Стойкий фармацевтический загрязнитель окружающей среды - Environmental persistent pharmaceutical pollutant

Период, термин Стойкие в окружающей среде фармацевтические загрязнители (EPPP) впервые была предложена в номинации в 2010 г. фармацевтические препараты и среда в качестве новой проблемы в Стратегическом подходе к международному регулированию химических веществ (СПМРХВ )[1] посредством Международное общество врачей окружающей среды (ISDE). Возникающие проблемы от EPPP параллельно объясняются в воздействие фармацевтических препаратов и средств личной гигиены на окружающую среду (PPCP). В Евросоюз объединяет остатки фармацевтических препаратов с потенциалом загрязнения воды и почвы вместе с другими микрозагрязнителями как «приоритетные вещества».[2]


Фармацевтические препараты оказывают различное известное и неизвестное воздействие на окружающую среду.

Фон

Фармацевтические препараты составляют одну из немногих групп химических веществ, которые специально разработаны для воздействия на живые клетки, которые представляют особый риск, когда они попадают, сохраняются и рассеиваются в окружающей среде.

За исключением нисходящего потока очистные сооружения, концентрация фармацевтических препаратов в воде, вероятно, чрезвычайно мала. Однако эффект, который хроническое воздействие экологических фармацевтических химикатов добавляет к эффектам других химикатов в коктейле, до сих пор не изучен. Различные химические вещества могут усиливать синергетический эффект (1 + 1 = 3). Чрезвычайно чувствительной группой в этом отношении являются зародыши.

EPPP уже обнаружены в воде во всем мире. Диффузное воздействие может способствовать

  • генетические, связанные с развитием, иммунные и гормональные воздействия на здоровье человека и других видов, как, например, эстрогеноподобные химические вещества;[требуется медицинская цитата ]
  • развитие микробов, устойчивых к антибиотикам, как это наблюдается в Индии.[3]

Экологическая классификация фармацевтических препаратов

В Швеции промышленность вместе с университетами и сектором здравоохранения разработала метод оценки экологического риска и экологической классификации лекарств.[4][5] Экологический риск относится к риску токсичности для водной среды. Он основан на соотношении между прогнозируемой концентрацией вещества в окружающей среде (PEC) и максимальной концентрацией вещества, не оказывающего вредного воздействия на окружающую среду (PNEC).

Опасность для окружающей среды выражает присущие веществу вредные для окружающей среды характеристики с точки зрения стойкости, биоаккумуляция и токсичность. Используются тесты на токсичность: острая токсичность рыб, острая токсичность Daphnia sp. и тест на задержку роста водорослей. Большинство лекарств на шведском рынке сейчас засекречены. Это дает медицинским учреждениям возможность сделать лучший выбор при назначении лекарств.

Контакт

Концентрации в поверхностных водах, грунтовые воды и частично очищенная вода обычно составляет менее 0,1 мкг / л (или 100 нг / л), а концентрации в очищенной воде обычно ниже 0,05 мкг / л (или 50 нг / л) (ny 8 ВОЗ).[требуется медицинская цитата ] Однако вся вода на Земле является частью одного стабильного бассейна, и по мере употребления большего количества фармацевтических препаратов существует риск того, что концентрация фармацевтических препаратов в питьевой воде увеличится.[требуется медицинская цитата ]

Выпуск в окружающую среду

Фармацевтические препараты попадают в окружающую среду в основном тремя способами:

  • Они выводятся из организма человека и животных в неповрежденном виде или метаболизируются, в основном с мочой, попадая в окружающую среду напрямую или через очистные сооружения.
  • Неиспользованные фармацевтические препараты попадают в окружающую среду либо через бытовые сточные воды, либо через вывоз твердых городских отходов.
  • Заводы-производители, производящие активные вещества, могут непреднамеренно выбрасывать фармацевтические препараты в окружающую среду.

