Was tun über die Antidepressiva, Antibiotika und andere Drogen in unserem Wasser
Es gibt keinen Weg, die Schlagzeilen sind beunruhigend. Und sie kommen, nicht aus Boulevardzeitungen oder Click-Köder-Blogs, sondern aus Veröffentlichungen in wissenschaftlichen Zeitschriften. Sie beschreiben Fische und Vögel, die mit verändertem Verhalten und Fortpflanzungssystemen reagieren, auf Antidepressiva, Diabetesmedikamente und andere psychoaktive oder hormonell aktive Medikamente bei Konzentrationen in der Umwelt. Sie berichten über Opioide, Amphetamine und andere Arzneimittel aus behandeltem Trinkwasser; Antibiotika im Grundwasser, die in der Lage sind, natürlich vorkommende Bakteriengemeinschaften zu verändern; und rezeptfreie und verschreibungspflichtige Medikamente, die bei der Wasserauswaschung aus städtischen Deponien gefunden werden. Und dies sind nur einige von vielen neueren Studien, die die unzähligen Arzneimittel untersuchen, die jetzt überall dort zu finden sind, wo Wissenschaftler sie in der Umwelt gesucht haben.
Wie viele Drogen tatsächlich verwendet werden und wie viele in der Umwelt nachweisbar sind, ist schwer zu bestimmen. Aber nach Angaben der US-Zentren für Seuchenkontrolle und Prävention, US-Gesundheitsdienstleister bestellen oder bieten Millionen von Drogen jedes Jahr. In 2002 schätzte das US-amerikanische General Accountability Office, dass mehr als 13 Millionen Pfund an aktiven pharmazeutischen Inhaltsstoffen allein für den Tiergebrauch verkauft wurden. Und nach einer Analyse der US-amerikanischen Food and Drug Administration hat über 1,500 Drogen genehmigt da es in 1938 etabliert. Neuere Studien von der US Geological Survey haben Dutzende von verschiedenen Arzneimitteln in Oberflächenwasserproben gefunden, und die USGS ist jetzt testen Wasser aus 38 Ströme in 24 Staaten sowie Puerto Rico für die Anwesenheit von etwa 200 verschiedenen Arzneimitteln oder deren Metaboliten (Verbindungen, Medikamente verwandeln sich in wie sie den Körper durchlaufen).
Regulierungs- und Gesundheitsbehörden, einschließlich der US Environmental Protection Agency, der FDA und der Weltgesundheitsorganisation, stellen fest, dass die Konzentrationen einzelner pharmazeutischer Verbindungen, die in der Umwelt - typischerweise in Wasser - gemessen werden, die menschliche Gesundheit nicht schädigen. Aber viele einzelne Wissenschaftler sowie die Europäische Kommission und andere Gruppen haben ihre Besorgnis über mögliche Auswirkungen der Mischung von pharmazeutischen Chemikalien in der Umwelt geäußert. Andere, darunter Forscher des USGS, die seit den 1990s Arzneimittel untersuchen, äußern sich ebenfalls besorgt über die Folgen einer langfristigen, niedrigen Belastung für die verschiedenen Arten - für Pflanzen, Tiere und natürlich vorkommende Bakterien sowie für die menschliche Gesundheit von Verbindungen nachgewiesen werden.
Über 90 kommen Prozent der in der Umwelt gefundenen Arzneimittel dort an, nachdem sie ausgeschieden wurden. Woher kommen diese Verbindungen? Woher wissen wir, ob sie eine Gefahr für die Menschen oder die natürlichen Systeme darstellen, von denen wir abhängig sind? Und was wird unternommen, um Bedenken über die allgegenwärtige Präsenz so vieler Drogen in der Umwelt zu adressieren?
Verschreibungsprobleme
Über uns 90 Prozent der in der Umwelt gefundenen Arzneimittel kommen dort nach ausgeschieden. Von diesen sind Antibiotika eine besondere Quelle der wachsenden Besorgnis der Anstieg der Antibiotikaresistenz gegeben, sagt Anna Zorzet, Koordinator für ReAct Europa, eine Sensibilisierungs- und Interessengruppe für Antibiotikaresistenzen an der Universität Uppsala in Schweden. Der in letzter Zeit stark zunehmende Einsatz von Antibiotika bei Menschen und Nutztieren hat die Wirksamkeit dieser Arzneimittel verringert, da Bakterien sich entwickeln, um häufig verwendete Antibiotika zu tolerieren, ein Problem, das durch ihre Anwesenheit in der Umwelt noch verstärkt werden kann.
