Läkemedelsanvändningen är idag en naturlig del av våra liv och det moderna samhället. I Sverige används ca 1 200 aktiva substanser i medicinskt syfte, fördelat i ca 7 600 preparat. År 2004 såldes över 147 miljoner läkemedelsförpackningar.
Efter det att läkemedlen använts, utsöndras den aktiva substansen från kroppen. Huvuddelen av läkemedelsresterna kommer alltså ut i naturen via avloppsvattnet och det är avloppsreningsverkens (ARVs) förmåga att avlägsna läkemedel som avgör i vilken omfattning dessa når miljön.
Antibiotika, blodfettssänkare, smärtstillande, hormoner m m
Rapporter om fynd av läkemedelsrester i miljön blir allt vanligare och substanser från olika klasser av läkemedel har identifierats i både avloppsvatten, slam och i vattendrag. Det gäller t ex antibiotika, blodfettsänkare, smärtstillande medel, lugnande medel, könshormoner och antiinflammatoriska medel.
Om ekosystemen i dagsläget påverkas av läkemedel är okänt, men är föremål för debatt då läkemedel är designade för att vara biologiskt aktiva. De testsystem som idag används för att utreda ekotoxikologiska effekter är inte anpassade till att spegla vad som händer då läkemedel kontinuerligt når miljön i subterapeutiska koncentrationer. Situationen blir än mer komplicerad då man inser att det även rör sig om en cocktail av läkemedel, och även andra miljögifter, i våra avloppsvatten.
Reningseffektiviteten varierar
Idag pågår studier i många länder av olika ARVs förmåga att avlägsna läkemedelsrester. Tillgängliga resultat visar på nedbrytningsgrader från 0% till 100% och en del undersökningar av nästa generations reningsmetoder visar att dessa är lika bra (eller lika dåliga) på att bryta ner läkemedelsrester (Joss et al.).
Optimalt skall substanserna brytas ner i de olika reningsstegen, men en del läkemedel har visat sig vara helt opåverkade av dessa. En del läkemedel uppvisar, trots hög teoretisk vattenlöslighet, stark inbindning till partiklar och avlägsnas således från avloppsvattnet via slammet.
I nuläget är det inte möjligt att relatera läkemedlens kemiska egenskaper med hur de kommer att bete sig i ARV och läkemedel inom samma klasser uppvisar stora skillnader. I studier där t ex smärtstillande läkemedel undersökts i ARV har olika reningseffektivitet observerats (Lindquist et al.).
Antibiotika i fem reningsverk
I Sverige undersökte vi under 2002 och 2003 förekomst av 12 antibiotikasubstanser i inkommande och utgående vatten samt i rötat slam vid fem ARV. För att kunna bedöma eventuella skillnader i resultat så inkluderade vi ARV som var spridda geografiskt, var av varierande storlek samt hade vissa skillnader i avloppsreningsprocesserna.
Studien visade att sex antibiotikasubstanser förekom väldigt ofta vid samtliga fem ARV, däribland trimetoprim och två substanser ur gruppen fluorokinoloner. De uppmätta halterna av dessa sex substanser (avloppsvatten, ng/L och i slam, mg/kg torrsubstans) var snarlika, trots skillnaderna i ARVnas storlek och funktion. Resultaten pekade också på att vissa substanser, som t ex penicilliner och cefalosporiner, snabbt bryts ner.
I Umeås reningsverk passerade antibiotikan trimetoprim reningsprocessen utan att påverkas. Samma halter ut som in. Antibiotikan ciprofloxaxin däremot minskade starkt med rening och rötning och en stor andel - 77% - återfanns i det rötade slammet.
Massflöden av antibiotikasubstanser
Genom omfattande och upprepade provtagningar vid Umeås ARV så kunde vi efter kemisk analys följa förändringar i koncentrationer och massflöden för olika antibiotikasubstanser, bl a trimetoprim och ciprofloxacin, under avloppsvattenrening och rötning av slam.
Resultaten visar att dessa två substanser uppför sig olika i fråga om den grad de binds in till slam.
Lika mycket ut som in
Trimetoprim påverkades inte alls av de processer som ingår i avloppsreningen. Samma halter mättes upp i det inkommande och utgående vattnet! Trimetoprim återfanns endast i vattenprover filtrerade genom filter av 0.45 µm storlek med slutsats att den inte binder in till slam. Liknande studier i Schweiz har gett samma resultat, detta till trots att de ARV som ingick i studien har de kemiska och biologiska avloppsreningsstegen i omvänd ordningsföljd.
För ciprofloxacin blev bilden en annan, då den redan i det inkommande vattnet existerade både i löst form samt bundet till partiklar. Efter avloppsvattenrening och rötning av slam återfanns slutligen endast en liten andel i det utgående vattnet, medan det rötade slammet innehöll 80% av substansen i fråga. Även för ciprofloxacin överenstämmer resultaten med studier gjorda vid Schweiziska ARV.
Dessa två substanser visar återigen att reningseffektivitet inte kan kopplas till speciella läkemedelsklasser utan till specifika egenskaper hos den enskilda substansen.
Författare
:
Richard Lindberg
är Fil Dr och 1:e forskningsassistent inom området läkemedel och miljö, Miljökemi, Umeå Universitet. Finansierades av Formas under tiden som doktorand.
Jerker Fick
är Fil Dr och 1:e forskningsassistent inom området läkemedel och miljö, Miljökemi, Umeå Universitet.
Mats Tysklind
professor och projektledare för MCN, Marksaneringscentrum Norr, Umeå universitet, Miljökemi, 901 87 Umeå.
E-post:
mats.tysklind@chem.umu.se
Litteratur:
Apoteket AB (2005). Läkemedel och miljö. ISBN: 91-85574-54-6.
Joss et al. Water Research, 39, 2005, 3139-3152.
Niina Lindqvist et al. Water Research, 39, 2005, 2219-2228.
Richard Lindberg (2006), “Determination of antibiotics in the Swedish environment with emphasis on sewage treatment plants”. Doktorsavhandling Miljökemi, Kemiska institutionen, Umeå universitet.