Umweltauswirkungen von Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten - Environmental impact of pharmaceuticals and personal care products

Ein Meerkatze mit einer gestohlenen Schachtel Aspirin , die nicht sicher aufbewahrt wurde

Die Umweltwirkung von Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten ( PPCPs ) wird mindestens seit den 1990er Jahren untersucht. PPCPs umfassen Substanzen, die von Einzelpersonen aus Gründen der persönlichen Gesundheit oder aus kosmetischen Gründen verwendet werden, und Produkte, die von der Agrarindustrie verwendet werden , um das Wachstum oder die Gesundheit von Nutztieren zu fördern. Jährlich werden mehr als zwanzig Millionen Tonnen PPCP produziert. Die Europäische Union hat Arzneimittelrückstände, die Wasser und Boden kontaminieren können, zu „vorrangigen Stoffen“ erklärt. ^[3]

PPCPs wurden weltweit in Gewässern nachgewiesen. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Risiken von Toxizität , Persistenz und Bioakkumulation zu bewerten , aber der aktuelle Stand der Forschung zeigt, dass Körperpflegeprodukte Auswirkungen auf die Umwelt und andere Arten wie Korallenriffe und Fische haben. PPCPs umfassen umweltbeständige pharmazeutische Schadstoffe (EPPPs) und sind eine Art persistenter organischer Schadstoffe . Sie werden in konventionellen Kläranlagen nicht entfernt , sondern benötigen eine vierte Reinigungsstufe, die nicht viele Anlagen haben.

Überblick

Seit den 1990er Jahren ist die Wasserverschmutzung durch Arzneimittel ein Umweltproblem . Viele Fachleute des öffentlichen Gesundheitswesens in den Vereinigten Staaten begannen in den 1970er Jahren, Berichte über pharmazeutische Kontamination in Wasserstraßen zu schreiben." Die meisten Arzneimittel werden durch den menschlichen Verzehr und die Ausscheidung in die Umwelt abgegeben und oft ineffektiv von kommunalen Kläranlagen gefiltert , die nicht dafür ausgelegt sind Im Wasser können sie vielfältige, subtile Auswirkungen auf Organismen haben, obwohl die Forschung noch begrenzt ist. Pharmazeutika können auch durch unsachgemäße Entsorgung, Abfluss von Schlammdünger und aufbereitetem Abwasser sowie undichte Abwasserrohre in die Umwelt gelangen 2009 kam ein Untersuchungsbericht von Associated Press zu dem Schluss, dass US-Hersteller legal 271 Millionen Pfund als Arzneimittel verwendete Verbindungen in die Umwelt freigesetzt hatten, von denen 92 % die Industriechemikalien Phenol und Wasserstoffperoxid waren , die auch als Antiseptika verwendet werden unterscheiden zwischen Arzneimitteln, die von Herstellern im Gegensatz zu den Apotheken freigegeben werden tische Industrie . Es stellte sich auch heraus, dass schätzungsweise 250 Millionen Pfund Arzneimittel und kontaminierte Verpackungen von Krankenhäusern und Langzeitpflegeeinrichtungen entsorgt wurden. Die Artikelserie führte zu einer Anhörung des Unterausschusses des US-Senats für Verkehrssicherheit, Infrastruktursicherheit und Wasserqualität. Diese Anhörung wurde entwickelt, um die Konzentration von pharmazeutischen Kontaminanten in US-Trinkwasser anzusprechen. Dies war das erste Mal, dass Pharmaunternehmen zu ihren Entsorgungsmethoden befragt wurden. "Als Ergebnis der Anhörung wurden keine bundesstaatlichen Vorschriften oder Gesetze geschaffen." "Zwischen den Jahren 1970-2018 wurden mehr als 3000 pharmazeutische Chemikalien hergestellt, aber nur 17 werden in Wasserstraßen untersucht oder getestet." Alternativ dazu: "Es gibt keine Studien, die die Auswirkungen von pharmakontaminiertem Trinkwasser auf die menschliche Gesundheit untersuchen." Parallel dazu ist die Europäische Union der zweitgrößte Verbraucher der Welt (24 % der weltweiten Gesamtmenge) nach den USA und in den meisten EU-Mitgliedstaaten werden rund 50 % der nicht verwendeten Humanarzneimittel nicht gesammelt, um einer ordnungsgemäßen Entsorgung zugeführt zu werden . In der EU werden schätzungsweise zwischen 30 und 90 % der oral verabreichten Dosen als Wirkstoffe mit dem Urin ausgeschieden.

Der Begriff umweltbeständige pharmazeutische Schadstoffe (EPPP) wurde in der Nominierung von Arzneimitteln und Umwelt 2010 als ein aufstrebendes Thema für den strategischen Ansatz für das internationale Chemikalienmanagement ( SAICM ) von der International Society of Doctors for the Environment (ISDE) vorgeschlagen.

Sichere Entsorgung

Abhängig von den Quellen und Inhaltsstoffen gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie die Öffentlichkeit pharmazeutische und Körperpflegeprodukte auf akzeptable Weise entsorgen kann. Die umweltfreundlichste Entsorgungsmethode besteht darin, ein Gemeinschaftsprogramm zur Rücknahme von Drogen zu nutzen, bei dem Drogen an einem zentralen Ort zur ordnungsgemäßen Entsorgung gesammelt werden. Mehrere lokale Gesundheitsbehörden in den Vereinigten Staaten haben diese Programme initiiert. Darüber hinaus fördert die US-amerikanische Drug Enforcement Administration (DEA) regelmäßig lokale Rücknahmeprogramme sowie die National Take Back Initiative .

Rücknahmeprogramme in den USA werden von staatlichen oder lokalen Gesundheitsbehörden finanziert oder sind Freiwilligenprogramme durch Apotheken oder Gesundheitsdienstleister. In den letzten Jahren hat der Vorschlag an Aufmerksamkeit gewonnen, dass Pharmahersteller für ihre Produkte „von der Wiege bis zur Bahre“ verantwortlich sein sollen. Wenn es kein lokales Rücknahmeprogramm gibt, haben die US-Umweltschutzbehörde (EPA) und das Office of National Drug Control Policy in einem Leitfaden von 2009 vorgeschlagen, dass Verbraucher Folgendes tun:

Nehmen Sie die verschreibungspflichtigen Medikamente aus den Originalbehältern
Mischen Sie Drogen mit Katzenstreu oder gebrauchtem Kaffeesatz
Geben Sie die Mischung in einen Einwegbehälter mit Deckel, z. B. einen verschließbaren Beutel
Verdecken Sie jede persönliche Identifikation mit einem schwarzen Marker, der sich auf den Original-Tablettenbehältnissen befindet
Legen Sie diese Behälter in den Beutel mit der Mischung, verschließen Sie sie und werfen Sie sie in den Müll.

Der Zweck der empfohlenen Praktiken besteht darin, dass die Chemikalien lange genug von der offenen Umgebung, insbesondere von Gewässern, getrennt werden, damit sie auf natürliche Weise abgebaut werden können.

Wenn diese Stoffe ins Wasser gelangen, ist der Umgang damit deutlich schwieriger. Wasseraufbereitungsanlagen verwenden unterschiedliche Verfahren, um diese Schadstoffe zu minimieren oder vollständig zu eliminieren. Dies geschieht durch Sorption, bei der Schwebstoffe durch Sedimentation entfernt werden . Ein weiteres angewandtes Verfahren ist der biologische Abbau , und durch dieses Verfahren ernähren sich Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze von diesen Schadstoffen oder bauen sie ab und entfernen sie so aus den kontaminierten Medien.

Typen

In Gewässern sind illegale Drogen wie Ecstasy (oben) zu finden.

