Miljöpåverkan av läkemedel och produkter för personlig vård - Environmental impact of pharmaceuticals and personal care products

En vervet apa med en stulen ask med aspirin som inte förvarades säkert

Den miljöpåverkan av läkemedel och hygienprodukter ( PPCPs ) utreds sedan åtminstone 1990-talet. PPCP inkluderar ämnen som används av individer av personlig hälsa eller av kosmetiska skäl och de produkter som används av jordbruksföretag för att öka tillväxten eller hälsan hos boskap. Mer än tjugo miljoner ton PPCP produceras varje år. Den Europeiska unionen har förklarat läkemedelsrester med potential att förorening av vatten och mark att vara "prioriterade ämnen". ^[3]

PPCP har upptäckts i vattenförekomster över hela världen. Mer forskning behövs för att utvärdera riskerna för toxicitet , uthållighet och bioackumulering , men forskningens nuvarande tillstånd visar att produkter för personlig vård påverkar miljön och andra arter, till exempel korallrev och fisk. PPCP omfattar miljöpåverkande farmaceutiska föroreningar (EPPP) och är en typ av ihållande organiska föroreningar . De avlägsnas inte i konventionella avloppsreningsverk men kräver ett fjärde behandlingssteg som inte många anläggningar har.

Översikt

Sedan 1990 -talet har vattenföroreningar från läkemedel varit en miljöfråga . Många hälso- och sjukvårdspersonal i USA började skriva rapporter om läkemedelsföroreningar i vattenvägar på 1970 -talet. "De flesta läkemedel deponeras i miljön genom mänsklig konsumtion och utsöndring och filtreras ofta ineffektivt av kommunala avloppsreningsverk som inte är avsedda att hantera När de väl är i vattnet kan de ha olika, subtila effekter på organismer, även om forskning fortfarande är begränsad. Läkemedel kan också deponeras i miljön genom felaktig avfallshantering, avrinning från slamgödsel och återvunnet avloppsvatten och läckande avloppsrör. 2009, en undersökningsrapport från Associated Press drog slutsatsen att amerikanska tillverkare lagligt hade släppt 271 miljoner pund föreningar som används som läkemedel i miljön, varav 92% var industrikemikalierna fenol och väteperoxid , som också används som antiseptika. Det kunde inte skilja mellan läkemedel som släpps av tillverkare i motsats till apoteket tisk industri . Den fann också att uppskattningsvis 250 miljoner pund läkemedel och förorenade förpackningar kastades av sjukhus och långtidsvårdsanläggningar. Artikelserien ledde till en utfrågning som genomfördes av den amerikanska senatens underkommitté för transportsäkerhet, infrastruktursäkerhet och vattenkvalitet. Denna utfrågning var utformad för att hantera nivåerna av farmaceutiska föroreningar i amerikanskt dricksvatten. Detta var första gången som läkemedelsföretag ifrågasatt sina metoder för avfallshantering. "Inga federala förordningar eller lagar skapades som ett resultat av utfrågningen." "Mellan åren 1970-2018 tillverkades mer än 3000 farmaceutiska kemikalier, men bara 17 screenas eller testas för i vattenvägar." Alternativt, "Det finns inga studier avsedda att undersöka effekterna av läkemedelskontaminerat dricksvatten på människors hälsa." Parallellt är Europeiska unionen den näst största konsumenten i världen (24% av världens totala) efter USA och i majoriteten av EU: s medlemsstater samlas cirka 50% av oanvända humanläkemedel för att hanteras på rätt sätt . I EU beräknas mellan 30 och 90% av de oralt administrerade doserna utsöndras som de aktiva substanserna i urinen.

Begreppet miljöpåverkande läkemedelsföroreningar (EPPP) föreslogs i nomineringen av läkemedel och miljö 2010 som en framväxande fråga till Strategic Approach to International Chemicals Management ( SAICM ) av International Society of Doctors for the Environment (ISDE).

Säkert bortskaffande

Beroende på källor och ingredienser finns det olika sätt för allmänheten att hantera läkemedel och produkter för personlig vård på acceptabla sätt. Den mest miljövänliga avfallshanteringsmetoden är att dra nytta av ett gemenskapsprogram för återtagande av läkemedel som samlar in läkemedel på en central plats för korrekt bortskaffande. Flera lokala folkhälsoavdelningar i USA har initierat dessa program. Dessutom främjar USA: s Drug Enforcement Administration (DEA) regelbundet lokala återtagningsprogram, liksom National Take Back Initiative .

Återtagningsprogram i USA finansieras av statliga eller lokala hälsoavdelningar eller är volontärprogram via apotek eller vårdgivare. Under de senaste åren har förslaget om att läkemedelsproducenter ska ansvara för sina produkter "från vaggan till graven" fått uppmärksamhet. Om det inte finns något lokalt återtagningsprogram föreslog US Environmental Protection Agency (EPA) och Office of National Drug Control Policy i en vägledning från 2009 att konsumenterna gör följande:

ta ut receptbelagda läkemedel ur sina originalbehållare
blanda droger med kattströ eller använda kaffesumpar
Lägg blandningen i en engångsbehållare med lock, till exempel en förslutningsbar påse
täck över all personlig identifiering med en svart markör som finns på de ursprungliga pillerbehållarna
lägg dessa behållare i påsen med blandningen, försegla dem och lägg dem i papperskorgen.

Avsikten med de rekommenderade metoderna är att kemikalierna skulle separeras från den öppna miljön, särskilt vattenmassor, tillräckligt länge för att de ska brytas ner naturligt.

När dessa ämnen letar sig in i vatten är det mycket svårare att hantera dem. Vattenreningsanläggningar använder olika processer för att minimera eller helt eliminera dessa föroreningar. Detta görs med hjälp av sorption där suspenderade fasta ämnen avlägsnas genom sedimentation . En annan metod som används är biologisk nedbrytning , och genom denna metod lever mikroorganismer, såsom bakterier och svampar , på eller bryter ned dessa föroreningar, vilket eliminerar dem från de förorenade medierna.

Typer

Olagliga droger som ecstasy (ovan) kan hittas i vattenvägar.

