Лекарственные препараты как потенциальные загрязнители водной среды
Автор: Петрухина А.Н., Ларионов Е.А., Ларионова В.М.
Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 12-3 (87), 2023 года.
Бесплатный доступ
В настоящей статье сделан краткий обзор проблем, возникающих в связи с загрязнением окружающей среды лекарственными препаратами. Производство и потребление лекарств и биологически активных добавок неуклонно растет, и всё большее их количество попадает во внешнюю среду. Несмотря на незначительные концентрации, фармакологически активные вещества, вспомогательные вещества и продукты их деструкции могут оказывать сильное влияние на живые организмы. Загрязнению подлежат, прежде всего, водные объекты. В публикации рассматриваются вопросы, связанные с загрязнением окружающей среды такими лекарственными средствами как парацетамол и диклофенак. Одним из направлений решения проблемы лекарственного загрязнения является повышение уровня контроля над состоянием природных объектов, что в свою очередь может достигаться расширением спектра химических и физико-химических методов и методик, позволяющих обнаруживать и идентифицировать органические ксенобиотики.
Лекарственное загрязнение, органические ксенобиотики, фармполлютанты, окружающая среда, экологическая проблема
Короткий адрес: https://sciup.org/170202019
IDR: 170202019 | DOI: 10.24412/2500-1000-2023-12-3-16-19
Текст научной статьи Лекарственные препараты как потенциальные загрязнители водной среды
В настоящее время загрязнение сточных вод и водоемов лекарственными средствами перерастает в глобальную экологическую проблему для многих стран. Высокий рост производства и потребления лекарственных препаратов ведет к их неизбежному попаданию во внешнюю среду. Данный вид загрязнения оказывает негативное влияние на флору и фауну, а также на здоровье человека. Поскольку самым значимым показателем, который характеризует гигиеническую и экологическую безопасность среды обитания всего человечества планеты, а также окружающей среды, является качество природных вод, то важно контролировать процессы, влияющие на их качество [1, 2].
Результаты различных исследований практически во всех странах показывают, что остатки лекарственных средств обнаруживаются повсеместно [3]. Процесс попадания лекарств во внешнюю среду практически невозможно контролировать, так как количество выбросов постоянно растет и, прежде всего, они попадают в воду. Поэтому в настоящее время широко исследуется вопрос загрязнения гидросферы фармполлютантами [3].
Источников попадания лекарств в окружающую среду достаточно много. Во-первых - это неиспользованные лекарственные препараты, препараты с истекшим сроком годности, которые выбрасываются в составе бытового мусора или сливаются в канализацию. Во-вторых, физиологические выделения человека. Чаще всего препараты не полностью всасываются в организме, а выводятся практически в виде исходных соединений. Также лекарственные вещества, попадая в сточные воды, способны образовывать соединения, которые обладают большой токсичностью [4, 5].
Очистные сооружения не всегда способны эффективно удалять остатки фармацевтических препаратов из сточных вод, поэтому они попадают в реки и водоемы. Важно, чтобы присутствие лекарственных средств в питьевой воде было исключено, поэтому необходимо усовершенствовать уже существующие методы очистки природных вод, а также создавать новые и эффективные методы [6, 7].
Одними из самых широко используемых анальгетиков являются парацетамол и диклофенак, которые относятся к нестероидным противовоспалительным препаратам.
Согласно масштабному исследованию Йоркского университета, одним из наиболее встречающихся препаратов в реках являлся парацетамол, концентрация которого оказалась достаточна высока. Данный препарат обнаруживался в 75% исследований, вследствие своей высокой устойчивости и широкого применения. Известно, что около 50-60% парацетамола, попавшего в организм, выводится через мочевыделительную систему и попадает в сточные воды [8]. Во время проведения исследования забор воды осуществлялся в 1052 местах: в крупных городах и небольших населенных пунктах, а также в различных климатических зонах. Наиболее часто парацетамол в сточных водах обнаруживался в странах Южной Африки, США, Франции, Испании и Канаде [8]. Москва же находится на 78ом месте по нахождению в сточных водах различных активных фармацевтических субстанций, в том числе и парацетамола.
Таким образом, интенсивное производство и потребление фармацевтических препаратов приводит к их постоянному попаданию в природную среду, тем самым загрязняя ее. Внедрение новых и эффективных способов очистки природных вод значительно улучшит экологическую ситуацию в мире, которая связана с загрязнением гидросферы фармполютантами.
Поиск в окружающей среде лекарственных средств, их метаболитов и продуктов их физико-химического взаимодействия.
