M. Váňa, F. Wanner, J. Fuksa, L. Matoušová, D. Pospíchalová. Mikropolutanty a situace na čistírnách odpadních vod v ČR

M. Váňa, F. Wanner, J. Fuksa, L. Matoušová, D. Pospíchalová

Mikropolutanty a situace na čistírnách odpadních vod v ČR

M. Váňa: Mikropolutanty a situace na ČOV v ČR

Proč je nutné se touto problematikou zabývat? Současné ČOV umí odbourávat nespecifický organický uhlík. Dusík a fosfor – s těmi si též umí poradit. Mikropolutanty – nová kapitola pro výzkum, zdroje, transformace, vývoj nových látek, odstraňování reziduálních koncentrací, vliv na vodní prostředí, průnik do zdrojů podzemních vod, výroba pitné vody…


Mikropolutanty - zdroje • •

Z výrob – lze kontrolovat „řešit“ Z finální spotřeby – součást odpadních vod, především splaškových

Přísun některých mikropolutantů do odpadních vod lze regulovat např.: • obecným zákazem používání (PCB, Hg) • zákazem nebo omezením „na lokální úrovni“ • kontrolou potravin Pro léky a obecně farmaka to neplatí


Pro farmaka neplatí „zákazy předem“ Lidské zdraví má přednost, „osud léku“ po použití stojí až v druhém řadě. Jednou použitý lék míří jednoznačně do odpadních vod

V EU se pracuje na systémech ochrany prostředí:

• •

Seznamy látek nebezpečných pro ŽP Obecné pravidlo – nevypouštět


Výběr farmak ke sledování: •

Literatura: Evropské a U.S. studie. Koncentrace farmak v odpadních vodách, v tocích apod., základní znalosti o osudu farmak, stanovitelnost, riziko. • Metodické možnosti: Stanovení primárních látek, metabolitů, příprava vzorků (koncentrace). • Spotřeba v ČR: Data SUKL (uváděná jako DDD), přepočítaná na celkovou spotřebu. Nejistoty: Procento kontroly SUKL nad trhem. Ibuprofen s analgetiky (výroba Pervitinu). Přepočet mastiček na DDD. Další látky: tracery, veterinární farmaka, kosmetika atd….


Spotřeba v ČR: Průměrný občan spotřebuje 500 DDD/rok, jako všude v Evropě. Spotřeba v ČR Ibuprofen

2005 178 400

2008 205 100

g/hlava/rok 2005 2008 17,403 19,594

Kyselina acetylsalicylová Diklofenak Karbamazepin

65 000 7 700 6 800

672 999 19 883 7 471

6,341 0,751 0,663

17 α-ethynylestradiol Ibuprofen s analgetiky

kg/rok

64,294 1,899 0,714

- max. 20 kg/rok. Přechází na přírodní hormony. - odhad 30 tun/rok. Vypustí se nemetabilizovaný "v dávkách" z varen pervitinu. Fibráty - cca 10 tun/rok - kyselina klofibrová Vedle léčiv jsou významné tracery / kontrastní látky.


O jakých látkách se bavíme?

Diklofenak Kys. salicylová

Kys klofibrová / Mecoprop Ibuprofen

Karbamazepin

Důležitý poznatek: Farmaka jsou látky podobné z hlediska použití, NE z hlediska vlastností!!!


Formy vylučování léku po použití: Orální aplikace: • Se stolicí – primární látka (+ metabolity). • Vyloučení z krevního oběhu přes ledviny a játra – primární látka + metabolity. Nitrožilní aplikace – přes ledviny a játra. Vylučovány ve formě polárních konjugátů, které postupně dekunjugují in situ (kanalizace, ČOV). Dermatologická aplikace: • Via koupelny při hygieně • Via pračka (prádelna) z oděvu. Nemocnice apod.: Nepovažují se (dnes) za zvláštní zdroj. Většina producentů odpadních vod jsou zaměstnanci a ambulantní pacienti. Vyhozené léky: Záchodem nebo na skládku.


Formy vylučování léku po použití: Orální aplikace: • Se stolicí – primární látka (+ metabolity). • Vyloučení z krevního oběhu přes ledviny a játra – primární látka + metabolity. Nitrožilní aplikace – přes ledviny a játra. Vylučovány ve formě polárních konjugátů, které postupně dekunjugují in situ (kanalizace, ČOV). Dermatologická aplikace: • Via koupelny při hygieně • Via pračka (prádelna) z oděvu. Nemocnice apod.: Nepovažují se (dnes) za zvláštní zdroj. Většina producentů odpadních vod jsou zaměstnanci a ambulantní pacienti. Vyhozené léky: Záchodem nebo na skládku.