Läkemedel , eller receptbelagda och receptfria läkemedel gjorda för mänskligt bruk eller veterinär- eller jordbruksändamål, är vanliga PPCP som finns i miljön. Det finns nio klasser av läkemedel som ingår i PPCP: hormoner , antibiotika , lipidregulatorer , icke-steroida antiinflammatoriska läkemedel , betablockerare , antidepressiva , antikonvulsiva medel , antineoplastika och diagnostiska kontrastmedel. ^[2]

Personliga vårdprodukter har fyra klasser: dofter , konserveringsmedel , desinfektionsmedel och solskyddsmedel . Dessa produkter finns i kosmetika, parfymer, menstruationsvårdsprodukter, lotioner, schampon, tvålar, tandkräm och solskyddsmedel. Dessa produkter kommer vanligtvis in i miljön när de passeras genom eller tvättas av kroppen och i marken eller avloppsledningarna, eller när de kastas i soporna, septiktanken eller avloppssystemet. ^[3]

Spår av olagliga droger kan hittas i vattenvägar och kan till och med transporteras med pengar. ^[4]

Vägar in i miljön

Mer uppmärksamhet har ägnats sedan 2016 åt PPCP i miljön. Två orsaker kan bidra till detta: PPCP ökar faktiskt i miljön på grund av utbredd användning och/eller analytisk teknik är bättre på att upptäcka PPCP i miljön. Dessa ämnen kommer direkt eller indirekt ut i miljön. Direkta metoder inkluderar förorening av ytvatten från sjukhus, hushåll, industrier eller avloppsreningsverk . Direkt kontaminering kan också påverka sedimentet och jorden.

Det antas generellt (om än knappast verifierat) att produktionen av läkemedel i industriländer är välkontrollerad och skadlig för miljön, på grund av de lokala lagliga restriktioner som vanligtvis krävs för att tillåta produktion. En betydande del av den globala läkemedelsproduktionen sker dock i lågkostnadsproduktionsländer som Indien och Kina. Nya rapporter från Indien visar att sådana produktionsanläggningar kan avge mycket stora mängder av t.ex. antibiotika, vilket ger läkemedelsnivåer i lokala ytvatten högre än de som finns i blodet hos patienter som behandlas.

Den viktigaste vägen för läkemedelsrester för att nå vattenmiljön är troligen genom utsöndring från patienter som genomgår läkemedelsbehandling. Eftersom många läkemedelssubstanser inte metaboliseras i kroppen kan de utsöndras i biologiskt aktiv form, vanligtvis via urinen. Många farmaceutiska ämnen tas inte helt upp från tarmen (efter oral administrering hos patienter) i blodet. Fraktionen som inte tas upp i blodet kommer att finnas kvar i tarmen och så småningom utsöndras via avföringen. Därför innehåller både urin och avföring från behandlade patienter farmaceutiska rester. Mellan 30 och 90% av den oralt administrerade dosen utsöndras i allmänhet som aktiv substans i urinen.

En ytterligare källa till miljöföroreningar med läkemedel är felaktigt bortskaffande av oanvända eller utgångna läkemedelsrester. I europeiska länder finns vanligtvis återtagssystem för sådana rester (även om de inte alltid utnyttjas i full utsträckning) medan det i t.ex. USA endast finns frivilliga initiativ på lokal basis. Även om det mesta av avfallet går till förbränning och människor ombeds att slänga oanvända eller utgångna läkemedel i hushållsavfallsundersökningarna i Tyskland visade att upp till 24% av flytande läkemedel och 7% av tabletter eller salvor kastas alltid eller åtminstone "sällan" via toaletten eller handfatet.

Korrekt förstörelse av läkemedelsrester bör ge viloprodukter utan någon farmaceutisk eller ekotoxisk aktivitet. Dessutom bör resterna inte fungera som komponenter i miljöbildningen av nya sådana produkter. Förbränning vid hög temperatur (> 1000 grader Celsius) anses uppfylla kraven, men även efter sådan förbränning bör restaska från förbränningen tas om hand.

Läkemedel som används i veterinärmedicin, eller som tillsatser till djurfoder, utgör ett annat problem, eftersom de utsöndras i marken eller eventuellt öppet ytvatten. Det är välkänt att sådana utsöndringar kan påverka markorganismer direkt, vilket leder till utrotning av exponerade arter (t.ex. dyngbaggar). Lipidlösliga läkemedelsrester från veterinärmedicinsk användning kan binda starkt till jordpartiklar, med liten tendens att läcka ut till grundvatten eller till lokalt ytvatten. Fler vattenlösliga rester kan tvättas ut med regn eller snösmältning och nå både grundvatten och ytvattenströmmar.

Närvaro i miljön

Metoder för PPCP -inträde i miljön från bostäder via septik- och avloppssystem

Användningen av läkemedel och personligvårdsprodukter (PPCP) ökar med en uppskattad ökning från 2 miljarder till 3,9 miljarder årliga recept mellan 1999 och 2009 bara i USA. PPCP kommer in i miljön genom individuell mänsklig aktivitet och som rester från tillverkning, jordbruksföretag, veterinärbruk och sjukhus och samhällsanvändning. I Europa beräknas tillförsel av läkemedelsrester via hushållsavlopp vara cirka 80% medan 20% kommer från sjukhus. Individer kan lägga till PPCP i miljön genom avfallssöndring och bad samt genom att direkt använda avlägsnade mediciner till septiktankar , avlopp eller sopor. Eftersom PPCP tenderar att lösa sig relativt lätt och inte avdunstar vid normala temperaturer hamnar de ofta i mark och vattenförekomster.

Vissa PPCP bryts ner eller bearbetas enkelt av en människa eller djurkropp och/eller bryts snabbt ner i miljön. Andra går dock inte sönder eller försämras lätt. Sannolikheten eller lättheten med vilken ett enskilt ämne kommer att brytas ner beror på dess kemiska sammansättning och föreningens metaboliska väg.

En studie från 2002 av US Geological Survey fann påvisbara mängder av en eller flera kemikalier i 80 procent av ett urval av 139 mottagliga strömmar i 30 stater. De vanligaste läkemedlen som upptäcktes var receptfria läkemedel; tvättmedel , brandskyddsmedel , bekämpningsmedel , naturliga och syntetiska hormoner och ett sortiment av antibiotika och receptbelagda läkemedel hittades också.