Благодаря усовершенствованным методам измерения фармацевтические препараты могут быть обнаружены сегодня в концентрациях, которые, вероятно, присутствовали уже несколько десятилетий, но не могли быть измерены ранее. Многие фармацевтические препараты (после употребления) выводятся или смываются: исследования показали, что уровень экскреции составляет от 30% до 70% веществ, принимаемых перорально.[6] и даже более высокие ставки с учетом мазей или геля, наносимых наружно.[7]

Некоторые фармацевтические препараты разлагаются в различной степени на очистных сооружениях, но другие оставляют растения в активной форме. В поверхностных водах были обнаружены активные остатки фармацевтических препаратов, которые могут сохраняться в окружающей среде в течение длительных периодов времени.[требуется медицинская цитата ] Большое количество антибиотиков и других фармацевтических препаратов было обнаружено ниже по течению от очистных сооружений на малых водосборах, где сброс больничных сточных вод играет важную роль. [8] или в водосборах с фармацевтической промышленностью. EPPP из очищенный осадок сточных вод используемые в качестве удобрений, поглощаются соей, а в листьях обнаружены антибиотики.

Питьевая вода

Существуют различные пути попадания фармацевтических веществ в питьевую воду. В основном питьевая вода поступает из резервуаров с питьевой водой, грунтовые воды и береговая фильтрация. Если очищенные сточные воды сбрасываются в водосборы с питьевой водой, в питьевой воде могут быть обнаружены не удаленные фармацевтические вещества. В Нидерланды например, 37% питьевой воды получают из поверхностных вод, в основном за счет береговой фильтрации на Рейн и Маас. Здесь определенное внимание уделяется остаткам фармацевтических препаратов.[9]

В Германии водосборы питьевой воды и реки EPPP уже обнаружены, особенно радиоконтрастные вещества.[10] Кроме того, остатки фармацевтических препаратов здесь частично происходят из сельского хозяйства.[11] По оценке Федерального агентства по окружающей среде Германии региональных исследований, проведенных в период с 2009 по 2011 год, в общей сложности было выявлено 27 различных фармацевтических субстанций в концентрациях более 0,1. микрограмм на литр в поверхностных водах Германии, всего было обнаружено до 150 веществ. Помимо радиоконтрастных средств, особенно болеутоляющих диклофенак показали соответствующие концентрации.[12] Для многих микрозагрязнителей, таких как фармацевтические препараты, к настоящему времени не требуются пороговые значения для очистки питьевой воды или очистки сточных вод, поскольку знания о воздействии отсутствуют или недостаточно доказаны.[13]

Хорошо известно, что некоторые из этих экологических фармацевтических химикатов оказывают серьезное генотоксическое действие на человека.[требуется медицинская цитата ] Период полураспада в природе варьируется в зависимости от окружающей среды (воздух, вода, почва, ил), но для некоторых соединений составляет более одного года.[14][15][16]

Концентрации EPPP могут варьироваться от 1 нг до 1 мг на литр (2). Уже было показано серьезное воздействие EPPP на живые в воде организмы, особенно на репродуктивные системы, а также на микробные сообщества.[16][17][18][19][страница нужна ]

Это вызвало бы гораздо меньше беспокойства, если бы население не допускало попадания экскрементов в Сточные Воды через использование сухой туалет с отводом мочи или системы, которые перерабатывают обработанные черная вода снова смывать туалеты на неопределенный срок.

Оценка

  • Фармацевтические препараты - это особые химические вещества. Они произведены так, чтобы быть биологически активными в живых организмах.
  • Уровни фармацевтических препаратов в поверхностной или питьевой воде обычно ниже 1 мг на литр, часто измеряемые в нг на литр (2, 8). Такая низкая концентрация может показаться гарантией того, что они практически не представляют проблемы для здоровья населения. Принятие концентрации 100 нг / л фармацевтического препарата, который для людей имеет DDD (определенная суточная доза) 10 мг, означает, что для получения одного DDD потребуется объем в 100 000 литров. Такой расчет не учитывает уязвимость населения, например, в период развития.

Законы и правила

Экологические фармацевтические стойкие загрязнители (EPPP) необходимо рассматривать во всей производственной цепочке.[21]Остатки фармацевтических препаратов могут попадать в окружающую среду в различных фазах, и поэтому влияние или воздействие в отношении воздействия на окружающую среду можно регулировать на разных уровнях:[8]

  • на научном и производственном уровне разработки и производства,
  • на государственном и административном уровне авторизации, регулирования рынка и законодательства,
  • об уровне медицинского страхования и их влиянии на производство и потребление,
  • на уровне распределения с врачами и их рецептами соответственно в аптеках и магазинах,
  • на уровне пациентов с индивидуальным характером потребления, распоряжением и т. д. и, наконец,
  • в области обращения с отходами, очистки сточных вод и питьевого водоснабжения.

