Ксенобиотики в воде

12 октября 2022 года

Ксенобиотики (от греч. ξένος — чуждый и βίος — жизнь) — это группа веществ, биохимические свойства которых оказывают разрушительное действие на живые организмы. Большинство ксенобиотиков – рукотворного происхождения. Условно их можно разделить на три группы: продукты хозяйственной деятельности человека, вещества бытовой химии и лекарственные средства. Попадая в окружающую человека среду, ксенобиотики накапливаются в высоких концентрациях и, соприкасаясь с организмом человека (или животных), вызывают изменения на уровне генных структур, биохимических процессов.

Ксенобиотики могут стать причиной:

• наследственных изменений
• пониженного иммунитета
• аллергических реакций
• группы специфических заболеваний, вызванных токсинами ртути, свинца, кадмия
• нарушений обмена веществ
• канцерогенеза (развития раковых опухолей)

Вода и воздух — жизненно важные ресурсы человечества, от которых зависит здоровье и долголетие людей. И хотя Россия не относится к странам, испытывающим водный дефицит, вопросы пригодности воды для питья из централизованных источников водоснабжения продолжают беспокоить россиян.

Мы начинаем серию публикаций, посвящённых загрязнению воды, которые подготовила наш эксперт Татьяна Еременко.

Часть 1. Общие сведения

Лекарства в питьевой воде — случайность или печальная закономерность
Как лекарства и их метаболиты попадают в воду
Как находят лекарства в воде и какие чаще всего
В чём опасность присутствия фармацевтических препаратов в воде

Часть 2. Питьевая вода и медикаменты. Проблемы и решения

Краткие выводы
Введение
Исторический экскурс и позиция ВОЗ по мониторингу фармацевтических препаратов в питьевой воде
Как решается проблема новых загрязнителей питьевой воды в мире
Какова концентрация и что осталось за кадром?

Часть 3. Какую воду пьют в России

О качестве питьевой воды
Какие виды загрязнителей воды бывают
Нормативные документы по воде
Как контролируется качество питьевой воды и кто за это отвечает
Домашние способы снижения содержания ксенобиотиков в питьевой воде
Качество воды в России по оценке Роспотребнадзора
В чем заключается опасность несоблюдения санитарно-гигиенических норм
Про интерактивную карту контроля качества питьевой воды в России
Как узнать качество воды у себя дома

Лекарства в питьевой воде — случайность или печальная закономерность

В феврале 2022 года Йоркский университет, один из ведущих научных учреждений Англии, опубликовал результаты своего глобального исследования уровня фармацевтического загрязнения 258 рек по всему миру, в том числе и России. Они мониторили наличие в реках 61 лекарственного препарата. И в четверти исследованных рек выявили широко распространённые лекарства в потенциально опасных концентрациях. Найти полученные данные можно на сайте проекта.

Пресные воды рек — это, помимо всего прочего, источники питьевой воды. Загрязнение их лекарственными средствами может повлиять на качество питьевой воды. Сегодня лекарственные вещества и их метаболиты обнаруживаются в воде в достаточно небольших количествах, не способных повлиять на её органолептические свойства: запах, вкус и внешний вид. Их относят к новым загрязнителям вместе с пестицидами, поверхностно-активными веществами из моющих средств, микропластиком и прочими. На сегодняшний день пока нет научно доказанных фактов непосредственного ущерба здоровью людей от присутствия в питьевой воде малых концентраций медикаментов. Однако их количество продолжает неуклонно расти в источниках водоснабжения по всему миру.

Метаболизм лекарственного средства в организме человека — это совокупность различных химических превращений действующего вещества препарата, преимущественно в печени, с целью его инактивации и выведения из организма. Образующиеся при этом соединения называются метаболитами. Подробнее про метаболизм конкретного препарата можно найти в разделе фармакокинетика в инструкции к его применению из справочника, например, VIDAL.

Доказано, что фармакологические загрязнители, наряду с другими, накапливаются в воде в локальной гидробиоте, затем в более крупных, в том числе и промысловых видах рыб. Другими словами, лекарства, как и другие стойкие органические загрязнители, могут возвращаться к нам с продуктами питания уже в значимо более высоких концентрациях вследствие эффекта биоаккумуляции. Кроме того, метаболиты некоторых лекарств могут реагировать с другими загрязнителями или хлором, применяемым для обеззараживания воды, образуя новые соединения разного класса опасности для здоровья. Регулярное воздействие на здоровье людей лекарств в сверхмалых дозах из питьевой воды требует дальнейшего изучения. Решать эту проблему нужно уже сегодня и делать это системно.

Как лекарства и их метаболиты попадают в воду

Главная причина — это недостаточная очистка сточных вод перед их возвращением в окружающую среду. В сточные воды лекарственные средства попадают на каждом этапе их жизненного цикла, начиная с разработки институтами и организациями новых лекарств, последующего масштабного производства фармацевтическими предприятиями, реализацией (в первую очередь через аптеки) и использованием их конечными потребителями: медицинскими лечебными учреждениями, сельским хозяйством и населением в целом.

Ещё в 2013 году Генеральный секретарь ООН Пан Ги Мун, выступая на Водном саммите в Будапеште, заявил, что "примерно 80% глобальных сточных вод из населённых пунктов или промышленных источников сбрасываются неочищенными". Через 7 лет в отчёте Всемирного банка речь идёт о всё тех же 80% неочищенных сточных вод, то есть глобально очищать стоки лучше так пока и не начали.