Pharmazeutische oder verschreibungspflichtige und rezeptfreie Medikamente, die für den menschlichen Gebrauch oder für tierärztliche oder landwirtschaftliche Zwecke hergestellt werden, sind gängige PPCPs, die in der Umwelt vorkommen. Es gibt neun Klassen in PPCPs enthalten Pharmazeutika: Hormone , Antibiotika , Lipidregulatoren , nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente , Betablocker , Antidepressiva , Antikonvulsiva , Antineoplastika und diagnostische Kontrastmittel. ^[2]

Körperpflegeprodukte haben vier Klassen: Duftstoffe , Konservierungsmittel , Desinfektionsmittel und Sonnenschutzmittel . Diese Produkte finden sich in Kosmetika, Parfüms, Menstruationspflegeprodukten, Lotionen, Shampoos, Seifen, Zahnpasten und Sonnenschutzmitteln. Diese Produkte gelangen normalerweise in die Umwelt, wenn sie durch den Körper geleitet oder vom Körper abgewaschen werden und in den Boden oder in die Kanalisation gelangen oder wenn sie im Müll, in einer Klärgrube oder in der Kanalisation entsorgt werden. ^[3]

Spuren von illegalen Drogen können in Wasserstraßen gefunden werden und können sogar mit Geld transportiert werden. ^[4]

Wege in die Umgebung

Seit 2016 wird den PPCPs in der Umwelt mehr Aufmerksamkeit gewidmet. Dazu können zwei Ursachen beitragen: PPCPs nehmen aufgrund der weiten Verbreitung in der Umwelt sogar zu und/oder die Analysetechnik ist besser in der Lage, PPCPs in der Umwelt nachzuweisen. Diese Stoffe gelangen direkt oder indirekt in die Umwelt. Direkte Methoden umfassen die Kontamination von Oberflächenwasser durch Krankenhäuser, Haushalte, Industrie oder Kläranlagen . Auch eine direkte Kontamination kann Sediment und Boden angreifen.

Es wird allgemein angenommen (wenn auch kaum verifiziert), dass die Herstellung von Arzneimitteln in Industrieländern aufgrund der in der Regel erforderlichen lokalen gesetzlichen Beschränkungen, um die Produktion zu erlauben, gut kontrolliert und unschädlich für die Umwelt ist. Ein erheblicher Teil der weltweiten Arzneimittelproduktion findet jedoch in Billigproduktionsländern wie Indien und China statt. Jüngste Berichte aus Indien zeigen, dass solche Produktionsstätten sehr große Mengen zB von Antibiotika abgeben können, wodurch die Konzentrationen der Medikamente in lokalen Oberflächengewässern höher sind als die im Blut von Patienten, die behandelt werden.

Der Hauptweg für Arzneimittelrückstände, die in Gewässer gelangen, erfolgt höchstwahrscheinlich über die Ausscheidung von Patienten, die sich einer Arzneimittelbehandlung unterziehen. Da viele Arzneistoffe im Körper nicht verstoffwechselt werden, können sie in biologisch aktiver Form, meist über den Urin, ausgeschieden werden. Darüber hinaus werden viele Arzneimittel aus dem Darm (nach oraler Gabe bei Patienten) nicht vollständig in die Blutbahn aufgenommen. Die nicht in den Blutkreislauf aufgenommene Fraktion verbleibt im Darm und wird schließlich über den Stuhl ausgeschieden. Daher enthalten sowohl Urin als auch Kot von behandelten Patienten Arzneimittelrückstände. Im Allgemeinen werden zwischen 30 und 90 % der oral verabreichten Dosis als Wirkstoff mit dem Urin ausgeschieden.

Eine weitere Quelle für die Umweltbelastung durch Arzneimittel ist die unsachgemäße Entsorgung nicht verwendeter oder abgelaufener Arzneimittelrückstände. In europäischen Ländern gibt es in der Regel Rücknahmesysteme für solche Reststoffe (wenn auch nicht immer in vollem Umfang genutzt), während zB in den USA nur freiwillige Initiativen auf lokaler Basis existieren. Obwohl der Großteil des Abfalls verbrannt wird und die Menschen aufgefordert werden, nicht mehr benötigte oder abgelaufene Arzneimittel in den Hausmüll zu werfen, haben Untersuchungen in Deutschland ergeben, dass bis zu 24 % der flüssigen Arzneimittel und 7 % der Tabletten oder Salben immer oder zumindest „selten“ entsorgt werden. über die Toilette oder das Waschbecken.

Die ordnungsgemäße Zerstörung von Arzneimittelrückständen sollte zu Restprodukten ohne pharmazeutische oder ökotoxische Aktivität führen. Darüber hinaus sollten die Rückstände nicht als Komponenten bei der umweltbedingten Bildung neuer solcher Produkte wirken. Eine Verbrennung bei hoher Temperatur (>1000 Grad Celsius) wird als erfüllt angesehen, aber auch nach einer solchen Verbrennung sollte mit den Restaschen aus der Verbrennung sachgerecht versorgt werden.

Ein anderes Problem stellen Arzneimittel dar, die in der Veterinärmedizin oder als Zusatz zu Tierfutter verwendet werden, da sie in den Boden oder möglicherweise offene Oberflächengewässer ausgeschieden werden. Es ist allgemein bekannt, dass solche Ausscheidungen Landorganismen direkt beeinflussen können, was zum Aussterben exponierter Arten (zB Mistkäfer) führt. Lipidlösliche Arzneimittelrückstände aus der Veterinärmedizin können stark an Bodenpartikel binden, mit geringer Tendenz, ins Grundwasser oder in lokale Oberflächengewässer auszutreten. Mehr wasserlösliche Rückstände können durch Regen oder Schneeschmelze ausgewaschen werden und gelangen sowohl in das Grundwasser als auch in die Oberflächengewässer.

Präsenz in der Umwelt

Methoden des Eintrags von PPCP in die Umwelt aus Wohnhäusern über Klär- und Abwassersysteme

Die Verwendung von Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten (PPCPs) nimmt mit einem geschätzten Anstieg von 2 Milliarden auf 3,9 Milliarden jährliche Verschreibungen allein in den Vereinigten Staaten zwischen 1999 und 2009 zu. PPCPs gelangen durch individuelle menschliche Aktivitäten und als Rückstände aus der Produktion, der Landwirtschaft, der Veterinärmedizin sowie der Verwendung in Krankenhäusern und Gemeinden in die Umwelt . In Europa wird der Eintrag von Arzneimittelrückständen über das häusliche Abwasser auf etwa 80 % geschätzt, während 20 % aus Krankenhäusern stammen. Einzelpersonen können der Umwelt PPCPs durch Abfallausscheidung und Baden sowie durch direktes Entsorgen nicht verwendeter Medikamente in Klärgruben , Abwasserkanälen oder Müll hinzufügen . Da sich PPCPs relativ leicht auflösen und bei normalen Temperaturen nicht verdunsten, gelangen sie häufig in Böden und Gewässer.

Einige PPCPs werden vom menschlichen oder tierischen Körper leicht abgebaut oder verarbeitet und/oder in der Umwelt schnell abgebaut. Andere werden jedoch nicht leicht abgebaut oder abgebaut. Die Wahrscheinlichkeit oder Leichtigkeit, mit der eine einzelne Substanz abgebaut wird, hängt von ihrer chemischen Zusammensetzung und dem Stoffwechselweg der Verbindung ab.

Eine Studie des US Geological Survey aus dem Jahr 2002 fand nachweisbare Mengen einer oder mehrerer Chemikalien in 80 Prozent einer Probenahme von 139 anfälligen Flüssen in 30 Bundesstaaten. Die am häufigsten nachgewiesenen Arzneimittel waren nicht verschreibungspflichtige Arzneimittel; Reinigungsmittel , Flammschutzmittel , Pestizide , natürliche und synthetische Hormone sowie eine Auswahl an Antibiotika und verschreibungspflichtigen Medikamenten wurden ebenfalls gefunden.

