VÍZGAZDÁLKODÁS ÉS SZENNYVIZEK
3.4
Gyógyszer-hatóanyagok a talajvízben – egy vizsgálati program eredményei BadenWürttembergben Tárgyszavak: gyógyszer; fájdalomcsillapító; antibiotikum; talajvíz.
Németországban mintegy 3000-féle gyógyszer-hatóanyagot használnak fel, több, mint 9000-féle gyógyszer előállítása során. A leggyakrabban felírt gyógyszerek mennyisége éves viszonylatban meghaladja a 100 tonnát. A gyógyszerek hatóanyaga a gyártás és a felhasználás során bekerül a szennyvízbe és a derítőkbe, ahonnan nem megfelelő eltávolításuk esetén elszennyezik a vízkészleteket. A szennyvíziszap földekre kihordása is lehetséges módja a gyógyszer-hatóanyagok környezetbe kerülésének. Az állatgyógyászati termékek hatóanyagai a trágyával is bekerülhetnek a talajba és a talajvízbe. A derítők befogadóiként is szolgáló felszíni vizekben az elmúlt években számos gyógyszer-hatóanyag maradékot mutattak ki. A hulladéklerakó helyek, a szivárgó csatornarendszerek, a felszíni vizek elszivárgásai és a szennyvízelfolyások is forrásai lehetnek a gyógyszer-hatóanyagoknak a talajvízben. A baden-württembergi tartományi Környezetvédelmi Hivatal által a gyógyszer-hatóanyagok és hormonok talajban, felszíni és talajvizekben való előfordulásának meghatározása érdekében végzett kutatómunka része a tartomány Környezetvédelmi és Közlekedési Minisztériuma által ugyanezen tárgykörben végrehajtott projektnek. A projekt célja, hogy adatokat nyerjenek a gyógyszer-hatóanyagok és hormonok talajvízben, felszíni vizekben, szennyvízben és a lerakóhelyekről elszivárgó vízben, illetve a talajban és a szennyvíziszapban való előfordulásáról és környezeti viselkedéséről, ezen belül is kiemelten a gyógyszer-hatóanyagok és az endokrin vegyületek előfordulásáról. A baden-württembergi vizsgálati program során nyert adatok egy része felhasználásra kerül egy országos, a vegyszerek környezeti biztonságát vizsgáló és koordináló programban.
A projekt keretében 2000 őszén Baden-Württembergben 105 talajvízmérő helyet készítettek, amelyekben 74 gyógyszer-alapanyag és endokrin vegyület (szteroidok, növényi ösztrogének, alkil-fenolok) jelenlétét határozták meg. A kiválasztott talajvízmérési helyek közül 80 reprezentatív mérőhely (amelyet a tartományi Környezetvédelmi Hivatal rendszeresen ellenőriz) és 25 kiemelten ellenőrzött hely van, amelyek az emittáló források közelében helyezkednek el. A 61 vizsgált gyógyszer-hatóanyagot (metabolitok nélkül) az 1. táblázatban tüntették fel. A vegyületek csoportokba sorolása a meghatározás során végrehajtott analitikai vizsgálatok szerint történt, függetlenül a hatóanyagok hagyományos besorolásától. 1. táblázat A talajvízben vizsgált gyógyszer-hatóanyagok Csoport A gyógyszer hatása I.
Gyógyszer
láz-, fájdalom- és Diclofenac, Ibuprofen, Indomelázcsillapító, retacin, Ketoprofen, Naproxen, umaellenes szer Fenoprofen vérzsírcsökkentők
Vizsgáló eljárás tömegspektrométerrel összekapcsolt gázkromatográf
Clofibrinsav, Bezafibrat, Gempfibrozil, Etofibrat, Fenofibrat, Fenofibrinsav
epilepsziaellenes Carbamazepin szer
II.
III.
értágító
Pentoxifyllin
nyugtató
Diazepam
fájdalomcsillapító Phenazon, Dimetil-aminophenazon, Prophyphenazon béta blokkoló
Metoprolol, Bisoprolol, Betaxolol, Propanolol, Sotalol, Pindolol, Atendol
broncholitikum, sekretolitikum
Salbutamol, Clenbuterol, Terbutalin
citosztatikum
Ifosfamid, Cyclophosphamid
vérzsírcsökkentő
Simvastatin
röntgen kontrasztanyag
Iopamidol, Iopromid, Iomeprol, Amidotrizoesav
tömegspektrométerrel összekapcsolt nagynyomású folyadék-kromatográfia
1. táblázat folytatása Csoport A gyógyszer hatása
Gyógyszer
Vizsgáló eljárás
IV.
antibiotikum
Sulfamethoxazol, Sulfamerazin, Furazolidin, Monensin, Sulfadiazin, Ronidazol, Trimethoprim, Sulfadimidin, Metronidazol, Dapson
tömegspektrométerrel összekapcsolt nagynyomású folyadék-kromatográfia
V.
antibiotikum
Chloramphenicol, Virginiamycin, Oleandomycin, Erythromycin, Dehidrát-Erythromycin, Roxithromycin, Clarithromycin, Spiramycin, Tylosin
VI.
