Výzkum technologií a metod odstraňování těžkých kovů Pt skupiny z biologických odpadů a možnosti jejich recyklace projekt FR -T I1/494 MUDr. Magdalena Zimová, CSc Ing. Anna Cidlinová Prof. ing. Zdenka Wittlingerová
1
Projekt FR -T I1/494 Projekt byl řešen ve spolupráci: • ČZU • VUAB • VFN Praha
Výzkum technologií a metod odstraňování těžkých kovů platinové skupiny z biologických odpadů a možnosti jejich recyklace FR-TI1/494 Cíle: • Snížení obsahu platinových léčiv a jejich metabolitů v biologických odpadech po léčbě cytostatiky platinové řady • Vývoj analytických metod stanovení platinových sloučenin v biologických odpadech • Vývoj a odstraňování technického zařízení pro realizaci způsobu odstranění platinových sloučenin v biologických odpadech na vybraném zdravotnickém pracovišti • Vývoj metodik pro práci s cytostatiky s minimalizací zdravotních a ekologických rizik
Vývoj incidence ZN u mužů a žen (1985– 2009)
Zdroj: UZIS (2010)
Cytostatika platinové řady • Cisplatina - v 90% vyloučena močí a 10% žlučí. Pouze 2% jsou vyloučena do stolice. Kolem 10 - 40% cisplatiny je vyloučeno do moči během 24 hodin. Dalších 35 - 50% je vyloučeno do moči do 5 dní od podání. • Karboplatina - vylučována močí v nezměněné formě (70%) a ve formě metabolitů v 60 – 70% je vyloučena močí během 24 hodin. • Oxaliplatina - 50% léků je vylučováno močí, pouze 2% jsou vyloučena stolicí. Bylo identifikováno více než 20 různých metabolitů v moči. Farmakokinetika oxaliplatiny je méně prostudována než u cisplatiny a karboplatiny
Přehled dosažených výsledků Stručná charakteristika pracovních výsledků:
Dílčí výstupy etap E I a II byly určeny především pro řešitelskou potřebu všech členů pracovního týmu jako jednotný metodický a informační základ pro řešení tematicky rozsáhlého a vzájemně provázaného projektu. Získané výsledky představují informace, které nebyly dosud v ČR v této podobě k dispozici.
Rok
2007
2008
2009
2010
2011
Léčivá látka
Kg
počet bal.
CISPLATIN
1,5480
43608
CARBOPLATIN
9,0382
37816
OXALIPLATIN
2,3989
29698
CISPLATIN
1,7071
49804
CARBOPLATIN
9,4384
38868
OXALIPLATIN
2,3477
29563
CISPLATIN
1,6605
45982
CARBOPLATIN
9,9181
41229
OXALIPLATIN
2,6775
32221
CISPLATIN
1,8407
49145
CARBOPLATIN
10,4274
40937
OXALIPLATIN
3,2442
36485
CISPLATIN
1,7324
47275
CARBOPLATIN
10,5240
38496
OXALIPLATIN
2,9773
35059
Spotřeba cytostatik Pt skupiny v letech 2007 - 2011 12
10
8 CISPLATIN CARBOPLATIN OXALIPLATIN
6
4
2
0 2007
2008
2009
2010
2011
Aplikace cytostatik • V rámci řešení projektu bylo zjištěno, že stoupá ambulantní aplikace
cytostatik platinové řady. U karboplatiny byla provedena u 79% pacientů z celkového množství léčených pacientů ve sledovaném zdravotnickém zařízení, u cisplatiny ambulantní aplikace činila 82 % a u oxaliplatiny 81%. Čísla vycházejí z konkrétního šetření v modelovém zdravotnickém zařízení.
rok
2008
2009
20010
název
celkem spotřeba
spotřeba pro lůžkové pacienty mg
spotřeba pro ambulantní pacienty mg
% ambulantní pacienti
Carboplatin Eb.
25 700
10 800
14 900
58
Cisplatin Eb.
37 140
9 470
27 670
75
Eloxatin
86 350
150
86 200
99,8
Carboplatin Eb.
69 400
6 250
63 150
91
Cisplatin Eb.
74 535
8 675
65 860
88
Eloxatin
269 200
117 320
151 880
56
Carboplatin Eb.