Современные физико-химические методы позволяют определять содержание лекарственных средств в природных объектах, например, в воде, в концентрациях до нг/мл [9, 10]. Это, прежде всего, различные варианты газовой и жидкостной хроматографии с масс-селективным детектированием, с последующей проверкой полученных данных по библиотекам спектров [9, 10, 11]. Однако следует отметить, что перечисленные методы не являются широкодоступными, а обслуживание оборудования может быть связано с большими материальными затратами и требует высокой квалификации персонала.
В связи с этим напрашивается вывод о том, что необходимо разрабатывать новые методы и методики разделения, концентрирования и идентификации интересующих исследователя веществ.
Компоненты лекарств (как активное начало, так и вспомогательные вещества), попадая во внешнюю среду, могут претерпевать значительные изменения под влиянием ультрафиолетового излучения, влаги, pH, температуры, бактерий и т.д. Возможно протекание различных химических реакций с компонентами среды.
Известны нормативные документы, регламентирующие изучение стабильности лекарственных средств [12]. Так, например, исследование стабильности в Государственной фармакопее Российской Федерации ХIV издания регламентируется в ОФС.1.1.0009.18. Некоторые из таких испытаний предполагают создание таких условий, что химическая деструкция или физические изменения происходят в ускоренном режиме.
В то же время для разрешения вопросов, связанных с опасностью лекарственного загрязнения, важна информация не только о стабильности лекарственного средства и вспомогательных веществ, но и о веществах, образующихся в результате физико-химических процессов и о влиянии
Таким образом, поведение органических соединений под влиянием многих факторов внешней среды во многих случаях можно моделировать в лабораторных условиях. Такого рода данные могут быть весьма полезны в поиске органических ксенобиотиков в природных объектах и при решении многих вопросов по защите окружающей среды.
таких веществ на живые организмы.
Список литературы Лекарственные препараты как потенциальные загрязнители водной среды
- Баренбойм, Г.М. Загрязнение водных объектов Подмосковья лекарствами, их метаболитами и другими ксенобиотиками с фармакологической активностью: проблемы и пути решения / Г.М. Баренбойм, М.А. Чиганова // Вестник РАЕН. - 2014. - Т. 14, № 2. -С. 97-103.
- Власов, А.В. Применение сорбционных и мембранных методов в процессах водоочистки от диклофенака / А.В. Власов, А.П. Вергун // Известия Томского политехнического университета. - 2007. - Т. 310, № 1. - С. 134-137.
- Гетьман, М.А. Лекарственные средства в окружающей среде / М.А. Гетьман, И.А. Наркевич // Ремедиум. - 2013. - № 2. - С. 50-54.
- Козлова, М.А. Лекарственное загрязнение природных и сточных вод: методы очистки и результаты исследования / М.А. Козлова // Экологический Вестник Северного Кавказа. - 2020. - Т. 16, № 1. - С. 77-80.
- Никифорова, В.А. Особенности влияния фармацевтических средств на окружающую среду / В.А. Никифорова, А.С. Ашихин // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. - 2021. - Т. 1. - С. 243-245.
- Баренбойм, Г.М. Загрязнение поверхностных и сточных вод лекарственными препаратами / Г.М. Баренбойм, М.А. Чиганова // Вода: химия и экология. - 2012. - № 10(52). -С. 40-46.
- Самойленко, Н.Н. Загрязнение муниципальных вод фармацевтическими препаратами и их производными / Н.Н. Самойленко, И.А. Ермакович // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2013. - Т. 4, № 10 (64). - С. 8-11.
- Pharmaceutical pollution of the world's rivers / J.L. Wilkinson, A.B.A. Boxall, R.A. Marchant [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2022. - Vol. 119, № 8. - P. e2113947119. - DOI 10.1073/pnas.2113947119.
- Баренбойм, Г.М. Оценка биологической опасности органических ксенобиотиков / Г.М. Баренбойм, М.А. Чиганова, А.В. Аксенов // Методы оценки соответствия. - 2011. -№ 7. - С. 28-33.
- Баренбойм, Г.М. Особенности загрязнения поверхностных водных объектов компонентами лекарственных средств / Г.М. Баренбойм, М.А. Чиганова, И.В. Березовская // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. - 2014. - № 3. - С. 131-141.
- Ельцова, Н.О. Аналитические методы исследования стабильности фармацевтических композиций и совместимости их компонентов / Н.О. Ельцова, Г.Б. Голубицкий, Е.В. Будко // Журнал аналитической химии. - 2014. - Т. 69, № 10. - С. 1011. - DOI 10.7868/S0044450214100065.
- Основные подходы к изучению стабильности лекарственных средств: отечественный и международный опыт / И.В. Сакаева, Н.Д. Бунятян, Е.Л. Ковалева [и др.] // Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. - 2013. - № 3. - С. 8-11.