Der Rest der Arzneimittel in der Umwelt stammt aus weggeworfenen Arzneimitteln und Abwasserfreisetzungen an pharmazeutischen Produktionsstätten, erklärt Dan Caldwell, Toxikologe bei Johnson & Johnson für Umwelt, Gesundheit, Sicherheit und Nachhaltigkeit. Viele dieser Rückwürfe und ein Großteil dieses Abwassers landen auch im Wasser - entweder als Abfluss von Mülldeponien oder als Abfluss von Fabriken.
Dass Kläranlagen nicht auf Medikamente abzielen, ist in den USA, wo es keine Qualitätsstandards für Trinkwasser für Arzneimittel gibt, eigentlich nicht überraschend. Während der größte Teil des städtischen Abwassers der Welt in Kläranlagen fließt, sind typische Abwasser- und Trinkwasseraufbereitungsmethoden nicht zur Entfernung von Arzneimitteln ausgelegt. In einem Bericht aus dem Jahr 2011 schätzte die WHO, dass konventionelle Wasseraufbereitungsanlagen je nach Methode irgendwo entfernt werden könnten weniger als 20 zu mehr als 90 Prozent der vorhandenen pharmazeutischen Verbindungen.
Dass Behandlungsanlagen keine Drogen Ziel ist eigentlich nicht überraschend, in den Vereinigten Staaten, wo es für Arzneimittel keine Trinkwasserqualitätsstandards sind. Über 10 Medikamente sind jetzt auf dem EPA enthalten "Verunreinigungskandidat" Liste der Schadstoffe für mögliche Regelung berücksichtigt werden. Aber keiner ist noch geregelt, was bedeutet, es gibt keine Grenzen setzen, was ein sicheres Niveau betrachtet hat im Trinkwasser. Dies macht es sehr schwierig, wenn die lokalen Wasserversorger berichten über Pharmazeutika sie in ihren Systemen zu finden - wie es viele tun - zu wissen, was die Berichterstattung eigentlich bedeutet oder was (wenn überhaupt) zu tun ist.
Anspruchsvolle Testing
Angesichts des weltweit wachsenden Einsatzes von Arzneimitteln ist es keine Überraschung, dass wir immer mehr davon in der Umwelt finden. Die zunehmende Nutzung ist jedoch nicht der einzige Grund, warum die Erkennung zunimmt. Da in den letzten Jahren immer ausgefeiltere Umwelttestmethoden verfügbar wurden, wurden sogenannte Mikroschadstoffe und neu auftretende Kontaminanten - eine Kategorie, zu der auch Arzneimittel gehören - präziser erkannt.
"Die analytische Chemie hat Fortschritte gemacht, weil sie Teile pro Million Teile pro Milliarde Teile pro Billiarde erkennen können", sagt Caldwell. Die USGS-Forschungshydrologin Dana Kolpin, die seit mehr als 15 Jahren Arzneimittel in der Umwelt untersucht, erklärt, dass Wissenschaftler zu einem frühen Zeitpunkt nur 19-Pharmazeutika in einer 1-Liter-Wasserprobe messen konnten. Heute sagt er: "Wir verwenden ein 15-Milliliter-Fläschchen, in dem wir jetzt 110-Pharmazeutika in viel empfindlicheren Mengen messen können."
McVill-Universitätsprofessor für Chemieingenieurwesen Viviane Yargeau und Kollegen haben "illegale Drogen" - darunter Amphetamine, Methamphetamine, Kokain und verschreibungspflichtige Opioide - in kanadischen Trinkwasserquellen im Nanogramm-pro-Liter-Bereich (Teile pro Billion) gefunden. Diese Konzentrationen sind "wirklich klein", sagt Yargeau, und die Auswirkungen dieser speziellen Verbindungen auf Wildtiere und andere Biota müssen noch bestimmt werden.
Arzneimittel, die in kleinen Konzentrationen in der Umwelt gemessen werden, können biologische Wirkungen erzeugen, wenn diese Konzentrationen in kontrollierten Experimenten getestet werden.
"Die Tatsache, dass sie da sind, sollte kein Grund zur Beunruhigung sein", sagt Caldwell, dass Pharmazeutika in verschiedenen Wasserquellen in diesem Bereich vorkommen.
