Znečištění vody léčivy: Hrozba pro životní prostředí a lidské zdraví

Bez vody se nedá žít. To není jen otřepaná fráze, ale čirá pravda. A protože doby, kdy voda byla tak čistá, že se každý pocestný mohl bez obavy napít z potůčku, jsou už minulostí, musíme si dávat pozor, co pijeme.

Znečištění vody se čím dál více skloňuje v médiích, protože má závažné následky a měli bychom se mu snažit vyhnout. Ministerstva životního prostředí a zemědělství ČR proto pečlivě monitorují stav a příčiny znečištění vody přímo u nás v Česku.

Úroveň ochrany vod před znečištěním se nejčastěji hodnotí podle vývoje produkovaného a vypouštěného znečištění. Důležité je, že pokud v těchto ukazatelích došlo k poklesu znečištění o tak výrazné procento, jsme na dobré cestě a voda je znečištěná méně, než bývala.

Zdroje znečištění vody

Co tedy znečišťuje vodu? Města a obce, průmyslové závody, objekty soustředěné zemědělské živočišné výroby… Nejčastější zdroje tohoto znečištění jsou především čistírny odpadních vod, ale i odpad z domácností a továren, zemědělské hospodaření, atmosférické látky a erozní splachy z povrchu.

Výrazným zdrojem kontaminace vody u plošného znečištění jsou látky obsazené v hnojivech, které se běžně používají při zemědělství. Havarijní znečištění je únik závadných látek do vody při nějaké havárii (jako například tanker, ze kterého unikne ropa do moře). Havárie jsou nejvíce způsobené dopravou a nejčastěji unikají ropné látky, odpadní vody, a chemické látky.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Na kvalitu odtékajících vod mají sice vliv také přírodní podmínky, ale především je závislá na znečištění, které způsobují lidé. Zastavení nebo omezení některých velkých průmyslových výrob významně snížilo znečištění z bodových zdrojů. Omezení a modernizace průmyslových výrob, které měly v 80. letech výjimky z dodržování tehdejšího zákona o vodách, přinesly mimořádně rychlý pokles znečištění ropnými látkami.

Množství látek vypouštěných do vodních toků klesá a jakost povrchových vod se zlepšuje. U většiny významných vodních toků lze v dlouhodobém vývoji kladně hodnotit posun z kategorií IV.-V. třídy, kde byly počátkem devadesátých let, do třídy I.-III., kam se dostaly během posledních let.

Podle některých ukazatelů (BSK5, CHSKcr, NL) jsou naše povrchové vody čistší, narůstá však znečišťování látkami, které se odstraňují hůře (např. rozpuštěnými anorganickými solemi, specifickými polutanty či PPCP - Pharmaceutics and Personal Care Products). Závažné je zatížení fosfáty a anorganickým dusíkem, které pocházejí ze zemědělství i z domácností (zejména z pracích prášků).

Příznivý vliv na kvalitu vod má zvyšování počtu čistíren, které umožňují denitrifikaci a nitrifikaci či chemické srážení fosforu. Kvalita povrchových vod se od počátku devadesátých let zásadně zlepšila, stále se však v některých řekách vyskytují znečišťující látky v nebezpečných koncentracích, které tyto toky řadí do páté, tedy nehorší třídy jakosti vod.

Na našem území máme mnoho malých obcí bez čistíren odpadních vod, jež vypouštějí znečištěné vody přímo do vodních toků. Stále se potýkáme s eutrofizací stojatých vod. Z minulých úspěchů se nemůžeme příliš radovat a musíme pokračovat v úsilí za zvyšování kvality našich vodních zdrojů.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Léčiva jako specifický polutant

Léčiva představují chemicky různorodou a stále se rozšiřující skupinu látek, které jsou hojně používány jak v humánní, tak i veterinární medicíně. Většina léčiv je v organismu metabolizována částečně, následkem čehož se v životním prostředí vyskytuje jak původní léčivo, tak jeho metabolity.