En studie från 2006 fann påvisbara koncentrationer av 28 farmaceutiska föreningar i avloppsreningsverkens avlopp, ytvatten och sediment. De terapeutiska klasserna ingår antibiotika , analgetika och antiinflammatoriska medel, lipid- regulatorer, betablockerare , anti-konvulsiv och steroidhormoner . Även om de flesta kemiska koncentrationerna detekterades vid låga nivåer (nano-gram/liter (ng/L)) finns det osäkerheter kvar om de nivåer vid vilka toxicitet uppstår och riskerna med bioackumulering av dessa farmaceutiska föreningar.

En studie som publicerades 2014 rapporterade en ökning av nivåerna av ecstasy , ketamin , koffein och acetaminofen i närliggande floder som sammanföll med ett taiwanesiskt ungdomsarrangemang som deltog av cirka 600 000 människor. År 2018 testades skaldjur i Puget Sound, vatten som tar emot renat avloppsvatten från Seattle -området, positivt för oxikodon . Förekomsten av läkemedel och produkter för personlig vård i avloppsvatten är frekvent och allestädes närvarande nog att PPCP i avloppsvatten kan mätas för att uppskatta deras användning i ett samhälle.

Förutom de identifierade insatserna från humanmedicin förekommer diffus förorening, till exempel från läkemedel som används inom jordbruket. Undersökningar i Tyskland , Frankrike och Skottland visade också spår av PPCP uppströms avloppsvatten från avloppsreningsverk till floder.

Effekter

PPCPS: hyllor med tamponger, damhanddukar, tandborstar, hälso- och kroppsvårdsprodukter

Mänsklig

Omfattningen av mänsklig exponering för läkemedel och produkter för personlig vård från miljön är en komplex funktion av många faktorer. Dessa faktorer inkluderar koncentrationer, typer och distribution av läkemedel i miljön; farmakokinetiken för varje läkemedel; strukturell omvandling av de kemiska föreningarna antingen genom metabolism eller naturliga nedbrytningsprocesser; och den potentiella bioackumuleringen av läkemedlen. Mer forskning behövs för att bestämma effekterna på människor av långvarig exponering för låga nivåer av PPCP. De fulla effekterna av blandningar av låga koncentrationer av olika PPCP är också okända.

"Den amerikanska EPA -riskbedömningen säger att det acceptabla dagliga intaget (ADI) av läkemedel är cirka 0,0027 mg/kg -dag." På grund av bristen på forskning om riktlinjer för toxicitet och deras effekter på människors hälsa är det svårt att bestämma en hälsosam dos för vatten som är förorenat av läkemedel. "Den testade farmaceutiska provstorleken ger inte en fullständig bild av mänsklig exponering. Endast 17 av 3000 recept undersöks i dricksvatten."

Dessutom säger "EPA- och FDA -föreskrifterna att ett läkemedel eller kemikalie inte anses vara skadligt förrän tydliga bevis visar att ett ämne orsakar skada". Det betyder att vi inte testar eller undersöker tusentals föroreningar i vårt dricksvatten. Bedömningar av hälsorisker har inte gjorts för att tillhandahålla konkreta bevis för att koppla samman farmaceutisk kontaminering och negativa hälsoeffekter på människan.

"Men negativa hälsoutfall visas i vattenlevande organismer. Fisk som bor nära vattenreningsverk har rapporterats feminiseras." "Vissa manliga fiskar började utveckla äggstockar och andra feminiserade egenskaper på grund av läkemedelsföroreningar, vissa arter har minskat i populationen på grund av exponering av EE2 och andra hormonella ECD -ämnen."

Även om forskning har visat att PPCP finns i vattenförekomster över hela världen, har inga studier visat en direkt effekt på människors hälsa. Frånvaron av empiriska data kan dock inte utesluta möjligheten till negativa resultat på grund av interaktioner eller långsiktig exponering för dessa ämnen. Eftersom mängderna av dessa kemikalier i vattenförsörjningen kan ligga i delarna per biljon eller delar per miljard är det svårt att kemiskt bestämma de exakta mängderna som finns. Många studier har därför fokuserats på att avgöra om koncentrationerna av dessa läkemedel finns vid eller över det accepterade dagliga intaget (ADI) vid vilket de utformade biologiska resultaten kan inträffa.

Förutom de ökande farhågorna om människors hälsorisker från farmaceutiska läkemedel via miljöexponeringar har många forskare spekulerat i möjligheterna att framkalla antibiotikaresistens. En studie fann 10 olika antibiotika i avloppsreningsvatten, ytvatten och sediment. Vissa mikrobiologer tror att om antibiotikakoncentrationerna är högre än de lägsta hämmande koncentrationerna (MIC) för en art av patogena bakterier, skulle ett selektivt tryck utövas och som ett resultat av detta skulle antibiotikaresistens selektivt främjas. Det har också bevisats att vid jämna subhämmande koncentrationer (t.ex. en fjärdedel av MIC) kan flera antibiotika ha effekt på genuttryck (t.ex. som visas för modulering av expression av toxinkodande gener i Staphylococcus aureus).

För referens är MIC för erytromycin som är effektivt mot 90 procent av laboratorieodlade Campylobacter- bakterier, den vanligaste livsmedelsburna patogenen i USA, 60 ng/ml. En studie visade att den genomsnittliga koncentrationen av erytromycin, ett vanligt förskrivet antibiotikum, var 0,09 ng/ml i vattenreningsverkets avlopp. Dessutom har överföring av genetiska element bland bakterier observerats under naturliga förhållanden i avloppsreningsverk , och urval av resistenta bakterier har dokumenterats i avlopp som tar emot avloppsvatten från läkemedelsanläggningar. Dessutom kan antibiotikaresistenta bakterier också finnas kvar i avloppsslam och komma in i näringskedjan om slammet inte förbränns utan används som gödningsmedel på jordbruksmark.

Förhållandet mellan riskuppfattning och beteende är mångfacetterat. Riskhantering är mest effektiv när motivationen bakom beteendet att avyttra oanvända läkemedel är förstådd. Det fanns liten korrelation mellan uppfattningen av risk och kunskap om farmaceutiskt avfall enligt en studie utförd av Cook och Bellis 2001. Denna studie varnade för effektiviteten av att försöka ändra allmänhetens beteende i dessa hälsoproblem genom att varna dem för riskerna associerade med deras handlingar.

