Термин экологически стойкие фармацевтические загрязнители ( EPPP ) был впервые предложен в 2010 году при выдвижении фармацевтических препаратов и окружающей среды в качестве новой проблемы в Стратегическом подходе к международному управлению химическими веществами ( SAICM ) [1] Международным обществом врачей за окружающую среду (ISDE). Возникающие проблемы от EPPP параллельно объясняются в рамках воздействия фармацевтических препаратов и средств личной гигиены на окружающую среду (PPCP). Европейский союз суммирует фармацевтические остатки с потенциалом загрязнения воды и почвы вместе с другими микрозагрязнителями в качестве «приоритетных веществ». [2]
Фармацевтические препараты составляют одну из немногих групп химикатов, специально разработанных для воздействия на живые клетки. Они представляют особую опасность, когда сохраняются в окружающей среде.
За исключением водотоков ниже очистных сооружений , концентрация фармацевтических препаратов в поверхностных и грунтовых водах, как правило, низкая. Концентрации в осадках сточных вод и в фильтрате свалок могут быть существенно выше [3] и обеспечивают альтернативные пути для EPPPs для попадания в пищевую цепь человека и животных.
Однако даже при очень низких концентрациях в окружающей среде (часто мкг/л или нг/л) хроническое воздействие химикатов из окружающей среды может усиливать эффекты других химикатов в коктейле, что до сих пор не изучено. Различные химикаты могут усиливать синергические эффекты (выше, чем аддитивные эффекты ). Чрезвычайно чувствительной группой в этом отношении являются плоды.
EPPPs уже обнаружены в воде по всему миру. Рассеянное воздействие может способствовать
В Швеции промышленность совместно с университетами и сектором здравоохранения разработала метод оценки экологического риска и экологической классификации лекарственных средств. [6] [7] 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, которая не оказывает вредного воздействия на окружающую среду (PNEC).
Экологическая опасность выражает присущие веществу экологически вредные характеристики с точки зрения стойкости, биоаккумуляции и токсичности. Используемые тесты на токсичность — острая токсичность для рыб, острая токсичность для дафний и тест на ингибирование роста водорослей. Большинство лекарств на шведском рынке теперь классифицированы. Это дает сектору здравоохранения возможность делать лучший выбор при назначении лекарств.
Концентрации в поверхностных водах, грунтовых водах и частично очищенной воде обычно составляют менее 0,1 мкг/л (или 100 нг/л), а концентрации в очищенной воде обычно составляют менее 0,05 мкг/л (или 50 нг/л). [ необходима медицинская цитата ] Однако вся вода на Земле является частью одного и того же стабильного пула, и по мере потребления большего количества фармацевтических препаратов существует риск того, что концентрация фармацевтических препаратов в питьевой воде увеличится. [ необходима медицинская цитата ]
Фармацевтические препараты попадают в окружающую среду и загрязняют воду в основном тремя способами:
Благодаря усовершенствованным методам измерения фармацевтические препараты сегодня могут быть обнаружены в концентрациях, которые, вероятно, присутствовали уже десятилетиями, но не могли быть измерены ранее. Многие фармацевтические препараты (после потребления) выводятся или смываются: исследования показали, что скорость выведения составляет от 30% до 70% перорально принятых веществ [9] и даже более высокие скорости, учитывая наружно применяемые мази или гели. [10]
Некоторые фармацевтические препараты в разной степени разлагаются на очистных сооружениях, но другие покидают завод в активной форме. Активные остатки фармацевтических препаратов были обнаружены в поверхностных водах, и они могут сохраняться в окружающей среде в течение длительных периодов времени. [11] Большие количества антибиотиков и других фармацевтических препаратов были обнаружены ниже по течению от очистных сооружений в подбассейнах, где сброс больничных сточных вод играет важную роль [12] или в бассейнах с фармацевтической промышленностью. EPPP из очищенного осадка сточных вод, используемого в качестве удобрения, поглощаются соей, а антибиотики были обнаружены в листьях.
