Codziennie do polskich oczyszczalni ścieków trafiają dziesiątki farmaceutyków. Jak pokazują wyniki nowego badania, większość z nich nie jest skutecznie usuwana i trafia do rzek – nierzadko w stężeniach stwarzających zagrożenie dla ryb, glonów i drobnych skorupiaków. Fluoksetyna i loratadyna należą do substancji, które nie zostały skutecznie usunięte podczas procesu oczyszczania ścieków i w większości przypadków zachowały pełną aktywność biologiczną.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jakie farmaceutyki najczęściej wykrywane są w polskich oczyszczalniach ścieków.
- Które substancje są skutecznie usuwane, a które przenikają dalej do środowiska.
- Jakie leki stanowią największe zagrożenie dla organizmów wodnych.
- Dlaczego obecne technologie oczyszczania ścieków wymagają modernizacji.
Farmaceutyki jako nowe zanieczyszczenia środowiska
Leki należą do tzw. emerging contaminants – substancji, które wciąż nie są objęte pełną regulacją, a ich wpływ na środowisko pozostaje niedoszacowany. Trafiają do wód przez ścieki z domów, szpitali, przemysłu i rolnictwa. Polska, z ograniczonymi zasobami wodnymi i wysokim zużyciem leków (ponad 25 tys. ton rocznie), jest szczególnie narażona na ich kumulację w wodzie i osadach.
Sześć oczyszczalni, jeden problem
Badaniem objęto sześć oczyszczalni ścieków obsługujących ponad 200 tys. mieszkańców, zlokalizowanych w dużych aglomeracjach i działających w systemie konwencjonalnego osadu czynnego (CAS). We wszystkich wykryto obecność leków zarówno w ściekach surowych, jak i oczyszczonych, a także w osadach.
W próbkach ścieków nie wykryto obecności atenololu, propranololu ani mianseryny, natomiast atenololu nie odnotowano również w osadach ściekowych.
Zakres stężeń farmaceutyków w ściekach dopływających wynosił od 7 ng/l do 1019 ng/l. Najwyższe poziomy dotyczyły:
- ketoprofenu – 249–1019 ng/l,
- sulfametoksazolu – 89–693 ng/l,
- karbamazepiny – 22–624 ng/l.
Pozostałe substancje farmaceutyczne nie przekraczały stężenia 229 ng/l. Warto odnotować, że kwas salicylowy został wykryty wyłącznie w jednej z oczyszczalni (WWTP2).
W odpływach oczyszczonych ścieków stężenia substancji farmaceutycznych mieściły się w przedziale od 9 ng/l do 2266 ng/l. Najwyższe wartości zaobserwowano dla:
- fluoksetyny – 204–2266 ng/l,
- karbamazepiny – 303–1555 ng/l,
- sulfametoksazolu – 96–974 ng/l,
- diklofenaku – 100–851 ng/l,
- ibuprofenu – 89–645 ng/l.
Pozostałe leki osiągały maksymalnie 417 ng/l. Loratadyna została wykryta tylko w próbkach z jednej oczyszczalni (WWTP3).
W osadach ściekowych zawartość farmaceutyków wahała się od 1,76 μg/kg s.m. do 406 μg/kg s.m. Najwyższe stężenia dotyczyły:
- fluoksetyny – 164–406 μg/kg s.m.,
- karbamazepiny – 13–119 μg/kg s.m.,
- metoprololu – 8,5–28 μg/kg s.m.
Mianserynę wykryto wyłącznie w osadach z oczyszczalni nr 6 (161 μg/kg s.m.), propranolol – w oczyszczalni nr 4 (92 μg/kg s.m.), a sulfametoksazol – w oczyszczalni nr 5 (1,76 μg/kg s.m.). Pozostałe analizowane substancje nie zostały stwierdzone w osadach ściekowych.
Skuteczność usuwania? Zmienna i często ujemna
Zaskakująco wiele substancji nie tylko nie zostało usuniętych, ale ich stężenie w oczyszczonych ściekach było wyższe niż w surowych. Tak było m.in. z:
- Fluoksetyną
- Karbamazepiną
- Diklofenakiem
- Loratadyną
- Metoprololem
Skuteczne usunięcie (powyżej 90%) zaobserwowano tylko w przypadku naproksenu, kwasu salicylowego i częściowo ketoprofenu. W pozostałych przypadkach skuteczność była niska, a często wręcz ujemna, co oznacza wtórne uwalnianie substancji w procesie oczyszczania.
Ścieki jako źródło emisji do rzek
Średnia dzienna emisja farmaceutyków z jednej oczyszczalni wyniosła 524 mg na 1000 mieszkańców. Przekłada się to na roczne emisje sięgające minimum 40 Mg z każdej aglomeracji. Największy udział w ładunku i emisji miały:
- Ketoprofen – do 55%
- Sulfametoksazol – do 30%
- Karbamazepina – do 37%
- Fluoksetyna – do 27%
Ryzyko dla życia wodnego
Na podstawie wskaźnika RQ (risk quotient), największe zagrożenie dla ryb, glonów i skorupiaków stanowiły:
- Fluoksetyna i Loratadyna– ryzyko umiarkowane do wysokiego dla wszystkich trzech grup organizmów
- Ketoprofen – umiarkowane do wysokiego ryzyko dla glonów i niskie ryzyko dla dafni i ryb
- Ibuprofen – umiarkowane ryzyko
Pozostałe substancje wykazywały niskie lub minimalne ryzyko, ale ich obecność w środowisku nadal budzi niepokój ze względu na możliwość bioakumulacji i interakcji chemicznych.
Czas na inny poziom oczyszczania
Wszystkie badane oczyszczalnie korzystały z tego samego typu procesu (CAS), jednak ich skuteczność usuwania leków znacznie się różniła. Wyniki wskazują na konieczność wprowadzenia nowoczesnych technologii oczyszczania ścieków, uwzględniających zdolność do degradacji substancji farmaceutycznych i ich metabolitów. Obecność farmaceutyków w rzekach to nie tylko problem środowiskowy, ale potencjalnie także zdrowotny.
Pełne badanie dostępne jest: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0331211
Główne wnioski
- Fluoksetyna i loratadyna należą do substancji, które w większości przypadków nie zostały skutecznie usunięte podczas procesu oczyszczania ścieków i zachowały aktywność biologiczną.
- W sześciu badanych oczyszczalniach stężenia farmaceutyków w ściekach oczyszczonych sięgały nawet 2266 ng/l, a w osadach do 406 μg/kg s.m..
- Największy udział w ładunku i emisji do środowiska miały ketoprofen, sulfametoksazol, karbamazepina i fluoksetyna, stanowiąc nawet 55% całkowitej emisji.
- Roczne emisje farmaceutyków z pojedynczej aglomeracji sięgają co najmniej 40 Mg, co potwierdza potrzebę wdrożenia nowoczesnych metod oczyszczania ścieków.
Źródło:
- https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0331211