90 550
20 250
70 300
78
Cisplatin Eb.
70 170
11 750
58 420
83
Eloxatin
137 450
15 350
122 100
89
Monitoring pracovního a životního prostředí • Monitoring složek životního prostředí • Monitoring pracovního prostředí a expozice pracovníků
Monitorování kontaminace složek ŽP platinou a modelování migrace platiny v ŽP Monitoring Odpadní vody Kaly z ČOV Zeminy Sedimenty Dešťové usazovací nádrže
Modelování •
•
• •
Migrace platiny v typových podmínkách (bylo vybráno modelové zdravotnické zařízení), se zaměřením na ochranu podzemních vod a vod komunikujících s vodami povrchovými. Modelování sorpce a desorpce typových zemin a půd s posouzením dynamiky šíření kontaminačního mraku v modelových podmínkách.
Bilanční zhodnocení výskytu platiny v podmínkách modelového území. Modelování imisní vlečky v případě vytěkání Pt sloučenin do ovzduší.
Monitorování kontaminace složek ŽP platinou a modelování migrace platiny v ŽP Monitoring Odpadní vody Kaly z ČOV Zeminy Sedimenty Dešťové usazovací nádrže
Obsah platiny v odpadních vodách (µg/l) 1,6
1,5
µg/l
1,4
1,3
1,2
1,1
1 1
2
3
4
5 vzorek
6
7
8
Ověření obsahu Pt v odpadním kalu z nemocnice
N em oc ni ce N 1 em oc Č ni O ce V N 2 ne em m oc oc Č ni ni O ce ce V 3 ne 4 m -o oc db Č ni O ěr ce Vn 1 4 em -o oc db ni ěr ce 2 4 -o db Č ěr O 3 V Je se Č ni O ce VPr ůh on ic e Č Č O O V V P Tá ra ha Č b or O V -K Lo lo uč ko ná ty Č O n. V D Č es es no ké u B ud ěj ov ic e
Odpadní kal – obsah Pt mg/kg
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
Ověření obsahu Pt v zeminách v areálu nemocnice
místo odběru dílčích vzorků západně od spalovny
místo odběru dílčích vzorků severně od spalovny místo odběru dílčích vzorků východně od spalovny
Ověření obsahu Pt v zeminách v areálu nemocnice
místo odběru vz. D-Z-SAN-I
místo odběru vz. D-Z-SAN-II
místo odběru vz. D-Z-SAN-III
Ověření obsahu Pt v zeminách
linie odběru vzorků D-Z-POZADÍ
Zemina – obsah Pt mg/kg 0,045 0,04 0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0
Ověření obsahu Pt v sedimentu ve vodoteči místo odběru sedimentu nad zaústěním vodoteče od ČOV
místo odběru sedimentu pod zaústěním vodoteče od ČOV
Sedimenty – obsah Pt mg/kg Název vzorku
mg/kg
odběr 1
0,002
odběr 2
0,004
odběr 3
0,01
odběr 4
0,015
odběr 5
0,018
odběr 6
0,01
Děšťové usazovací nádrže - obsah Pt mg/kg Název vzorku
mg/kg
DUN Praha 13 Stodůlky
0,006
DUN Praha 14 Černý most
0,007
DUN Praha 20 Horné Počernice
0,001
DUN Praha 10 Prosek
0,012
Výsledky monitoringu složek ŽP monitoring •
•
•
Aplikace cytostatik platinové řady přispívá ke kontaminaci ŽP platinou. Výsledky monitoringu jednotlivých složek odpovídají uváděným obsahům Pt v literatuře. Koncentrace Pt v kalech z ČOV nemocnic byly statisticky významně vyšší než v kalech z městských ČOV Koncentrace Pt v okolí nemocnic byla nižší než koncentrace Pt v okolí komunikací ( podíl platiny z katalyzátorů)
Navrhovaná opatření ke snížení kontaminace odpadních vod a následně ŽP cytostatiky Legislativní a metodická opatření Legislativní a metodická opatření •
•
•
Iniciovat omezení vypouštění cytostatik do odpadních vod v rámci „Programu na snížení znečištění povrchových vod nebezpečnými závadnými látkami a zvlášť nebezpečnými závadnými látkami na další období od 1. ledna 2010 do 22. prosince 2013“. V rámci povolení k vypouštění odpadních vod ze zdravotnických zařízení doplnit program o omezení vypouštění cytostatik a jejich metabolitů moči léčených pacientů včetně jejich monitoringu. Zavést separaci moče pacientů léčených cytostatiky s možným využitím prototypu zařízení na sorpci cytostatik. Iniciovat