Doch infinitesimale Wirkungen werden zunehmend von Studien festgestellt. Arzneimittel, die in kleinen Konzentrationen in der Umwelt gemessen werden, können biologische Wirkungen erzeugen, wenn diese Konzentrationen in kontrollierten Experimenten getestet werden. Beispielsweise, Forscher der University of Wisconsin haben kürzlich entdeckt dass die Spiegel des Antidiabetikums Metformin vergleichbar mit jenen sind, die bei der Umwelt beobachtet wurden, dass männliche Fathead-Minnows intersexuelle Gonaden entwickeln. Wissenschaftler in Großbritannien haben herausgefunden, dass Konzentrationen des Antidepressivums Fluoxetin (unter verschiedenen Namen, einschließlich Prozac) in Umweltproben gefunden wurden verändertes Verhalten der Stare in einer experimentellen Studie. Andere in Schweden fanden ähnliche Ergebnisse, wenn Fische in Konzentrationen, die in Abwasserproben gefunden wurden, Konzentrationen einer anderen psychoaktiven Substanz, Oxazepam, ausgesetzt waren.
Während die Aufsichtsbehörden den Mangel an Beweisen dafür betonen, dass solche Werte die menschliche Gesundheit akut schädigen - ein Punkt, den auch Caldwell von J & J hervorhob -, stellen einige Wissenschaftler, darunter Kolpin und Yargeau, fest, dass die Überwachung von Arzneimitteln in niedrigen Konzentrationen wichtig ist, um mögliche Langzeiteffekte zu verstehen .
"Wir wollen so wenig wie möglich messen, da dies für das Verständnis langfristiger Expositionstrends wichtig ist", sagt Kolpin. Auch wenn Organismen gesund aussehen können, erklärt er, wenn sie anfangen, ihr Gewebe und Verhalten zu untersuchen, können "subtilere Effekte" der chemischen Exposition sichtbar werden. Wenn so viele detaillierte Daten wie möglich zur Verfügung stehen, können Wissenschaftler herausfinden, was auf der Ebene der Bevölkerung passieren könnte und nicht nur auf isolierte Individuen.
Diese Art von detaillierten Informationen über einzelne Medikamente wird auch helfen, zu bestimmen, welche Medikamente für die Entfernung zielen, sagt Yargeau. Weitere Studien seien notwendig, um die Aufsichtsbehörden bei der Verbesserung der Überwachung und Behandlung zu unterstützen, erklärt sie. "Wenn wir etwas nicht machen, könnte es schlimmer werden", sagt sie.
Wie groß ist das Problem?
Ein Teil dessen, was benötigt wird, ist ein umfassenderes Verständnis dessen, was genau da draußen ist und wie groß das Problem ist, das verschiedene Pharmazeutika bei der Beurteilung der Umweltauswirkungen eines Medikaments darstellen. Dinge können sehr kompliziert werden. Als der Natural Resources Defense Council in einem 2009 White Paper notiertIn diesem Bereich gibt es große Datenlücken - genaue Mengen an verwendeten Drogen, relative Beiträge von Menschen und Vieh sowie eine vollständige Verbuchung dessen, was Drogen in der Umwelt sind. Viele Studien dokumentieren das Vorhandensein von Drogen, aber bislang liefern in den USA noch keine Daten ein Gesamtbild. Neue Studien von USGS und der EPA könnten beginnen, diese Lücken zu füllen.
Wenn es darum geht, die Umweltauswirkungen eines Medikaments zu bewerten, kann es sehr kompliziert werden. Um zu verstehen, welche Auswirkungen ein bestimmtes Arzneimittel auf die Umwelt und die Gesundheit hat, vertrauen Regulierungsbehörden sowohl in den USA als auch in Europa auf Informationen, die von Herstellern stammen. In den USA müssen Pharmahersteller diese Informationen im Rahmen des Zulassungsverfahrens bei der FDA einreichen, erklärt Raanan Bloom, leitender Toxikologe beim FDA-Zentrum für Arzneimittelbewertung und -forschung.
Diese Umweltprüfung - in Europa Umweltrisikobewertung genannt - enthält Informationen über die Ökotoxizität des Arzneimittels in verschiedenen Konzentrationen und über seine Auswirkungen auf verschiedene Wasserorganismen. Die Informationen werden dann mit den Prognosen der Hersteller über Produktion, Verkauf und Nutzungsvolumen korreliert, um abzuschätzen, welche potenziellen Umweltauswirkungen es geben wird.