Det rekommenderas att vidta noggranna åtgärder för att informera allmänheten på ett sätt som inte förmedlar skuld utan snarare allmänhetens medvetenhet. Till exempel en studie utförd av Norlund och Garvill i Sverige (2003) som visade att vissa människor kan göra en personlig uppoffring när det gäller komfort eftersom de känner att det skulle vara till hjälp att minska ytterligare miljöskador som orsakas av användning av bilar. Medvetenheten om problem med luftföroreningar var en faktor i deras beslut att vidta åtgärder för ett mer miljövänligt transportmedel. Således inkapslar målet för Bounds projekt huruvida riskuppfattningen i samband med läkemedel har en inverkan på det sätt på vilket läkemedel vanligtvis kastas.

För att genomföra denna studie grupperades läkemedlen efter deras terapeutiska verkan för att hjälpa deltagarna att identifiera dem. De åtta terapeutiska grupperna listas nedan: antibakteriella medel , antidepressiva medel , antihistaminer , antiepileptika , hormonbehandlingar och lipidregulatorer . Därefter skapades en undersökning för att undersöka deltagarnas avfallsmönster och deras uppfattning om den befintliga risken eller hotet mot miljön. Respondenterna fick följande frågor i del ett av undersökningen: 1. När och hur de avyttrade läkemedel. 2. Hur de uppfattar risken för miljön med läkemedel. 3. Att skilja mellan riskerna med olika läkemedelsklass. Del två av undersökningen involverade var och en av de åtta läkemedelsgrupper som beskrivits ovan individuellt. Slutligen frågade den tredje delen information om deltagarnas ålder, kön, yrke, postnummer och utbildning. Provstorleken på deltagarna var exakt i jämförelse med den faktiska fördelningen av män och kvinnor i Storbritannien: Prov- 54,8 procent var kvinnor och 45,2 procent män jämfört med faktiskt- Storbritannien med 51,3 procent kvinnor till 48,7 procent män. Resultaten visade att när en medicin måste kasseras kastar 63,2 procent av deltagarna dem i en papperskorg, 21,8 procent lämnar tillbaka dem till en apotekare och 11,5 procent slänger dem via toaletten/handfatet, medan de resterande 3,5 procenten behåller dem. Endast hälften av de tillfrågade tyckte att läkemedel kan vara skadliga för miljön. Vid granskning av faktorer som är relevanta för riskuppfattning hittades inget definitivt samband mellan uppfattning och utbildning eller inkomst.

Dr Bound noterade att deltagande i altruistiska aktiviteter som miljöskyddsgrupper kan ge medlemmarna möjlighet att bättre förstå effekterna av deras handlingar i miljön. När det gäller vattenmiljön är det svårt för en att uppfatta de gynnsamma effekterna av att kasta läkemedel på rätt sätt. Det finns också sannolikheten att en persons beteende bara kommer att påverkas om det finns en allvarlig risk för sig själv eller människor i motsats till ett miljöhot. Även om det finns allvarliga hot om läkemedelsföroreningar som leder till feminisering av vissa fiskar, har de en lägre prioritet eftersom de inte är lätt att förstå eller uppleva av allmänheten. Enligt Jonathan P. Bounds uppfattning kan tillhandahållandet av information om exakt hur man gör för att göra sig av med oanvänd medicin på rätt sätt i samband med riskutbildning ha en mer positiv och kraftfull effekt.

Rekommendationer

Flera rekommendationer och initiativ har gjorts för att förhindra läkemedelsföroreningar i miljön. Viktiga metoder inkluderar:

utbilda patienter om vikten av korrekt oanvänd läkemedelsförvaring,
utbilda läkare och patienter i korrekt avfallshantering av läkemedel,
uppmuntra läkemedelsindustrin att genomföra strategier för korrekt kassering av läkemedel eller strategier för återvinning, och
kräver att sjukhusen implementerar bättre hanteringsmetoder för att hantera farmaceutiskt avfall.

För det första är det absolut nödvändigt att patienter lär sig om läkemedelsföroreningar och dess farliga effekter på människor, djur och den övergripande miljön. Genom att utbilda patienter om korrekt kassering av oanvända läkemedel, vidtas åtgärder för att ytterligare förhindra läkemedelsavfall i miljön. Konsumenterna bör vidta försiktighetsåtgärder innan de slänger ut droger i papperskorgen eller spolar dem i toaletten. Gemenskapsprogram för återtagande har inrättats för att konsumenterna ska kunna ta tillbaka oanvända läkemedel för korrekt bortskaffande. Ett annat initiativ är att apotek ska fungera som en hämtningsplats för korrekt avfallshantering av läkemedel, till exempel genom att använda återvinningsbehållare för kunder att ta tillbaka oanvända eller utgångna läkemedel medan de handlar. Dessutom kan medicinska stiftelser ta emot dessa läkemedel för att administrera dem till människor som behöver dem, samtidigt som de förstör dem som är i överskott eller utgångna. Utbildning av läkare och patienter om vikten av korrekt avfallshantering och miljöhänsyn kommer att bidra till att ytterligare minska farmaceutiskt avfall.

Att genomföra initiativ för sjukhus för att fokusera på bättre metoder för bortskaffande av farligt avfall kan också visa sig vara fördelaktigt. US EPA uppmuntrar sjukhus att utveckla effektiva metoder för avyttring av läkemedel genom att ge dem bidrag. Detta incitament kan vara mycket fördelaktigt för andra sjukhus över hela världen.

Dessutom, "Det är avgörande för oss att utveckla en analytisk metod för att identifiera, testa och reglera mängden läkemedel i vattensystemen". Data måste samlas in för att exakt kunna mäta förekomsten av läkemedel i dricksvatten. "Flera hälsoriskbedömningar bör göras för att förstå effekterna av långvarig exponering för läkemedel i dricksvatten".

Gemenskapsbaserade program bör utvecklas för att övervaka exponering och hälsoutfall. Vi bör uppmuntra läkemedelsindustrin att utveckla teknik som extraherar läkemedel från vattenvägar. "Omfattande forskning måste bedrivas för att fastställa mängden farmaceutisk kontaminering i miljön och dess effekter på djur och marint liv".