Hlavním zdrojem kontaminace životního prostředí léčivy a jejich metabolity jsou odpadní vody (domácnosti, nemocnice, farmaceutický průmysl), neboť čistírny odpadních vod si s těmito mikropolutanty často neumějí poradit a propouštějí je dále do životního prostředí, a to nejen prostřednictvím vyčištěné odpadní vody, vypouštěné do recipientu, ale i prostřednictvím čistírenských kalů, jež jsou aplikovány na půdu jako hnojivo, stejně tak jako kejdy/hnoje. Léčiva a jejich metabolity mohou být následně transportována až do zdrojů pitné vody.

Společnost ALS Czech Republic, s.r.o. se již řadu let věnuje monitoringu léčiv v životním prostředí. V roce 2022 provedla společnost ALS Czech Republic ve 21 vybraných českých městech monitoring výskytu léčiv a jejich metabolitů v pitné vodě. Průměrná sumární koncentrace léčiv v testovaných vodách byla 0,36 µg/l, přičemž nejvyšší koncentrace ve vzorku byla 1,64 µg/l. V průměru bylo v každé vodě detekováno 5 léčiv, nejvíce pak 12 léčiv ve vzorku. Nejčastěji detekovaným léčivem byl metformin, který by nalezen v 18 z 21 testovaných vod. Tato léčivá látka se využívá při terapii diabetu.

Český kras je rovněž oblastí citlivou na znečištění vodních zdrojů. Obecně jsou zaznamenány vysoké hodnoty emisí fosforu a dusíku přímo na čistírnách odpadních vod nebo pod nimi. Zejména vysoké hodnoty emisí fosforu ve formě rozpustných fosforečnanů (P-PO4), které přímo souvisí s pokročilou eutrofizací a degradací recipientu. V poslední rovině jsou ekonomické možnosti investorů a provozovatelů.

Příčiny a následky znečištění vody

Naše společnost však dělá pravý opak, a proto je důležité si uvědomit hlavní příčiny znečištění vody a jaké jsou jeho následky:

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Hlavní příčiny znečištění vody:

• Zemědělství: Zemědělský sektor je největším spotřebitelem globálních sladkovodních zdrojů. Po celém světě je zemědělství hlavní příčinou degradace vody. Pokaždé, když prší, splachují se hnojiva, pesticidy a živočišný odpad z farem, s čímž unikají i patogeny a viry do našich vodních cest. Znečištění živinami způsobené přebytkem dusíku a fosforu ve vodě nebo ve vzduchu je celosvětově největší hrozbou pro kvalitu vody a způsobuje především rozkvět řas, z nichž mnohé mohou být nebezpečné.
• Kanalizace a odpadní vody: OSN uvádí, že více než 80 procent světových odpadních vod proudí zpět do životního prostředí, aniž by byly čištěny nebo znovu použity; v některých nejméně rozvinutých zemích dosahuje toto číslo až k 95 %. Podle odhadů některých odborníků však stárnoucí a snadno přemožené systémy čištění odpadních vod, s kterými v současnosti lidstvo pracuje, také každoročně uvolňují jen v USA více než 850 miliard galonů nezpracované odpadní vody.
• Znečištění ropou: Na titulních stránkách mohou dominovat velké skvrny, ale spotřebitelé představují drtivou většinu znečištění ropou v našich mořích, včetně ropy a benzínu, které denně kapají z milionů osobních a nákladních automobilů. Kromě toho téměř polovina z odhadovaného 1 milionu tun ropy, která se každoročně dostane do mořského prostředí, nepochází z úniků tankerů, ale z pozemních zdrojů, jako jsou továrny, farmy a města.
• Radioaktivní látky: Radioaktivní odpad je jakékoli znečištění, které emituje záření nad rámec toho, co je přirozeně uvolňováno prostředím. Generuje ho těžba uranu, jaderné elektrárny a výroba a testování vojenských zbraní. Dále také jako univerzity a nemocnice, které používají radioaktivní materiály pro výzkum a medicínu.