Существуют различные пути, по которым фармацевтические вещества могут попасть в питьевую воду. Преимущественно питьевая вода поступает из питьевых водохранилищ, грунтовых вод и береговой фильтрации . Если очищенные сточные воды сбрасываются в водосборы с питьевой водой, в питьевой воде могут быть обнаружены не удаленные фармацевтические вещества. Например, Нидерланды получают 37% своей питьевой воды из поверхностных вод, в основном из береговой фильтрации на Рейне и Маасе . Здесь особое внимание уделяется фармацевтическим остаткам. [13]
В немецких водосборах питьевой воды и реках уже были обнаружены EPPP, особенно рентгеноконтрастные вещества . [14] Более того, фармацевтические остатки здесь частично имеют свое происхождение из сельского хозяйства. [15] Оценка Федерального агентства по охране окружающей среды Германии региональных исследований, проведенных в период с 2009 по 2011 год, показала в общей сложности 27 различных фармацевтических веществ в концентрациях более 0,1 микрограмма на литр в немецких поверхностных водах, и в общей сложности было обнаружено до 150 веществ. Помимо рентгеноконтрастных веществ, соответствующие концентрации показало обезболивающее диклофенак . [16] Для многих микрозагрязнителей, таких как фармацевтические препараты, на данный момент не являются обязательными пороговые значения при очистке питьевой воды или очистке сточных вод, поскольку знания об эффектах отсутствуют или недостаточно доказаны. [17]
Известно, что некоторые из этих экологических фармацевтических химикатов оказывают серьезное генотоксическое воздействие на людей. [ необходима медицинская ссылка ] Период полураспада в природе варьируется в зависимости от окружающей среды (воздух, вода, почва, ил), но для некоторых соединений он составляет более года. [18] [19] [20]
Концентрации EPPP могут варьироваться от 1 нг на литр до 1 мг на литр (2). Серьезные эффекты EPPP на водные организмы, особенно на репродуктивные системы, и на микробные сообщества уже были продемонстрированы. [20] [21] [22] [23] [ нужна страница ]
Это вызывало бы гораздо меньше беспокойства, если бы население не допускало попадания своих экскрементов в сточные воды с помощью сухих туалетов с отводом мочи или систем, которые повторно используют очищенную черную воду для смыва в туалетах неограниченное количество раз.
Экологические стойкие фармацевтические загрязнители (EPPP) следует рассматривать во всей их производственной цепочке. [25] Фармацевтические остатки могут попадать в окружающую среду на разных этапах, и поэтому влияние или воздействие на окружающую среду можно регулировать на разных уровнях: [12]
Фармацевтические препараты отличаются от других антропогенных химикатов в отношении правовых требований и в зависимости от стран и культурных рамок. Частично они исключены из законов и нормативных актов, которые контролируют производство, маркетинг, использование и утилизацию других потребительских товаров химического характера (растворители, краски, клеи и т. д.). В результате возможное негативное воздействие фармацевтических препаратов на окружающую среду может быть менее документировано по сравнению с другими потребительскими химикатами.
В Европейском союзе (ЕС) сегодня одобрено более 3000 фармацевтических веществ. [26] В 2013 году ЕС начал инициативы по решению проблемы остатков фармацевтических веществ в водном цикле . Здесь комиссия предлагала добавить 15 химических веществ в список веществ, подлежащих контролю в Рамочной директиве по водным ресурсам (WFD) [27] , 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 веществ является новой экологической проблемой. При оценке и контроле риска для водной среды или через нее от лекарственных средств следует уделять должное внимание экологическим целям Союза. Для решения этой проблемы Комиссия должна изучить риски воздействия лекарственных средств на окружающую среду и предоставить анализ актуальности и эффективности действующей законодательной базы в защите водной среды и здоровья человека через водную среду». [2]
Два гормона эстрадиол и этинилэстрадиол, а также обезболивающее диклофенак присутствуют в списке с 2013 года, а в 2015 году были добавлены также три макролидных антибиотика. [28] В 2018 году в связи с тем, что «имеются достаточные высококачественные данные мониторинга для веществ триаллат, оксадиазон, 2,6-дитретбутил-4-метилфенол и диклофенак, эти вещества следует исключить из списка наблюдения», а также «появилась 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». Целью внедрения списка наблюдения WFD является обновление имеющейся информации о судьбе перечисленных веществ в водной среде и, следовательно, поддержка более подробной оценки экологического риска. Подготовительное «исследование экологических рисков лекарственных средств» было заказано Исполнительным агентством по здравоохранению и защите прав потребителей и опубликовано в декабре 2013 года. Это «исследование BIO IS» обсуждает широкий спектр законодательных и незаконодательных «факторов влияния» и связанных с ними возможных решений. [10]
Согласно Директиве 2013 года «Комиссия должна [...до сентября 2015 года] разработать стратегический подход к загрязнению воды фармацевтическими веществами. Этот стратегический подход должен, где это уместно, включать предложения, позволяющие, в необходимом объеме, 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 года предложить меры, которые должны быть приняты на уровне Союза и/или государства-члена, в зависимости от обстоятельств, для решения проблемы возможного воздействия фармацевтических веществ на окружающую среду [...] 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 стремился к надлежащей практике утилизации с 2004 года. Директива ЕС по фармацевтическим препаратам для людей 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 законодательства в 2004 году. [29] Правила утилизации в государствах-членах ЕС по-прежнему довольно сильно различаются, начиная от рекомендаций выбрасывать неиспользованные или просроченные фармацевтические препараты в бытовые отходы, которые почти полностью отправляются на сжигание (Германия) [30] с температурой обычно от 900 до 1300 °C [31] до систем сбора, где остатки считаются «опасными отходами» ( Люксембург ). [32]
Во Франции программа возврата Cyclamed [33] позволяет людям возвращать неиспользованные или просроченные фармацевтические препараты обратно в аптеки. Неправильная утилизация через раковину или туалет и, следовательно, в систему канализации, по-прежнему, похоже, является проблемой во многих государствах-членах ЕС: расследования в Германии показали, что до 24% жидких фармацевтических препаратов и 7% таблеток или мазей всегда или, по крайней мере, «редко» утилизируются через туалет или раковину. [12]
Это один из аспектов, рассматриваемых в вышеупомянутых стратегических подходах ЕС. Более того, в отношении разрешения на продажу фармацевтических препаратов, одобренных для маркетинга в ЕС до 2006 года, критерии оценки воздействия на окружающую среду были другими. В случае, если действующее вещество человеческого лекарственного средства сегодня оценивается как опасное вещество или оценивается как представляющее риск для окружающей среды: отказ от продукта невозможен, даже несмотря на то, что в 2012 году было выявлено около 1200 фармацевтических веществ, потенциально имеющих отношение к мониторингу окружающей среды. [34]
Концентрации только в поверхностных водах недостаточны для оценки риска негативных экологических последствий в водной среде. Синтетические гормоны являются эндокринными разрушителями. Таким образом, эстрогенные соединения, такие как этинилэстрадиол (эстрогенный гормон) в концентрациях < 1 нг на литр, могут вызывать как выработку вителлогенина (часто используемый индекс для феминизации самцов рыб), так и структурные изменения в их половых органах. Также было показано, что рыба, подвергающаяся воздействию сточных вод очистных сооружений (STP), может поглощать и концентрировать эстрогенные соединения, включая этинилэстрадиол, до очень высоких внутренних уровней. Эти наблюдения за феминизацией рыб эстрогенными соединениями в сточных водах STP были отмечены во многих странах, а также наблюдались у других видов, таких как лягушки, аллигаторы и моллюски.
