Podczas awarii kolektora „Czajka” w Warszawie wykazano, że wody Wisły poniżej miejsca zrzutu zawierały znacznie podwyższone stężenia wybranych farmaceutyków. Najwyższe stężenia odnotowano dla paracetamolu i ibuprofenu. Leki, które znajdujemy w wodzie, to lustro dla chorób cywilizacyjnych.

Leki w wodzie? Jak to w ogóle jest możliwe?

Prof. dr hab. Piotr Stepnowski, rektor Uniwersytetu Gdańskiego: Nie tylko w wodzie – w środowisku w ogóle. To zjawisko stosunkowo nowe. Choć pierwsze doniesienia sięgają lat siedemdziesiątych, to jednak można uznać, że ostatnie ćwierć wieku stanowiło kluczowy czas rozwoju badań w tym zakresie. W organizmie człowieka pozostaje zwykle tylko część przyjętej dawki leku. Reszta – w postaci niezmienionej lub jako metabolity – jest wydalana i trafia do ścieków komunalnych. Oczyszczalnie usuwają część tych substancji, ale nie wszystkie, dlatego pewien odsetek farmaceutyków przedostaje się do rzek, jezior, wód podziemnych, a dalej do mórz.

Od czego zależy, ile leku wchłoniemy?

Od właściwości konkretnej substancji czynnej oraz sposobu jej podania. Biodostępność wielu leków jest ograniczona – czasem organizm wykorzystuje tylko kilka–kilkanaście procent dawki. Pozostała część zostaje wydalona w formie niezmienionej lub nieznacznie zmodyfikowanej. Ponieważ leki statystycznie zażywane są przez populację człowieka w sposób ciągły, również ich dopływ do środowiska ma taki charakter. W efekcie w wodach, osadach dennych, glebie, a nawet w roślinach utrzymują się może niskie, ale stałe stężenia farmaceutyków.

Z obecności leków w wodzie zdajemy więc sobie sprawę od około 25 lat, czy to oznacza, że ciągle niewiele wiemy o tym problemie?

Przeciwnie – wiemy coraz więcej. Ilość informacji na temat narażenia na obecność leków jak i ich metabolitów w środowisku na całym świecie ciągle rośnie. Niemiecka Agencja Środowiska (Umwelt Bundesamt, UBA) jako pierwsza podjęła się próby uporządkowania tych danych w formie publicznie dostępnej bazy danych PHARMS-UBA (Database - Pharmaceuticals in the Environment). Raport tej agencji z 2021 roku obejmuje dane ponad dwóch tysięcy publikacji z ostatnich trzydziestu lat, jednoznacznie potwierdzających obecność leków i ich produktów przemian w 89 krajach. Łącznie wykryto niemal tysiąc różnego rodzaju substancji czynnych leków oraz ich produkty przemiany... Dane potwierdzają powszechne występowanie farmaceutyków w wodach powierzchniowych, gruntowych, ściekach, osadach oraz wodzie pitnej.

To raczej nie jest dobra wiadomość.

Rzeczywiście. Oznacza to, że wiele farmaceutyków jest względnie trwałych i może przemieszczać się na znaczne odległości. Ich naturalną cechą jest dobra rozpuszczalność w wodzie, co sprzyja transportowi w środowisku wodnym. W przeciwieństwie do klasycznych, hydrofobowych zanieczyszczeń organicznych, takich jak pestycydy chloroorganiczne czy wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, nie kumulują się silnie w tkance tłuszczowej organizmów czy w zawiesinach i osadach dennych, lecz pozostają w fazie wodnej. Warto jednak podkreślić, że mówimy o bardzo niskich stężeniach – rzędu nanogramów na litr, czyli miliardowych części grama w litrze wody.

Wydaje się niewiele.

Rzeczywiście są to ilości minimalne. Obrazowo: gdyby do dużego zbiornika wodnego wielkości Jeziora Wdzydzkiego, które ma objętość ok 200 miliardów litrów, wlać szklankę czystego leku – czyli około 200 gramów, uzyskujemy stężenie na poziomie 1 nanograma na litr. Problem polega jednak na tym, że leki projektuje się tak, by wywoływały efekt biologiczny przy bardzo niskich dawkach. Długotrwała ekspozycja organizmów wodnych nawet na takie stężenia może powodować subtelne, ale istotne skutki.

Na przykład?

