Według danych opublikowanych przez KMPG oraz PMR przemysł farmaceutyczny jest obecnie jednym z najszybciej rozwijających się gałęzi przemysłowych w skali światowej i jest odporny na niekorzystne zmiany związane z globalnym kryzysem finansowym [1, 2]. Biorąc pod uwagę kryterium wielkości sprzedaży leków, Polska plasuje się na szóstym miejscu w Unii Europejskiej, natomiast pod względem dynamiki rozwoju w latach 2007-2008 znalazła się na drugim miejscu w rankingu krajów członkowskich. Spośród najczęściej kupowanych grup lekowych wyróżnia się leki przeciwbólowe dostępne bez recepty, które stanowią około 34% ogólnego rynku farmaceutycznego [1].

Różne grupy konsumentów
    Producenci farmaceutyków znajdują wielu odbiorców na swoje wyroby. Istotnymi partnerami koncernów farmaceutycznych, zainteresowanymi kupnem tego rodzaju substancji są apteki, szpitale, ośrodki zdrowia, a także rosnąca grupa pojedynczych konsumentów, dzięki ofercie szerokiej gamy leków dostępnych bez recepty, tzw. OTC (z ang. over the counter). Ważną grupę nabywców stanowią również gospodarstwa rolne, handlowe (np. rybne), gdzie wykorzystywane są w dużych ilościach antybiotyki i środki przeciwpasożytnicze [3].

Droga leków
    Ładunek zanieczyszczeń lekowych i ich metabolitów, pochodzący od indywidualnych konsumentów, dostarczany jest do oczyszczalni ścieków w postaci ścieków komunalnych. Często także zdarza się, że niespożyte, przeterminowane leki są spuszczane w toaletach.
    Tradycyjne oczyszczalnie ścieków nie radzą sobie ze skutecznym usuwaniem substancji lekowych, czego dowodzą badania naukowe. Poza tym nie mają nawet takiego obowiązku narzuconego im odpowiednim prawodawstwem, ponieważ w UE i w Polsce brak jest uwarunkowań prawnych w tym aspekcie.[4] Wiele grup leków i ich metabolitów wbudowuje się w szlam ściekowy, który również stanowi niebezpieczeństwo ekologiczne. Często bowiem jest on wykorzystywany do rekultywacji terenów bądź jako nawóz w gospodarstwach rolnych. Niewielki procent tych ścieków stanowią szamba przydomowe, które niewłaściwie eksploatowane mogą przesiąkać do gleby i wód podziemnych.
    Niebagatelną rolę w powiększaniu stężenia pozostałości farmaceutyków i ich metabolitów w środowisku stanowią szpitale, zakłady dentystyczne oraz ośrodki weterynaryjne. Odpady medyczne i niewykorzystane farmaceutyki są transportowane na składowiska odpadów. Niewłaściwie zabezpieczone mogą przedostawać się do gleby i wód gruntowych [3]. Leki wykorzystywane przez rolników bądź w gospodarce hodowlanej podawane są zwierzętom prewencyjnie, w celu zabezpieczenia ich przed ewentualnymi chorobami. Mogą one przedostawać się do środowiska wodnego wraz ze spływem powierzchniowym z pól uprawnych lub poprzez bezpośrednią aplikację antybiotyków do wody (jak np. w przypadku stawów rybnych).
    Pewien niewielki, jednak znaczący z punktu widzenia środowiskowego, procent dodatkowej porcji leków może pochodzić z infiltracji wód z okolic cmentarzy oraz obszarów nielegalnej produkcji i wywozu leków [3].

Niczym bumerang
    Warto zauważyć, że zarówno formy przetworzone leków, jak i ich struktury pierwotne nie ulegają całkowitej redukcji w procesach biologicznych [5, 6]. Powoduje to odprowadzanie do odbiorników podczyszczonych ścieków zawierających różne dawki niezidentyfikowanych leków, które nie pozostają obojętne dla środowiska wodnego. Mikroorganizmy w swoich komórkach kumulują farmaceutyki, przez co dochodzi do nieodwracalnych zmian w ich funkcjonowaniu bądź nawet do utraty życia. Leki hormonalne (m.in. estrogeny) wpływają na układ rozrodczy samców, doprowadzając do ich bezpłodności bądź do skrajnie przeciwnego zjawiska – wytwarzania ikry.
Obecność tych substancji wpływa także na zahamowanie rozwoju zarodków, co oznacza jednocześnie zmniejszenie populacji danego gatunku.
    Odbiornikami ścieków są często wody powierzchniowe służące jako źródło wody pitnej dla ludzi. Obecność w wodzie resztek niebiodegradowalnych leków powoduje ponowne ich spożycie, co może działać na organizm jak mikroszczepionka. Oznacza to, że regularne dostarczanie danego typu leków może prowadzić do odporności na daną substancję [5, 7, 8].