novelu České technické normy ČSN 75 6406 o odvádění a čištění odpadních vod ze zdravotnických zařízení z roku 1996 z hlediska možné kontaminace odpadních vod léčivy speciálně cytostatiky. V rámci novelizace „Akčního plánu zdraví a životního prostředí 2012 – 2016“ byl doplněn nový úkol a to v rámci cíle 5 s tímto zněním: Lépe kontrolovat zdravotní rizika nakládání s odpady, zejména nebezpečnými: Zaměřit se na kontroly celého cyklu nakládání s farmaky zejména cytostatiky z hlediska minimalizace zdravotních rizik včetně snižování jejich úniku do tekutých odpadů a dále do životního prostředí (metodické vedení, legislativní opatření, úkoly vědy a výzkumu a vytvoření seznamu látek, které budou prioritně redukovány). Ustanovení akčního plánu by mělo přispět k dalším aktivitám v této oblasti na poli legislativních opatření včetně dalších vědeckých úkolů.
Opatření ve zdravotnických zařízení •
•
•
Na onkologických odděleních nemocnic postupně vytvořit podmínky (legislativní i finanční) pro separaci moče pacientů léčených cytostatiky platinové řady a v případě ověření možnosti separace moče i u pacientů léčených jinými cytostatiky. V případě zavedení separace moče ve zdravotnickém zařízení musí být postup separace zapracován do provozního řádu tohoto zařízení včetně způsobu shromažďování moče, odstraňování sorbentů nebo jejich využívání, následné desinfekce a transportu sorbentu. V rámci ambulantní cytostatické léčby postupně vytvářet podmínky (legislativní i finanční) pro separaci moče léčených pacientů v domácím prostředí. Postup separace musí být zapracován do návodu pro zařízení na sorpci cytostatik z moče léčených pacientů včetně návrhu desinfekce, skladování a transportu sorbentu. Současně musí být zpracován provozní řád zdravotnického zařízení, kde k ambulantní aplikaci cytostatik dochází. V provozním řádu musí být popsán způsob přejímky sorbentu, jeho skladování, odstraňování nebo využívání včetně jeho transportu. Nezbytnou podmínkou budou opatření pro minimalizaci rizik pacientů i ošetřujícího personálu včetně pracovníků, kteří budou kontaminovaný sorbet odstraňovat, transportovat nebo v případě sorbentů s platinou dále upravovat. Metodika pro aplikaci zařízení pro záchyt cytostatik a jejich metabolitů z moče pacientů
Monitoring pracovního prostředí
• Byl prováděn odběr vzorků z pracovního prostředí • Bylo provedeno měření ovzduší na pracovišti • Byl proveden biologický monitoring u exponovaných pracovníků
Rezidua cytostatik Pt skupiny dle pracovišť 120
100
80
Pracoviště 1 Pracoviště 2
60
Pracoviště 3
40
20
0 Denní stacionář oděv a ruce sester
Míchací zóna (ředírna)
Pracovní prostředí
pokoj pacientů
Srovnání pracovišť 180,00 160,00 140,00 120,00 pracoviště 1
100,00
pracoviště 2
80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 popelnice
kohoutky
pracovní stolek
ruce sestra 1
ruce sestra 2
pracoviště 1
192,14
176,63
1,78
0,98
15,72
pracoviště 2
0,30
0,17
0,05
0,03
0,82
Expozice reziduí cytostatik Pt skupiny pracoviště 2 pracoviště 2
ng Pt na stěr
parapet u okénka
0,215
baterie (u umyvadla)
0,170
stojan na kapačku
1,825
přepážka mezi lůžky
0,173
přípravný stolek
0,050
popelnice na cytostatický odpad
0,303
přepážka
10,163
stoleček odkladný připravný nerezový
0,040
okenní parapety
0,075
křeslo
0,650
parapet
0,315
odkládací stolek
ND
Expozice reziduí cytostatik Pt skupiny pracoviště 1 pracoviště 1 digestoř B (místo míchání)
ng Pt na stěr 2,363
popelnice
192,143
lednice, madla a okolí
54,390
pracovní stůl dřevěný
411,430
topení
49,497
madla lednice 2
77,700
zásobník na mýdlo
