| 16. |
Аннотация |
Все более актуальной становится проблема загрязнения сточных вод и объектов окружающей среды фармацевтическими препаратами и средствами личной гигиены, которые попадают в городскую канализацию в результате естественных биологических процессов. Список обнаруживаемых соединений постоянно расширяется и их концентрации в объектах окружающей среды растут [Loos et al., 2009; Gavrilescu et al., 2015; Patel et al., 2019; Liu et al., 2020]. Проблема попадания фармацевтических препаратов в сточные воды приобрела особую остроту в связи с развитием пандемии, вызванной коронавирусом SARSCoV-2 (COVID-19) и приведшей к многократному увеличению потребления фармацевтических препаратов. Сезонные вирусные инфекции и особенно эпидемии неизбежно приводят к резкому увеличению употребления фармацевтических препаратов. Согласно исследованию [Va Boeckel et al., 2014] обычно пик потребления лекарственных препаратов в северном полушарии приходится на период с января по март.
Одними из таких фармацевтических препаратов являются Бромгексин (2-Amino-3,5-dibromo-N-cyclohexyl-N-methylbenzylamine) и Амброксол (2-amino-3,5-dibromo-N-[trans-4-hydroxycyclohexyl]benzylamine), наиболее известные, эффективные, безопасные и легко переносимые муколитические препараты [Cazan et al., 2018]. Бромгексин и амброксол используют при лечении респираторных заболеваний, связанных с выделением вязкой или избыточной слизи, Амброксол часто применяют в качестве действующего вещества в средствах от кашля [Morton et al., 1999]. Терапевтическая доза бромгексина для взрослого человека составляет от 8 до 32 мг/в сутки, амброксола – от 60 до 90 мг/сут. Период полувыведения амброксола составляет 3,3 часа, выводится почками: 90 % в виде метаболитов, 10 % в неизмененном виде. Период полувыведения бромгексина составляет около 16 часов, выводится преимущественно почками 85-90 % в форме метаболитов [Инструкция по медицинскому применению лекарственных препаратов Амброксол и Бромгексин]. Метаболизм бромгексина протекает в основном путем гидроксилирования, N-деметилирования и N-деалкилирования, в результате одним из метаболитов бромгексина является амброксол [Aizawa, 2014].
При попадании в объекты окружающей фармацевтические препараты и средства личной гигиены из-за высокой биологической активности могут взаимодействовать с нецелевыми видами, в результате низкой устойчивости к ним живых организмов обитающих в окружающей среде, это может привести к неблагоприятным последствиям [Kurda et al., 2021, Swiacka et al., 2021]. При прогнозировании критической концентрации фармацевтических препаратов в окружающей среде, в исследовании [Fick et al., 2010], концентрации Амброксола и Бромгексина определены как 3,5 мкг/л и 0,28 мкг/л соответственно. Однако, важным аспектом оценки рисков является и трансформация фармацевтических препаратов в результате естественных биологических и физико-химических процессов при очистке сточных вод. Удаление исходных соединений не означает удаление токсичности, напротив, в результате могут образовываться, метаболиты и побочные продукты дезинфекции, обладающие более высокой экотоксичностью по сравнению с исходными веществами [Brezina et al., 2017; Yin et al., 2017; Khan et al., 2020]. Наиболее жесткими условиями, способствующими трансформации компонентов сточной воды, является процесс обеззараживания воды активным хлором.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод что в результате сезонных заболеваний и эпидемий, происходит рост потребления фармацевтических препаратов, в северном полушарии в том числе г. Архангельске – наиболее выражено в зимний период. Высокое потребление лекарств может привести к попаданию больших количеств фармацевтических препаратов и их метаболитов на очистные сооружения канализации города, что было обнаружено нами ранее при исследовании фармацевтического препарата «Арбидол» [Ul’yanovskii et al., 2022]. В результате процессов очистки лекарственные препараты могут быть не полностью удалены или образованы побочные продукты дезинфекции с более высокой биологической активностью и экологической токсичностью. Вследствие чего очищенные сточные воды сбрасываемые в природные водоемы могут нанести ущерб водным экосистемам, в том числе сточные воды г. Архангельска выпускаемые в бассейн реки Северной Двины, впадающей в Белое Море, могут нанести пагубное влияние на экосистемы субарктических и Арктических территорий. Кроме того, вторичным источником загрязнения могут стать твердые отходы очистных сооружений и донные отложения, в результате вымывания сорбированные фармацевтические препараты и побочные продукты дезинфекции могут повторно попадать в водные объекты.
Основная проблема определения фармацевтических препаратов и побочных продуктов дезинфекции, это отсутствие стандартных образов продуктов трансформации. Кроме того, природные и сточные воды, осадки сточных вод и донные отложения являются сложной матрицей для проведения масс-спектрометрического анализа, что требует разработки подходов по устранению мешающих влияний. Поэтому целью проекта является разработка подхода к определению фармацевтических препаратов и побочных продуктов дезинфекции на очистных сооружениях канализации города методами масс-спектрометрии. Данный проект соответствует приоритетному направлению – Многофункциональный арктический комплекс: связанность территорий, безопасность и мониторинг в Арктике, и направлен на разработку и совершенствование методик экологического мониторинга загрязняющих веществ в Арктических и Субарктических территориях. |