Фармацевтические препараты отличаются от других антропогенных химикатов в отношении требований законодательства, а также в зависимости от страны и культуры. Частично они исключены законами и постановлениями, которые контролируют производство, маркетинг, использование и утилизацию других потребительских товаров химического характера (растворители, краски, клеи и т. Д.). Как следствие, возможное негативное воздействие фармацевтических препаратов на окружающую среду может быть менее документировано по сравнению с другими потребительскими химическими веществами.

Законы и постановления Европейского Союза

в Евросоюз (ЕС) сегодня одобрено более 3000 фармацевтических субстанций.[22] В 2013 году ЕС начал инициативы по решению проблемы остатков фармацевтических препаратов в круговорот воды. Здесь Комиссия предлагала добавить 15 химических веществ в список для наблюдения за веществами в Рамочная директива по воде (WFD)[23] которые отслеживаются и контролируются в поверхностных водах ЕС, включая 3 фармацевтических препарата (помимо промышленных химикатов, веществ, используемых в биоцидах и средствах защиты растений): «Загрязнение воды и почвы остатками фармацевтических препаратов является новой экологической проблемой. При оценке и контроле риска для водной среды или через нее от лекарственных препаратов, адекватное внимание следует уделять экологическим целям Союза. Чтобы решить эту проблему, Комиссия должна изучить риски воздействия лекарственных средств на окружающую среду и предоставить анализ актуальности и эффективности действующей законодательной базы для защиты водной среды и здоровья человека через водную среду ». [2]

Два гормона эстрадиол и этинилэстрадиол и болеутоляющее диклофенак присутствуют в списке с 2013 года, а в 2015 году три макролид антибиотики тоже были добавлены.[24] В 2018 году, поскольку «имеется достаточно качественных данных мониторинга для веществ триаллат, оксадиазон, 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол и диклофенак, эти вещества следует исключить из списка для наблюдения» и что » новая экотоксикологическая информация для макролидных антибиотиков кларитромицина и азитромицина, для метиокарба и для неоникотиноидов имидаклоприда, тиаклоприда и тиаметоксама, что привело к пересмотру прогнозируемых концентраций без эффекта для этих веществ ". Цель внедрения контрольного списка ВРД - обновить имеющуюся информацию о судьбе перечисленных веществ в водной среде и, следовательно, поддержать более подробную оценку экологического риска. Подготовительное «исследование экологических рисков, связанных с лекарствами» было заказано Исполнительным агентством по здравоохранению и потребителям и опубликовано в декабре 2013 года. В этом «исследовании BIO IS» обсуждается широкий спектр законодательных и незаконодательных «факторов влияния» и связанные возможные решения.[7]

Согласно Директиве 2013 г. «Комиссия должна [… до сентября 2015 г.] разработать стратегический подход к загрязнению воды фармацевтическими веществами. Такой стратегический подход должен, где это уместно, включать предложения, позволяющие, насколько это необходимо, более эффективно учитывать воздействие лекарственных средств на окружающую среду в процедуре размещения лекарственных средств на рынке. В рамках этого стратегического подхода Комиссия должна, где это уместно, до 14 сентября 2017 г. предложить меры, которые должны быть приняты на уровне Союза и / или государства-члена, в зависимости от ситуации, для устранения возможного воздействия фармацевтических субстанций на окружающую среду […] с помощью с целью сокращения сбросов, выбросов и потерь таких веществ в водную среду, принимая во внимание потребности общественного здравоохранения и экономическую эффективность предлагаемых мер ». [2]