Другие примеры воздействия на окружающую среду в водной среде человеческих лекарств касаются как сердечно-сосудистых, так и нейропсихиатрических лекарств. Было обнаружено, что неселективный бета-блокатор пропанолол вызывает значительное снижение производства яиц у рыбы оризии в концентрации, близкой к той, которая была продемонстрирована в сточных водах очистных сооружений (STP). [ необходима цитата ] Гемфиброзил (препарат, снижающий уровень холестерина и триглицеридов) часто появляется в сточных водах STP. В концентрациях, близких к тем, которые сообщаются в сточных водах STP, гемфиброзил снижает уровень тестостерона в крови у рыб. [ необходима цитата ]
Было показано, что некоторые СИОЗС накапливаются в подвергшейся воздействию рыбе. [35] [ сомнительно – обсудить ] 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 мозге, пока неизвестно.
Высокий уровень антибиотиков в воде является причиной для тревоги, поскольку существует повышенный риск отбора резистентных бактерий, что является проблемой глобального беспокойства. Это может привести к тому, что некоторые высокоэффективные антибиотики станут неэффективными. Вот несколько примеров: в Индии бактерии, устойчивые к ципрофлоксацину, были обнаружены ниже по течению фармацевтических заводов, гены полирезистентности были обнаружены в питьевой воде, а полирезистентная сальмонелла — в воде, распыляемой на овощи. Из Европы мы знаем об эпидемии полирезистентной EHEC летом 2011 года, возникшей из-за распыляемых овощей.
Термин «экотень» был введен для описания экологического воздействия антибиотиков. Антибиотики с широким спектром действия, которые также стабильны, будут оказывать большее воздействие на бактериальную флору (длинная экотень), чем антибиотики с узким антибактериальным спектром, которые распадаются быстрее (короткая экотень).
Наблюдались экологические эффекты тетрациклинов и хинолонов. Они не метаболизируются в организме человека и поэтому выводятся из организма в неизмененном виде. При попадании в окружающую среду они плохо разлагаются. Они могут быть токсичны для других животных, особенно поражая микроорганизмы и рыбу. В сточных водах очистных сооружений в Индии было обнаружено несколько антибиотиков широкого спектра действия в концентрациях, токсичных для бактерий и растений. На самом очистном сооружении были обнаружены энтерококки, устойчивые ко всем известным антибиотикам.
Развитие резистентных 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), а также выбором информации, которая может быть использована для оценки номинированной проблемы.
Необходимо разработать эффективные методы обнаружения окружающей среды и применить глобальную стратегию обнаружения для отображения текущей глобальной ситуации. [ необходима ссылка ]
В настоящее время не существует методов испытаний, позволяющих оценить, могут ли возникнуть негативные эффекты после длительного диффузного воздействия на окружающую среду у людей, в уязвимые периоды развития, на водные микроорганизмы или как это может повлиять на других животных. [ необходима цитата ] Поэтому руководящим принципом должен быть принцип предосторожности.
Концентрации в поверхностных водах сами по себе недостаточны для оценки риска негативного воздействия этих синтетических химикатов на окружающую среду. Необходимо учитывать биоаккумуляцию в рыбе и других водных продуктах, используемых людьми, а также аддитивные и синергетические эффекты между фармацевтическими и другими химикатами в загрязненной воде. [ необходима цитата ]
В небольшом исследовании несколько фармацевтических препаратов были обнаружены в молоке коз, коров и человека. [36] Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, насколько это распространено, каковы концентрации и источники. [ необходима цитата ]
Обновленный список литературы можно найти на сайте Swedish Doctors for the Environment (частично на шведском языке). Сайт Pharmaceuticals as pollutants доступен только на английском языке.