Následky znečištění vod:

• Lidské zdraví: Znečištění vody zabíjí. Vodou přenosné patogeny ve formě bakterií a virů způsobujících choroby z lidského a zvířecího odpadu jsou hlavní příčinou nemocí z kontaminované pitné vody. Mezi nemoci šířené nebezpečnou vodou patří cholera, giardia a tyfus. I plavání může představovat riziko. Čím dál méně vod je totiž vhodných ke koupání.
• Životní prostředí: Poškození kteréhokoli z těchto organismů může způsobit řetězový efekt a narušit celé vodní prostředí. Když znečištění vody způsobí rozkvět řas v jezeře nebo mořském prostředí, šíření nově zavedených živin stimuluje růst rostlin a řas, což zase snižuje hladinu kyslíku ve vodě. Tento nedostatek kyslíku, známý jako eutrofizace, dusí rostliny a zvířata a může vytvářet „mrtvé zóny“, kde jsou vody v podstatě bez života. Chemické látky a těžké kovy z průmyslových a komunálních odpadních vod také kontaminují vodní toky. Mořské ekosystémy jsou také ohroženy mořskými úlomky, které mohou zvířata uškrtit, udusit a vyhladovět.

Specifické organické polutanty a ČOV

Současná společnost, masivně ovlivněna reklamou na farmaceutické přípravky, používá léčiva a další prostředky osobní péče v hojné míře. Látky, které lidské tělo v různé podobě přijme, přemění, využije a následně i vylučuje, odcházejí společně se splaškovými odpadními vodami na ČOV, kde dochází k jejich částečnému odstraňování, či přeměně. Látky, které biocenóza aktivovaného kalu nedokáže eliminovat, pak následně nejen ovlivňují vodní prostředí, ale mohou kontaminovat i zdroje pitné vody.

U průmyslových zdrojů je znečištění proměnlivé podle momentálního provozu, ale předvídatelné a kontrolovatelné, a likvidace znečištění je obecně vymahatelná s tím, že náklady se jasně projeví v ceně výrobků. Na rozdíl od starých časů jsou dnes ve vyčištěných komunálních odpadních vodách vedle dusíku a fosforu narůstajícím problémem specifické organické polutanty, zejména ze skupiny PPCP (Pharmaceuticals and Personal Care Products), tj. kosmetika, zázračné úklidové prostředky, doplňky stravy a zejména farmaka.

Spektrum farmak nacházené v našich řekách se významně mění ze dvou nezávislých důvodů - stále se zavádějí do používání nové látky a stále se zlepšují analytické metody a rozsah sledování. Povětšině jsou to látky lidstvu obecně prospěšné, které nelze zakázat ani významně omezit.

Pro standardní ČOV skutečně můžeme roční produkci podělit 365 dny a počítat s tím, že ČOV vypouštějí poměrně stabilní denní kvantum standardně vyčištěné odpadní vody po celý rok. To ovšem přitéká do významně proměnlivých toků/recipientů, s aktuální teplotou vody odpovídající sezonnímu cyklu (0,2-22 °C) a s průtokem odpovídajícím navíc srážkovým situacím.

Za dlouhodobého nadsezonního sucha se ale podíl odpadní vody v celkovém průtoku zvyšuje významněji a mění se charakter vodního toku. Vedle tradičního faktoru znečištění přistupuje další faktor, pozitivní a zatím opomíjený: pitná voda je do obce přivedena „odjinud“, takže vypouštění z ČOV reálně obohacuje recipient o vodu.

V ČR bylo v roce 2016 94,7% obyvatel napojeno na veřejné vodovody a 85,5 % napojeno na veřejnou kanalizaci, resp. 82,2 % na kanalizaci s mechanicko-biologickou čistírnou odpadních vod, kterých je evidováno 2597.