Många läkemedel passerar oförändrat genom människokroppen, så det finns fördelar när mänsklig utsöndring inte går ut i vattenvägar, även efter konventionell avloppsrening, vilket inte heller tar bort de flesta av dessa kemikalier. Det är därför att föredra att mänsklig avföring och urin går in i bördig jord, där de kommer att få mer effektiv behandling av många mikrober som finns där, under längre tid, och hålla sig borta från vattenvägar. Detta kan uppnås via användningen av urinavledande torrtoaletter , kompostering toaletter och Arborloos .

Miljö

Även om de flesta effekterna av de flesta PPCP: er på miljön inte förstås, finns det oro över den potential de har för skada eftersom de kan verka oförutsägbart när de blandas med andra kemikalier från miljön eller koncentreras i näringskedjan. Dessutom är vissa PPCP aktiva vid mycket låga koncentrationer och frigörs ofta kontinuerligt i stora eller utbredda mängder.

En klass av antidepressiva medel kan finnas hos grodor och kan avsevärt bromsa deras utveckling.

På grund av den höga lösligheten hos de flesta PPCP är vattenlevande organismer särskilt sårbara för deras effekter. Forskare har funnit att en klass av antidepressiva medel kan hittas i grodor och kan avsevärt bromsa deras utveckling. Den ökade förekomsten av östrogen och andra syntetiska hormoner i avloppsvatten på grund av preventivmedel och hormonella terapier har kopplats till ökad feminisering av exponerad fisk och andra vattenlevande organismer. Kemikalierna i dessa PPCP -produkter kan antingen påverka feminisering eller maskulinisering av olika fiskar och kan därför påverka deras reproduktionshastigheter.

Förutom att de bara finns i vattenvägar, kan ingredienserna i vissa PPCP också finnas i jorden. Eftersom vissa av dessa ämnen tar lång tid eller inte kan brytas ned biologiskt, tar de sig upp i näringskedjan. Information om transporter och öde för dessa hormoner och deras metaboliter vid avfallshantering av mejeri undersöks fortfarande, men forskning tyder på att markanvändning av fast avfall sannolikt är kopplat till fler hormonföroreningsproblem. Föroreningen från PPCP påverkar inte bara marina ekosystem, utan också de livsmiljöer som är beroende av detta förorenade vatten.

Det finns olika farhågor om effekterna av läkemedel som finns i ytvatten och specifikt hoten mot regnbåge som utsätts för renat avloppsvatten. Analys av dessa läkemedel i fiskens blodplasma jämfört med humana terapeutiska plasmanivåer har gett viktig information som ger ett sätt att bedöma risk förknippat med läkemedelsavfall i vatten.

Regnbågsöring utsattes för outspätt, behandlat avloppsvatten vid tre olika platser i Sverige. De exponerades totalt 14 dagar medan 25 läkemedel mättes i blodplasma på olika nivåer för analys. Den progestin Levonorgestrel detekterades i fiskblodplasma vid koncentrationer mellan 8,5 och 12 ng ml-1 som överskrider den humana terapeutiska plasmanivån. Den uppmätta avloppsnivån för Levonorgestrel i de tre områdena visade sig minska regnbågsöringens fertilitet.

De tre platser som valdes för fältexponeringar låg i Stockholm, Göteborg och Umeå. De valdes ut efter deras olika grader av behandlingsteknik, geografiska platser och storlek. Avloppsreningen omfattar aktiv slambehandling, kväve- och fosforavlägsnande (utom i Umeå), primärt förtydligande och sekundärt förtydligande. Ung regnbåge anskaffades från Antens fiskodling AB, Sverige och Umlax AB, Sverige. Fisken exponerades för luftat, outspätt, behandlat avloppsvatten. Eftersom alla ställen genomgick slambehandling kan man dra slutsatsen att de inte är representativa för behandlingens låga effekt. Av de 21 läkemedel som detekterades i vattenproverna identifierades 18 i avloppet, 17 i plasmadelen och 14 läkemedel hittades i både avloppsvatten och plasma.

Nuvarande forskning

Det finns spårläkemedel i vattenvägar som har en negativ inverkan på miljön.

Från mitten av 1960-talet började ekologer och toxikologer uttrycka oro över de potentiella negativa effekterna av läkemedel i vattenförsörjningen, men det var inte förrän ett decennium senare som närvaron av läkemedel i vatten var väl dokumenterad. Studier 1975 och 1977 fann klofibrinsyra och salicylsyror vid spårkoncentrationer i behandlat vatten. Utbredd oro för och forskning om effekten av PPCP började till stor del i början av 1990 -talet . Fram till denna tid ignorerades PPCP till stor del på grund av deras relativa löslighet och inneslutning i vattenvägar jämfört med mer välkända föroreningar som jordbrukskemikalier , industrikemikalier och industriavfall och biprodukter.

Sedan dess har stor uppmärksamhet riktats mot den ekologiska och fysiologiska risken i samband med farmaceutiska föreningar och deras metaboliter i vatten och miljö. Under det senaste decenniet har mest forskning inom detta område fokuserat på steroidhormoner och antibiotika. Det finns oro för att steroidhormoner kan fungera som hormonstörande . Viss forskning tyder på att koncentrationer av etinylestradiol , ett östrogen som används i p -piller och ett av de vanligast förskrivna läkemedlen, kan orsaka hormonstörningar i vattenlevande och amfibiska vilda djur i koncentrationer så låga som 1 ng/L.

Aktuell forskning om PPCP syftar till att svara på dessa frågor:

Vad är effekten av exponering för låga nivåer av PPCP över tiden?
Vad är effekten av exponering för blandningar av kemikalier?
Är effekterna akuta (kortsiktiga) eller kroniska (långsiktiga)?
Är vissa populationer, till exempel äldre, mycket unga eller immunkompromitterade, mer sårbara för effekterna av dessa föreningar?
Jaipur kor äter skräp, som kan innehålla läkemedel och kosttillskott som kommer att passera genom deras system och komma ut i miljön

Vilken effekt har PPCP på bakterier, svampar och vattenlevande organismer?
Är nivåerna av antibiotika i vattenmiljön tillräckliga för att främja antibiotikaresistens?
Vad är effekten av exponering för steroidhormoner på djur och människor?