Hormony estrogenne, takie jak etynyloestradiol, stosowane w antykoncepcji, mogą prowadzić do feminizacji samców niektórych gatunków ryb, zaburzeń rozrodu i spadku liczebności populacji. Antybiotyki z kolei, trafiając do środowiska, są oczywiście nadal bakteriobójcze, ale co gorsza sprzyjają rozwojowi lekooporności. W badaniach prowadzonych w osadzie czynnym oczyszczalni ścieków (m.in. Gdańsk-Wschód) obserwowaliśmy zwiększającą się obecność genów oporności na powszechnie stosowane tetracykliny.

Co to oznacza?

Geny te zawarte w małych fragmentach DNA, zwanych plazmidami, mogą przenosić się między bakteriami, co przyczynia się do narastania problemu antybiotykooporności również tych bakterii, które mogą być przyczyną chorób człowieka. Są też tzw. efekty niecelowe. Doskonałym przykładem jest tutaj diklofenak - powszechnie stosowany u ludzi jako skuteczny lek przeciwzapalny i przeciwbólowy, stanowi śmiertelne zagrożenie u ptaków, wywołując u nich poważne uszkodzenia nerek i prowadząc do ich szybkiej śmierci. Zadaje sobie pani pewnie pytanie jak ten lek trafił do ptaków? Chodzi o sępy – gatunek padlinożerny. W Indiach, Nepalu czy Pakistanie ze względów religijnych, chorego bydła nie poddaje się ubojowi – przez lata zamiast tego podawano mu środki łagodzące ból takie właśnie jak diklofenak. Gdy zwierzęta padły, ich ciała stawały się pokarmem dla sępów właśnie. Spożywając mięso zawierające diklofenak, ptaki ulegały masowym zatruciom w latach dziewięćdziesiątych. W efekcie populacja sępa bengalskiego zmniejszyła się aż o ponad 95 proc. i do dziś z trudem jest odtwarzana.

Jest więcej takich przykładów?

Nie aż tak wiele, ale te dotychczasowe powinny nas skłonić do refleksji, że mamy do czynienia z efektami, których na obecnym poziomie wiedzy często nie jesteśmy w stanie przewidzieć. Nie mówiąc już o mieszaninach tych substancji.

Pixabay

Czytałam o badaniu z magazynu “Science”, o tym, że młode łososie po kontakcie z klobazamem, czyli lekiem przeciwlękowym i przeciwdrgawkowym, szybciej pokonywały przeszkody w dotarciu do morza, co mogło być spowodowane nasileniem zachowań ryzykownych. Jednocześnie osłabiała się tendencja do tworzenia ławic, co zwiększało ryzyko ataku na drapieżników.

Bardzo subtelne efekty, prawda? To jeden z przykładów pośredniego zaburzenia równowagi ekologicznej. A skoro przy rybach jesteśmy warto dodać, że dodatkowym źródłem zanieczyszczeń są ich hodowle, gdzie leki przeciwpasożytnicze podaje się profilaktycznie – często w systemach przepływowych, co ułatwia ich rozprzestrzenianie.

Czy leki, które znajdujemy w wodzie, to lustro dla chorób cywilizacyjnych?

W pewnym sensie tak. W środowisku wykrywa się m.in. antydepresanty, leki obniżające ciśnienie jak beta-blokery czy beta-agoniści. Analiza ścieków bywa nawet wykorzystywana do monitorowania konsumpcji substancji psychoaktywnych – w weekendy w dużych miastach notuje się wyższe stężenia niektórych narkotyków.

Czy leki w wodzie mają wpływ na człowieka?

W wodzie pitnej stężenia farmaceutyków są jeszcze niższe – zwykle na poziomie ułamków nanograma na litr. Przy obecnych danych nie ma dowodów, by stanowiły bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia. To jednak obszar wymagający dalszych badań, zwłaszcza w kontekście długotrwałej ekspozycji i efektu mieszanin wielu substancji.

Czyli możemy czuć się bezpieczni?

Raczej jesteśmy na początku drogi. Większość badań koncentruje się dziś na wpływie leków na organizmy wodne.

A rolnictwo?

To istotne źródło emisji. Zwierzęta hodowlane, podobnie jak ludzie, wydalają część podanych leków. Substancje te trafiają do obornika, a następnie jako nawóz naturalny do gleby. W badaniach nad lekami z grupy sulfonamidów - silnych bakteriostatyków wykazaliśmy przed laty, że mogą one także przenikać do gleb, a następnie migrować do wód podziemnych, lub przemieszczać się wraz ze spływem powierzchniowym.

W końcu trafiają do Bałtyku.