Z výsledků zpracovaných plyne, že za dlouhodobého sucha existuje řada ČOV, jejichž vypouštění činí velký až zásadní podíl na reálném průtoku v profilech vypouštění. Týká se to velkých i malých ČOV a stejně tak větších i menších vodních toků.

Negativní vliv - významné zvýšení znečištění recipientu: Relativně stálý odtok z komunálních ČOV je jednak ředěn podstatně nižším množstvím původní vody v toku a jednak je vypouštěn do hydromorfologicky změněného koryta/ekosystému, zatíženého sníženou termální stabilitou atd., jak je popsáno výše. Obecně může dojít i k dlouhodobému poškození říčních ekosystémů, spojenému s obtížemi při stanovení ekologického stavu vodních útvarů pro účely Rámcové směrnice pro vodní politiku ES.

Vypouštění čištěných odpadních vod do toků za dlouhodobého sucha lze interpretovat, jednak jako vážné zatížení jakosti vody a obecně říčního ekosystému v korytě již obecně postiženém suchem, jednak jako posílení průtoku přísunem ze vzdálených zdrojů pitné vody.

Za dlouhodobého hydrologického sucha mohou vypouštěné čištěné odpadní vody významně negativně ovlivnit jakost vody a stav ekosystémů v úsecích pod vypouštěním, a to i v případech, kdy jsou plněny všechny současné platné limity. Pro kritické úseky toků lze zkoumat možnosti „havarijního“ intenzivního čištění.

Výzkum a nové technologie

Hlavními znečišťujícími látkami, takzvanými polutanty, byly v minulosti především toxické kovy a různé polychlorované bifenyly. V poslední době se ale objevují nové chemické sloučeniny, které mohou negativně ovlivňovat zdraví člověka i stabilitu celých ekosystémů. Jedná se zejména o farmaka, chemikálie pro osobní potřebu lidí či pesticidy. Přítomnost těchto sloučenin v životním prostředí může způsobit problémy při rozmnožování živočichů včetně člověka.

Čističky odpadních vod nebo technologie na čištění pitné vody zabezpečují, že kvalita vypouštěných odpadních vod a pitné vody odpovídá kritériím, která stanovuje zákon. Existují ale nové nebezpečné látky, které zatím nikdo nesleduje, a současné zákony jejich přítomnost ve vodě nijak neupravují.

Na to navazuje výzkum, který mapuje výskyt širokého spektra cizorodých látek ve vodních ekosystémech, odhaluje hlavní zdroje znečištění a studuje, jestli mohou dané látky ovlivňovat vodní organismy v koncentracích, které výzkumníci v životním prostředí nalézají. Zároveň se i podílejí na vývoji efektivnějších čistírenských technologií.

Na rozdíl od většinového přístupu, kdy odborníci sledují nejvíce používané léky, vědci na Univerzitě Umea ve Švédsku použili metodu, která zahrnuje nejen spotřebu, ale také fyzikálně-chemické vlastnosti všech účinných složek obsažených v lécích. Po několika kolech výběru zůstalo na seznamu asi 120 sloučenin. A tento seznam byl na počátku výzkumu, který v roce 2008 zahájil během svého pobytu na univerzitě ve Švédsku Mgr.

V Laboratoři environmentální chemie a biochemie Jihočeské univerzity mohou stanovit přibližně 150 farmak, 75 pesticidů a jejich metabolitů (produktů látkové výměny), 30 drog a jejich metabolitů včetně nových syntetických preparátů a dalších látek, které se dostávají odpadními vodami do životního prostředí. Rozvojem této metody dosáhli vodňanští vědci dramatického snížení nákladů i času na provedení analýzy.

Laboratoř environmentální chemie a biochemie na Fakultě rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity sleduje výskyt cizorodých látek ve vodních ekosystémech a zkoumá jejich vliv na organismy. Pozornost zaměřuje také na hodnocení vlivu vybraných zdrojů znečištění na vodní prostředí včetně působení na vodní organismy, hodnotí kontaminace ryb vyskytujících se ve volných vodách i v chovech. Pracoviště se podílí na národních programech biomonitoringu, které koordinuje Český hydrometeorologický ústav.