antibiotikum
Amoxicillin, Oxacillin, Cloxacillin, Dicloxacillin, Nafcillin, Penicillin G, Penicillin V
Kísérletek A talajvíz-mintavétel 2000 őszén a tartományi Környezetvédelmi Hivatal irányelvei szerint történt. Mindegyik mérési helyen 10 l vízmintát vettek, és 2 l-es barna üvegpalackokba töltötték. Laboratóriumba szállítás után a vízmintákat palackonként 200 mg Na-azid hozzáadásával stabilizálták, majd az elemzésig 4 oC-on sötétben tárolták. Az elemzést 1–3 héten belül végrehajtották. A 61 gyógyszer-hatóanyag meghatározásához 6 különböző analitikai eljárást alkalmaztak. Az eljárások a vizsgált anyagok szilárd fázisban történő feldúsulásán alapultak, a megkötődött anyagok leválasztása eluáltatással történt. A kimutatás során alkalmazott, a DIN 32645 szerint minősített analitikai eljárásokat az 1. táblázat tartalmazza. A minősítés szerint az analitikai eljárások megfelelők voltak 10 ng/l gyógyszerhatóanyag talajvízben történő kimutatására. A DIN 38406 szerint ICPMS eljárással határozták meg a talajvízminták bórtartalmát.
A kapott eredmények ismertetése A 105 mintavételi helyen kapott mérési eredmények statisztikai értékelését a 2. táblázat mutatja. Az alábbiak a mintákban kimutatott hatóanyagokat ismertetik, hatóanyagosztályonként.
A talajvízmintákban három béta-blokkolót és egy broncholitikumot mutattak ki. A leggyakrabban és legnagyobb mennyiségben jelenlevő hatóanyag a Sotalol béta-blokkoló volt (max. Minták száma Kimutatott hatóanyagok koncentráció 560 ng/l), egyéb kimutatott hatóanyag a Metopro0 66 1 24 lol (110 ng/l), a Bisoprolol (12 2 6 ng/l) és a Terbutalin (12 ng/l) 3 1 volt. 4 4 A vér zsírtartalmát csök5 2 kentő szerek jelenléte a talajvíz9 1 ben alárendelt jelentőségű volt. 10 1 Egyedül Gemfibrozil jelenlétét mutatták ki egy mintában 14 ng/l koncentrációban. Clofibrinsavat – amely a szakirodalmi adatok szerint a talajvíz gyógyszer-hatóanyaggal történő szennyezettségének a jelzője – egyik mintában sem mértek. A fájdalomcsillapítók, a gyulladáscsökkentők és a lázcsillapítók gyakran alkalmazott gyógyszerek. Ezen gyógyszercsoport leggyakrabban alkalmazott képviselői a Phenazon, a Propyphenazon és a Diclofenac. A Phenazon és a Propyphenazon viszonylag gyakran és kis (25, illetve 19 ng/l) koncentrációkban fordult elő, a Diclofenac mennyisége 590 ng/l volt. Indometacint egy talajvízmintában mutattak ki, 22 ng/l koncentrációban. A röntgenvizsgálatoknál nagy mennyiségben (200 g/vizsgálat) alkalmaznak kontrasztanyagot, amely a vizelettel gyorsan kiürül. Ezeket az anyagokat gyakran mutatták ki a talajvízben, ezen belül is leggyakrabban az Amidotrizoesav jódozott kontrasztanyagot (21 mintában, 100– 1100 ng/l koncentrációban). Az 5 mintában kimutatott Iopamidol kontrasztanyag max. mennyisége 300 ng/l volt. Az antibiotikumok esetében a penicillin, makrolid és szulfonamid vegyületcsoportokat vizsgálták. Penicillint a talajvízmintákban nem mutattak ki. A makrolid hatóanyagok közül 10 mintában Erythromycindehidrátot (max. koncentráció 49 ng/l) mutattak ki, amely az Erythromycinből víz hatására keletkezik, és antibiotikus hatása már nincs. Egy mintában Roxithromycint detektáltak, 26 ng/l koncentrációban. A szulfonamidok közül 11 mintában Sulfamethoxazolt (410 ng/l), két mintában Sulfadiazint (17 ng/l), egy mintában Sulfadimidint (23 ng/l) detektáltak. A szulfonamiddal együtt alkalmazott Trimethoprimot nem mu2. táblázat A 105 talajvíz-mintavevő helyen kimutatott gyógyszer-hatóanyagok statisztikája
tattak ki. Ez az eredmény meglepő, mert a felszíni vizekben a Trimethoprim a Sulfamethoxazollal együtt fordul elő. A felszíni és a talajvíz Trimethoprim és Sulfamethoxazol koncentrációjának a vizsgálata során megállapították, hogy a koncentrációk az analitikai meghatározhatósági határ (10 ng/l) alatt, de a kimutathatósági határ felett (2 ng/l) voltak. Koncentrációik aránya a felszíni vizekben 1:3,5–1:6,8 Trimethoprim: Sulfamethoxazol között változik, míg a talajvízmintákban nagy (31–410 ng/l) Sulfamethoxazol-koncentrációk mellett Trimethoprimot nem mutattak ki. Ennek lehetséges oka a két hatóanyag eltérő szorpciós jellemzői, egyéb magyarázatot jelenleg még nem sikerült találni. Egyéb gyógyszer-hatóanyagokat tekintve a vizsgálatok során az alábbi eredményeket kapták: – az epilepsziaellenes szerek közül 13 mintában Carbamazepint mutattak ki, max. 900 ng/l koncentrációban, – egyetlen mintában sem mutattak ki értágítót, pszichotrop szereket és citosztatikumokat.