Drug Kategorien, die jetzt besondere Aufmerksamkeit von der FDA erhalten, sind hormonaktive Verbindungen, Antibiotika und was die FDA "high volume" Drogen nennt - die häufig verwendet. Eine Studie von einer Gruppe von schwedischen und britischen Forschern gefunden 83 Prozent der ERAs in 2011 und 2012 produziert entweder fehlen in Daten oder unvollständig. Und ein Bericht, der gerade von der schwedischen Stiftung für strategische Umweltforschung veröffentlicht wurde, ist extrem kritisch gegenüber den Umweltrisikobewertungen Pharmahersteller unterwerfen sich den Behörden der Europäischen Union. Der Bericht kritisiert auch die Behauptungen in diesen Bewertungen, dass bestimmte Informationen vertraulich behandelt werden müssen - was auch ein Merkmal der Umweltbewertungen ist, die Arzneimittelhersteller der FDA vorlegen - und fordert, die Bewertungen der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Um die Effizienz beim Verständnis und bei der Vermeidung potenzieller Probleme zu verbessern, schlägt die Studie auch vor, die Risikobewertung für ähnliche Verbindungen zu gruppieren, anstatt sich auf den aktuellen Ansatz von Verbindung zu Verbindung zu verlassen. Zu den weiteren Empfehlungen gehört die Aufnahme von Informationen über den möglichen Beitrag eines Arzneimittels zur Antibiotikaresistenz.
Drug-Kategorien, die jetzt besondere Aufmerksamkeit von der FDA erhalten, sind hormonaktive Verbindungen, Antibiotika und was die FDA "high volume" Drogen nennt - die häufig verwendeten. Im April die FDA schlug Richtlinien vor darüber, ob die Hersteller Umweltprüfungen mit einem Antrag auf neue Medikamente mit hormoneller Wirkung einreichen müssen. Dies, sagte Bloom, "weist auf unsere Besorgnis bei hormonell aktiven Medikamenten hin." Aber was vorgeschlagen wird, würde nicht notwendigerweise verhindern, dass solche Verbindungen oder ihre Abbauprodukte in lokalen Wasserquellen landen.
Was können wir tun?
In Anbetracht der unter Beweis gestellt und die möglichen Auswirkungen, was können wir tun, um Drogen in die Umwelt?
Ungenutzte und nicht benötigte Medikamente können in Rücknahmeprogramme gehen. In der EU sind Rücknahme- und Rücknahmeprogramme gesetzlich vorgeschrieben. Die meisten Sammlungen werden von Apotheken gehandhabt, und vieles von dem, was gesammelt wird, wird verbrannt. In den USA wird die Drug Enforcement Administration in vielen Staaten angeboten zweimal jährlich dass seit 2010 mehr als 4.8 Millionen Pfund verschreibungspflichtige Medikamente gesammelt haben. Einige US-Bundesstaaten und andere lokale Regierungen haben auch Drogen-Rücknahmeprogramme. Aber es gibt logistische Herausforderungen für die Empfänger und die Mitwirkenden: Die Sammler unerwünschter Drogen - typischerweise Gesundheitseinrichtungen, Apotheken und Strafverfolgungsbehörden - müssen von der DEA autorisiert werden und einen ordnungsgemäßen Umgang mit den unerwünschten Drogen arrangieren, und solche Einrichtungen sind möglicherweise nicht günstig gelegen für den Drop-Off.
Die Arzneimittelherstellung bietet eine weitere Möglichkeit, die Freisetzung von Pharmazeutika in die Umwelt zu reduzieren. Obwohl der Beitrag der Herstellung zur Umweltverschmutzung durch die Pharmaindustrie vergleichsweise gering ist, kann sie zu "hot spots" der Umweltverschmutzung führen. Zum Beispiel in der Nähe von Hyderabad, Indien, das eine wichtige Produktionsstätte für Generika war, Forscher prüfen Kläranlagenabwasser gefunden Niveaus von mehreren Antibiotika, die Zorzet beschreibt als vergleichbar mit denen sind, die für die Behandlung verschrieben werden würde.
Pharmazeutische Unternehmen auch arbeiten, um ihre Fertigungsprozesse "ökologischen Fußabdruck zu verbessern, nicht nur am Ende des Rohres, sondern auch durch die Bewegung der" grünen Chemie solutions.To Emissionen zu verringern, die Industrie arbeitet zu entwickeln und umzusetzen, was genannt werden " Ecopharmacostewardship "Richtlinien. Das Ziel, Caldwell erklärt, ist mit Einrichtungen und Lieferanten auf der ganzen Welt, wie er und seine Kollegen arbeiten schrieb kürzlich in einer Zeitung"Den allgemeinen Standard" keine Freisetzung von Wirkstoffen in giftigen Mengen "erreichen."