Příkladem, který dokládá, jak je tato metoda aplikovatelná v praxi, je mezinárodní studie vedená Norským ústavem pro výzkum vody (NIVA), zaměřená na detekci drog v odpadních vodách a výpočty jejich spotřeby. Účastníky studie byli i badatelé z Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské univerzity. Porovnávali spotřebu nelegálních drog v devatenácti evropských městech na základě analýzy odpadních vod, které přitékají do čistíren. Výzkumníci odebírali vzorky z českobudějovické čistírny.

Zásadní problém je už to, že vlastně nevíme, co všechno do vody vypouštíme. Ve větším měřítku se vyrábí a používá více než sto tisíc chemických sloučenin a o většině z nich nemáme žádná data o jejich vlivu na lidi a životní prostředí. Navíc jak vlivem fyzikálních, tak i bakteriálních procesů dochází k jejich přeměně na další látky, o nichž také nevíme nic. Nepříjemná překvapení jsou tedy pravděpodobná.

Dnes jsou technologické postupy limitovány pouze náklady. Odstranění většiny nežádoucích látek z odpadní vody je možné, ale v našich podmínkách asi nereálné. Naproti tomu například v Austrálii, kde je nedostatek pitné vody stále větší problém, recyklaci vody intenzivně řeší a v Izraeli odpadní vodu po přečištění beze zbytku využívají pro zavlažování. Nicméně v současné době řešíme otázku dočištění odpadní vody v biologických systémech, jako jsou rybníky nebo mokřady. V našich podmínkách je akutnějším problémem kontaminace zdrojů pitné vody pesticidy, kterou lze řešit i jinak než technologicky.

Mikropolutanty a jejich monitoring

Laboratoře neměly dlouho nástroje a analytické metody, které by dokázaly nalézt ve vodě zbytky léků a dalších chemických látek zvaných mikropolutanty. „Teď nástroje k dispozici máme. A máme z toho zamotanou hlavu, protože nám laboratoře poskytují informace, se kterými si zatím nevíme rady,“ přiznává hydrogeolog Zbyněk Hrkal.

Mikropolutanty představují druh znečištění nejen vody, ale i v různých složkách životního prostředí - a to v extrémně nízkých koncentracích. „Ještě před pěti deseti lety jsme neměli tušení, že se s nimi můžeme setkat ve vodě,“ připomíná hydrogeolog.

„A každý den se škála těchto látek rozšiřuje. Z valné části si s tím nevíme rady,“ přibližuje Hrkal a vypočítává: „Z jedné části jde o znečištění, například o léčiva, což je kontaminace a důsledku špatného zacházení s vodou. Pak ale máme další látky, které se ve stopových množstvích v přírodě mohou vyskytovat i přirozeně. A teď nevíme: Patří to tam, nebo jsme to do vody zavlekli my?“

„Čistírny odpadních vod sice fungují výborně podle dnešní legislativy. Spolu s dalšími projekty Voda pro Prahu a Smartwater se prokázalo, že čistírny odpadních vod sice něco odstraní, ale celá řada farmak prochází čistírnou jako nůž s máslem, tedy co tam vstoupí, to odejde,“ popisuje Hrkal.

K určité degradaci těchto látek ale dochází ve vodním toku. „Ředí se to, podléhá to dalším procesům, které snižují koncentrace mikropolutantů. Ale jsou stále tam.“

Když vědci srovnávali výsledky z České republiky a z podobných řek ve střední Evropě zjistili, že rozdíly jsou minimální:„Takže jde téměř o přirozené pozadí. Ať si naberete vodu kdekoliv ve střední Evropě z řeky, tak v ní najdete docela pestrou škálu látek.

