Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 3. szám
56 Hidrológiai Közlöny 2019. 99. évf. 3. sz. Gyógyszerhatóanyagok környezeti kockázatának becslése a Balatonban a vízgyűjtőterület és a szezonális hatások figyelembevételével Molnár Éva*, Fodor István*, Maász Gábor*, Pirger Zsolt* * MTA ÖK, Balatoni Limnológiai Intézet, Adaptációs Neuroetológiai Kutatócsoport, Tihany (E-mail: molnar.eva@okologia.mta.hu) Kivonat A környezetünkben kimutatható aktív gyógyszerhatóanyag maradványok világszerte egyre nagyobb aggodalomra adnak okot. Sajnos még ma sem létezik olyan technológia, mely a gyógyszerkomponensek közel 100%-át képes lenne eltávolítani a szennyvízből, így ezek a vegyületek megjelennek természetes felszíni vizeinkben is, ezáltal hatást gyakorolnak a vízi ökoszisztémára. Kutatásunk célja a Balaton valós gyógyszerhatóanyag szennyezettségének környezeti kockázatbecslése volt. A környezeti kockázat szintje egy ún. kockázati hányadossal jellemezhető, amelynek kiszámításához nemzetközileg elfogadott ökotoxikológiai határkoncentrációkra és mindenkori környezeti koncentrációk meghatározására van szükség. Korábbi vizsgálatunkban 134 gyógyszerhatóanyag jelenétét követtük nyomon 10 különböző mérési ponton a Balatonban és annak vízgyűjtő területén 2017 júniusától 2018 augusztusáig. A felmérés során összesen 72 hatóanyagot detektáltunk. Biológiai funkciójuk alapján ezek a vegyületek többek között antiepileptikumok, kardiovaszkuláris szerek, antipszichotikumok és hormonszármazékok voltak. A kockázatbecslést elvégeztük külön a Balatonra és annak vízgyűjtőterületére is. Illetve adathalmazunk elemzésekor a nyári szezonális hatás megállapítására is külön figyelmet fordítottunk. Eredményeink alapján elmondható, hogy a vízgyűjtőterület akvatikus élőlényei jellemzően nagyobb veszélynek vannak kitéve, mint a Balatonban élő társaik. A maximális kockázati hányados időbeli változása alapján elmondható, hogy az időszakos változások hatása kimutatható. Azok a gyógyszer hatóanyagok, melyek legalább közepes, vagy magas környezeti kockázati besorolást kaptak a vizsgálat során a következők voltak: koffein, karbamazepin, haloperidol, propranolol, ösztron (El), ß-ösztradiol (bE2), tramadol és metiléndioxi-metamfetamin (MDMA). Kulcsszavak aktív gyógyszerhatóanyag maradványok, környezeti kockázat becslés, szezonális hatások, Balaton, vízgyűjtőterület. Environmental risk assessment of pharmaceuticals in Lake Balaton considering its catchment area and effects of seasons Abstract In the last decade, medical and pharmaceutical sciences improved considerably. Due to this development, average age increased and the human population dramatically rose. At the same time, the types and amount of consumed medicines changed. In spite of that wastewater treatment techniques have been constantly evolved, many active pharmaceutical residues appear in the cleaned effluents, therefore, in the recipient surface waters as well. But, the release of pharmacologically active compounds (PhACs) into aquatic ecosystems poses a serious risk resulting in a chronic contamination of organisms. Our research aim was to determine the ecological risk of PhACs concentrations in Lake Balaton and to explore a possible correlation between magnitude of actual hazard and impacts of seasonal changes. Earlier, the presence of 134 PhACs was examined at 10 different sites in Lake Balaton and its catchment area from June 2017 to August 2018 with seasonal frequency. Taking the complete studied period and all sampled sites into consideration, 72 PhACs were detected and quantitative measured in environment. Based on their biologically activity, the detected PhACs were classified among others into the following groups: antiepileptics, cardiovascular agents, anlipsychotics, and hormone modulators. To calculate of ecological risk assessment after determining the environmental concentrations of investigated PhACs, collection of ecotoxicology data and determination of the Predicted No Effect Concentrations (PNEC) was also required. Using a risk quotient (RQ), which is defined as the ratio of the maximum measure environmental concentration (MEC) to the PNEC, the ecosystem risk from pollutants can be estimated. In general, RQ<0.1 reveals a low risk, 0.1<RQ<1 represents a medium risk, and RQ above 1 indicates a high ecological risk to aquatic organism. The risk analysis was performed separately for the Lake Balaton and its catchment area, as well. Generally, based on our risk assessment results, it can be stated that aquatic organisms living in the catchment area are exposed to bigger hazard than those populating in the lake. The reason is probably the pollution of nearby town (Zalaegerszeg) and the surrounding treated wastewater effluents into River Zala. Studying the change of ecological risk with touristic seasonal variation is a complicate task. The ecological risk depends on among others the concentration of investigated PhACs in surface water. Furthermore, the environmental concentrations depend on efficient of applied waste water treatment technology, resistance of biodegradation, defined daily doses, dosage of medicine (it can be periodical or continuous) and even weather conditions. It can be seen from our data that some hormones, antiepileptics, antidepressant and anxiolytics cause almost same risk in the water of lake all year, commonly the dosage of these compounds are continuous. However, there are also PhACs (e.g. hallucinogens), they pose any risk just occasionally. In the case of impact of summer touristic season on risk further measurements are necessary to state exact conclusions. However, it is clear from our results that the maximum RQ in summer months increased. PhACs that caused at least medium risk during the investigation were caffeine, carbamazepine, haloperidol, propranolol, bE2, E2, tramadol and MDMA. Keywords: Active drug-residues, environmental risk assessment, seasonal effects, Lake Balaton, catchment area.___________________________