4,610
kohoutky
176,630
podlaha v míchací zóně
14,577
dveře (klika zevnitř)
475,700
regály (s cytostatiky)
1,735
pracovní stolek
1,775
Stanovení Pt v moči sester ve ZZ 1 a v ZZ 2 ZZ1 denní stacionář
ZZ 2 ředírna
objem moči (l)
μgPt/l
1. sestra
2
0.053
2. sestra
2.45
0.012
3. sestra
2.8
0.027
4. sestra
2.63
0.01
sestry
objem moči (l)
μgPt/l
1. sestra
1
0.025
2. sestra
2
0.019
objem moči (l)
μgPt/l
1. sestra
2.2
2.35
2. sestra
3.8
0.027
Navrhovaná opatření ke snížení kontaminace pracovního prostředí a snížení expozice pracovníků cytostatikům Legislativní a metodická opatření
Legislativní a metodická opatření •
•
•
Součástí kontroly podle pokynu hlavního hygienika ČR“ Standardní pracovní postup pro provádění státního zdravotního dozoru na pracovišti s cytostatiky“ musí být zda příprava roztoků cytostatik odpovídá platné legisĺativě. Pro onkologická pracoviště je nutné povinně zavést minimálně 2x ročně monitoring pracovního prostředí. O toto ustanovení musí být doplněno Nařízení vlády č. 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci, ve znění pozdějších předpisů a to § 18 písmeno n: Na onkologických pracovištích je minimálně 2x ročně prováděn monitoring pracovního prostředí . Součástí kontroly hygienické služby bude i vyhodnocení kontaminace prostředí cytostatiky na základě prováděného monitoringu pracovního prostředí.
Opatření ve zdravotnických zařízení •
Vlastní příprava cytostatik musí probíhat pouze dle legislativy v podtlakových bezpečnostních boxech, tzv. izolátorech, které musí být umístěny v laboratoři s kontrolovaným stupněm čistoty (tzv. aseptická přípravna). Pro přípravnu cytostatik musí být zaveden zvláštní režim z hlediska požadavků bezpečnosti práce a předepsaného hygienického režimu. Cytostatika připravují dle legislativy pracovníci s farmaceutickým vzděláním (lékárník, farmaceutický asistent). Ostatní způsoby přípravy cytostatik musí být považovány za nelegální a musí být s okamžitou platností zakázány.
•
Součástí provozního řádu onkologických zařízení budou vypracovány hygienické zásady pro postup separace moči onkologických pacientů a to jak pro pacienty léčené ve zdravotnických zařízení tak pro pacienty ambulantní. V případě nutnosti bude iniciována novela legislativních předpisů (Nařízení vlády č.351/2007 Sb., Vyhláška č.195/2005 Sb., apod.)
Závěry •
•
• •
V průběhu řešení projektu se podařilo shromáždit údaje o reálné kontaminaci pracovního a životního prostředí cytostatiky Pt řady, které pak sloužily jako podklad pro vypracování návrhu a validaci modelu migrace kovů Pt skupiny ve složkách ŽP. Projekt řešil tematické okruhy vycházející z modelování migrace sledovaných těžkých kovů platinové skupiny a následného hodnocení zdravotních a ekologických rizik v jednotlivých složkách životního prostředí. Současně byla hodnocena i expozice pracovníků, kteří ve zdravotnických zařízeních aplikují cytostatika. Vzájemně se doplňující výstupy z jednotlivých okruhů umožnily na závěr projektu formulovat návrhy využitelné pro snižování zdravotních a ekologických rizik a priority pro další výzkum v oblasti nakládání s odpady z cytostatik nebo odpady jimi kontaminovanými. Odstranění kontaminace pracovního prostředí je především v technickém vybavení pracovišť a dodržování bezpečných pracovních postupů. U kontaminace životního prostředí minimalizace rizik související s nakládáním s tekutými odpady je značně složitější a souvisí s vybudováním duálních systémů odvádění odpadních vod, vybudování sorpčních zařízení a dalších postupů odstranění reziduí cytostatik u zdroje.