Помимо предупредительного подхода, ЕС уже нацелен на надлежащую практику утилизации с 2004 года. Директива ЕС по лекарственным средствам для человека прямо требует, чтобы все государства-члены создали системы сбора неиспользованных или просроченных лекарств. Такие системы уже использовались в нескольких государствах-членах на момент вступления в силу закона в 2004 году.[25] Правила утилизации в странах-членах ЕС по-прежнему довольно разные, начиная от рекомендаций выбрасывать неиспользованные или просроченные фармацевтические препараты вместе с бытовыми отходами, которые почти полностью идут на сжигание (Германия )[26] при температурах обычно от 900 ° C до 1.300 ° C[27] в системы сбора, остатки которых считаются «опасными отходами» (Люксембург ).[28]

В Франция, программа возврата цикламедов[29] позволяет людям вернуть в аптеки неиспользованные или просроченные фармацевтические препараты. Неправильная утилизация через раковину или унитаз и, следовательно, в систему сточных вод, все еще кажется проблемой во многих странах-членах ЕС: исследования в Германии показали, что до 24% жидких фармацевтических препаратов и 7% таблеток или мазей утилизируются всегда или по крайней мере « редко »через унитаз или раковину.[8]

Это один из аспектов, рассматриваемых в упомянутых выше стратегических подходах ЕС. Более того, что касается разрешения на продажу фармацевтических препаратов, утвержденных для продажи в ЕС до 2006 года, критерии экологической оценки были другими. В случае, если действующее вещество лекарственного средства для человека сегодня оценивается как опасное вещество или оценивается как представляющее риск для окружающей среды: отказ от продукта невозможен, даже если в 2012 году было идентифицировано около 1200 фармацевтических веществ для экологического мониторинга.[30]

Воздействие фармацевтических препаратов на окружающую среду

Эстрадиол (эстроген, синтетический гормон)

Одной концентрации в поверхностных водах недостаточно для оценки риска негативного воздействия на водную среду. Синтетические гормоны нарушают работу эндокринной системы. Таким образом, эстрогенные соединения, такие как этинилэстрадиол (гормон эстрогена) в концентрациях <1 нг на литр, могут вызывать как выработку вителлогенина (часто используемый показатель для феминизации самцов рыб), так и структурные изменения их половых органов. Также было продемонстрировано, что рыба, контактирующая со стоками очистных сооружений (STP), может поглощать и концентрировать эстрогенные соединения, включая этинилэстрадиол, до очень высоких внутренних уровней. Эти наблюдения за феминизацией рыб эстрогенными соединениями в стоках STP наблюдались во многих странах, а также наблюдались у других видов, таких как лягушки, аллигаторы и моллюски.

Сердечно-сосудистые препараты

Другие примеры воздействия лекарственных препаратов на водную среду на окружающую среду касаются как сердечно-сосудистых, так и нейропсихиатрических лекарств. Неселективный бета-блокатор Пропанолол было обнаружено, что вызывает значительное снижение яйценоскости в Рыба медака, в концентрации, близкой к показанной в сточных водах очистных сооружений.[нужна цитата ] Гемфиброзил (препарат, снижающий уровень холестерина и триглицеридов) часто появляется в стоках от STP. В концентрациях, близких к тем, о которых сообщается в стоках STP, гемфиброзил снижает уровень тестостерона в крови рыб.[нужна цитата ]

Циталопрам / флуоксетин (ингибитор обратного захвата серотонина, антидепрессанты, СИОЗС)

Было показано, что некоторые СИОЗС накапливаются у подвергшихся воздействию рыб.[нужна цитата ][сомнительный – обсуждать] Циталопрам был обнаружен в печени дикого окуня в низких концентрациях мкг на кг, а флуоксетин влияет на серотониновую систему так же, как и у людей. Было также показано, что флуоксетин влияет на плавательную активность моллюсков; Связано ли это с нарушением функции серотонина в головном мозге, пока неизвестно.

Антибиотики

Высокий уровень антибиотиков в воде является поводом для беспокойства, поскольку существует повышенный риск отбора устойчивых бактерий, что вызывает глобальную озабоченность. Это может привести к тому, что некоторые высокоэффективные антибиотики станут неэффективными. Вот несколько примеров: в Индии бактерии, устойчивые к ципрофлоксацину, были обнаружены на фармацевтических заводах, гены множественной устойчивости были обнаружены в питьевой воде, а сальмонеллы с множественной устойчивостью - в воде, распыляемой на овощи. Из Европы мы знаем об эпидемии мультирезистентного EHEC летом 2011 года, вызванной обработкой водой овощей.