Поэтому и проблема снижения "лекарственной нагрузки" на водоёмы требует комплексного подхода. Возьмём самый простой шаг. К примеру, до сих пор не все задумываются, как правильно утилизировать просроченные медикаменты из домашней аптечки. А между тем, согласно СанПиН 2.1.3684-21 "Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий" непригодные лекарственные средства относят к классу "Г" опасные отходы (п. 157 главы X). В этот класс входят токсические вещества, представляющие опасность для здоровья человека и окружающей среды. Здесь и батарейки, и ртутные градусники, также требующие ответственной утилизации. При этом в России до сих пор нет централизованного сбора просроченных лекарств или других медицинских отходов от населения. У нас нет процедуры, позволяющей сдать такую "просрочку" в аптеки, как в странах ЕС, или реализовать ещё пригодные медикаменты самостоятельно тем, кто в них нуждается. Пока в РФ медицинскими отходами от населения занимаются экологические движения. В крупных городах лекарства можно сдать в специальных пунктах, часто платно. Учитывая все эти сложности, большинство людей по-прежнему выбрасывает просроченные медикаменты в мусорное ведро, или выливает в унитаз.

Проблема экологически безопасной утилизации фармацевтических субстанций на всех этапах жизненного цикла лекарственного препарата не решена до сих пор ни в одной стране. Как следствие, прогрессивно растут риски фармацевтического загрязнения окружающей среды, а в частности, источников водоснабжения.

Как находят лекарства в воде и какие чаще всего

Возможность определять в пробах воды фармакологические препараты в следовых количествах (различные лекарственные средства и их метаболиты) появилась с середины 1990-х, когда разработали высокочувствительные и селективные методы исследования — хроматографию, хромато-масс-спектрометрию и спектроскопию.

Ниже перечислены примеры классов лекарственных препаратов, обнаруженных в водных объектах различных стран.

• Антибактериальные: ципрофлоксацин, триметоприм, эритромицин, сульфаметоксазол.
• Гормоны: 17b эстрадиол, эстриол, эстрон.
• Нестероидные противовоспалительные средства (НПВС): напроксен, диклофенак, индометацин, кетопрофен.
• Антидепрессанты: сертралин, флуоксетин, циталопрам, норфлуоксетин.
• Противоэпилептические средства: карбамазепин.

На сегодняшний момент в России нет собственной базы статистических данных о степени загрязнения фармпрепаратами водных источников в различных регионах. Однако на содержание ксенобиотиков, в том числе лекарственных препаратов, исследовались источники водоснабжения Москвы. В 2009-2013 годах этим занималась группа учёных под руководством Г.М. Баренбойма. В процессе этой работы обнаружили 170 органических соединений, для большей части которых не установлены значения ПДК, в том числе "49 действующих веществ лекарственных средств, 11 вспомогательных веществ лекарственных форм, 43 метаболита известных лекарственных веществ и 5 соединений, входящих в состав витаминных комплексов и биологически активных добавок".

В 2016-2019 годах задачу мониторинга природных источников водоснабжения Московского региона выполнили молодые учёные под руководством М.А. Козловой, что опять показало наличие в них полномасштабного "коктейля из лекарств".

В чём опасность присутствия фармацевтических препаратов в воде

Все лекарства предназначены для того, чтобы вызывать биологический ответ при очень низких дозах. Они изначально разрабатываются достаточно стойкими, чтобы добраться до своих мишеней - точек приложения и оказать лечебное действие. Всё это означает, что у лекарств может быть высокий потенциал воздействия на окружающую среду.

Даже в сверхмалых концентрациях фармакологические субстанции негативно влияют на здоровье местных обитателей водоёмов. Гормоны и антидепрессанты в воде меняют репродуктивное поведение у некоторых видов мелких рыб, что может отразиться на всей пищевой цепи в конкретных пресных источниках, приведя к снижению популяции промысловых рыб. А это уже угроза пищевой безопасности для конкретных регионов.

Антибиотики — это самые эффективные препараты в борьбе с бактериальными инфекциями. Так в России в 2015 году населением было использовано 915,65 тонн противомикробных средств. В животноводстве их потребление по-прежнему высоко во всех странах. Нынешняя пандемия Covid-19 способствовала резкому увеличению использования лекарств, особенно антибиотиков.

В конечном итоге, все использованные антибактериальные средства в виде метаболитов и остаточного количества исходных веществ оказываются в сточных водах, а затем в своей большей части в водных источниках.

При воздействии малых доз антибиотиков у микроорганизмов развивается устойчивость к антибактериальным средствам. Об этом подробно — в нашем материале. Растущая устойчивость бактерий к антибиотикам — это одна из наиболее серьёзных угроз здоровью человечества, согласно ВОЗ. Заболевания, вызванные такими патогенами, устойчивыми к разнообразным противомикробным препаратам, лечить трудно и дорого. При этом прогноз часто неблагоприятный.

По данным ООН "от лекарственно-устойчивых заболеваний ежегодно умирают 700 тысяч человек, из них 230 тысяч — от туберкулёза с множественной лекарственной устойчивостью". Прогнозируется, что к 2050 году устойчивость к антибиотикам может вызывать до 10 миллионов смертей в год.