Z punktu prawa
    Niewątpliwie problem leków występuje nie tylko w Polsce, ale i w krajach na całym świecie. Biologiczne metody oczyszczania ścieków są skuteczne w usuwaniu leków przeciwbólowych (np. ibuprofenu, aspiryny, ponad >90%). Większy problem stanowią natomiast grupy antybiotyków oraz leki hormonalne, które oprócz opornej biodegradacji powodują wiele zmian w morfologii komórek oraz funkcjonowaniu mikroorganizmów żyjących w środowisku wodnym [9, 10, 11].
    Obecnie poszukiwanie skutecznej metody wykorzystującej mikroorganizmy osadu czynnego w walce z narastającą falą spożycia leków jest wyzwaniem dla naukowców z całego świata. W celu bliższego poznania ich funkcjonowania eksperymenty badawcze przeprowadza się w różnych warunkach m.in. temperatury, wieku osadu czynnego, w reaktorach napowietrzanych, częściowo bądź całkowicie pozbawionych tlenu, w dzień, jak i w nocy [12].
    Zarówno prawodawstwo polskie, jak i europejskie nie sporządziły jeszcze żadnych dokumentów normujących dopuszczalne stężenia określonych farmaceutyków dostarczanych do oczyszczalni ścieków. Niepokojący wydaje się być ciągły przyrost produkcji farmaceutyków oraz brak skutecznych metod ich usuwania ze środowiska. Powinno to wymusić potrzebę opracowania regulacji prawnych zwracających uwagę na rosnący problem konsumpcji i produkcji leków. Ponadto powinny zostać określone krytyczne stężenia substancji lekowych, pozwalające zachować bezpieczne ich wartości, które nie będą dokonywały zmian w funkcjonowaniu całego środowiska przyrodniczego [4].

Literatura

1. KPMG i PMR: Polski rynek farmaceutyczny. Kondycja i perspektywy rozwoju do 2011 roku w opinii największych firm farmaceutycznych, 2008.
2. http://www.rynekaptek.pl/polityka-lekowa/gus-rosnie-konsumpcja-lekow-w polsce.3760.html.
3. Hyungkeun R., Nethra S., Fuman Z., Chang-Ping Y., Justin S., Kung-Hui Ch., Biodegradation potential of wastewater micropollutants by ammonia-oxidizing bacteria, Chemosphere, 77(8), 2009, 1084-1089.
4. Kruszelnicka I., Ginter-Kramarczyk D., Zembrzuska J., Wpływ leków na stan środowiska - Aspekty prawne, Wodociągi – Kanalizacja, 7-8 (89-90)/ 2011.
5. Felis E., Miksch K., Sikora J.: Występowanie i możliwości usuwania farmaceutyków w Polsce, materiały konferencyjne, VII Ogólnopolska Sesja Popularnonaukowa,,, Środowisko a zdrowie – 2005”, Częstochowa, 2-3 czerwca 2005.
6. Yu C-P., Chu K– H., Occurrence of pharmaceutical and personal care products along the West Prong Little Pigeon River in east Tenessee, USA, Chemosphere, 2009, 75(10), 1281-1286.
7. Hyungkeun R., Nethra S., Fuman Z., Chang-Ping Y., Justin S., Kung-Hui Ch., Biodegradation potential of wastewater micropollutants by ammonia-oxidizing bacteria, Chemosphere, 77(8), 2009, 1084-1089.
8. Yu C.-P., Roh H., Chu K.-H.: 17β-Estradiol-Degrading Bacteria isolated from Activated Sludge, Environment Science Technology, 41, 2007, 486-492.
9. Heberer T.: Occurrence, fate and removal of pharmaceutical residues in the aquatic environment: a review of recent research data, Toxicology Letters 131, 2002, 5–17.
10. Kraigher B., Kosjek T., Heath E., Kompare B., Mandic-Mulec I.: Influence of pharmaceutical residues on the structure of activated sludge bacterial communities in wastewater treatment bioreactors, Water Research, 42, 2008, 4578-4588.
11. Yi T.: Sorption and biodegradation of pharmaceutical compounds in biological wastewater treatment process, 2007
12. Kujawa-Roeleveld K., Schuman E., Grotenhuis T., Kragić D., Mels A., Zeeman G.: Biodegradability of human pharmaceutically active compounds (PhAC) in biological systems treating source separated wastewater streams, New Sanitation Concepts and Models of Governance. Wageningen, the Netherlands, 19 - 21 May, 2008.

Artykuł został opublikowany w magazynie "Ochrona Środowiska" nr 5/2012

Autorzy: dr inż. Izabela Kruszelnicka, dr inż. Dobrochna Ginter-Kramarczyk Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska

Źródło fot.: www.photogenica.pl