Farmakomiljö

Farmakomiljö är en förlängning av läkemedelsövervakning eftersom den specifikt behandlar de miljömässiga och ekologiska effekterna av läkemedel som ges vid terapeutiska doser. Farmakologer med denna speciella expertis (känd som farmakomiljö) blir en nödvändig komponent i alla team som bedömer olika aspekter av läkemedelssäkerhet i miljön. Vi måste titta på effekterna av läkemedel inte bara i medicinsk praxis, utan också på dess miljöpåverkan. Varje bra klinisk prövning bör titta på effekterna av särskilda läkemedel på miljön. Saker vi måste ta itu med inom farmakomiljön är läkemedel och deras exakta koncentration i olika delar av miljön.

Farmakomiljön är ett specifikt område inom farmakologi och inte miljöstudier. Detta beror på att det handlar om läkemedel som kommer in genom levande organismer genom eliminering.

Ekofarmakovigilans

Läkemedelsövervakning är en ny vetenskapsgren som föddes 1960 efter förekomsten av talidomidkatastrofen. Talidomid är en teratogen och orsakade fruktansvärda fosterskador. Talidomidkatastrofen ledde till dagens tillvägagångssätt för läkemedelssäkerhet och rapportering av biverkningar.

Enligt EPA är farmakovigilans vetenskap som syftar till att fånga upp eventuella negativa effekter av läkemedel på människor efter användning. Ekofarmakovigilans är emellertid vetenskapen och verksamheten rörande upptäckt, bedömning, förståelse och förebyggande av negativa effekter av läkemedel i miljön som påverkar människor och andra djurarter. Det har blivit ett växande fokus bland forskare om läkemedlets inverkan på miljön. Under de senaste åren har vi kunnat se mänskliga läkemedel som upptäcks i miljön som oftast finns på ytvatten.

Vikten av ekofarmakovigilans är att övervaka läkemedels negativa effekter på människor genom miljöexponering. På grund av detta relativt nya vetenskapsområde utvecklar och förstår forskare kontinuerligt läkemedlets inverkan på miljön och dess risk för exponering för människor och djur. Miljöriskbedömning är ett regelverkskrav vid lansering av nya läkemedel. Denna försiktighetsåtgärd har blivit ett nödvändigt steg mot förståelse och förebyggande av negativa effekter av läkemedelsrester i miljön. Det är viktigt att notera att läkemedel kommer ut i miljön genom utsöndring av läkemedel efter användning av människor, sjukhus och felaktig avyttring av oanvända läkemedel från patienter.

Ekofarmakologi

Ekofarmakologi handlar om att kemikalier eller läkemedel kommer in i miljön på alla sätt och i alla koncentrationer som stör ekologins balans (ekosystem), som en konsekvens. Ekofarmakologi är ett brett begrepp som inkluderar studier av "PPCP" oavsett doser och sätt att komma in i miljön.

Geologin i ett karst akviferområde hjälper till med förflyttning av PPCP från ytan till grundvattnet. Relativt löslig berggrund skapar sinkhål, grottor och sjunkande strömmar som ytvatten lätt rinner in i, med minimal filtrering. Eftersom 25% av befolkningen får sitt dricksvatten från karst akviferer påverkar detta ett stort antal människor. En studie från 2016 av karst akviferer i sydvästra Illinois fann att 89% av vattenproven hade en eller flera PPCP mätt. Triklokarban (ett antimikrobiellt medel) var den PPCP som oftast upptäcktes, med gemfibrozil (ett kardiovaskulärt läkemedel) det näst vanligaste. Andra PPCP som detekterades var trimetoprim, naproxen, karbamazepin, koffein, sulfametoxazol och fluoxetin. Data tyder på att avloppsvatten från septiktank är en trolig källa till PPCP.

Öden för läkemedel i avloppsreningsverk

Avloppsreningsverk använder fysiska, kemiska och biologiska processer för att avlägsna näringsämnen och föroreningar från avloppsvatten.

Avloppsreningsverk (STP) arbetar med fysiska, kemiska och biologiska processer för att ta bort näringsämnen och föroreningar från avloppsvatten. Vanligtvis är STP utrustad med en initial mekanisk separation av fasta partiklar (bomullspinnar, trasa, hygienartiklar etc.) som förekommer i det inkommande vattnet. Efter detta kan det finnas filter som separerar finare partiklar som antingen förekommer i det inkommande vattnet eller utvecklas som en följd av kemisk behandling av vattnet med flockningsmedel.

Många STP inkluderar också ett eller flera steg av biologisk behandling. Genom att stimulera aktiviteten hos olika stammar av mikroorganismer fysiskt kan deras aktivitet främjas för att bryta ned det organiska innehållet i avloppsvattnet med upp till 90% eller mer. I vissa fall används också mer avancerade tekniker. De idag mest använda avancerade behandlingsstegen, särskilt när det gäller mikroföroreningar är

membran (som kan användas istället för den biologiska behandlingen),
ozonering ,
aktivt kol (pulveriserat eller granulerat),
UV -behandling ,
behandling med kaliumferrat och
sandfiltrering (som ibland läggs till som ett sista steg efter det ovan nämnda).

PPCP är svårt att avlägsna från avloppsvatten med konventionella metoder. Viss forskning visar att koncentrationen av sådana ämnen är ännu högre i vatten som lämnar växten än vatten som kommer in i växten. Många faktorer inklusive miljö -pH, säsongsvariation och biologiska egenskaper påverkar STP: s förmåga att ta bort PPCP.

En studie från 2013 av en dricksvattenreningsanläggning visade att av 30 PPCP mätt både vid källvattnet och på dricksvattenplatserna togs 76% av PPCP bort i genomsnitt i vattenreningsverket. Ozonering befanns vara en effektiv behandlingsprocess för avlägsnande av många PPCP. Det finns dock några PPCP som inte togs bort, till exempel DEET som används som myggspray, nonylfenol som är ett ytaktivt medel som används i tvättmedel, antibiotikumet erytromycin och herbiciden atrazin.