Eine Studie aus dem Jahr 2006 fand nachweisbare Konzentrationen von 28 pharmazeutischen Verbindungen in Kläranlagenabwässern, Oberflächenwasser und Sedimenten. Die therapeutischen Klassen enthalten Antibiotika , Analgetika und entzündungshemmende Mittel , Lipidregulatoren, Beta-Blocker , Antikrampfmittel und Steroidhormone . Obwohl die meisten chemischen Konzentrationen in niedrigen Konzentrationen (Nanogramm/Liter (ng/L)) nachgewiesen wurden, bleiben Unsicherheiten bezüglich der Konzentrationen, bei denen Toxizität auftritt, und der Risiken der Bioakkumulation dieser pharmazeutischen Verbindungen bestehen.

Eine 2014 veröffentlichte Studie berichtete über einen Anstieg der Konzentrationen von Ecstasy , Ketamin , Koffein und Paracetamol in nahe gelegenen Flüssen, der mit einer taiwanesischen Jugendveranstaltung zusammenfiel, an der rund 600.000 Menschen teilnahmen. Im Jahr 2018 wurden Schalentiere im Puget Sound, einem Gewässer, das behandeltes Abwasser aus der Gegend von Seattle erhält, positiv auf Oxycodon getestet . Das Vorkommen von Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten im Abwasser ist häufig und allgegenwärtig genug, dass PPCPs im Abwasser gemessen werden können, um ihre Verwendung in einer Gemeinschaft abzuschätzen .

Neben den identifizierten Einträgen aus der Humanmedizin treten auch diffuse Belastungen beispielsweise durch in der Landwirtschaft eingesetzte Arzneimittel auf. Untersuchungen in Deutschland , Frankreich und Schottland ergaben auch Spuren von PPCPs vor den Abwässern von Kläranlagen zu Flüssen.

Auswirkungen

PPCPS: Regale mit Tampons, Damenbinden, Zahnbürsten, Gesundheits- und Körperpflegeprodukten

Menschlich

Das Ausmaß der Exposition des Menschen gegenüber Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten aus der Umwelt ist eine komplexe Funktion vieler Faktoren. Zu diesen Faktoren gehören die Konzentrationen, Arten und Verteilung von Arzneimitteln in der Umwelt; die Pharmakokinetik jedes Arzneimittels; die strukturelle Umwandlung der chemischen Verbindungen entweder durch Stoffwechsel oder natürliche Abbauprozesse; und die potenzielle Bioakkumulation der Medikamente. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Auswirkungen einer langfristigen Exposition gegenüber niedrigen PPCP-Spiegeln auf den Menschen zu bestimmen. Die volle Wirkung von Mischungen niedriger Konzentrationen verschiedener PPCPs ist ebenfalls unbekannt.

"Die Risikobewertung der US-EPA besagt, dass die akzeptable tägliche Aufnahme (ADI) von Arzneimitteln bei etwa 0,0027 mg/kg Tag liegt." Aufgrund der fehlenden Erforschung von Toxizitätsrichtlinien und deren Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit ist es schwierig, eine gesunde Dosierung für durch Arzneimittel kontaminiertes Wasser zu bestimmen. "Die getestete pharmazeutische Probengröße gibt keine vollständige Darstellung der Exposition des Menschen wieder. Nur 17 von 3000 Rezepten werden im Trinkwasser untersucht."

Darüber hinaus "besagen die EPA- und FDA-Vorschriften, dass ein Medikament oder eine Chemikalie nicht als schädlich angesehen wird, bis klare Beweise zeigen, dass eine Substanz Schaden anrichtet". Das bedeutet, dass wir unser Trinkwasser nicht auf Tausende von Schadstoffen testen oder untersuchen. Es wurden keine Gesundheitsrisikobewertungen durchgeführt, um konkrete Beweise für einen Zusammenhang zwischen pharmazeutischer Kontamination und schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu liefern.

"Allerdings zeigen sich bei Wasserorganismen nachteilige gesundheitliche Folgen. Es wurde berichtet, dass Fische, die in der Nähe von Wasseraufbereitungsanlagen leben, feminisiert sind." "Einige männliche Fische begannen aufgrund der pharmazeutischen Verschmutzung, Eierstöcke und andere feminisierte Merkmale zu entwickeln. Einige Arten haben aufgrund der Exposition von EE2 und anderen hormonellen ECD-Substanzen in der Population abgenommen."

Obwohl Untersuchungen gezeigt haben, dass PPCPs in Gewässern auf der ganzen Welt vorkommen, haben keine Studien eine direkte Wirkung auf die menschliche Gesundheit gezeigt. Das Fehlen empirischer Daten kann jedoch unerwünschte Wirkungen aufgrund von Wechselwirkungen oder Langzeitexpositionen gegenüber diesen Stoffen nicht ausschließen. Da die Mengen dieser Chemikalien in der Wasserversorgung in Teilen pro Billion oder Teilen pro Milliarde liegen können, ist es schwierig, die genauen vorhandenen Mengen chemisch zu bestimmen. Viele Studien konzentrierten sich daher darauf, zu bestimmen, ob die Konzentrationen dieser Arzneimittel bei oder über der akzeptierten täglichen Aufnahmemenge (ADI) liegen, bei der die vorgesehenen biologischen Ergebnisse eintreten können.

Zusätzlich zu der wachsenden Besorgnis über die Gesundheitsrisiken von Arzneimitteln durch Umwelteinflüsse haben viele Forscher über das Potenzial der Induktion einer Antibiotikaresistenz spekuliert. Eine Studie fand 10 verschiedene Antibiotika in Abwasser, Oberflächenwasser und Sedimenten. Einige Mikrobiologen glauben, dass, wenn Antibiotikakonzentrationen höher sind als die minimalen Hemmkonzentrationen (MHKs) einer pathogenen Bakterienart, ein Selektionsdruck ausgeübt und dadurch Antibiotikaresistenzen selektiv gefördert werden würden. Es wurde auch nachgewiesen, dass mehrere Antibiotika bereits bei subinhibitorischen Konzentrationen (z. B. einem Viertel der MHK) einen Einfluss auf die Genexpression haben können (z Staphylococcus aureus).

Als Referenz beträgt die MHK von Erythromycin , die gegen 90 Prozent der im Labor gezüchteten Campylobacter- Bakterien, den häufigsten durch Lebensmittel übertragenen Krankheitserreger in den Vereinigten Staaten, wirksam ist, 60 ng/ml. Eine Studie ergab, dass die durchschnittliche Konzentration von Erythromycin, einem häufig verschriebenen Antibiotikum, in den Abwässern von Wasseraufbereitungsanlagen 0,09 ng/ml betrug. Darüber hinaus wurde die Übertragung genetischer Elemente zwischen Bakterien unter natürlichen Bedingungen in Kläranlagen beobachtet, und die Selektion resistenter Bakterien wurde in Abwasserkanälen von pharmazeutischen Anlagen dokumentiert. Darüber hinaus können antibiotikaresistente Bakterien auch im Klärschlamm verbleiben und in die Nahrungskette gelangen, wenn der Klärschlamm nicht verbrannt, sondern als Dünger auf landwirtschaftlichen Flächen verwendet wird.

Der Zusammenhang zwischen Risikowahrnehmung und Verhalten ist vielfältig. Risikomanagement ist am effektivsten, wenn die Motivation hinter dem Verhalten bei der Entsorgung nicht verwendeter Arzneimittel bekannt ist. Laut einer Studie von Cook und Bellis aus dem Jahr 2001 wurde eine geringe Korrelation zwischen der Risikowahrnehmung und dem Wissen über pharmazeutische Abfälle festgestellt mit ihren Handlungen verbunden.

