.5 ng/dm3 in Italy, that of estradiol is 0.15÷3.6 ng/dm3 in Germany and that of ethynyl estradiol is 0.1÷4.3 ng/dm3 in Holland), lipid-regulating drugs, carbamazepine – an antiepileptic drug (the detected concentration in surface water is 25÷1070 ng/dm3 in Germany), and antibiotics. Pharmaceutical residuals in water are detected by gas chromatography with a mass detector and high-performance liquid chromatography.

Słowa kluczowe

PL

farmaceutyki; leki; wody powierzchniowe; wody gruntowe; toksyczność; organizmy wodne

EN

pharmaceuticals; drugs; surface water; groundwater; toxicity; aquatic organisms

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 15, nr 3
• Strony: 249--263
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Szymonik A

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

autor

Lach J

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Kowalski B., Oznaczanie wybranych leków z różnych grup terapeutycznych w wodach powierzchniowych z zastosowaniem technik chromatograficznych, Rozprawa doktorska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Analitycznej, Politechnika Śląska, Gliwice 2011.
• [2] Sosnowska K., Szyszko K., Gołaś J., Wstępne oznaczanie diklofenaku w ściekach oczyszczonych. Technika chromatografii gazowej z detektorem mas, Krakowska Konferencja Młodych Uczonych, Kraków 2010.
• [3] Kasprzyk-Hordern B., Dąbrowska A., Vieno N., Kronberg L., Nawrocki J., Occurrence of acidic pharmaceuticals in the Warta River in Poland, Chem. Anal. 2007, 52, 289-303.
• [4] Nikolaou A., Meric S., Fatta D., Occurrence patterns of pharmaceuticals in water and wastewater environments, Anal. Bioanal. Chem. 2007, 387, 1225-1234.
• [5] Kuczyński W., Żuchowicki W., Ocena aktualnej sytuacji w zaopatrzeniu w wodę w Polsce na tle sytuacji w świecie, Rocznik Ochrona Środowiska 2010, 12, 419-465.
• [6] Kolpin D.W., Furlong E.T., Meyer M.T., Thruman E.M., Pharmaceuticals, Hormones and Other Organic Wastewater Contaminations in U.S Streams 1999-2000, A National Reconnaissance 2002, 1202-1211.
• [7] Velicu M., Suri R., Presence of steroid hormones and antibiotics in surface water of agricultural, suburban and mixed-use areas, Environ. Monit. Assess. 2009, 154, 349-359.
• [8] Robinson I., Junqua G., Coillie van R.,Thomas O., Trends in the detection of pharmaceutical products and their impact and mitigation in water and wastewater in North America, Anal. Bioanal. Chem. 2007, 387, 1143-1151.
• [9] Kallenborn R., Fick J., Lindberg R., Moe M., Nielsen K.M., Pharmaceutical residues in Northern European environments; consequence and perspectives, Pharmaceuticals in Environment 2008, 61-74.
• [10] Daneshvar A., Svanfelt J., Kronberg L., Winter accumulation of acidic pharmaceuticals in a Swedish river, Environ. Sci. Pollut. Res. 2010, 17, 908-916.
• [11] Wasik-Kot A., Dębska J., Namieśnik J., Pozostałości środków farmaceutycznych w środowisku-przemiany, stężenia, oznaczenia, Chemia i Inżynieria Ekologiczna 2003, 10, 723-750.
• [12] Valcarcel Y., Gonzalez Alonso S., Rodriguez-Gil J.L., Analysis of the presence of cardiovascular, analgesic, anti-inflammatory, antipyretic pharmaceuticals in river and drinking water of the Madrid Region of Spain, Chemosphere 2011, 82, 1062-1071.
• [13] Kosjek T., Heath E., Krbavcic A., Determination of non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAiD) residues in water samples, Environment International 2005, 31, 679-685.
• [14] Dudziak M., Luks-Betlej K., Ocena obecności estrogenów-steroidowych hormonów płciowych w wybranych wodach rzecznych w Polsce, Ochrona Środowiska 2004, 26, 21-24.
• [15] Sosnowska K., Grochowiak-Styszko K., Gołas J., Leki w środowisku-źródła, przemiany, zagrożenia, Krakowska Konferencja Młodych Uczonych, 2009.
• [16] Stasinakis A., Mermigka S., Samaras V.G., Farmaki E., Occurrence of endocrine disrupters and selected pharmaceuticals in Aisonas River (Greece) and environmental risk assessment using hazard indexes, Environ. Sci. Pollut. Res. 2012, 19,1574-1583.
• [17] Migowska N., Caban M., Stepanowski P., Simultaneous analysis of non-steroidal anti-inflammatory and estrogenic hormones in water and wastewater samples using gas chromatography - mass spectrometry and gas chromatography with electron capture detection, Science of the Total Environment 2012, 441, 77-88.
• [18] Janiec W., Kompendium farmakologii, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2005.
• [19] Pedrouzo M., Borrull F., Pocurull E., Marce R.M., Presence of pharmaceuticals and hormones in water from sewage treatment plants, Water Air Soil Pollut. 2011, 217, 267-281.
• [20] Adamek E., Jakubczyk J., Baran W., Makowski A., Lipska I., Fotodegradacja wybranych leków przeciwzapalnych w środowisku wodnym, Proceedings of ECOpole 2011, 5, 149-153.
• [21] Fent K., Effects of pharmaceuticals on aquatic organisms, Pharmaceuticals in Environment 2008, 175-203.
• [22] Backhaus T., Sumpter J., Blanck H., On the ecotoxicology of pharmaceuticals mixtures, Pharmaceuticals in Environment 2008, 257-276.
• [23] Rosal R., Rodea-Palomares I., Boltes K., Fernandez-Pinas F., Leganes F., Ecotoxicity assessment of lipid regulators in water and biologically treated wastewater using three aquatic organ-isms, Environ. Sci. Pollut. Res. 2010, 17, 135-144.
• [24] Araujo L., Villa N., Camargo N., Bustos M., Persistence of gemfibrozil, naproxen and menfenamic acid in natural waters, Environ. Chem. Lett. 2011, 9, 13-18.
• [25] Brain R.A, Hanson M.L., Solomon K. R., Brooks B., Aquatic plants exposed to pharmaceuticals; effects and risk, Rev. Environ. Contam. Toxicol. 2008, 192, 67-115.
• [26] Oetken M., Nentwig G., Loffler D., Ternes T., Effects of pharmaceuticals on aquatic invertebrates. Part I. The antiepileptic drug carbamazepine, Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2005, 49, 353-361.
• [27] Lacey C., Basha S., Morrisey A., Tobin J.M., Occurrence of pharmaceutical compounds in wastewater process stream in Dublin, Ireland, Environ. Monit. Assess. 2012, 184, 1049-1062.
• [28] Dębska J., Wasik-Kot A., Wasik A., Namieśnik J., Determination of non-steroidal anti-inflammatory drugs in natural waters using off-line and on-line SPE followed by LC coupled with DAD-MS, Chromatographia 2006, 64, 13-21.
• [29] Kotowska U., Jasińska M., Analiza jakościowa śladowych zanieczyszczeń organicznych w ściekach komunalnych z miast północno-wschodniej Polski, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2011, 14, 3, 223-232.
• [30] COM 875 report from Commission of European Parliament and the Council on the outcome of the review of Annex of Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council on priority substances in the field of water policy, Brussels 31.01.2012; 2011.