Термин «экотень» был введен для описания экологического воздействия антибиотиков. Антибиотики с широким спектром, которые также являются стабильными, будут иметь большее влияние на бактериальную флору (длинная экотень), чем антибиотики с узким антибактериальным спектром, который распадается быстрее (короткая экотень).

Наблюдались экологические эффекты тетрациклинов и хинолонов. Они не метаболизируются в организме человека и поэтому выводятся в неизмененном виде. При попадании в окружающую среду они плохо деградируют. Они могут быть токсичными для других животных, особенно поражая микроорганизмы и рыб. В сточных водах завода по очистке сточных вод в Индии было обнаружено несколько антибиотиков широкого спектра действия в концентрациях, токсичных для бактерий и растений. На самой станции очистки сточных вод были энтерококки, устойчивые ко всем известным антибиотикам.

Развитие устойчивых бактерий на очистных сооружениях стимулируется высокой концентрацией антибиотиков (например, в сточных водах предприятий), большим количеством бактерий (например, из сточных вод человека, которые добавляются в сточные воды предприятий) и подбором информации, которая может быть использована для оценки номинированного выпуска не наблюдалось.

Пробелы в знаниях

Необходимо разработать эффективные методы обнаружения в окружающей среде и применить глобальную стратегию обнаружения для картирования текущей глобальной ситуации.

В настоящее время не существует методов тестирования, позволяющих оценить, могут ли негативные эффекты возникнуть после длительного диффузного воздействия окружающей среды на людей, в уязвимые периоды развития, на водные микроорганизмы или на то, как это может повлиять на других животных. Следовательно, принцип предосторожности должен быть руководящим.

Одной концентрации в поверхностных водах недостаточно для оценки риска негативного воздействия этих синтетических химикатов на окружающую среду. Необходимо учитывать биоаккумуляцию в рыбе и других водных продуктах питания, используемых людьми, а также аддитивные и синергетические эффекты между фармацевтическими и другими химическими веществами в загрязненной воде.