A kapott eredmények értékelése A gyógyszer-hatóanyagok talajvízbe kerülésének eredetéről információ nyerése érdekében minden vizsgált mintában – párhuzamosan a gyógyszer-hatóanyagokkal – a bórtartalmat is meghatározták. Megállapították, hogy csaknem minden mintában, amelyben gyógyszer-hatóanyagot találtak, nagyobb – azaz a 0,02 mg/l kimutatási határérték felett – volt a bórtartalom. A bór számos mosószer alkotórésze és indikátorként szolgál a szennyvízelfolyások jelzésére. Az összefüggés a kimutatott gyógyszer-hatóanyag és a megemelkedett bórkoncentráció között szennyvízbetáplálásra utal a gyógyszer-hatóanyag talajvízbe kerülésének okaként. A talajvízmérő helyek pontosabb értékeléséhez elkülönítetten vizsgálták a reprezentatív és a kiemelt mérései helyek eredményeit. A 80 reprezentatív mintavételi hely esetében a minták 76%-ában nem mutattak ki gyógyszer-hatóanyagot, 20%-ukban egy, 4%-ukban pedig több hatóanyagot találtak. A 25 kiemelt mintavételi helyen – azaz a szennyvízbevezetések közelében található mintavételi helyeken – a mérési helyeknek mindössze 20%-ában nem mutattak ki gyógyszer-hatóanyagot. Azok a mintavételi helyek, amelyekben háromnál több hatóanyag-maradékot mutattak ki, kiemelt mérési helyek voltak. Közvetlen összefüggés állapítható meg tehát a szennyvízelvezetés jelenléte és a gyógyszerhatóanyagok jelenléte között.
Azon talajvíz-mintavevő helyek viszonylag nagy száma, amelyekben gyógyszer-hatóanyagot mutattak ki és a szennyvíz befolyásoló hatása megállapítható volt, azt mutatja, hogy a szivárgó szennyvízcsatornákra és -vezetékekre és az általuk okozott talajvíz-veszélyeztetésre a jövőben nagyobb figyelmet kell fordítani, nemcsak a gyógyszer-hatóanyagok talajvízbe kerülése miatt. A csatornarendszerek felújítása során meg kell határozni, milyen lehetőségei vannak a csatornák jobb szigetelése kialakításának. Az ivóvízellátás talajvíz okozta veszélyeztetését a jelenlegi eredmények szerint nem lehet teljesen kiküszöbölni. A vizsgált talajvíz nem használható ivóvízként. A talajvizet ivóvízként felhasználó üzemeknek megfelelő intézkedéseket kell tenniük, hogy a nyers vizet ne szennyezze el a szennyvíz. Összeállította: Regősné Knoska Judit Sacher, F.; Gabriel, S. stb.: Arzneimittelwirkstoffe im Grundwasser – Ergebnisse eines Monitoring-Programms in Baden-Württemberg. = Vom Wasser, 99. k. 2002. p. 183–196. Ternes, Th. A.: Occurrence of drugs in German sewage treatment plants and rivers. = Water Research, 32. k. 1998. p. 3245–3261. Daughton, Chr.; Ternes, Th. A.: Pharmaceuticals and personal care products in the environment: agents of subtle change? = Environmental Health Perspective, 107. k. 1999. p. 907–938. Sacher, F.: Vorkommen von Arzneimittelwirkstoffen in Oberflächenwässern. = Vom Wasser, 90. k. 1998. p. 233–243.
Egyéb irodalom Varga Gy.: Szélsőségek a Balaton vízháztartásában. =Természet Világa, 134. k. 12. sz. 2003. p. 545–548. A környezetvédelmi és vízügyi miniszter 26/2004. (XII. 40.) KvVM rendelete a környezetvédelmi felügyelőségek, a vízügyi felügyeletek és a nemzeti park igazgatóságok illetékességi, valamint a környezetvédelmi és vízügyi igazgatóságok működési területéről. = Magyar Közlöny, 2003. 159. sz. dec. 30. p. 13617. A környezetvédelmi és vízügyi miniszter 25/2003. (XII. 30.) KvVM rendelete a használt és szennyvizek kibocsátási határértékeiről és alkalmazásuk szabályairól szóló 9/2002. (III. 22.) KöM-KöViM együttes rendelet módosításáról. = Magyar Közlöny, 2003. 159. sz. dec. 30. p. 13574. Wellek M.: Szennyvíztisztítás élőlényekkel. = Technika, 46. k. 11/12. sz. 2003. p. 13– 14.