Flera forskningsprojekt pågår för att optimera användningen av avancerade avloppsreningstekniker under olika förhållanden. De avancerade teknikerna kommer att öka kostnaderna för avloppsreningen avsevärt. I ett europeiskt samarbetsprojekt mellan 2008 och 2012 utvecklades fyra avloppsreningsanläggningar för sjukhus i Schweiz , Tyskland , Nederländerna och Luxemburg för att undersöka eliminationsgraden av koncentrerat avloppsvatten med farmaceutiska "cocktails" med hjälp av olika och kombinerade avancerade behandlingstekniker . Speciellt den tyska STP vid Marienhospital Gelsenkirchen visade effekterna av en kombination av membran, ozon, pulveriserat aktivt kol och sandfiltrering. Men till och med maximalt installerad teknik kunde inte eliminera 100% av alla ämnen och särskilt radiokontrastmedel är nästan omöjliga att eliminera. Undersökningarna visade att beroende på de installerade tekniker kan behandlingskostnaderna för en sådan sjukhusvård anläggning vara upp till 5,50 € per m ² . Andra studier och jämförelser räknar med att behandlingskostnaderna ökar upp till 10%, främst på grund av energibehovet. Det är därför viktigt att definiera bästa tillgängliga teknik innan omfattande infrastrukturinvesteringar introduceras på bred basis.

Ödet för inkommande läkemedelsrester i STP är oförutsägbart. Vissa ämnen verkar mer eller mindre helt eliminerade, medan andra klarar de olika stegen i STP opåverkad. Det finns ingen systematisk kunskap till hands för att förutsäga hur och varför detta händer.

Läkemedelsrester som har konjugerats (bundna till en gallsyra) innan de utsöndras från patienterna kan genomgå avkonjugering i STP, vilket ger högre nivåer av fritt farmaceutiskt ämne i utloppet från STP än i det inkommande vattnet. Vissa läkemedel med stora försäljningsvolymer har inte detekterats i det inkommande vattnet till STP, vilket indikerar att fullständig metabolism och nedbrytning måste ha skett redan hos patienten eller under transport av avlopp från hushållet till STP.

Förordning

Förenta staterna

I USA har EPA publicerat regler för avloppsvatten för farmaceutiska tillverkningsanläggningar. EPA har också utfärdat regler om luftföroreningar för tillverkningsanläggningar.

EPA publicerade föreskrifter för farligt avfallshantering av läkemedel från vårdinrättningar 2019. Byrån studerade också avfallshantering för vårdinrättningar där oanvända läkemedel kan spolas i stället för att läggas i fast avfall, men utvecklade inte regler för avloppsvatten.

Det finns inga nationella föreskrifter för konsumenternas avfallshantering till avloppsreningsverk (det vill säga bortskaffat i avloppet). För att ta itu med läkemedel som kan finnas i dricksvatten, lade EPA under 2009 tre preventivmedel och ett antibiotikum till sin föroreningskandidatlista (CCL 3) för eventuell reglering enligt lagen om säkert dricksvatten .

År 2019 förbjöd USA: s Jungfruöar korallskadande solskyddsmedel, i en växande trend att försöka skydda korallrev .

Exempel

Blisterförpackningar

80% av pillerna i världen är förpackade med blisterförpackningar , vilket är den bekvämaste typen av flera skäl. Blisterförpackningar har två huvudkomponenter, "locket" och "blistret" (hålrum). Locket tillverkas huvudsakligen med aluminium (Al) och papper . The Cavity består av polyvinylklorid (PVC), polypropylen (PP), polyester (PET) eller aluminium (Al). Om användarna använder lämpliga avfallshanteringsmetoder kan alla dessa material återvinnas och de skadliga effekterna på miljön kan minimeras. Ett problem uppstår dock med felaktig avfallshantering antingen genom att bränna eller slängas som vanligt hushållsavfall.

Bränning av blisterförpackningar direkt förorsakar luftförorening av förbränningsprodukter av polypropen ([C ₃ H ₆ ] _n ), polyester ([C ₁₀ H ₈ O ₄ ] _n ), och polyvinylklorid ([CH ₂ CHCl] _n ). Förbränningsreaktionerna och produkterna från dessa kemikalier nämns nedan.

Grundkonfigurationen för blisterförpackningar

[C ₃ H ₆ ] _n + 9n / 2 O ₂ → 3n CO ₂ + 3n H ₂ O

[C ₁₀ H ₈ O ₄ ] _n + 10n O ₂ → 10n CO ₂ + 4n H ₂ O

[CH ₂ CHCl] _n + 2n O ₂ → n CO ₂ + n H ₂ O + n HCl + n CO

Även om polypropylen och polyester är skadligt för miljön beror den mest toxiska effekten på förbränning av polyvinylklorid eftersom det producerar saltsyra (HCl) som är irriterande i nedre och övre luftvägarna som kan orsaka negativa effekter på människor .

Kassering av blisterförpackningar som normalt avfall kommer att förbjuda återvinningsprocesser och så småningom ackumuleras i mark eller vatten, vilket kommer att resultera i jord- och vattenföroreningar eftersom biologiska nedbrytningsprocesser av föreningar som PVC, PP och PET är mycket långsamma. Som ett resultat kan ekologiskt skadliga effekter som störningar i livsmiljöer och rörelser ses. Förtäring av djuren påverkar utsöndringen av mag enzymer och steroidhormoner som kan minska matnings stimuli och kan också orsaka problem i reproduktion . Vid lågt pH kan aluminium öka lösligheten enligt följande ekvation. Som ett resultat kan de negativa effekterna av både akvatiska och markbundna ekosystem genereras.

2Al _(s) + 6H ⁺ → 2Al ³⁺ _(aq) + 3H ₂ _(g)

Genom att använda lämpliga avfallshanteringsmetoder kan allt tillverkningsmaterial av blisterförpackningar som PP, PE, PVC och Al återvinnas och de negativa effekterna på miljön kan minimeras. Även om syntesen av dessa polymerer är relativt enkel kan återvinningsprocessen vara mycket komplex eftersom blisterförpackningarna innehåller metaller och polymerer tillsammans.

Som det första steget i återvinning kan separering av Al och polymerer med användning av den hydrometallurgiska metoden som använder saltsyra (HCl) införlivas. Sedan kan PVC återvinnas med mekaniska eller kemiska metoder. Den senaste trenden är att använda biologiskt nedbrytbart , miljövänligt "bioplast" som också kallas som biopolymerer, såsom derivat av stärkelse , cellulosa , protein , kitin och xylan för farmaceutiska förpackningar, för att minska de fientliga effekterna på miljön.

