OCENA RYZYKA ŚRODOWISKOWEGO WYBRANYCH POZOSTAŁOŚCI ANTYBIOTYKÓW WYSTĘPUJĄCYCH W OSADACH POŁUDNIOWEGO BAŁTYKU

Transkrypt

1 OCENA RYZYKA ŚRODOWISKOWEGO WYBRANYCH POZOSTAŁOŚCI ANTYBIOTYKÓW WYSTĘPUJĄCYCH W OSADACH POŁUDNIOWEGO BAŁTYKU K.Pazdro, G.Siedlewicz, Instytut Oceanologii PAN, A.Białk-Bielińska, M.Borecka, P.Stepnowski Wydział Chemii UG VII Krajowa Konferencja Bioindykacyjna, , Kraków

2 ŹRÓDŁA I LOSY POZOSTAŁOŚCI LEKÓW W EKOSYSTEMACH MORSKICH P O Z O S T A Ł O Ś C I L E K Ó W W W Ś R O D O W I S K U M O R S K I M Pozostałości leków w osadach morskich: od 2000 roku około 25 publikacji (Gaw i wsp., 2014; Pazdro i wsp. 2016) Większość prac dotyczy zagadnień metodycznych (opracowanie, walidacja metody) Anality: głównie antybiotyki, β-blokery, NSAiD (do tej pory wykryto 62 związki), Stężenia 0, ng g m.m. -1 (najwyższe w pobliżu akwakultur) Brak danych dotyczących osadów bałtyckich

3 CEL PRACY Ocena narażenia ekosystemu południowego Bałtyku na obecność wybranych pozostałości antybiotyków w osadach dennych optymalizacja procedur izolacji wybranych pozostałości antybiotyków z próbek bałtyckich osadów dennych, walidacja metody zbadanie występowania wybranych pozostałości antybiotyków w osadach dennych południowego Bałtyku zbadanie wpływu czynników środowiskowych oraz właściwości fizykochemicznych badanych związków na występowanie pozostałości antybiotyków w osadach dennych południowego Bałtyku analiza ryzyka środowiskowego

4 MATERIAŁY I METODY Antybiotyki bakteriostatyczne: Sulfonamidy (sulfatiazol, sulfapirydyna, sulfamerazyna, sulfametazyna, sulfametazol, sulfachloropirydazyna, sulfametoksazol, sulfisoksazol, sulfadimetoksyna) Trimetoprim Tetracykliny (tetracyklina, oksytetracyklina) Antybiotyki bakteriobójcze: Chinolony (kwas oksolinowy, enrofloksacyna) stacji badawczych 62 próbki osadów powierzchniowych (0-5 cm) 1 rdzeń osadu Ke Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami SPE-SPE (DISCOVERY SAX, OASIS- HLB) LC-MS/MS (w trybie pracy MRM) MQL-0,45-3,70 ng/g s.m. Odzysk %

5 P O Z O S TA Ł O Ś C I A N T Y B I O T Y KÓ W W O S A DA C H D E N N YC H P O Ł U D N I O W E G O B A Ł T Y K U Związek Częstość występowania związku w próbkach (n=62) [%] (n=42)* sulfametoksazol (SMX) 58 oksytetracyklina (OTC) 48* trimetoprim (TMP) 45 sulfachloropirydazyna (SCP) 32 tetracyklina (TC) 17* sulfametazyna (SMZ) 10 sulfadimetoksyna (SDM) 5 sulfatiazol (ST) 5 sulfametiazol (SMT) 5 sulfisoksazol (SSX) 3 sulfamerazyna (SRZ) 3 sulfapirydyna (SP) 2 enrofloksacyna (ENR) 2 kwas oksolinowy (OA) 2 SMX TMP Zakres stężeń - <MQL kilkaset ng/g s.m., duża zmienność

6 P O Z O S TA Ł O Ś C I A N T Y B I O T Y KÓ W W O S A DA C H D E N N YC H P O Ł U D N I O W E G O B A Ł T Y K U Związek Częstość występowania związku w próbkach (n=62) [%] (n=42)* sulfametoksazol (SMX) 58 oksytetracyklina (OTC) 48* trimetoprim (TMP) 45 sulfachloropirydazyna (SCP) 32 tetracyklina (TC) 17* sulfametazyna (SMZ) 10 sulfadimetoksyna (SDM) 5 sulfatiazol (ST) 5 sulfametiazol (SMT) 5 sulfisoksazol (SSX) 3 sulfamerazyna (SRZ) 3 sulfapirydyna (SP) 2 enrofloksacyna (ENR) 2 kwas oksolinowy (OA) 2 OTC Zakres stężeń - <MQL kilkaset ng/g s.m.