Es wird empfohlen, sorgfältige Maßnahmen zu ergreifen, um die Öffentlichkeit so zu informieren, dass keine Schuld, sondern ein öffentliches Bewusstsein vermittelt wird. So ergab beispielsweise eine von Norlund und Garvill in Schweden (2003) durchgeführte Studie, dass manche Menschen persönliche Einbußen beim Komfort hinnehmen können, weil sie der Meinung sind, dass es hilfreich wäre, weitere Umweltschäden durch die Nutzung von Autos zu reduzieren. Das Bewusstsein für die Probleme der Luftverschmutzung war ein Faktor für ihre Entscheidung, Maßnahmen zu einer umweltfreundlicheren Verkehrsmittelwahl zu ergreifen. Das Ziel von Bounds Projekt fasst daher zusammen, ob die Risikowahrnehmung von Arzneimitteln einen Einfluss auf die Art und Weise hat, wie Medikamente allgemein entsorgt werden.

Um diese Studie durchzuführen, wurden die Arzneimittel nach ihrer therapeutischen Wirkung gruppiert, um den Teilnehmern zu helfen, sie zu identifizieren. Die acht therapeutischen Gruppen sind unten aufgeführt: Antibiotika , Antidepressiva , Antihistaminika , Antiepileptika , Hormonbehandlungen und Lipidregulatoren . Anschließend wurde eine Umfrage erstellt, um die Entsorgungsmuster der Teilnehmer und ihre Wahrnehmung des bestehenden Risikos oder der Bedrohung für die Umwelt zu untersuchen. Im ersten Teil der Umfrage wurden den Befragten folgende Fragen gestellt: 1. Wann und wie sie Arzneimittel entsorgt haben. 2. Wie sie die Umweltgefährdung von Arzneimitteln wahrnehmen. 3. Um zwischen den Risiken zu unterscheiden, die mit verschiedenen Arzneimittelklassen verbunden sind. Im zweiten Teil der Umfrage wurde jede der acht oben beschriebenen Pharmagruppen einzeln einbezogen. Im dritten Teil wurden schließlich Angaben zu Alter, Geschlecht, Beruf, Postleitzahl und Bildung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer abgefragt. Die Stichprobengröße der Teilnehmer war im Vergleich zur tatsächlichen Verteilung von Männern und Frauen im Vereinigten Königreich präzise: Stichprobe – 54,8 Prozent waren weiblich und 45,2 Prozent männlich vs. Tatsächlich – Großbritannien von 51,3 Prozent Frauen zu 48,7 Prozent Männern. Die Ergebnisse zeigten, dass 63,2 Prozent der Teilnehmer, wenn ein Medikament entsorgt werden muss, es in einen Mülleimer werfen, 21,8 Prozent es in eine Apotheke zurückgeben und 11,5 Prozent es über die Toilette/das Waschbecken entsorgen, während die restlichen 3,5 Prozent es behalten. Nur die Hälfte der Befragten war der Meinung, dass Arzneimittel potenziell umweltschädlich sein könnten. Bei der Untersuchung der für die Risikowahrnehmung relevanten Faktoren konnte kein eindeutiger Zusammenhang zwischen Wahrnehmung und Bildung bzw. Einkommen festgestellt werden.

Dr. Bound stellte fest, dass die Teilnahme an altruistischen Aktivitäten wie Umweltschutzgruppen den Mitgliedern die Möglichkeit geben kann, die Auswirkungen ihres Handelns auf die Umwelt besser zu erfassen. In Bezug auf die aquatische Umwelt ist es schwer, die positiven Auswirkungen einer ordnungsgemäßen Entsorgung von Medikamenten zu erkennen. Es besteht auch die Plausibilität, dass das Verhalten einer Person nur dann beeinträchtigt wird, wenn im Gegensatz zu einer Umweltbedrohung eine ernsthafte Gefährdung für sie selbst oder den Menschen besteht. Auch wenn die Gefahr der Vergiftung mit Arzneimitteln, die zur Feminisierung bestimmter Fische führt, ernsthaft bedroht ist, haben sie eine geringere Priorität, da sie für die breite Öffentlichkeit nicht leicht zu verstehen oder zu erfahren sind. Nach Meinung von Jonathan P. Bound kann die Bereitstellung von Informationen über die genaue Entsorgung nicht verwendeter Medikamente in Verbindung mit einer Risikoaufklärung eine positivere und eindringlichere Wirkung haben.

Empfehlungen

Es wurden mehrere Empfehlungen und Initiativen gemacht, um die Umweltverschmutzung durch Arzneimittel zu verhindern. Wichtige Praktiken sind:

Aufklärung der Patienten über die Bedeutung der ordnungsgemäßen Entsorgung nicht verwendeter Arzneimittel,
Aufklärung von Ärzten und Patienten über die ordnungsgemäße Entsorgung von Arzneimitteln,
Ermutigung der pharmazeutischen Industrie, Strategien für die ordnungsgemäße Entsorgung von Arzneimitteln oder Recyclingstrategien umzusetzen, und
Krankenhäuser müssen bessere Managementpraktiken für die Entsorgung von pharmazeutischen Abfällen einführen.

Erstens ist es zwingend erforderlich, dass Patienten über die pharmazeutische Verschmutzung und ihre gefährlichen Auswirkungen auf Mensch, Tier und die gesamte Umwelt aufgeklärt werden. Durch die Aufklärung der Patienten über die ordnungsgemäße Entsorgung nicht verwendeter Medikamente werden Schritte unternommen, um pharmazeutischen Abfall in der Umwelt weiter zu vermeiden. Verbraucher sollten Vorsichtsmaßnahmen treffen, bevor sie Medikamente in den Müll werfen oder die Toilette hinunterspülen. Für Verbraucher wurden gemeinschaftliche Rücknahmeprogramme eingerichtet, um nicht verwendete Arzneimittel zur ordnungsgemäßen Entsorgung zurückzubringen. Eine weitere Initiative besteht darin, dass Apotheken als Rücknahmestelle für die ordnungsgemäße Entsorgung von Medikamenten dienen, beispielsweise durch die Einrichtung von Recyclingbehältern, in denen Kunden nicht verwendete oder abgelaufene Medikamente beim Einkaufen zurückbringen können. Darüber hinaus könnten medizinische Stiftungen diese Medikamente erhalten, um sie an Menschen zu verabreichen, die sie benötigen, und gleichzeitig diejenigen zu zerstören, die überzählig oder abgelaufen sind. Darüber hinaus wird die Aufklärung von Ärzten und Patienten über die Bedeutung einer ordnungsgemäßen Arzneimittelentsorgung und des Umweltschutzes dazu beitragen, Arzneimittelabfälle weiter zu reduzieren.

Auch die Umsetzung von Initiativen für Krankenhäuser, die sich auf bessere Praktiken für die Entsorgung gefährlicher Abfälle konzentrieren, kann sich als vorteilhaft erweisen. Die US-EPA ermutigt Krankenhäuser, effiziente Praktiken zur Entsorgung von Arzneimitteln zu entwickeln, indem sie ihnen Zuschüsse gewährt. Dieser Anreiz kann für andere Krankenhäuser weltweit von großem Nutzen sein.

Darüber hinaus "ist es für uns von entscheidender Bedeutung, eine analytische Methode zur Identifizierung, Prüfung und Regulierung der Menge von Arzneimitteln in den Wassersystemen zu entwickeln". Um die Prävalenz von Arzneimitteln im Trinkwasser genau messen zu können, müssen Daten erhoben werden. „Mehrere Gesundheitsrisikobewertungen sollten durchgeführt werden, um die Auswirkungen einer längeren Exposition gegenüber Arzneimitteln im Trinkwasser zu verstehen“.

