Гигиенические проблемы фармацевтического загрязнения окружающей среды сточными водами медицинских организаций

Введение. К числу существенных гигиенических проблем относится загрязнение поверхностных и подземных вод лекарственными средствами и их производными, которые попадают в окружающую среду в условиях фармацевтического производства, при применении лекарственных средств в медицинской и ветеринарной практике, а также при неправильной утилизации неиспользованных или просроченных препаратов.

Цель исследования – оценка объёмов и состава сбросов лекарственных средств со сточными водами медицинских организаций с позиций потенциального риска загрязнения окружающей среды.

Материалы и методы. Использованы верифицированные сведения о применении лекарственных средств в стационарных отделениях трёх крупных лечебно-профилактических медицинских организаций Таганрога за период 2016–2021 гг. При обработке данных использовали специализированное программное обеспечение собственной разработки и профессиональный пакет статистических программ IBM SPSS Statistics (Statistical Package for Social Science) version 19.0.

Результаты. Результаты оценки объёмов и структуры лекарственных средств и их производных, попадающих в общегородскую канализационную систему, свидетельствуют о потенциальном риске фармацевтического загрязнения вод Таганрогского залива Азовского моря. С учётом полученных результатов исследования информативными индикаторами фармацевтического загрязнения водной среды при ведении социально-гигиенического мониторинга является содержание антибиотиков (цефтриаксон и ципрофлоксацин), нестероидных противовоспалительных средств (метамизол натрия и ибупрофен), а также гормональных средств (преднизолон).

Ограничения исследования. Исследование носит пилотный характер для определения приоритетных показателей фармацевтического загрязнения водной среды.

Заключение. Подтверждена актуальность количественного определения фармацевтического загрязнения водных объектов при ведении социально-гигиенического мониторинга, в том числе изучения антибиотикорезистентности индикаторных микроорганизмов и оценки эффективности применяемых на очистных канализационных сооружениях технологий.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Марченко Б.И. – концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, написание текста;
Дерябкина Л.А. – сбор и обработка материала, редактирование;
Назарянц А.А. – сбор и обработка материала, редактирование.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Поступила: 16.06.2024 / Принята к печати: 03.12.2024 / Опубликована: 31.03.2025

1. Баренбойм Г.М., Чиганова М.А. Загрязнение природных вод лекарствами. М.: Наука; 2015. https://elibrary.ru/ucvzwi

2. Новикова Ю.А., Маркова О.Л., Фридман К.Б. Основные направления минимизации рисков здоровью населения, обусловленных загрязнением поверхностных источников питьевого водоснабжения лекарственными средствами. Гигиена и санитария. 2018; 97(12): 1166–70. https://elibrary.ru/vqbsob

3. Рахманин Ю.А., Онищенко Г.Г. Гигиеническая оценка питьевого водообеспечения населения Российской Федерации: проблемы и пути рационального их решения. Гигиена и санитария. 2022; 101(10): 1158–66. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-10-1158-1166 https://elibrary.ru/hkiarc

4. Савостикова О.Н., Мамонов Р.А., Тюрина И.А., Алексеева А.В., Николаева Н.И. Ксенобиотики и продукты их трансформации в сточных водах (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2021; 100(11): 1218–23. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-11-1218-1223 https://elibrary.ru/fivvue

5. Махмудова О.А., Хазиахметова В.Н. Проблема лекарственного загрязнения окружающей среды: обзор литературы. Ремедиум. 2023; 27(1): 76–80. https://doi.org/10.32687/1561-5936-2023-27-1-76-80 https://elibrary.ru/nypglu

6. Козлова М.А. Исследование лекарственного загрязнения водных объектов в зонах сброса сточных вод городов и промышленных предприятий. Вода: химия и экология. 2019; (3-6): 30–6. https://elibrary.ru/kahufv

7. Мезрин Н.М., Абрамова А.А., Дягелев М.Ю., Исаков В.Г. Оценка специфических загрязнений в составе городских сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. 2022; (7): 34–41. https://doi.org/10.35776/VST.2022.07.05 https://elibrary.ru/mzbrva