7 CHARAKTERYSTYKA RYZYKA RQ= PEC/PNEC lub MEC/PNEC MEC (Measured Environmental Concentration)-zmierzone stężenie substancji w środowisku PNEC (Predicted No Effect Concentration) przewidywane stężenie substancji poniżej którego nie obserwuje się wystąpienia szkodliwych skutków dla środowiska RQ= MEC/PNEC wysoki poziom ryzyka dla środowiska dla wartości MEC/PNEC >1 średni poziom ryzyka dla środowiska dla wartości MEC/PNEC 0,1-1 niski poziom ryzyka dla środowiska dla wartości MEC/PNEC 0,1-0,01 brak ryzyka dla środowiska dla wartości MEC/PNEC <0,01 (Hernando i in., 2006; EC, 2003)

8 CHARAKTERYSTYKA RYZYKA

9 C H A R A K T E RYSTYKA RYZYKA Vibrio fischeri Związek Organizm testowy EC 50 [mg dm -3 ] AF PNEC wody morskiej [ng dm -3 ] Literatura TMP R. salina Zhang et al., 2012 SMX S. leopoliensis Zhang et al., 2012 C. dubia Isidori et al O. latipes Kim et al SMZ S. vacuolatus Zhang et al., 2012 SCP V. fischeri Santos et al, 2010 SDM V. fischeri Santos et al, 2010 ST V. fischeri Santos et al, 2010 ENR V. fischeri Santos et al, 2010 OA M. aeruginosa Santos et al, 2010 TC M. aeruginosa Jiang et al OTC M. aeruginosa Jiang et al M. macrocopa Park and Choi O. latipes Park and Choi utex.org utex.org /microbewiki.kenyon.edu botany.natur.cuni.cz Microcystis aeruginosa edu Ceriodaphnia dubia pl.wikipedia.org Oryzias latipes Scenedesmus vacuola Moina macroco

10 C H A R A K T E R Y S T Y K A RYZYKA n=572 wysokie ryzyko 10% przypadków średnie ryzyko 3% niskie ryzyko 2% brak ryzyka 85% nazwa/data ST SMZ SCP SMX SDM TMP OA ENR TC OTC nazwa/data ST SMZ SCP SMX SDM TMP OA ENR TC OTC 1/ kwiecień 2010 na na 13/ lipiec 2010 na na 1 /lipiec / maj 2011 na na 1/ maj / maj / maj / styczeń / maj /marzec /marzec /luty /maj /maj 2011 na na 2 /luty /lipiec /maj 2011 na na 17 /maj /maj / kwiecień 2010 na na 4 /maj /maj 2011 na na 5 /maj / kwiecień 2010 na na 5 /marzec /maj /luty 2013 na na 19 /maj /maj /kwiecień 2010 na na 6 /listopad /maj 2011 na na 6/ maj / kwecień 2010 na na 7/ maj 2011 na na 21/ maj /maj / maj / maj /kwiecień 2010 na na 9 /kwiecień 2010 na na 22/ maj 2011 na na 9 /maj /maj /maj /kwieciń 2010 na na 10/ luty / maj / maj /maj / maj /maj / styczeń /kwiecień 2010 na na 12/ marzec /maj / maj /maj /luty /maj / kwiecień 2010 na na na- nie analizowane

11 C H A R A K T E R Y S T Y K A RYZYKA Sulfametoksazol (SMX) SMX nazwa/data S. leopoliensis C. dubia O. latipes 1 kwiecień /lipiec /maj /maj /maj /maj /maj /maj /maj / maj /maj /maj /maj / kwiecień /maj /kwiecień / maj / maj /kwiecień /maj /kwiecień /maj /maj /kwiecień /maj / maj

12 C H A R A K T E R Y S T Y K A RYZYKA Trimetoprim (TMP)

13 C H A R A K T E R Y S T Y K A RYZYKA OTC nazwa/data M. aeruginosa M. macrocopa O. latipes 1 /maj /maj /marzec /maj /maj /maj /maj /marzec /maj /maj /maj / maj /styczeń /marzec /luty /maj /maj /maj / maj /maj