Gemeinschaftsbasierte Programme sollten entwickelt werden, um Exposition und gesundheitliche Folgen zu überwachen. Wir sollten die pharmazeutische Industrie ermutigen, Technologien zu entwickeln, die Arzneimittel aus Wasserstraßen gewinnen. "Um die Menge der pharmazeutischen Kontamination in der Umwelt und ihre Auswirkungen auf Tiere und Meereslebewesen zu bestimmen, müssen umfangreiche Forschungen durchgeführt werden."

Viele Arzneimittel passieren den menschlichen Körper unverändert. Es hat also Vorteile, wenn menschliche Ausscheidungen auch nach konventioneller Abwasserreinigung, die auch die meisten dieser Chemikalien nicht entfernt, nicht in die Gewässer gelangen. Daher ist es vorzuziehen, dass menschliche Fäkalien und Urin in fruchtbaren Boden gelangen, wo sie über längere Zeit von zahlreichen dort vorkommenden Mikroben effektiver behandelt werden und von Wasserwegen fern bleiben. Dies kann durch den Einsatz von urinableitenden Trockentoiletten , Komposttoiletten und Arborloos erreicht werden .

Umwelt

Obwohl die vollen Auswirkungen der meisten PPCPs auf die Umwelt nicht bekannt sind, besteht Besorgnis über das potenzielle Schadenspotenzial, da sie unvorhersehbar wirken können, wenn sie mit anderen Chemikalien aus der Umwelt gemischt werden oder sich in der Nahrungskette anreichern. Darüber hinaus sind einige PPCPs in sehr geringen Konzentrationen aktiv und werden oft kontinuierlich in großen oder weit verbreiteten Mengen freigesetzt.

Bei Fröschen kann eine Klasse von Antidepressiva gefunden werden, die ihre Entwicklung erheblich verlangsamen können.

Aufgrund der hohen Löslichkeit der meisten PPCPs sind Wasserorganismen besonders anfällig für ihre Wirkungen. Forscher haben herausgefunden, dass eine Klasse von Antidepressiva in Fröschen gefunden werden kann und ihre Entwicklung erheblich verlangsamen kann. Die erhöhte Präsenz von Östrogen und anderen synthetischen Hormonen im Abwasser aufgrund von Geburtenkontrolle und Hormontherapien wurde mit einer erhöhten Feminisierung von exponierten Fischen und anderen Wasserorganismen in Verbindung gebracht. Die Chemikalien in diesen PPCP-Produkten könnten entweder die Feminisierung oder Maskulinisierung verschiedener Fische beeinflussen und somit ihre Reproduktionsraten beeinflussen.

Die Inhaltsstoffe einiger PPCPs sind nicht nur in Gewässern zu finden, sondern auch im Boden. Da einige dieser Stoffe lange brauchen oder biologisch nicht abbaubar sind, gelangen sie in der Nahrungskette nach oben. Informationen über den Transport und das Schicksal dieser Hormone und ihrer Metaboliten bei der Entsorgung von Milchabfällen werden noch untersucht, aber die Forschung legt nahe, dass die Landausbringung von festen Abfällen wahrscheinlich mit weiteren Problemen der Hormonkontamination verbunden ist. Die Verschmutzung durch PPCPs wirkt sich nicht nur auf marine Ökosysteme aus, sondern auch auf die Lebensräume, die von diesem verschmutzten Wasser abhängig sind.

Es gibt verschiedene Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen von Arzneimitteln in Oberflächengewässern und insbesondere der Bedrohungen für Regenbogenforellen, die gereinigten Abwässern ausgesetzt sind. Die Analyse dieser Arzneimittel im Blutplasma von Fischen im Vergleich zu menschlichen therapeutischen Plasmaspiegeln hat wichtige Informationen geliefert, die ein Mittel zur Bewertung des Risikos im Zusammenhang mit Medikamentenabfällen im Wasser bieten.

Regenbogenforellen wurden an drei verschiedenen Standorten in Schweden unverdünntem, gereinigtem Abwasser ausgesetzt. Sie wurden insgesamt 14 Tage exponiert, während 25 Arzneimittel in unterschiedlichen Konzentrationen im Blutplasma zur Analyse gemessen wurden. Das Gestagen Levonorgestrel wurde im Blutplasma von Fischen in Konzentrationen zwischen 8,5 und 12 ng ml-1 nachgewiesen, die den menschlichen therapeutischen Plasmaspiegel übersteigen. Der gemessene Levonorgestrel-Spiegel in den drei Gebieten verringerte die Fruchtbarkeit der Regenbogenforelle.

Die drei Standorte, die für Feldaufnahmen ausgewählt wurden, befanden sich in Stockholm, Göteborg und Umeå. Sie wurden nach ihrem unterschiedlichen Grad an Behandlungstechnologien, geografischen Standorten und Größe ausgewählt. Die Abwasserbehandlung umfasst die Aktivschlammbehandlung, die Stickstoff- und Phosphorentfernung (außer in Umeå), die Vorklärung und die Nachklärung. Junge Regenbogenforellen wurden von Antens fiskodling AB, Schweden und Umlax AB, Schweden bezogen. Die Fische wurden belüftetem, unverdünntem, behandeltem Abwasser ausgesetzt. Da alle Standorte einer Schlammbehandlung unterzogen wurden, kann gefolgert werden, dass sie nicht repräsentativ für das niedrige Ende der Behandlungswirksamkeit sind. Von den 21 in den Wasserproben nachgewiesenen Arzneimitteln wurden 18 im Abwasser, 17 im Plasmaanteil und 14 Arzneimittel sowohl im Abwasser als auch im Plasma gefunden.

Aktuelle Forschung

In Gewässern finden sich Spuren von Pharmazeutika, die sich nachteilig auf die Umwelt auswirken.

Ab Mitte der 1960er Jahre begannen Ökologen und Toxikologen Bedenken über die möglichen Nebenwirkungen von Arzneimitteln in der Wasserversorgung zu äußern, aber erst ein Jahrzehnt später wurde das Vorhandensein von Arzneimitteln im Wasser gut dokumentiert. Studien in den Jahren 1975 und 1977 fanden Clofibrinsäure und Salicylsäure in Spurenkonzentrationen in behandeltem Wasser. Die weit verbreitete Besorgnis über und die Erforschung der Wirkung von PPCPs begannen größtenteils in den frühen 1990er Jahren. Bis zu diesem Zeitpunkt wurden PPCPs aufgrund ihrer relativen Löslichkeit und Eindämmung in Wasserstraßen im Vergleich zu bekannteren Schadstoffen wie Agrochemikalien , Industriechemikalien sowie Industrieabfällen und -nebenprodukten weitgehend ignoriert .

Seitdem wird dem ökologischen und physiologischen Risiko von Arzneimitteln und ihren Metaboliten in Wasser und Umwelt große Aufmerksamkeit geschenkt. In den letzten zehn Jahren konzentrierten sich die meisten Forschungen auf diesem Gebiet auf Steroidhormone und Antibiotika. Es besteht die Besorgnis, dass Steroidhormone als endokrine Disruptoren wirken können . Einige Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Konzentrationen von Ethinylestradiol , einem Östrogen, das in oralen Kontrazeptiva verwendet wird und eines der am häufigsten verschriebenen Arzneimittel ist, bei Wasser- und Amphibientieren in Konzentrationen von nur 1 ng/l zu endokrinen Störungen führen können.