Sowohl Caldwell und die FDA zur Kenntnis, dass pharmazeutische Unternehmen auch ihre Fertigungsprozesse "ökologischen Fußabdruck arbeiten, zu verbessern, nicht nur am Ende des Rohres, sondern auch durch die Bewegung zu "grüne Chemie" Lösungen. Dazu gehören sowohl effizienter Drogenproduktion und die Gestaltung Medikamente, die effizienter biologisch abgebaut werden oder dass wirksam sind, wie beabsichtigt, sondern minimieren Nebenprodukte, die ausgeschieden werden und in die Umwelt gelangen.
Kläranlagen suchen derzeit nach Möglichkeiten, ihre Fähigkeit zur Entfernung von Arzneimitteln aus dem Abwasser zu verbessern. Auch in der Pharmaindustrie - einschließlich in Indien - werden konzertierte und umfangreiche Arbeiten durchgeführt, um die Herstellungsprozesse effizienter zu gestalten, da dies in der Vergangenheit der Fall war bekannt für Inputs - Rohstoffe und Energie - in Mengen, die das Volumen des fertigen Produkts in den Schatten stellen. Mehrere Pharmahersteller, darunter Bristol-Myers Squibb, Eli Lilly, Merck & Co. und Pfizer, haben gewonnen US Presidential Green Chemistry Herausforderung Auszeichnungen für diese Bemühungen.
Abwasserbehandlungsanlagen untersuchen derzeit Möglichkeiten, um ihre Fähigkeit zu verbessern, Arzneimittel aus Abwasser zu entfernen. Optionen reichen von Behandeln von Wasser mit Ozon zu Anwerbung der Hilfe von Mikroben. Aber, wie der 2011 WHO warnt berichten, "Advanced und teure Wasseraufbereitungstechnik nicht in der Lage sein, vollständig alle Arzneimittel Konzentrationen entfernen weniger als die Nachweisgrenzen der empfindlichsten analytischen Verfahren zu allen Zeiten."
Gerade begonnen
Alle Angaben sind, dass wir erst am Anfang sind, wenn es um das Verständnis der Gegenwart und die Bedeutung von Arzneimitteln in der Umwelt kommt, geschweige denn, was sie zu tun. Selbst als Wissenschaftler untersuchen, was es eigentlich aus ist, Pharma-Unternehmen arbeiten Drogen und Drogenproduktion umweltfreundlicher, Abwasserbehandlung Profis bessere Möglichkeiten entwickeln, um Arzneimittel zu beseitigen, Umwelt- und öffentliche Gesundheit befürwortet Wir arbeiten an Kampagnen, um die Praktiken zu ändern. Studien, die Arzneimittel in der Umwelt finden, kommen weiterhin.
In der Tat, sagt Kolpin, werden jedes Jahr Hunderte veröffentlicht. Und obwohl die Menge der zu messenden Pharmazeutika außergewöhnlich klein ist, sagt er, dass diese Informationen wichtig sind, da sie eine Basis für einen zukünftigen Vergleich bilden.
"Was wir heute für sicher halten, wir finden vielleicht 10-Jahre, von jetzt an gibt es einen Effekt, den wir damals nicht realisiert haben, war wichtig", sagt er. "Wir versuchen nicht zu sagen, dass der Himmel fällt. Wir versuchen, die Wissenschaft zu löschen, indem wir sagen, dass es einige Dinge gibt, die uns Sorgen machen. "
Dieser Artikel erschien ursprünglich auf ENSIA
Über den Autor
Elizabeth Grossman ist eine Autorin und Journalistin Elizabeth Grossman ist eine unabhängige Journalistin und Autorin, die sich auf Umwelt- und Wissenschaftsfragen spezialisiert hat. Sie ist die Autorin von Chasing Molecules, High-Tech-Müll, Wasserscheide und andere Bücher. Ihre Arbeit wurde auch in einer Vielzahl von Publikationen erschienen, darunter Wissenschaftlicher Amerikaner, Yale e360, Washington Post, TheAtlantic.com, Salon, Die Nation, und Mutter Jones.
Buch dieses Autors:
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