8. Gwenzi W., Selvasembian R., Offiong N.A.O., Mahmoud A.EL.D., Sanganyado E., Mal J. COVID-19 drugs in aquatic systems: a review. Environ. Chem. Lett. 2022; 20(2): 1275–94. https://doi.org/10.1007/s10311-021-01356-y

9. Журавлёв П.В., Хуторянина И.В., Марченко Б.И. Барьерная роль очистных сооружений канализации в отношении санитарно-показательных и патогенных бактерий, паразитарных агентов на примере южной зоны России. Гигиена и санитария. 2021; 100(10): 1070–6. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-10-1070-1076 https://elibrary.ru/rmypum

10. Загайнова А.В., Журавлёв П.В., Морозова М.А., Седова Д.А., Грицюк О.В., Панькова М.Н. и др. Барьерная роль очистных сооружений в обеззараживании сточных вод в отношении E.сoli, обобщённых и общих колиформных бактерий. Гигиена и санитария. 2022; 101(5): 479–86. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-5-479-486 https://elibrary.ru/nwxqec

11. Barenboim G.M., Kozlova M.A. Pollution of sources of drinking water supply of large cities with pharmaceuticals (the example of Moscow, Russia). Water Resources. 2018; 45(6): 941–52. https://doi.org/10.1134/S0097807818060039

12. Bouzas-Monroy A., Wilkinson J.L., Melling M., Boxall A.B.A. Assessment of the Potential Ecotoxicological Effects of Pharmaceuticals in the World’s Rivers. Environ. Toxicol. Chem. 2022; 41(8): 2008–20. https://doi.org/10.1002/etc.5355

13. Laws M., Shaaban A., Rahman K.M. Antibiotic resistance breakers: current approaches and future directions. FEMS Microbiol. Rev. 2019; 43(5): 490–516. https://doi.org/10.1093/femsre/fuz014

14. Ажогина Т.Н., Скугорева С.Г., Аль-Раммахи А.А.К., Гненная Н.В., Сазыкина М.А., Сазыкин М.А. Влияние поллютантов на распространение генов устойчивости к антибиотикам в окружающей среде. Теоретическая и прикладная экология. 2020; (3): 6–14. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-3-006-014 https://elibrary.ru/crcfgv

15. Christaki E., Marcou M., Tofarides A. Antimicrobial Resistance in Bacteria: Mechanisms, Evolution, and Persistence. J. Mol. Evol. 2020; 88(1): 26–40. https://doi.org/10.1007/s00239-019-09914-3

16. Журавлев П.В., Панасовец О.П., Алешня В.В., Казачок И.П., Черногорова Т.Н., Деревякина Е.И. Антибиотикорезистентность бактерий, выделенных из воды открытых водоемов. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2015; (5): 24–6. https://elibrary.ru/uchpkp

17. Пай Г.В., Ракитина Д.В., Сухина М.А., Юдин С.М., Макаров В.В., Мания Т.Р. и др. Изучение связи маркеров антибиотикорезистентности с маркерами вирулентности у NDM-положительных штаммов Klebsiella pneumoniaе, циркулирующих в различных водах и локусах человека. Гигиена и санитария. 2021; 100(12): 1366–71. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-12-1366-1371 https://elibrary.ru/jtomnc

18. Пай Г.В., Ракитина Д.В., Панькова М.Н., Федец З.Е., Мания Т.Р., Загайнова А.В. Сравнительная оценка патогенного потенциала энтерококков, выделенных от здоровых людей и из сточных вод. Гигиена и санитария. 2023; 102(12): 1272–80. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-12-1272-1280 https://elibrary.ru/ksnjpx

19. Тюмина Е.А., Бажутин Г.А., Картагена Гомез А.д.П., Ившина И.Б. Нестероидные противовоспалительные средства как разновидность эмерджентных загрязнителей. Микробиология. 2020; 89(2): 152–68. https://doi.org/10.31857/S0026365620020135 https://elibrary.ru/rpddxn