Die aktuelle Forschung zu PPCPs zielt darauf ab, diese Fragen zu beantworten:

Wie wirkt sich eine Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen von PPCPs im Laufe der Zeit aus?
Welche Auswirkungen hat die Exposition gegenüber Chemikaliengemischen?
Sind die Auswirkungen akut (kurzfristig) oder chronisch (langfristig)?
Sind bestimmte Bevölkerungsgruppen, wie ältere, sehr junge oder immungeschwächte Personen, anfälliger für die Wirkungen dieser Verbindungen?
Jaipur-Kühe, die Müll fressen, der Medikamente und Nahrungsergänzungsmittel enthalten kann, die durch ihr System gelangen und in die Umwelt gelangen

Welche Wirkung haben PPCPs auf Bakterien, Pilze und Wasserlebewesen?
Reichen die Antibiotikakonzentrationen in Gewässern aus, um Antibiotikaresistenzen zu fördern?
Welche Auswirkungen hat die Exposition gegenüber Steroidhormonen auf Tier- und Menschenpopulationen?

Pharmakoökologie

Die Pharmacoenvironmentology ist eine Erweiterung der Pharmakovigilanz, da sie sich speziell mit den ökologischen und ökologischen Auswirkungen von Arzneimitteln befasst, die in therapeutischen Dosen verabreicht werden. Pharmakologen mit dieser besonderen Expertise (bekannt als Pharmakoenvironmentologe) werden zu einem notwendigen Bestandteil jedes Teams, das verschiedene Aspekte der Arzneimittelsicherheit in der Umwelt bewertet. Wir müssen die Wirkungen von Medikamenten nicht nur in der medizinischen Praxis, sondern auch ihre Umweltauswirkungen betrachten. Jede gute klinische Studie sollte die Auswirkungen bestimmter Medikamente auf die Umwelt untersuchen. Was wir in der Pharmakoökologie ansprechen müssen, sind Medikamente und ihre genaue Konzentration in verschiedenen Teilen der Umwelt.

Die Pharmakoenvironmentologie ist ein spezifischer Bereich der Pharmakologie und nicht der Umweltstudien. Dies liegt daran, dass es sich um Medikamente handelt, die durch Eliminierung durch lebende Organismen gelangen.

Ökopharmakovigilanz

Pharmakovigilanz ist ein neuer Wissenschaftszweig, der 1960 nach der Contergan-Katastrophe entstand. Thalidomid ist ein Teratogen und verursacht entsetzliche Geburtsstörungen. Die Thalidomid-Katastrophe führte zu dem heutigen Ansatz zur Arzneimittelsicherheit und zur Meldung unerwünschter Ereignisse.

Laut EPA ist Pharmakovigilanz eine Wissenschaft, die darauf abzielt, alle Nebenwirkungen von Arzneimitteln nach der Anwendung beim Menschen zu erfassen. Ökopharmakovigilanz ist jedoch die Wissenschaft und Aktivitäten in Bezug auf die Erkennung, Bewertung, das Verständnis und die Prävention von Nebenwirkungen von Arzneimitteln in der Umwelt, die Menschen und andere Tierarten betreffen. Wissenschaftler konzentrieren sich zunehmend auf die Auswirkungen von Medikamenten auf die Umwelt. In den letzten Jahren konnten wir Humanpharmazeutika beobachten, die in der Umwelt nachgewiesen werden, die meistens in Oberflächengewässern zu finden sind.

Die Bedeutung der Ökopharmakovigilanz besteht darin, nachteilige Auswirkungen von Arzneimitteln auf den Menschen durch Umweltexposition zu überwachen. Aufgrund dieses relativ neuen Wissenschaftsgebiets entwickeln und verstehen Forscher kontinuierlich die Auswirkungen von Arzneimitteln auf die Umwelt und ihr Risiko für die Exposition von Mensch und Tier. Die Umweltrisikobewertung ist eine behördliche Anforderung bei der Markteinführung jedes neuen Arzneimittels. Diese Vorsichtsmaßnahme ist ein notwendiger Schritt zum Verständnis und zur Verhinderung von schädlichen Wirkungen von Arzneimittelrückständen in der Umwelt geworden. Es ist wichtig zu beachten, dass Arzneimittel durch die Ausscheidung von Arzneimitteln nach menschlichem Gebrauch, Krankenhäusern und unsachgemäßer Entsorgung nicht verwendeter Arzneimittel von Patienten in die Umwelt gelangen.

Ökopharmakologie

Ökopharmakologie betrifft den Eintrag von Chemikalien oder Arzneimitteln in die Umwelt auf jedem Weg und in jeder Konzentration, die das Gleichgewicht der Ökologie (Ökosystem) stören. Ökopharmakologie ist ein weit gefasster Begriff, der Studien zu "PPCPs" umfasst, unabhängig von Dosierung und Eintrittsweg in die Umwelt.

Die Geologie eines Karstgrundwasserleiters unterstützt den Transport von PPCPs von der Oberfläche in das Grundwasser. Relativ lösliches Grundgestein erzeugt Dolinen, Höhlen und absinkende Bäche, in die Oberflächenwasser mit minimaler Filterung leicht abfließt. Da 25 % der Bevölkerung ihr Trinkwasser aus Karstgrundwasserleitern beziehen, betrifft dies eine Vielzahl von Menschen. Eine Studie aus dem Jahr 2016 über Karstgrundwasserleiter im Südwesten von Illinois ergab, dass bei 89 % der Wasserproben ein oder mehrere PPCP gemessen wurden. Triclocarban (ein antimikrobielles Mittel) war das am häufigsten nachgewiesene PPCP, während Gemfibrozil (ein Herz-Kreislauf-Medikament) am zweithäufigsten nachgewiesen wurde. Andere nachgewiesene PPCPs waren Trimethoprim, Naproxen, Carbamazepin, Koffein, Sulfamethoxazol und Fluoxetin. Die Daten legen nahe, dass das Abwasser von Klärgruben eine wahrscheinliche Quelle für PPCPs ist.

Verbleib von Arzneimitteln in Kläranlagen

Kläranlagen verwenden physikalische, chemische und biologische Verfahren, um Nährstoffe und Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen .

Kläranlagen (STP) arbeiten mit physikalischen, chemischen und biologischen Verfahren, um Nährstoffe und Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen . Üblicherweise ist der STP mit einer ersten mechanischen Abscheidung von Feststoffpartikeln (Wattestäbchen, Tücher, Hygieneartikel etc.) ausgestattet, die im einlaufenden Wasser anfallen. Anschließend können Filter feinere Partikel abscheiden, die entweder im einströmenden Wasser vorkommen oder als Folge einer chemischen Behandlung des Wassers mit Flockungsmitteln entstehen.

Viele STPs beinhalten auch einen oder mehrere Schritte der biologischen Behandlung. Durch physikalisches Stimulieren der Aktivität verschiedener Stämme von Mikroorganismen kann deren Aktivität gefördert werden, um den organischen Gehalt des Abwassers um bis zu 90% oder mehr abzubauen. In bestimmten Fällen werden auch fortgeschrittenere Techniken verwendet. Die heute am häufigsten eingesetzten erweiterten Behandlungsschritte insbesondere im Hinblick auf Mikroverunreinigungen sind

Membranen (die anstelle der biologischen Behandlung verwendet werden können),
Ozonierung ,
Aktivkohle (pulverisiert oder granuliert),
UV-Behandlung ,
Behandlung mit Kaliumferrat und
Sandfiltration (die manchmal als letzter Schritt nach dem oben genannten hinzugefügt wird).

PPCPs sind mit herkömmlichen Methoden nur schwer aus dem Abwasser zu entfernen. Einige Untersuchungen zeigen, dass die Konzentration solcher Substanzen im Wasser, das die Pflanze verlässt, noch höher ist als im Wasser, das in die Pflanze gelangt. Viele Faktoren, einschließlich pH-Wert der Umgebung, saisonale Schwankungen und biologische Eigenschaften, beeinflussen die Fähigkeit eines STPs, PPCPs zu entfernen.