Čistírny odpadních vod a farmaka: •Výzkum na ČOV •Sledovány 4 mechanicko-biologické čistírny s různým

uspořádáním technologické linky a s různou velikostí (3 základní typy technologie). •Sledovány koncentrace farmak podél technologické linky. •Eulerovské vzorkování – celá linka v jednom čase.


Odstraňování farmak na ČOV








Celková účinnost čištění (%) Označení

Diklofenak

Ibuprofen

Kyselina salicylová

Karbamazepin

A1

20

98

95

-26

A2

-118

99

96

0

B1

-31

94

98

-51

B2

-8

98

98

-18

B3

-46

95

92

-16

B4

-58

50

55

-367

B5

-28

64

95

-14


Celková účinnost čištění (%) Označení

Diklofenak

Ibuprofen

Kyselina salicylová

Karbamazepin

C1

-88

99

93

-44

C2

1

96

98

-24

C3

-15

99

98

-10

C4

-19

99

95

9

C5

-40

98

90

-36

D1

33

99

97

27

D2

3

99

98

14

D3

-25

98

99

-2

D4

-19

98

95

3

D5

-78

98

96

9


Celková účinnost čištění


Čistírny odpadních vod a farmaka: • • • • •

•

Farmaka jsou polární (+ konjugáty), neváží se na kal. Farmaka jsou syntetické látky, nemusí být snadno odbouratelné bakteriemi v ČOV. Základní proces je kometabolismus s běžnými substráty. Farmaka jsou exotické substráty, mohou vyžadovat adaptaci mikrobiálního společenstva v ČOV. Základní možnosti adaptace: prodloužení doby kontaktu (HRT) vysoké stáří kalu (SRT) střídání aerobních a anaerobních podmínek Degradace na meziprodukty jiné chemické, fyzikální a „biologické“ vlastnosti jiné (neidentické) metodiky stanovení.


Čistírny odpadních vod a farmaka:

Účinnost odstraňování v ČOV • 98 % pro ibuprofen, kyselinu salicylovou, kyselinu klofibrovou, 17α-ethynylestradiol. • cca 0 % pro diklofenak, karbamazepin. •Ztráty v mechanické části nula, degradace až v aktivaci!!! •Srovnání s odstraňováním klasických ukazatelů: Pro ibuprofen, kyselinu salicylovou, sledované hormony obecně vyšší účinnost odstraňování než pro CHSK, BSK. Farmaka se neodstraňují s kalem. Regenerace kalu: koncentrace jako v odtoku, tzn. Recyklace farmak nevýznamná. Pro odbouratelná farmaka nezáleží na uspořádání technologické linky ČOV. Pro resistentní farmaka asi též ne.

Sledujeme pouze primární látky!!!!


Odstraňování v ČOV a co dál? Farmak jsou biologicky aktivní látky!!!! •Ovlivnění vodních ekosystémů. •Ovlivnění užívání vody. •Riziko pro podzemní vody (zdroje pitné vody ). •Riziko pro krajinný downstream.


Labe – podélný profil


Degradace v řekách (recipientech)

I při účinnosti ČOV 99 % projdou farmaka + metabolity do řeky. Paradox Biodegradace v čistých řekách Bez přísunu nespecifického organického uhlíku je nevýznamná. V narovnaných jednoduchých korytech (krátkých, rychlých a oddělených od nivy) funguje pouze transport k moři. Záleží na : •vlastnostech látka – např. na sklony k adsorpci, resistenci •Vlastnostech říčního systému – koryta, nivy.

M. Váňa, F. Wanner, J. Fuksa, L. Matoušová, D. Pospíchalová

Mikropolutanty a situace na čistírnách odpadních vod v ČR Příspěvek byl zpracován s podporou projektu NAZV č. QI92A223.

Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. | Podbabská 30/ 2582, 160 00 Praha 6 | +420 220 197 111 [email protected], www.vuv.cz, Pobočka Brno | Mojmírovo náměstí 16, 612 00 Brno-Královo Pole | +420 541 126 311 [email protected], Pobočka Ostrava | Macharova 5, 702 00 Ostrava | +420 596 134 181 | [email protected]

M. Váňa, F. Wanner, J. Fuksa, L. Matoušová, D. Pospíchalová. Mikropolutanty a situace na čistírnách odpadních vod v ČR

Recommend Documents