Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)

2015 / 5-6. különszám - LVI. Hidrobiológus Napok előadásai

68

HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2015. 95. ÉVF. 5-6. SZ.

Humán eredetű szteroid szennyezések kimutatása a Balaton és a Zala vízgyűjtőjén HPLC MS/MS analitikai módszerrel

Pirger Zsolt1“, Maasz Gábor1“'3, Takács Péterlb, Lovas Sándor1“, Zrínyi Zita1“, Svigruha Réka2, Takátsy Anikó3, G-Tóth László1', Avar Péter Ágoston3

‘MTA ŐK Balatoni Limnológiai Intézet, “Kísérletes Állattani Osztály, NAP bAdaptív Neuroetológiai Kutató- csoport, bHidrozoológiai Osztály, Hal és Bentosz Kutatócsoport és 'Hidrozoológiai Osztály, Zooplankton és Élőbevonat Kutatócsoport, Tihany; 2PE, Mérnöki Kar, Környezettudományi Intézet, Limnológia Tanszék, Veszprén; 3PTE ÁOK, Biokémiai és Orvosi Kémiai Intézet, Analitikai Kémia Tanszék, Pécs

Kivonat: Az édesvizek, mint a tavak és folyók, napjainkban erőteljes szennyező hatásoknak vannak kitéve. A kémiailag rendkívül stabil,

szteránvázas, zsíroldékony molekulák, a szteroid hormonok erőteljes hatást gyakorolnak a vízi gerinctelen és gerinces szervezetek endokrin szabályozására. A szteroidoknak ismert ösztrogenikus, androgenikus és progesztogenikus hatásaik vannak, és ezek alapján, képesek módosítani a vízi szervezetek normál fiziológiai folyamatait az endogén szteroidok hatásához hasonlóan. Munkánk során a szintetikus progesztinekre koncentráltunk, mivel ők a legelterjedtebb fogamzásgátlók fö hatóanyagai. Az expozíció után a progestinek rombolják a halak, kétéltűek, puhatestűek és ízeltlábúak reprodukciós képességét már alacsony ng/L koncentráció tartományokban is. Méréseinkben olyan gyakori orális fogamzásgátlókra koncentráltunk, mint a drospirenone (DRO), a levonorgest- rel (LNG) és a progesteron (PRG). Ezekre a progestinekre optimalizáltunk egy gyors, érzékeny és relatív olcsó folyadék kromatográfiás - tömeg spektrometriai mérési módszert (HPLC-MS/MS), melyben szilárd fázisú extrakciót (SPE) alkalmaztunk. Az érzékeny módszerünket (LOQ 0.03-0.11 ng/L) alkalmazva, mérni tudtuk a szintetikus progesztineket már 0.1 és 1 ng/L közötti koncentráció tartományban is. A Balaton és a Zala vízgyűjtőjének 53 gyűjtési pontjáról származó, megfelelően előkészített és feldolgozott vízmintákból a progesztineket a következő koncentrációkban tudtuk kimutatni: Az 53 mintavételezési pontból 21 vízfolyás tartalmazott mérhető mennyiségben szintetikus fogamzásgátló hatóanyagot, amely egyrészt mutatja a kidolgozott mérési módszer hatékonyságát, másrészt, eddig hiányzó információkat szolgáltatott a Balaton és a Zala vízgyűjtőjének szennyezéséről. Adataink nem reprezentatívak, csupán egy aktuális állapotot mutatnak és nincsenek vízhozamra kalibrálva.

Kulcsszavak: progeszteron, levonorgestrel, drospirenone, Balaton és Zala vízgyűjtő, HPLC-MS/MS.