Nagellack

I nagelsalonger kan anställda utsättas för dussintals kemikalier som finns i nagellack och nagellackborttagare. Nagellack har många ingredienser som anses vara giftiga, bland annat lösningsmedel, hartser, färgämnen och pigment. [1] I början av 2000 -talet började några av de giftiga komponenterna i nagellack ( toluen , formaldehyd och dibutylftalat ) ersättas med andra ämnen. En av de nya komponenterna var trifenylfosfat som är känt som ett hormonstörande mjukningsmedel. Nu finns många etiketter tillgängliga, inklusive inte bara 3-Free utan högre, till exempel 5-Free eller 12-Free. Det finns få studier om de möjliga hälsoresultaten av exponering för nagellack; dessa inkluderar hudproblem, andningssjukdomar, neurologiska störningar och reproduktionsstörningar.

Nagellacks bortagning

Nagellackborttagare har förmågan att komma in i vatten- och jordmassor efter att ha kommit in på deponier eller genom nederbörd, till exempel regn eller snö. På grund av acetonets höga flyktighet kommer dock det mesta som kommer in i vatten och mark att förångas igen och åter komma in i atmosfären. Inte alla acetonmolekyler kommer att avdunsta igen, och därför kommer en reaktion att inträffa när aceton förblir i vatten- eller jordmassorna. Nagellackborttagare avdunstar lätt eftersom acetons intermolekylära krafter är svaga. En acetonmolekyl kan inte lätt attrahera andra acetonmolekyler eftersom dess väten inte är något positiva. Den enda kraft som håller ihop acetonmolekyler är dess permanenta dipoler som är svagare än vätebindningar.

Nagellackborttagare innehåller aceton.

Eftersom nagellackborttagningsmedel är ett lösningsmedel, löses det upp i vatten. När aceton löses upp i vatten, binder det väte till vatten. Ju mer nagellackborttagare som kommer in i hydrosfären kommer att öka koncentrationen av aceton och sedan öka koncentrationen av lösningen som skapas när aceton och vatten bindas. Om tillräckligt med nagellackborttagare slängs kan den nå den dödliga dosnivån för vattenlevande organismer.

Nagellackborttagare kan också komma in i litosfären genom deponier och genom nederbörd. Det kommer dock inte att binda till jorden. Mikroorganismer i jorden kommer att bryta ned aceton. Konsekvensen av att mikroorganismer sönderdelar aceton är risken att det orsakar syreutarmning i vattendrag. Ju mer aceton som är lättillgängligt för nedbrytning av mikroorganismer leder till att fler mikroorganismer reproduceras och därmed syreutarmning eftersom fler mikroorganismer förbrukar det tillgängliga syret.

När nagellackborttagaren avdunstar kommer aceton in i atmosfären i gasfasen. I gasfasen kan aceton genomgå fotolys och nedbrytning till kolmonoxid, metan och etan. När temperaturen ligger mellan 100 - 350 grader Celsius inträffar följande mekanism:

(CH ₃ ) 2CO + hv → CH ₃ + CH ₃ CO

CH ₃ CO → CH ₃ + CO

CH ₃ + (CH ₃ ) 2CO → CH4 + CH2COCH ₃

2CH ₃ → C2H6

En andra väg som nagellackborttagare kan komma in i atmosfären reagerar med hydroxylradikaler. När aceton reagerar med hydroxylradikaler är dess huvudprodukt metylglyoxal. Metylglyoxal är en organisk förening som är en biprodukt av många metaboliska vägar. Det är en mellanliggande föregångare för många avancerade glykationsändprodukter , som bildas för sjukdomar som diabetes eller neurodegenerativa sjukdomar. Följande reaktion uppstår:

(CH ₃ ) 2CO + · OH → CH ₃ C (O) OH + · CH ₃

CH ₃ C (O) OH + · CH ₃ → CH ₃ C (O) COH + 3H +

Solskyddsmedel

Solskyddsmedel använder en mängd olika kemiska föreningar för att förhindra UV -strålning , som bensofenon , oktokrylen , oktinoxat , bland andra. Dessa kemiska föreningar påverkar korallrevens liv i olika stadier av deras liv och bidrar till korallblekning .

Väntande frågor

Finns det en temperatur vid vilken PPCP bränns och förstörs? Skulle de på så sätt elimineras när material görs till biokol ?
Finns det konstgjorda färgämnen som bryts ned under liknande förhållanden som PPCP och som kan användas som fullmakter i lågteknologiska experiment om hur man eliminerar PPCP?
Ultraviolett ljus är känt för att försämra PPCP. Hur länge skulle urinen behöva ligga i solen i transparenta flaskor för att förstöra PPCP: erna innan den används som gödningsmedel?
Gör jordmikrober utveckla eller utvecklas förmågan att bryta ner PPCPs över tid? Om en person som konsumerar ett läkemedel använder en torr toalett som avleder urinen , där urinen sprids i bördig jord bland växter, skulle mikroberna så småningom bryta ner denna kemikalie helt? Efter hur lång tid? Vilka typer av läkemedel skulle gå sönder snabbare och vilka långsammare?
Finns det typer av PPCP som inte kan komma in i växternas rötter eftersom deras molekyler helt enkelt är för stora?
När eteriska oljor extraheras från växter, skulle PPCP passera in i dem, stanna i grytan eller förstöras av värmen?

Se även

Referenser

Vidare läsning

Kümmerer K (2010). "Läkemedel i miljön" . Årlig granskning av miljö och resurser . 35 : 57–75. doi : 10.1146/annurev-miljö-052809-161223 . S2CID 29671379 .
Kumar RR, Lee JT, Cho JY (2012). "Öde, förekomst och toxicitet av veterinärmedicinska antibiotika i miljön". Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry . 55 (6): 701. doi : 10.1007/s13765-012-2220-4 . S2CID 83822536 .

externa länkar

"Hur man gör sig av med oanvända läkemedel" . Konsumentuppdateringar . US Food and Drug Administration. 2015-06-04.

Languages

In other projects