Vědci už zkoušejí mikropolutanty odstranit za použitím dvou metod, jsou to umělá a břehová infiltrace. „Tato technologie je dlouhodobě aplikovaná ve vodárně v Káraném, první funguje od roku 1906, druhá od roku 1968.“

Tyto obě technologie simulují přírodní procesy. Při prvním typu se intenzifikuje průsak říční vody z Jizery a využívá se samočisticí schopnosti horninového prostředí. „U druhé metody se tomu pomáhá tak, že se nabírá voda z řeky a zasakuje se pomocí velkých zasakovacích van,“ popisuje hydrogeolog Hrkal a dodává: „Efektivnější je břehová infiltrace. U druhé metody se přeci jen ve vodě objevují ještě nějaká stopová farmaka. U břehové infiltrace hraje zásadní roli silná odbourávací schopnost jílů, které jsou v březích.

Globální pohled na znečištění řek léčivy

Nová zpráva vědců z University of York varuje, že znečištění světových řek léky a farmaceutickými výrobky představuje „hrozbu pro životní prostředí i globální zdraví“. Ve své studii totiž ve vodních tocích našli vysoké koncentrace paracetamolu, nikotinu, kofeinu, ale i léky proti epilepsii a cukrovce.

Tento výzkum patří k nejrozsáhlejším, jaké kdy byly provedeny. Zkoumal řeky prakticky po celém světě. Mezi nejvíc znečištěné patřily ty v Pákistánu, Bolívii a Etiopii. Naopak nejlépe dopadly řeky na Islandu, v Norsku a v amazonském deštném pralese.

Vědci v této studii prozkoumali zatím jen koncentrace a druhy léčiv, které se v řekách nacházejí, ale neanalyzovali v ní dopad těchto farmaceutických sloučenin na rostliny a živočichy. Nicméně řada těchto důsledků už známá je - například se už desítky let ví, že když se do vody ve volné přírodě dostane lidská antikoncepce, může to ovlivnit vývoj a reprodukci ryb.

Výzkumníci se současně obávají, že zvýšené množství antibiotik v řekách by mohlo v budoucnu omezit jejich léčivou účinnost - čím častěji se budou mikroorganismy s antibiotiky setkávat, tím snadněji a rychleji se naučí vybudovat si proti nim nějakou formu odolnosti. A tím hůře pak budou antibiotika v důsledku léčit lidi.

Vědci v této studii odebírali vzorky vody z více než tisícovky testovacích míst v asi stovce zemí po celém světě, včetně České republiky. Ukázalo se přitom, že více než čtvrtina z 258 odebraných vzorků řek obsahovala takzvané aktivní farmaceutické látky v množství, které je považováno za nebezpečné pro vodní organismy.

Dvěma nejčastěji nacházenými léky byly karbamazepin, který se používá k léčbě epilepsie a nervových bolestí, a metformin, používaný k léčbě cukrovky.

Vysoké koncentrace byly zjištěny také u chemických látek, které se používají při odpočinkových aktivitách - dominantní byl kofein, který je obsažený například v kávě, a nikotin, jenž je základem cigaret. Velmi často se objevoval také paracetamol, tedy látka využívaná v řadě léků proti bolesti. A v Africe byl ve vysokých koncentracích nalezen také artemisinin, který se používá v lécích proti malárii.

„Situace se bude jen zhoršovat, protože stále častěji používáme farmakologická řešení jakýchkoli nemocí, ať už fyzických nebo duševních.“

Zpráva uvádí, že zvýšený výskyt antibiotik v řekách by mohl vést také k rozvoji rezistentních bakterií, což by poškodilo účinnost léků a v konečném důsledku představovalo „globální hrozbu pro životní prostředí a zdraví všech na planetě“.

tags: #znečištění #vody #léčivy #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Klimatická opatření v PRV
• Studie o ozonových generátorech
• Likvidace aut Lysá nad Labem a okolí
• Koš na papír 200 litrů
• Grafy a statistiky: Znečištění vod