Bevezetés

Az ipar által előállított mesterséges vegyi anyagokat direkt kiszórjuk a természetbe (pl. peszticidek, műtrágyák), kiöntjük a lefolyóba (pl. tisztítószerek, háztartási fertőtlenítők), használjuk, majd eldobjuk (pl. műanyagok) megesszük és kiválasztjuk (pl. gyógyszerek, ételszínezékek). Az ökoszisztémába bekerült terhelések jelentős részét rövidebb-hosszabb idő alatt feldolgozza a természet és elbomlanak. Azonban, vannak olyan vegyületek, amelyek stabil kémiai szerkezettel rendelkeznek, mint a több gyűrűs szteránváz is, amelyek biológiailag nem, vagy csak igen nehezen bonthatók. A biológiai hatással rendelkező szteránvázas, szintetikus anyagok, a xenobiotiku- mok, befolyásolják az élő szervezetek működését, és ennek következtében a normál fiziológiai folyamatoktól eltérő molekuláris útvonalak aktiválódnak. A szteránvázas vegyületek általában alacsony toxicitású szintetikus anyagok, amelyek nem mutatnak akut toxicitást, azonban hónapokkal, évekkel, adott esetben több generációval később, jelentkezhet hatásuk. A zsíroldékony szteránvázas vegyületek jellemzője, hogy akkumulálódnak a vizekben, azok üledékében, végső soron az élő szervezetekben. E- zek a vegyületek, mint endokrin diszruptorok, a vízi szervezetek (ízeltlábúak, puhatestűek, kétéltűek, halak) hormonális szabályozását már 1-10 ng/L koncentrációban befolyásolják (Kahl és mtai, 1997; Jobling és intai, 1998, 2003; Watts és mtai, 2003; Diniz és mtai, 2005; Liu és mtai, 2011; Kroupova és mtai, 2014; Svensson és mtai,

2014). A kialakuló endokrin diszrupció következménye a folyamatosan csökkenő faj szám, illetve egyes fajok lokális kipusztulása, az ivari fejlődés rendellenessége, életképességet csökkentő vázszerkezeti eltérések növekedése, a zsír-anyagcsere felborulása (Liu és mtai, 2011; Orlando és mtai, 2014).

A szteroid hormonokat a természetes ösztrogének, a progeszteron (PRG) és az androgének képviselik. A kiválasztás eredményeként a tisztított szennyvízzel a természetbe kijutó biológiailag aktív szteroid hormonok egy részét az emberi és állati endokrin folyamatok bomlástermékei (Colborn és mtai, 1993; Toppari és mtai, 1996), míg más részét, az orális fogamzásgátlók hatóanyagának bomlástermékei adják (Liu és mtai, 2011; Baker és mtai, 2012; Tomsikova és mtai, 2012; Andrási és mtai, 2013; Nie és mtai, 2014). Ismeretes, hogy több mint 100 millió nő használ szintetikus fogamzásgátló készítményeket é- vente (Huezo és mtai, 1998). A legjelentősebb és leginkább elterjedt fogamzásgátlók a progesztinek csoportjába sorolhatók. A progesztinek csoportját a PRG és a szerkezetileg rokon szintetikus vegyületei, mint pl. a levonorgestrel (LNG) és a drospirenone (DRO) alkotják. Közös jellemzőjük a progesztogenikus aktivitás, bár eltérő biológiai hatásokkal rendelkeznek (Croxatto és mtai, 2002; Oelkers és mtai, 2000; Schindler és mtai, 2008).

A progesztineket az analitikai módszerek ng/L koncentrációban képesek detektálni, jellemzően a tisztított szennyvízelfolyókban. Az irodalmi adatok alapján ismert, hogy ezek a szennyvízelfolyók általában 10-50 ng/L koncentráció tartományban tartalmazzák a szteroidokat (Liu és mtai, 2011; Orlando és mtai, 2014). Azonban, a proge- sztin szennyezésről relatív kevés tanulmány készült a természetes vizeket illetően, továbbá nem készült felmérés a Balaton és a Zala vízgyűjtő területén ez idáig. Ezért tűztük ki célul, hogy egy egyszerű, gyors, érzékeny és relatív olcsó analitikai módszert kidolgozva, meghatározzuk a DRO, LNG és PRG minőségi és mennyiségi viszonyait a vízgyűjtő területén.

Anyagok és módszerek

Minta előkészítés

A vízmintákat 8 dl-es ml-es zöld üvegedényekbe gyűjtöttük a Balaton és a Zala vízgyűjtőjén, 53 előre kijelölt mintapontban (1. ábra). A vízmintákat HCl-al savanyítottuk (pH 4), majd 4 °C-on hűtőben tároltuk nem hosszabban, mint 18 óra. A szilárd fázisú extrakció (SPE) e- lőtt a vízmintákat 0,45 pm-es Whatman üvegszálas szü-