Wyznaczanie bezpiecznej zawartości leków w środowisku wodnym na podstawie badań ekotoksykologicznych

• Autorzy: Affek K. , Załęska-Radziwiłł M. , Łebkowska M.

Warianty tytułu

EN

Determination of safe concentration limits of pharmaceuticals in the aquatic environment based on ecotoxicological studies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono wyniki badań ekotoksykologicznych nad wyznaczeniem bezpiecznej zawartości 5-fluorouracylu w wodzie. W tym celu zastosowano metodę EMA (European Medicines Agency) do wyznaczania bezpiecznych ilości farmaceutyków, którą zweryfikowano w badaniach wielogatunkowych w modelowych ekosystemach wodnych typu mikrokosm. Przeprowadzone eksperymenty wykazały, że zawartość leku w wodzie nie może być uznana za bezpieczną. Ponadto współczynnik AF=10 (zgodnie z zaleceniami EMA) nie może stanowić podstawy do szacowania bezpiecznej ilości farmaceutyków dla biocenoz wodnych. Badania bioróżnorodności wykazały, że tzw. zawartość bezpieczna 5-fluorouracylu powodowała zmniejszenie wartości wskaźnika Shannona-Wienera w odniesieniu do organizmów mikrobentosu. Stwierdzono, że podstawę do ekotoksykologicznej oceny ryzyka wywołanego obecnością leków w wodach powierzchniowych powinien stanowić zestaw testów chronicznych uzupełniony badaniami molekularnymi oraz testami wielogatunkowymi typu mikrokosm. Należy podkreślić, że bezpieczne ilości farmaceutyków, które nie wywołują ryzyka dla organizmów wodnych i człowieka powinny być podstawą optymalizacji procesów oczyszczania ścieków i usuwania leków z wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

EN

The results of ecotoxicological research on determination of safe concentration limits of 5-fluorouracil (anticancer drug) in water were discussed. A method for determination of safe concentrations of pharmaceuticals according to the EMA (European Medicines Agency) guidelines was employed for this purpose. The procedure was verified in microcosm, multispecies model ecosystem studies. The experiments demonstrated that concentrations determined in water by the EMA recommended method cannot be considered safe. Additionally, the coefficient AF=10 (acc. to EMA recommendations) cannot form the basis for estimates of safe concentration limits of pharmaceuticals in aquatic biocenoses. The bioequivalence studies showed that so-called safe 5-fluorouracil concentration led to decrease in Shannon-Wiener index value in regard to microbentos. It was found that ecotoxicological risk assessment for the presence of pharmaceutical in surface waters should be based on chronic test set supported with molecular studies and multispecies microcosm testing. It should be noted that safe concentrations of pharmaceuticals that cause no risk to aquatic biota and humans should form the basis for the process optimization in regard to wastewater treatment and elimination of medicines from potable water.

Słowa kluczowe

PL

jakość wody; 5-fluorouracyl; bezpieczna ilość; mikrokosm

EN

water quality; 5-fluorouracil; safe concentration; microcosm

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 35, nr 4
• Strony: 51--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Affek K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Biologii, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa

autor

Załęska-Radziwiłł M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Biologii, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa

autor

Łebkowska M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Biologii, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa

Bibliografia

• 1. M. GORCZYCA, A. ZEJC: Chemia leków: podręcznik dla studentów farmacji i farmaceutów (wyd. III). Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008.
• 2. K. KŰMMERER: Pharmaceuticals in the Environment: Sources, Fate, Effects and Risks. Springer-Verlag, Berlin–Heidelberg–New York 2008.
• 3. A. KOT-WASIK, J. DĘBSKA, J. NAMIEŚNIK: Przemiany, stężenia i oznaczanie pozostałości środków farmaceutycznych w środowisku. W: Nowe Horyzonty i Wyzwania w Analityce i Monitoringu Środowiskowym. CEEAM, Gdańsk 2003.
• 4. M. ŁEBKOWSKA: Występowanie i ekotoksyczność wybranych leków w środowisku wodnym. Prace naukowe Politechniki Warszawskiej, Inżynieria Środowiska 2009, vol. 59, nr 56, ss. 5–11.
• 5. R. TRIEBSKORN, H. CASPER, A. HEYD, R. EIKEMPER, H.-R. KÖHLER, J. SCHWAIGER: Toxic effects of the non-steroidal anti-inflammatory drug diclofenac. Part II. Cytological effects in liver, kidney, gills and intestine of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquatic Toxicology 2004, Vol. 68, No. 2, pp. 151–166.
• 6. K. FENT, A.A. WESTON, D. CAMINADA: Ecotoxicology of human pharmaceuticals. Aquatic Toxicology 2006, Vol. 76, No. 2, pp. 122–159.
• 7. C. CARLSSON, A.-K. JOHANSSON, G. ALVAN, K. BERGMAN, T. KÜHLER: Are pharmaceuticals potent environmental pollutants? Part I. Environmental risk assessment of selected active pharmaceutical ingredients. Science of the Total Environment 2006, Vol. 364, No. 1–3, pp. 67–87.
• 8. M. ZAŁĘSKA-RADZIWIŁŁ, M. ŁEBKOWSKA, K. AFFEK, A. ZARZECZNA: Environmental risk assessment of selected pharmaceuticals present in surface waters in relation to animals. Archives of Environmental Protection 2011, Vol. 37, No. 3, pp. 31–42.
• 9. Guideline on the Environmental Risk Assessment of Medicinal Products for Human Use. European Medicines Agency (EMEA), London 2006.
• 10. M. ZAŁĘSKA-RADZIWIŁŁ: Badania ekotoksykologiczne w procesie ekologicznej oceny ryzyka w środowisku wodnym. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.
• 11. J.H. KENNEDY, T.W. la POINT, P. BALCI, J.K. STANLEY, Z.B. JOHNSON: Model aquatic ecosystems in ecotoxicological research: Consideration of design, implementation and analysis. In: Handbook of Toxicology, CRC Press LLC, Lewis Publishers 2003.
• 12. W.G. LANDIS, M. YU: Introduction to Environmental Toxicology. Impacts of Chemicals upon Ecological Systems. CRC Press LLC, Lewis Publishers 2004.
• 13. T.C.M. BROCK, R.P.A. van WIJNGAARDEN, G. van GEEST: Ecological Risk of Pesticides in Freshwater Ecosystems. Part 2: Insecticides. Alterra, Report 089, Wageningen (Netherlands) 2000.
• 14. F.B. TAUB: Unique information contributed by multispecies systems: examples from the standardized aquatic microcosm. Ecological Applications 1997, Vol. 7, No. 4, pp. 1103–1110.
• 15. J.O. STRAUB: Combined environmental risk assessment for 5-fluorouracil and capecitabine in Europe. Integrated Environmental Assessment and Management 2009, Vol. 6, pp. 540–566.
• 16. M. ZAŁĘSKA-RADZIWIŁŁ, M. ŁEBKOWSKA, K. AFFEK, N. CHRZANOWSKA: Ocena ryzyka wywołanego obecnością wybranych farmaceutyków w wodach powierzchniowych w stosunku do sinic i roślin. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 2011, vol. 48, ss. 372–382.
• 17. P.M. BERTHOUEX, L.C. BROWN: Statistic for Environmental Engineers. Lewis Publishers, CRC Press Inc. 1994.
• 18. PN-ISO 6060:2006 Jakość wody – Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu.
• 19. PN-C-04576-06:1973 Woda i ścieki – Badania zawartości związków azotu – Oznaczanie azotu azotynowego metodą kolorymetryczną z kwasem sulfanilowym i 1-naftyloaminą.
• 20. PN-C-04576-08:1982 Woda i ścieki – Badania zawartości związków azotu – Oznaczanie azotu azotanowego metodą kolorymetryczną z salicylanem sodowym.
• 21. PN-C-04576-4:1994 Woda i ścieki – Badania zawartości związków azotu – Oznaczanie azotu amonowego w wodzie metodą bezpośredniej nessleryzacji.
• 22. PN-EN ISO 6878:2006 Jakość wody – Oznaczanie fosforu – Metoda spektrometryczna z molibdenianem amonu.
• 23. C.J. KREBS: Ecological Methodology. 2nd ed. Benjamin/Cummings Pub. Co., Menlo Park (USA) 1999.
• 24. A. GRABIŃSKA-ŁONIEWSKA [red.]: Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999.
• 25. R. ZAUNKOVÁ, P. ODRASKA, L. DOLEZALOVA, K. HILSCHEROVA, B. MARSALEK, L. BLAHA: Ecotoxicity and genotoxicity assessment of cytostatic pharmaceuticals. Environmental Toxicology and Chemistry 2007, Vol. 26, No.10, pp. 2208–2214.
• 26. M. CLEUVERS: Aquatische ökotoxikologie von Arzneimitteln: Algentest und akuter Daphnientest. UWSF Z Umweltchem Okotox 2002, Vol. 14, No. 2, pp. 85–89.
• 27. S. JERGENTZ, M. GOTH, C. SECK: Fluorouracil: A study on the chronic toxicity to Daphnia magna according to the OECD Guideline 211. ECT Oekotoxicologie GmbH, 2009.
• 28. K. IKEHATA, N.J. NAGHASHKAR, M.G. EL-DIN: Degradation of aqueous pharmaceuticals by ozonation and advanced oxidation processes: A review. Ozone Science and Engineering 2006, Vol. 28, No. 6, pp. 353–414.
• 29. M. HUERTA-FONTELA, M.T. GALCERAN, F. VENTURA: Occurrence and removal of pharmaceuticals and hormones through drinking water treatment. Water Research 2011, Vol. 45, No. 3, pp. 1432–1442.
• 30. P.E. STACKELBERG, J. GIBS, E.T. FURLONG, M.T. MEYER, S.D. ZAUGG, R.L. LIPPINCOTT: Efficiency of conventional drinking-water-treatment processes in removal of pharmaceuticals and other organic compounds. Science of The Total Environment 2007, Vol. 377, No. 2–3, pp. 255–272.
• 31. N.C. ROWNEY, A.C. JOHNSON, R.J. WILLIAMS: Cytotoxic drugs in drinking water: A prediction and risk assessment exercise for the Thames catchment in the United Kingdom. Environmental Toxicology and Chemistry 2009, Vol. 28, No. 12, pp. 2733–2743.