Závěry •
•
•
Výsledky práce na projektu byly shrnuty do části výsledků - dílčích výstupů, které řešitel předkládá k projednání. Řešitel bude usilovat o jejich plné využití i po ukončení projektu. Předpokládá přitom, že je nutné aktivně ovlivnit novelu uvedených legislativních a metodických předpisů a umožnit tak realizaci navržených opatření. Reálné opatření bylo již řešitelem provedeno v rámci novely akčního plánu zdraví a životního prostředí 2012 – 2016. Současně s tím předpokládá i dopracování metodických pomůcek (metodických pokynů a metodických doporučení) týkající se kontroly nakládání s cytostatiky ve zdravotnických zařízení a postupů týkající se separace moči a nakládání se sorbenty. Řešitel je přesvědčen, že teprve po nabytí účinnosti legislativních úprav např. zákona, samostatné vyhlášky a metodických pomůcek budou vytvořeny reálné podmínky pro postupné naplnění cíle projektu – tj. minimalizovat negativní vlivy na zdraví lidí a životní prostředí při nakládání s cytostatiky. Řešitelé jsou připraveni využít výsledků řešení projektu v publikační a přednáškové činnosti zaměřené na cílovou skupinu managementu i pracovníků zdravotnických zařízení.
Vybrané publikace •
•
•
•
•
Zimová M., Podolská Z., Matějů L., Polanský J., 2009: Safe management of healthcare waste in the Czech Republic. Turning waste into ideas ISWA/APESB World Congress 2009 , Lisbon , 12.15.10.2009, World Congress 2009, ISWA/APESB - book of abstracts. s. 313-314. ISBN 978-98996421-1-9, 978-989-96421-1-9. ZIMOVÁ, M., PODOLSKÁ, Z., MATĚJů, L., MELICHERČÍK, J., POLANSKÝ, J., KRSTEV, P. Production and composition of healthcare waste in the Czech republic. In Crete 2010. 2nd international conference on hazardous and industrial waste management : Chania, Nov 2-8, 2010 : proceedings. Crete : Technical University of Crete, 2010, p. 431-432. Zimová M., Wittlingerová Z., 2011: Zdravotní a ekologická rizika toxických látek z tekutých odpadů ze zdravotnických zařízení. Integrovaná bezpečnosť 2011 , Kočovce , 1.12.2011, Integral safety 2011 : zborník príspevkov z medzinárodnej vedeckej konferencie. s. 117-123. ISBN 978-80-8096-153-4. Zimová M., Wittlingerová Z., Cidlinová A., Petruželková A., Matějů L., Šplíchalová J., Wranová K., 2012: Health and environmental risks of cytostatics platinum group residuem. The 12th International Multidisciplinary Scientific GeoConference & EXPO – SGEM (Surveying Geology & mining Ecology Management), 17 – 22 June, 2012. ISSN: 1314-2704 Zimová M., Wittlingerová Z., Cidlinová A., Matějů L., Petruželková A., Wranová K., Šulcová H., 2012: Minimizing the risks of heavy metals from the platinum group bilogical waste from hospitals. In Crete 2012. 3nd international conference on hazardous and industrial waste management : Chania, Nov 4-8, 2012 : proceedings. Crete : Technical University of Crete, 2012. In print.
Závěr Vývoj léčby nádorů přinesl významné snížení mortality zhoubných nádorů. Nové léčebné postupy značně zvýšily šance na delší přežití u nemocných s pokročilým metastazujícím onemocněním, které byly v minulosti neřešitelné. Neznamená to, že se nemají řešit a minimalizovat rizika pro personál při přípravě a aplikace cytostatik stejně tak nelze podcenit rizika znečistění ŽP. Výzkumné projekty zaměřené na ekologická a zdravotní rizika reziduí cytostatik a nejen Pt skupiny v pracovním a životním prostředí musí dále pokračovat.
