Environmental Challenges of Pharmaceuticals: Persistence and Accumulation in Ecosystems

Technické články | 2024 | ALS Europe | ALS Czech RepublicInstrumentace
LC/MS, LC/MS/MS
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce

Význam tématu


Farmaceutické látky představují v životním prostředí nové organické mikroznečišťující látky charakterizované vysokou biologickou aktivitou i při nízkých koncentracích. Jejich široké použití v humánní a veterinární medicíně, ale i v krmivech pro hospodářská zvířata, vede k perzistenci a bioakumulaci v povrchových a podzemních vodách. Konvenční čistírny odpadních vod nejsou schopny tyto sloučeniny plně odstranit, což ohrožuje kvalitu pitné vody a přispívá k šíření antimikrobiální rezistence.

Cíle a přehled studie


Článek z EnviroMail™ No. 21/2024 se zaměřuje na:
  • analýzu zdrojů farmaceutické kontaminace v životním prostředí,
  • hodnocení účinnosti mechanicko-biologické úpravy odpadních vod,
  • souhrn evropské legislativy týkající se monitoringu a odstranění farmaceutik.

Studie kombinuje literární přehled s výsledky měření z výzkumných projektů ALS Laboratories.

Použitá metodika a postupy


Pro hodnocení koncentrací farmaceutik před a po čištění byly odebírány vzorky odpadních vod standardních municipálních čistíren. Analytická metoda zahrnovala:
  • extrakci stopových organických látek z vodních vzorků,
  • vysoce výkonnou kapalinovou chromatografii spojenou s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS),
  • multireziduální přístup pro simultánní stanovení více než 100 sloučenin a jejich metabolitů.

Použitá instrumentace


Všechny analýzy byly provedeny na LC-MS/MS přístrojích, které zajišťují:
  • vysokou citlivost a selektivitu,
  • nízké meze stanovení v řádu ng/l až µg/l,
  • vysokou reprodukovatelnost a přesnost měření.

Hlavní výsledky a diskuse


Výzkum ukázal, že:
  • některé analyty (např. běžné antibiotika a antiepileptika) dosahují odstranění až 80–90 %,
  • farmaceutika navržená pro legislativní monitoring vykazují nižší průměrné odstranění kolem 20 %,
  • nejvíce problematické jsou polarita a stabilita metabolitů, jež ztěžují jejich retenční a analytické vlastnosti.

Tabulka 1 legislativně vymezených 12 farmaceutik (antibiotika, antidepresiva, betablokátory, diuretika, hormony, psycholeptika aj.) definuje povinnost dosáhnout minimálně 80 % odstranění do roku 2045 pro čistírny nad 150 000 ekvivalentních obyvatel.

Přínosy a praktické využití metody


Multireziduální LC-MS/MS metoda umožňuje komplexní monitoring farmaceutik v různých typech vod. Praktické přínosy zahrnují:
  • plnění požadavků evropské legislativy na kontrolu mikroznečišťujících látek,
  • optimalizaci provozu čistíren odpadních vod,
  • zajištění bezpečnější pitné vody a minimalizaci rizika šíření antimikrobiální rezistence.

Budoucí trendy a možnosti využití


Vývoj směruje k:
  • pokročilým oxidačním procesům, membránovým technologiím a bioremediaci,
  • rozšířenému ne-cílenému screeningovému přístupu (high-resolution MS) k identifikaci nově vznikajících kontaminantů,
  • integrovaným systémům pro sledování rezistence mikroorganismů v reálném čase.

Závěr


Farmaceutika v životním prostředí představují rostoucí výzvu vyžadující kombinaci analýzy, legislativních opatření a moderních čisticích technologií. Multireziduální LC-MS/MS metody poskytují spolehlivý nástroj pro monitoring a podklad pro optimalizaci procesů s cílem ochránit ekosystémy i veřejné zdraví.

Reference


  1. Jarvela, M. et al. Removal efficiency of pharmaceuticals in WWTPs. Journal of Hazardous Materials. 2009. DOI:10.1016/j.jhazmat.2009.10.100
  2. European Parliament legislative resolution P9_TA(2024)0222 on wastewater treatment directive revision.
  3. Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council 52022PC0540 on monitoring of micropollutants in water.
  4. Commission Implementing Decision (EU) 2022/679 establishing watch list for surface water monitoring.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

The Steroid Hormones Determination in Water
Screening and Identification of Emerging Contaminants in Wastewater Treatment Plant Effluents Using UHPLC/Q-TOF MS and an Accurate Mass Database and Library
CENAKVA - Research Program 2
Going Green
Going Green
2019|ELGA LabWater|Technické články