Tak, zwłaszcza do strefy przybrzeżnej. Występują tam m.in. hormony, NLPZ-y, antybiotyki, antydepresanty, beta-blokery czy leki przeciwpasożytnicze. Różnice regionalne wynikają głównie z gęstości zaludnienia i lokalnych uwarunkowań.

A sytuacje awaryjne?

Podczas awarii kolektora „Czajka” w Warszawie wykazano, że wody Wisły poniżej miejsca zrzutu zawierały znacznie podwyższone stężenia wybranych farmaceutyków w porównaniu z wodą powyżej punktu zrzutu. Najwyższe stężenia, tym razem na poziomie mikrogramów na litr, a zatem o tysiąc razy więcej niż nanogramy na litr, odnotowano dla paracetamolu oraz dla ibuprofenu i diklofenaku. To już wartości znacznie wyższe, choć wciąż niższe od typowych dawek terapeutycznych. Na szczęście w tym przypadku zanieczyszczenia uległy rozcieńczeniu i biodegradacji na drodze kilkudziesięciu kilometrów w dół rzeki.

Awarie oczyszczalni „Czajka” w Warszawie w sierpniu 2019 i 2020 roku spowodowały zrzut do Wisły milionów metrów sześciennych nieoczyszczonych ścieków.

Jacek Ozdoba Twitter

Odchodząc od wątku awarii Czajki, dlaczego nowoczesne oczyszczalnie ścieków nie radzą sobie z całkowitym oczyszczeniem z leków?

Bo nie były projektowane z myślą o takich mikrozanieczyszczeniach. Co więcej, na przykład antybiotyki z definicji działają przeciw bakteriom – a to właśnie mikroorganizmy odpowiadają za procesy oczyszczania biologicznego. Nowoczesne technologie (np. ozonowanie, węgiel aktywny) są skuteczne, ale kosztowne i stosowane głównie tam, gdzie jest to konieczne, np. w przemyśle farmaceutycznym.

To kto powinien ponosić odpowiedzialność za to wszystko?

To problem systemowy. W Polsce należymy do europejskich liderów w spożyciu leków bez recepty. Potrzebna jest większa świadomość społeczna i racjonalne stosowanie farmaceutyków. Istotne jest także prawidłowe oddawanie przeterminowanych leków do aptek. Rola przemysłu to projektowanie tzw. „zielonych farmaceutyków”, które zachowują skuteczność, ale szybciej ulegają biodegradacji. Zachęcam do lektury niedawno przygotowanego w naszym zespole Raportu „Leki w środowisku – zagrożenia i wyzwania”, gdzie w bardziej szczegółowy sposób przybliżamy ten problem. Oczyszczalnie zaś powinny być sukcesywnie doposażone w technologie usuwania mikrozanieczyszczeń. W kontekście polityki ochrony wód należy podkreślić, że Unia Europejska przyjęła zaktualizowaną Dyrektywę o oczyszczaniu ścieków komunalnych, która obowiązuje od 1 stycznia 2025 r. To pierwsza tak kompleksowa reforma przepisów w tej dziedzinie od ponad 30 lat. Nowe regulacje wprowadzają obowiązek stosowania zaawansowanego, tzw. czwartego stopnia oczyszczania ścieków w celu usuwania mikrozanieczyszczeń, w tym farmaceutyków. Obowiązek ten obejmuje przede wszystkim oczyszczalnie o dużej skali. Wdrożenie tego poziomu oczyszczania będzie musiało nastąpić do roku 2045. Rozszerzono także zakres monitoringu o mikroplastiki i inne mniej typowe zanieczyszczenia. Kluczowe znaczenie ma również wdrożenie zasady „zanieczyszczający płaci”, zgodnie z którą producenci leków i kosmetyków mają współfinansować usuwanie mikrozanieczyszczeń. Zmiany te wyraźnie pokazują, że problem obecności leków w środowisku został uznany na poziomie unijnym za istotne wyzwanie regulacyjne i zdrowotne. Oznacza to przejście od etapu monitorowania zjawiska do systemowych działań, ograniczających emisję farmaceutyków do środowiska.

A jak do tego wszystkiego ma się zmiana klimatu?

Nie zwiększa bezpośrednio ilości leków w środowisku, ale wpływa na ich transport, rozkład i dystrybucję. Wyższe temperatury, czy zmiany przepływów, wód mogą modyfikować tempo degradacji i przemieszczania się związków chemicznych. W świecie dynamicznych zmian musimy uważnie monitorować nowe typy zanieczyszczeń – farmaceutyki są jednym z nich.

Prof. dr hab. Piotr Stepnowski
rektor Uniwersytetu Gdańskiego