Eine Studie einer Trinkwasseraufbereitungsanlage aus dem Jahr 2013 ergab, dass von 30 PPCPs, die sowohl am Quellwasser als auch an den Trinkwasserstandorten gemessen wurden, durchschnittlich 76 % der PPCPs in der Wasseraufbereitungsanlage entfernt wurden. Es wurde festgestellt, dass die Ozonierung ein effizientes Behandlungsverfahren zur Entfernung vieler PPCPs ist. Es gibt jedoch einige PPCPs, die nicht entfernt wurden, wie DEET, das als Mückenspray verwendet wird, Nonylphenol, ein Tensid, das in Waschmitteln verwendet wird, das Antibiotikum Erythromycin und das Herbizid Atrazin.

Mehrere Forschungsprojekte laufen, um den Einsatz moderner Abwasserbehandlungstechniken unter verschiedenen Bedingungen zu optimieren. Die fortschrittlichen Techniken werden die Kosten für die Abwasserbehandlung erheblich erhöhen. In einem europäischen Kooperationsprojekt zwischen 2008 und 2012 wurden im Vergleich dazu vier Krankenhaus-Abwasserbehandlungsanlagen in der Schweiz , Deutschland , den Niederlanden und Luxemburg entwickelt , um die Eliminationsraten von konzentriertem Abwasser mit pharmazeutischen „Cocktails“ durch den Einsatz verschiedener und kombinierter fortschrittlicher Behandlungstechnologien zu untersuchen . Vor allem die deutsche GfbV im Marienhospital Gelsenkirchen zeigte die Wirkung einer Kombination von Membranen, Ozon, Pulveraktivkohle und Sandfiltration. Aber auch ein Maximum an installierten Technologien könnte nicht alle Stoffe zu 100 % eliminieren und insbesondere Röntgenkontrastmittel sind nahezu unmöglich zu eliminieren. Die Untersuchungen ergaben, dass die Behandlungskosten für eine solche Krankenhausbehandlungsanlage je nach installierter Technik bis zu 5,50 € pro m ² betragen können . Andere Studien und Vergleiche erwarten einen Anstieg der Behandlungskosten um bis zu 10 %, hauptsächlich aufgrund des Energiebedarfs. Daher ist es wichtig, die beste verfügbare Technik zu definieren, bevor umfangreiche Infrastrukturinvestitionen auf breiter Basis eingeführt werden.

Das Schicksal der eingehenden Arzneimittelrückstände in der GfbV ist nicht vorhersehbar. Einige Substanzen scheinen mehr oder weniger vollständig eliminiert zu werden, während andere die verschiedenen Schritte im STP unbeeinflusst passieren. Es gibt kein systematisches Wissen, um vorherzusagen, wie und warum dies geschieht.

Arzneimittelrückstände, die vor der Ausscheidung von den Patienten konjugiert (an eine Gallensäure gebunden) wurden, können im STP dekonjugiert werden, wodurch im Ausgang des STP höhere Konzentrationen an freier pharmazeutischer Substanz als im zugeführten Wasser erhalten werden. Einige Arzneimittel mit großen Verkaufsmengen wurden im Zulaufwasser der GfV nicht nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass bereits beim Patienten oder beim Transport des Abwassers aus dem Haushalt in die GfF ein vollständiger Stoffwechsel und Abbau stattgefunden haben muss.

Verordnung

Vereinigte Staaten

In den Vereinigten Staaten hat die EPA Abwasservorschriften für pharmazeutische Produktionsanlagen veröffentlicht. Die EPA hat auch Luftverschmutzungsvorschriften für Produktionsstätten erlassen.

Die EPA veröffentlichte 2019 Vorschriften für die Entsorgung von Arzneimitteln mit gefährlichem Abfall durch Gesundheitseinrichtungen. Die Agentur untersuchte auch Entsorgungspraktiken für Gesundheitseinrichtungen, in denen nicht verwendete Arzneimittel gespült und nicht in den festen Abfall gegeben werden, aber keine Abwasservorschriften entwickelt.

Für die Entsorgung durch den Verbraucher in Kläranlagen (dh in die Kanalisation) gibt es keine nationalen Vorschriften. Um Arzneimittel zu bekämpfen, die im Trinkwasser enthalten sein können, hat die EPA 2009 drei Substanzen zur Empfängnisverhütung und ein Antibiotikum in ihre Liste der Kontaminantenkandidaten (CCL 3) aufgenommen, um eine mögliche Regulierung im Rahmen des Safe Drinking Water Act zu ermöglichen .

Im Jahr 2019 haben die Jungferninseln der Vereinigten Staaten korallenschädigende Sonnencremes verboten, um zu versuchen, Korallenriffe zu schützen .

Beispiele

Blisterpackungen

80% der Pillen auf der Welt sind mit Blisterverpackungen verpackt , die aus mehreren Gründen die bequemste Art sind. Blisterpackungen bestehen aus zwei Hauptkomponenten, dem „Deckel“ und dem „Blister“ (Kavität). Deckel wird hauptsächlich aus Aluminium (Al) und Papier hergestellt . Die Kavität besteht aus Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polyester (PET) oder Aluminium (Al). Wenn die Benutzer geeignete Entsorgungsmethoden anwenden, können alle diese Materialien recycelt und die schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt minimiert werden. Ein Problem tritt jedoch bei der unsachgemäßen Entsorgung entweder durch Verbrennen oder Entsorgen als normaler Hausmüll auf.

Das Verbrennen von Blisterpackungen verursacht direkt Luftverschmutzung durch die Verbrennungsprodukte von Polypropylen ([C ₃ H ₆ ] _n ), Polyester ([C ₁₀ H ₈ O ₄ ] _n ) und Polyvinylchlorid ([CH ₂ CHCl] _n ). Die Verbrennungsreaktionen und Produkte dieser Chemikalien werden unten erwähnt.

Die Grundkonfiguration von Blisterverpackungen

[C ₃ H ₆ ] _n + 9n/2 O ₂ → 3n CO ₂ +3n H ₂ O

[C ₁₀ H ₈ O ₄ ] _n + 10n O ₂ → 10n CO ₂ +4n H ₂ O

[CH ₂ CHCl] _n + 2n O ₂ → n CO ₂ + n H ₂ O + n HCl + n CO

Obwohl Polypropylen und Polyester umweltschädlich sind, ist die giftigste Wirkung auf die Verbrennung von Polyvinylchlorid zurückzuführen, da es Salzsäure (HCl) produziert, die in den unteren und oberen Atemwegen reizend wirkt und beim Menschen schädliche Wirkungen haben kann .

Die Entsorgung von Blisterverpackungen als normaler Abfall verbietet den Recyclingprozess und reichert sich schließlich im Boden oder im Wasser an, was zu Boden- und Wasserverschmutzung führt, da die biologischen Abbauprozesse von Verbindungen wie PVC, PP und PET sehr langsam sind. Als Folge sind ökologisch schädliche Wirkungen wie Störungen der Lebensräume und Bewegungen zu sehen. Verschlucken von den Tieren, Einfluss auf die Sekretion von Magen-Enzyme und Steroidhormonen , die die Fütterung verringern können Reiz und kann auch zu Problemen bei Wiedergabe . Bei niedrigem pH-Wert kann Aluminium seine Löslichkeit gemäß der folgenden Gleichung erhöhen . Dadurch können die negativen Auswirkungen sowohl aquatischer als auch terrestrischer Ökosysteme erzeugt werden.

2Al _(s) + 6H ⁺ → 2Al ³⁺ ₍ wässrig ₎ + 3H ₂ _(g)

Durch sachgerechte Entsorgung können alle Herstellungsmaterialien von Blisterverpackungen wie PP, PE, PVC und Al recycelt und die negativen Auswirkungen auf die Umwelt minimiert werden. Obwohl die Synthese dieser Polymere relativ einfach ist, kann der Recyclingprozess sehr komplex sein, da die Blisterverpackungen Metalle und Polymere zusammen enthalten.