В небольшом исследовании было обнаружено несколько фармацевтических препаратов в козьем, коровьем и человеческом молоке.[31] Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, насколько это распространено, концентрации и источники.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Стратегический подход к международному регулированию химических веществ
  2. ^ а б c ДИРЕКТИВА 2013/39 / ЕС от 12 августа 2013 г., вносящая поправки в Директивы 2000/60 / ЕС и 2008/105 / ЕС в отношении приоритетных веществ в области водной политики.
  3. ^ Кристианссон, Эрик; Фик, Джеркер; Янзон, Андерс; Грабич, Роман; Рутгерссон, Каролин; Вейдегард, Биргитта; Седерстрём, Ханна; Ларссон, Д. Г. Йоаким (2011). Родригес-Валера, Франсиско (ред.). «Пиросеквенирование речных отложений, загрязненных антибиотиками, выявляет высокие уровни устойчивости и элементов переноса генов». PLOS ONE. 6 (2): e17038. Bibcode:2011PLoSO ... 617038K. Дои:10.1371 / journal.pone.0017038. ЧВК  3040208. PMID  21359229.
  4. ^ Gunnarsson B, Wennmalm Å. (2006) Оценка экологического риска и экологическая классификация лекарств. В: Окружающая среда и фармацевтика. Стокгольм: Apoteket AB, 2006.
  5. ^ Экологически классифицированные фармацевтические препараты, 2011 г. В архиве 2012-04-25 в Wayback Machine. Стокгольм: Совет графства Стокгольм, 2011 г.
  6. ^ Экологически устойчивое выписывание рецептов: возможность снижения загрязнения воды лекарствами, 2014 г.
  7. ^ а б BIO Intelligence Service (2013 г.), Исследование экологических рисков, связанных с лекарственными средствами, Заключительный отчет, подготовленный для Исполнительного агентства по здравоохранению и защите прав потребителей »
  8. ^ а б c noPILLS в водах, 2015
  9. ^ «Фармацевтические препараты для человека в круговороте воды, STOWA 2013» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 2015-09-25. Получено 2015-09-24.
  10. ^ Regionaler Themenbericht des Landes Niedersachsen Arznei- und Röntgenkontrastmittelrückstände im Grundwasser
  11. ^ Bayerisches Landesamt für Umwelt В архиве 2015-09-25 на Wayback Machine
  12. ^ Hintergrundpapier des Umweltbundesamtes, 2014 г.
  13. ^ Федеральное агентство по окружающей среде Германии "Arzneimittel und Umwelt"
  14. ^ Tysklind M et al. (2006) Распространение наркотиков в почве и воде. В: Окружающая среда и фармацевтика. Стокгольм: Apoteket AB.
  15. ^ Вестерлунд Э. (2007) Скрининг фармацевтических препаратов в Сконе В архиве 2012-04-25 в Wayback Machine. Länstyrelsen i Skåne län. [На шведском языке]
  16. ^ а б Ларссон Дж. И др. (2006) Гормоны и вещества, нарушающие работу эндокринной системы, в окружающей среде. В: Окружающая среда и фармацевтика. Стокгольм: Apoteket AB.
  17. ^ Тайлер, Чарльз; Уильямс, Ричард; Торп, Карен; Берн, Роберт В .; Джоблинг, Сьюзен (2009). «Статистическое моделирование показывает, что антиандрогены в сточных водах очистных сооружений являются одной из причин широко распространенных сексуальных нарушений у рыб, обитающих в реках Англии». Перспективы гигиены окружающей среды. 117 (5): 797–802. Дои:10.1289 / ehp.0800197. ЧВК  2685844. PMID  19479024.
  18. ^ Фармацевтика в окружающей среде. Результаты семинара ЕАОС. (2010) Люксембург: Управление официальных публикаций Европейских сообществ.
  19. ^ Броше, Сара (2010). Влияние фармацевтических препаратов на естественные микробные сообщества. Развитие толерантности, токсичность смеси и синергетические взаимодействия (PDF) (Кандидатская диссертация). Гетеборгский университет. ISBN  978-91-85529-42-1.
  20. ^ Фик, Джеркер; Линдберг, Ричард Х .; Паркконен, Яри; Арвидссон, Бьорн; Тысклинд, Матс; Ларссон, Д. Г. Йоаким (2010). «Терапевтические уровни левоноргестрела, обнаруженные в плазме крови рыб: результаты скрининга радужной форели, подвергающейся воздействию очищенных сточных вод». Экологические науки и технологии. 44 (7): 2661–6. Bibcode:2010EnST ... 44.2661F. Дои:10.1021 / es903440m. PMID  20222725.
  21. ^ Голландский национальный институт здоровья и окружающей среды: фармацевтическая продуктовая цепочка
  22. ^ Отчет по проекту PILLS, 2012 г.
  23. ^ Веб-страница Рамочной директивы ЕС по воде
  24. ^ РЕШЕНИЕ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЕС, устанавливающее контрольный список веществ для общесоюзного мониторинга в области водной политики в соответствии с Директивой 2008/105 / EC, 2015
  25. ^ ДИРЕКТИВА ЕС 2004/27 / EC об изменении Директивы 2001/83 / EC о Кодексе Сообщества, касающемся лекарственных препаратов для использования человеком
  26. ^ Рекомендации Федерального министерства здравоохранения Германии 2015 г.
  27. ^ Немецкая ассоциация термической обработки отходов, 2015 г.
  28. ^ Программа Superdreckskescht Люксембург, 2015
  29. ^ веб-страница французской программы возврата цикламов
  30. ^ Николь Адлер, Федеральное агентство по окружающей среде Германии, 2015 г.
  31. ^ Аззуз, Абдельмонаим; Хурадо-Санчес, Беатрис; Сухайль, Бадредин; Баллестерос, Эваристо (2011). «Одновременное определение 20 фармакологически активных веществ в коровьем молоке, козьем молоке и грудном молоке человека с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 59 (9): 5125–32. Дои:10.1021 / jf200364w. PMID  21469656.

дальнейшее чтение

Обновленный список литературы находится на Шведские врачи в защиту окружающей среды (частично на шведском языке). Сайт Фармацевтические препараты как загрязнители исключительно на английском языке.

Статьи

Отчеты

внешняя ссылка