20. Kołecka K., Gajewska M., Caban M. From the pills to environment – prediction and tracking of non-steroidal anti-inflammatory drug concentrations in wastewater. Sci. Total. Environ. 2022; 825(1): 153611. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153611

21. Rastogi A., Tiwari M.K., Ghangrekar M.M. A review on environmental occurrence, toxicity and microbial degradation of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs (NSAIDs). J. Environ. Manage. 2021; 300(6): 113694. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113694

22. Park M.J., Chae J.P., Woo D., Kim J.Y., Bae Y.C., Lee J.Y., et al. Ibuprofen-induced multiorgan malformation during embryogenesis in Xenopus laevis (FETAX). Biochem. Biophys. Res. Commun. 2024; 703: 149565. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2024.149565

23. Попова А.Ю., Кузьмин С.В., Гурвич В.Б., Козловских Д.Н., Романов С.В., Диконская О.В. и др. Информационно-аналитическая поддержка управления риском для здоровья населения на основе реализации концепции развития системы социально-гигиенического мониторинга в Российской Федерации на период до 2030 года. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2019; (9): 4–12. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2019-318-9-4-12 https://elibrary.ru/tzkwsa

24. Попова А.Ю., Кузьмин С.В., Зайцева Н.В., Май И.В. Приоритеты научной поддержки деятельности санитарно–эпидемиологической службы в области гигиены: поиск ответов на известные угрозы и новые вызовы. Анализ риска здоровью. 2021; (1): 4–14. https://doi.org/10.21668/health.risk/2021.1.01 https://elibrary.ru/envzjr

25. Рахманин Ю.А., Леванчук А.В., Копытенкова О.И. Совершенствование системы социально–гигиенического мониторинга территорий крупных городов. Гигиена и санитария. 2017; 96(4): 298–301. https://elibrary.ru/ykuqgx

26. Козлова М.А., Гальвидис И.А., Буркин М.А. Особенности лекарственного загрязнения водных объектов-источников питьевого водоснабжения Москвы (на примере некоторых антибиотиков). Метеорология и гидрология. 2020; (8): 87–91. https://elibrary.ru/iqjwtd

27. Лыков И.Н. Фармацевтическое загрязнение окружающей среды. Проблемы региональной экологии. 2020; (3): 23–7. https://elibrary.ru/zfjjcd

28. Алсовэйди А.К.М., Караваева О.А., Гулий О.И. Методы и подходы для определения антибиотиков. Антибиотики и химиотерапия. 2022; 67(1–2): 53–61. https://doi.org/10.37489/0235-2990-2022-67-1-2-53-61 https://elibrary.ru/sekfzi

29. Song Z., Ma Y.L., Li C.E. The residual tetracycline in pharmaceutical wastewater was effectively removed by using MnO2/graphene nanocomposite. Sci. Total. Environ. 2019; 651(Pt. 1): 580–90. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.240

30. Ribeiro A.R., Sures B., Schmidt T.C. Cephalosporin antibiotics in the aquatic environment: A critical review of occurrence, fate, ecotoxicity and removal technologies. Environ. Pollut. 2018; 241: 1153–66. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.06.040

31. Gunnarsson L., Snape J.R., Verbruggen B., Owen S.F., Kristiansson E., Margiotta-Casaluci L., et al. Pharmacology beyond the patient – the environmental risks of human drugs. Environ. Int. 2019; 129: 320–32. https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.04.075

32. Лыков И.Н., Кусачева С.А., Сафронова М.Е., Логинова А.Ю. Загрязнение окружающей среды фармацевтическими препаратами. Экология и промышленность России. 2020; 24(8): 51–5. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-8-51-55 https://elibrary.ru/feprtc

33. Zheng W., Wen X., Zhang B., Qiu Y. Selective effect and elimination of antibiotics in membrane bioreactor of urban wastewater treatment plant. Sci. Total Environ. 2019; 646: 1293–303. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.07.400

34. Козлова М.А. Лекарственное загрязнение природных и сточных вод: методы очистки и результаты исследования. Экологический вестник Северного Кавказа. 2020; 16(1): 77–80. https://elibrary.ru/azrnvn