Als erster Schritt des Recyclings kann die Trennung von Al und Polymeren nach dem hydrometallurgischen Verfahren unter Verwendung von Salzsäure (HCl) vorgenommen werden. Dann kann PVC mit mechanischen oder chemischen Verfahren recycelt werden. Der jüngste Trend besteht darin, biologisch abbaubare , umweltfreundliche „Biokunststoffe“, die auch als Biopolymere bezeichnet werden, wie Derivate von Stärke , Zellulose , Protein , Chitin und Xylan für pharmazeutische Verpackungen zu verwenden, um die schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren.

Nagelpolitur

In Nagelstudios können Mitarbeiter Dutzenden von Chemikalien ausgesetzt sein, die in Nagellack und Nagellackentfernern enthalten sind. Nagellacke enthalten viele Inhaltsstoffe, die als giftig gelten, darunter unter anderem Lösungsmittel, Harze, Farbstoffe und Pigmente. [1] In den frühen 2000er Jahren wurden einige der giftigen Bestandteile von Nagellack ( Toluol , Formaldehyd und Dibutylphthalat ) durch andere Substanzen ersetzt. Eine der neuen Komponenten war Triphenylphosphat, das als endokrin wirksamer Weichmacher bekannt ist. Jetzt sind viele Etiketten verfügbar, darunter nicht nur 3-Free, sondern auch höher, zum Beispiel 5-Free oder 12-Free. Es gibt nur wenige Studien zu den möglichen gesundheitlichen Folgen von Nagellackexpositionen; Dazu gehören Hautprobleme, Atemwegserkrankungen, neurologische Erkrankungen und Fortpflanzungsstörungen.

Nagellackentferner

Nagellackentferner hat die Fähigkeit, nach dem Eindringen in Deponien oder durch Niederschläge wie Regen oder Schnee in Gewässer und Erdreich einzudringen. Aufgrund der hohen Flüchtigkeit von Aceton verdunstet jedoch das meiste, das in Gewässer und Böden gelangt, wieder und gelangt wieder in die Atmosphäre. Nicht alle Acetonmoleküle verdampfen wieder, und wenn Aceton in Gewässern oder Böden verbleibt, kommt es zu einer Reaktion. Nagellackentferner verdunstet leicht, da die intermolekularen Kräfte von Aceton schwach sind. Ein Acetonmolekül kann andere Acetonmoleküle nicht leicht anziehen, da seine Wasserstoffatome nicht leicht positiv sind. Die einzige Kraft, die Acetonmoleküle zusammenhält, sind seine permanenten Dipole, die schwächer sind als Wasserstoffbrücken.

Nagellackentferner enthält Aceton.

Da Nagellackentferner ein Lösungsmittel ist, löst es sich in Wasser auf. Wenn Aceton sich in Wasser auflöst, geht es Wasserstoffbrücken mit Wasser ein. Je mehr Nagellackentferner in die Hydrosphäre eindringt, erhöht die Konzentration von Aceton und erhöht dann die Konzentration der Lösung, die entsteht, wenn Aceton und Wasser sich verbinden. Wird genügend Nagellackentferner entsorgt, kann er die für Wasserlebewesen tödliche Dosis erreichen.

Nagellackentferner kann auch durch Deponien und durch Niederschlag in die Lithosphäre gelangen. Es wird jedoch nicht an den Boden binden. Mikroorganismen im Boden zersetzen Aceton. Die Folge von Mikroorganismen, die Aceton zersetzen, besteht in der Gefahr, dass es in Gewässern zu Sauerstoffmangel führt. Je mehr Aceton für den Abbau von Mikroorganismen leicht verfügbar ist, führt zu mehr Vermehrung von Mikroorganismen und damit zu einer Sauerstoffverarmung, da mehr Mikroorganismen den verfügbaren Sauerstoff verbrauchen.

Wenn Nagellackentferner verdunstet, gelangt Aceton in der Gasphase in die Atmosphäre. In der Gasphase kann Aceton photolysiert und in Kohlenmonoxid, Methan und Ethan zerlegt werden. Bei Temperaturen zwischen 100 - 350 Grad Celsius tritt folgender Mechanismus auf:

(CH ₃ )2CO + hv → CH ₃ + CH ₃ CO

CH ₃ CO → CH ₃ + CO

CH ₃ + (CH ₃ )2CO → CH4 + CH2COCH ₃

2CH ₃ → C2H6

Ein zweiter Weg, über den Nagellackentferner in die Atmosphäre gelangen kann, ist die Reaktion mit Hydroxylradikalen. Wenn Aceton mit Hydroxylradikalen reagiert, entsteht als Hauptprodukt Methylglyoxal. Methylglyoxal ist eine organische Verbindung, die ein Nebenprodukt vieler Stoffwechselwege ist. Es ist ein Zwischenvorläufer für viele Endprodukte der fortgeschrittenen Glykierung , die bei Krankheiten wie Diabetes oder neurodegenerativen Erkrankungen gebildet werden. Folgende Reaktion tritt ein:

(CH ₃ ) 2 CO + ·OH → CH ₃ C(O)OH + ·CH ₃

CH ₃ C(O)OH + ·CH ₃ → CH ₃ C(O)COH + 3H+

Sonnenschutzmittel

Sonnenschutzmittel verwenden eine Vielzahl chemischer Verbindungen, um UV-Strahlung zu verhindern , wie unter anderem Benzophenon , Octocrylen , Octinoxat . Diese chemischen Verbindungen beeinflussen das Leben von Korallenriffen in verschiedenen Lebensphasen und tragen zur Korallenbleiche bei .

Ausstehende Fragen

Gibt es eine Temperatur, bei der PPCPs verbrannt und zerstört werden? Würden sie also bei der Verarbeitung von Materialien zu Pflanzenkohle eliminiert ?
Gibt es künstliche Farbstoffe , die sich unter ähnlichen Bedingungen wie PPCPs abbauen und als Stellvertreter in Low-Tech- Experimenten zur Beseitigung von PPCPs verwendet werden könnten?
Es ist bekannt, dass ultraviolettes Licht PPCPs abbaut. Wie lange müsste Urin in durchsichtigen Flaschen in der Sonne liegen, um die PPCPs zu zerstören, bevor er als Dünger verwendet wird?
Sie Bodenmikroben entwickeln oder entwickeln die Fähigkeit PPCPs im Laufe der Zeit zu brechen? Wenn eine Person, die ein Arzneimittel konsumiert, eine Trockentoilette mit Urinableitung verwendet , in der der Urin in fruchtbaren Boden zwischen Pflanzen verteilt wird, würden die Mikroben diese Chemikalie schließlich vollständig zersetzen? Nach wie viel Zeit? Welche Arzneimittel würden schneller abgebaut und welche langsamer?
Gibt es Arten von PPCPs, die nicht in die Wurzeln von Pflanzen eindringen können, weil ihre Moleküle einfach zu groß sind?
Wenn ätherische Öle aus Pflanzen extrahiert werden, würden PPCPs in sie übergehen, im Kessel verbleiben oder durch die Hitze zerstört werden?

Siehe auch

Verweise

Weiterlesen

Kümmerer K. (2010). "Pharmazeutika in der Umwelt" . Jährliche Überprüfung von Umwelt und Ressourcen . 35 : 57–75. doi : 10.1146/annurev-environ-052809-161223 . S2CID 29671379 .
Kumar RR, Lee JT, Cho JY (2012). „Schicksal, Vorkommen und Toxizität von Veterinärantibiotika in der Umwelt“. Zeitschrift der Koreanischen Gesellschaft für Angewandte Biologische Chemie . 55 (6): 701. doi : 10.1007/s13765-012-2220-4 . S2CID 83822536 .

Externe Links

„Wie entsorgen Sie nicht verwendete Arzneimittel“ . Verbraucher-Updates . US-amerikanische Food and Drug Administration. 2015-06-04.

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