14 WNIOSKI w 89% pobranych próbek osadów dennych południowego Bałtyku wykryto, ze zróżnicowaną częstotliwością, 14 związków należących do pozostałości antybiotyków, w stężeniach rzędu od dziesiątych części ng do kilkudziesięciu ng g-1 s.m. osadu. W pojedynczych próbkach stężenia dochodziły do 1000 ng g-1 s.m. osadu. najczęściej wykrywanymi związkami były: sulfametoksazol (SMX)(58% próbek, oksytetracyklina (OTC) (48%), trimetoprim (TMP) (45%), oraz sulfachloropirydazyna (SCHP) (32%). Związki te charakteryzowały najwyższe wartości stężeń. Pozostałe związki wykrywane były w pojedynczych próbkach lub też były obecne w próbkach w stężeniach poniżej granicy wykrywalności metody stężenia pozostałości antybiotyków w osadach południowego Bałtyku charakteryzują się znaczną zmiennością czasową i przestrzenną. Najwięcej analizowanych antybiotyków wykryto w osadach pobranych u ujścia Parsęty oraz w osadach z Zatoki Gdańskiej pobranych w pobliżu kolektora ściekowego z oczyszczalni Gdańsk Wschód. Najwyższe stężenia analitów zmierzono w osadach Zatoki Gdańskiej oraz Zalewu Szczecińskiego. Przeprowadzono wstępną ocena ryzyka środowiskowego 10 związków z grupy antybiotyków dla osadów dennych z rejonu południowego Bałtyku. Uzyskane wartości wskaźnika MEC/PNEC wskazują że zmierzone stężenia SMX, TMP, TC i OTC mogą stwarzać zagrożenie dla środowiska Morza Bałtyckiego, szczególnie w rejonie Zatoki Gdańskiej, Zatoki Pomorskiej oraz ujścia Parsęty i Dziwny. Dla wybranych antybiotyków należy wyznaczyć wartości PNEC dla gatunków bałtyckich

15 Marine

16 Literatura: Dyrektywa Komisji 93/67/EWG z dnia 20 lipca 1993 r. ustanawiająca zasady oceny ryzyka dla człowieka i środowiska naturalnego ze strony substancji notyfikowanych zgodnie z dyrektywą Rady 67/548/EWG Dyrektywa 2004/28/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 31 marca 2004 r. zmieniająca dyrektywę 2001/82/WE w sprawie wspólnotowego kodeksu odnoszącego się do weterynaryjnych produktów leczniczych EC, European Commission Technical Guidance Document in Support of Commission Directive 93//67/EEC on Risk Assessment for New Notified Substances and Commission Regulation (EC) no. 1488/94 on Risk Assessment for Existing Substance, Part II, 2003 EPA: Risk Assessment, PA/600/M-91/034, United States Environmental Protection Agency, Washington 1992 Hernando M. D., Mezcua M., Fernández-Alba A. R., Barceló D., Environmental risk assessment of pharmaceutical residues in wastewater effluents, surface waters and sediments, Talanta, 69: Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 18 lutego 2003 r. w sprawie szczegółowych danych, które należy przedstawić Inspektorowi do Spraw Substancji i Preparatów Chemicznych w przypadku wprowadzenia do obrotu na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej niektórych substancji nowych (Dz. U. Nr 50, poz. 436). antibiotics in the Laizhou Bay, China: impacts of river discharge, Ecotoxicol. Environ. Saf., 80: The effect of sulfamethoxazole (SMX), trimethoprim (TMP), sulfadiazine (SD), tetracycline(tet) and their mixtures (in concentrations of 0.5 µg ml-1 and 0.5 mg ml-1) on the liquid cultures of sedimentary baltic bacteria (Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas guineae, Bacillus barbaricus, Microbacterium oxydans, Pseudomonas baetica, Bacillus niacini and Shewanella denitrificans) was tested. Based on the decline of bacterial growth (referred as optical density of bacterial cultures) (Siedlewicz et al., 2013).

17 Wzrost [% kontroli] Wzrost [% kontroli] Wzrost [% kontroli] Wzrost [% kontroli] Wstęp Cel pracy Metodyka Wyniki Podsumowanie WPŁYW ANTYBIOTYKÓW NA ZMIANY WZROSTU SZCZEPÓW BAKTERYJNYCH A Bacillus niacini B Pseudomonas guineae 0,5 μg/ ml 0,5 mg /ml C SMX SMX/TMP TMP SDIAZ TC MIX Pseudomonas fluorescens D SMX SMX/TMP TMP SDIAZ TC MIX Shewanella denitrificans SMX SMX/TMP TMP SDIAZ TC MIX 0 SMX SMX/TMP TMP SDIAZ TC MIX