Új technológiával csökkentenék a patakok gyógyszerszennyezettségét

A mesterséges intelligenciát most arra tanítják, hogy találjon olyan gyógyszereket, amelyek másra is jók lehetnek

Egy, az ELKH Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) által vezetett kutatócsoport két éven át vizsgálta a budapesti agglomeráció kisebb vízfolyásainak gyógyszerszennyezettségét. Eredményeik szerint a patakok vizében és az üledékekben kimutatható gyógyszerkoncentrációnak humánegészségügyi kockázata nincs, azonban egyes hormonszármazékok, gyulladáscsökkentők, antiepileptikumok környezeti kockázatot jelenthetnek a vizes élőhelyekre nézve.

Az ökológiai terhelés csökkentése érdekében a kutatók új technológiákon dolgoznak, melynek részeként szabadalmi bejelentést nyújtottak be egy új eljárásra - közölte az ELKH szerdán. A CSFK kutatóinak eredményeit bemutató tanulmány a Science of the Total Environment című szaklapban jelent meg - olvasható az ELKH közleményében.

Mint rámutatnak, a kisebb vízfolyások és vizes élőhelyek rendkívül sérülékenyek, és szennyezésük kihat az ökoszisztéma egészére. Ezért kockázattal járhat, ha a kis vízhozamú patakokat jelentős antropogén terhelés éri, például amikor szennyvizek vagy kisebb-nagyobb szennyvíztisztítók elfolyó vizeinek befogadójaként is funkcionálnak.

"Világszerte komoly problémát jelent, hogy még a legkorszerűbb tisztítók sem képesek minden, a vízi ökoszisztéma számára káros hatóanyagot maradéktalanul eltávolítani, ezért a tisztított szennyvíz bevezetése esetén megnövekedhet a nano- és mikroszennyezők, például a gyógyszermaradványok koncentrációja a kis vízfolyásokban" - írják.

A CSFK által vezetett és számos partner, köztük az ELKH Ökológiai Kutatóközpont és az ELKH Balatoni Limnológiai Kutatóintézet részvételével folytatott vizsgálatok során a kutatók a részben urbanizált budapesti várostérség 26 különböző vízfolyásában, összesen 75 mintavételi helyen 141 darab víz- és üledékmintát vettek, és ezekben 111 gyógyszermaradvány jelenlétét keresték.

A laboratóriumi elemzés során a vizes fázisban 81, míg az üledékben 62 féle gyógyszermaradvány jelenlétét mutatták ki. A nemzetközi tapasztalatokhoz hasonlóan a vízben az antidepresszáns karbamazepin volt a leggyakrabban azonosított hatóanyag (az összes minta 91,5 százalékában volt kimutatható), míg az üledékben a fájdalomcsillapító lidokain fordult elő a legtöbbször (73,8 százalék). A vízben a legmagasabb koncentrációkat az antiepileptikum lamotrigin és a koffein esetében detektálták, míg az üledékekben a karbamazepin és a főként nyugtatóként alkalmazott tiaprid mutatott kiugró értékeket.

A kutatók az elvégzett ökológiai kockázatelemzések során a vízben összesen 11, míg az üledékekben 6 gyógyszermaradvány koncentrációját találták ökológiai szempontból kockázatosnak legalább egy mintában.

Kiemelték a gyulladáscsökkentő diklofenák, a kávéban és számos energiaitalban megtalálható koffein, valamint az antropogén eredetű ösztrogén hormonok esetenként kiugró kockázatát.

Mindez, mint írják, azért fontos, mert a mikroszennyezők befolyásolhatják egyes vízi élőlények termékenységét vagy külső tulajdonságait, például a halak test- és pikkelyalakját. Ráadásul az azonos helyről származó víz- és üledékmintákban egyaránt kimutatott, azonos típusú hatóanyagok a valóságban magasabb kockázatokat is jelenthetnek. Az objektív értékeléshez ugyanakkor a kutatók szerint az is hozzátartozik, hogy a kockázatos értékeket jelző mintáknak a teljes mintakörre vetített aránya alacsonynak mondható.

Forrás: Science Photo Library/TEK IMAGE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Tek Image/Science Photo Library

Mint megjegyzik, a szennyezés kiterjedtségét mutatja, hogy bár a legtöbb gyógyszermaradványt a Budapest környéki szennyvíztisztítók befolyói alatti mederszakaszokban lehet megtalálni, a hatóanyagok a tisztított szennyvizet nem tartalmazó felső szakaszokon is jelen vannak. "Külön érdekesség, hogy nem mutatható ki ok-okozati összefüggés a megtalált gyógyszermaradványok száma, teljes mennyisége, valamint a beérkező tisztított szennyvíz mennyisége és a befolyóktól való távolság között sem. Mindez arra figyelmeztet, hogy a szennyezést nem csupán a szennyvíztelepek okozzák, hanem a felső, de egyre inkább urbanizálódó szakaszokon is jelentős lehet a tisztítatlan szennyvíz bevezetésének, beszivárgásának aránya" - írják. Ennek következtében a forrásoktól a torkolatig a teljes patakhálózat élővilága ki van téve a szennyezésnek.

A folyamatos, de kiszámíthatatlan mértékű szennyezés felborítja a lokális környezeti egyensúlyt és gyengíti az alkalmazkodóképességet, mindez hozzájárulhat a biodiverzitás csökkenéséhez és a nem őshonos, inváziós fajok terjedéséhez"

- figyelmeztetnek a kutatók, hozzátéve, hogy az urbanizáció erősödése, a patakok tisztított és tisztítatlan szennyvízzel való terhelése, illetve a mindezt súlyosbító, egyre gyakoribb alacsony vízhozamok mind a szennyezettség további növekedéséhez vezethetnek a jövőben.

A kockázatok csökkentése érdekében a CSFK kutatói új technológiákon dolgoznak a CLEAREADY programban.

Ennek első eredményeként sikerült kifejleszteniük egy olyan új eljárást, amelynek segítségével egyes zöldhulladékok vagy felesleges mezőgazdasági melléktermékek könnyedén átalakíthatók, és vízszűrőként hasznosíthatók.

Az új eljárásra vonatkozóan a kutatóközpont 2021 végén szabadalmi bejelentést nyújtott be a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatalához. Az elért eredményekre építve 2021 második felében a CSFK a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal Piaci KFI pályázati felhívásán, a Hegykői Mezőgazdasági Zrt.-vel és a Pannon Egyetemmel közösen támogatást nyert a technológia továbbfejlesztésére, amely a korábbiaknál költséghatékonyabb módon képes a gyógyszermaradványok eltávolítására a szennyezett vizekből, ezzel is csökkentve az ökológiai terhelést - olvasható a közleményben.