ZANIECZYSZCZENIA ORGANICZNE: PESTYCYDY

Transkrypt

1 Adrianna Kamińska

2 ZANIECZYSZCZENIA ORGANICZNE: PESTYCYDY Po II wojnie światowej nastąpił rozwój przemysłowy, co doprowadziło do gwałtownego upowszechnienia pestycydów. Projektowano je tak, aby utrzymywały się długo w środowisku i miały szkodliwe działanie na docelowe gatunki szkodników, a równocześnie nie uszkadzały pozostałych organizmów. Niestety, historia tych substancji, pokazała ich niszczące działanie na wszystkie organizmy. Pestycydy były używane w wielkich ilościach i rozpylane na dużych obszarach. Następnie spłukiwane z deszczem trafiały do wód powierzchniowych, rzek i mórz.

3 CZYM SĄ PESTYCYDY? Pestycydy - zaliczane są do środków chemicznych zwalczających owady, grzyby, chwasty, wszelkie gryzonie i pasożyty. Stosuje się je zarówno w celu ochrony roślin uprawnych, jak i hodowli zwierząt, a także do dezynsekcji magazynów oraz sklepów spożywczych. Środki te są bardzo trujące i należy stosować je pod ścisłą kontrolą, aby nie dopuścić do przedostania się ich do pożywienia człowieka.

4 Dlaczego pestycydy są tak niebezpieczne? 1. Związki te trudno się rozkładają i długo pozostają w środowisku Są mało lotne, wolno parują. Po dostaniu się do atmosfery są unoszone przez prądy powietrzne i opadają tysiące kilometrów od miejsca emisji, np. w Antarktyce. Im zimniejszy klimat, tym trudniej parują i rozkładają się, przez co akumulują się głównie w północnych krajach naszego globu. Szkodzą organizmom żywym nawet w bardzo małych stężeniach, zaburzają działanie układu hormonalnego (tarczycy), upośledzają układ odpornościowy, przyczyniają się do powstawania nowotworów, zakłócają procesy uczenia się i prawidłowego rozwoju.

5 Pestycydy szczególnie te należące do odpornych na rozkład fizykochemiczny i biodegradację, a także wiele innych - przenikają do wód powierzchniowych. W Polsce blisko 50% wód ujmowanych przez zakłady wodociągowe stanowią wody powierzchniowe. W wodach, a szczególnie osadach dennych oraz mułach rzek i jezior, w dalszym ciągu wykrywa się w niemałych ilościach niektóre insektycydy, najczęściej o bardzo dużej trwałości, takie jak np. DDT (zabroniony w Polsce od 1974 r.), które w dużym stopniu przyczyniają się do eutrofizacji wód. Zanieczyszczenia pestycydami są trudne do usunięcia w procesie uzdatniania wody przeznaczonej do picia.

6 PESTYCYDY bezpośredni opad spływy z pól uprawnych awarie na powierzchnię przy spryskiwaniu nieprzemyślane działania człowieka z samolotu wyrzucanie beczek i opakowań po preparatach do rzek i stawów mycie opakowań lub agregatów rozpylających

7 Pestycydy stanowiące największe zagrożenie to aldryna dieldryna epoksyd heptachloru Obecność w środowisku wodnym pestycydów stosowanych w minionych latach może być skutkiem ich dużej trwałości, a także wysokiego współczynnika biokumulacji. Czas potrzebny do rozkładu, np..: DDT w 95% wynosi 4 30 lat dieldryny lat. Na przykład aldryna i dieldryna znajdują się w wykazie substancji podlegających szczególnej kontroli w zakresie ich odprowadzania do wód powierzchniowych ( Dziennik UE z )

8 Problem zagrożenia pestycydami fauny i flory wód powierzchniowych jest na tyle skomplikowany, że dotychczas opracowano na ten temat bardzo mało norm i przepisów prawnych. Polskie przepisy dotyczą jakości wód powierzchniowych i obejmują tylko trzy grupy pestycydów: insektycydy z grupy węglowodorów chlorowcoorganicznych - 0,05 ug/l, insektycydy fosforoorganiczne i karbaminianowe - dopuszczalne stężenie 1,0 ug/l.

9 Antybiotyki... Są jednymi z najbardziej niebezpiecznych substancji stanowiących mikrozanieczyszczenia wód powierzchniowych, ścieków i gleby, gdyż są trudno biodegradowalne i wywołują powstawanie zjawiska lekooporności wielu szczepów bakterii. Najczęściej wykrywanymi lekami w wodach powierzchniowych są niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ).

10 ANTYBIOTYKI odznaczają się dużą polarnością są wydalane przez organizm człowieka, w formie niezmienionej lub w formie metabolitów charakteryzują się niską adsorpcją w mule i glebie są wyrzucane na wysypiska komunalne jako odpady farmaceutyczne.

11 Źródła zanieczyszczeń wód powierzchniowych antybiotykami: utylizacja leków odcieki z wysypisk odpadów wydalanie przez zwierzęta leków, które trafiają do obornika stosowanego jako nawóz na polach gospodarstwa domowe (nieprawidłowa utylizacja przeterminowanych leków) ścieki szpitalne

12 Drogi migracji leków w środowisku

13 OPORNOŚĆ NA ANTYBIOTYKI Najbardziej widocznym skutkiem obecności antybiotyków w środowisku i wodach powierzchniowych jest rozwój oporności szczepów bakteryjnych. Antybiotyki, które do tej pory ratowały życie, teraz stają się nieskuteczne w walce z zakażeniami. Względnie mało chorobotwórcze drobnoustroje, tzw. oportunistyczne, dzięki zdobytym mechanizmom oporności stały się poważnym czynnikiem zagrażającym zdrowiu i życiu, np. enterokoki oporne na wankomycyny. Cechą wielu współczesnych patogenów bakteryjnych jest wielooporność, tzn. brak wrażliwości na co najmniej 3 różne grupy terapeutyczne. Przykładem mogą być szczepy Streptococus pneumoniae, najczęstszego czynnika etiologicznego zapalenia płuc, wśród których obserwuje się oporność na penicyliny, makrolidy i fluorochinolony.

14 Fotokatalityczna degradacja antybiotyku w roztworach wodnych na przykładzie doksycykliny Zaawansowane procesy utleniania są powszechnie akceptowanymi technologiami oczyszczania wód powierzchniowych z opornych i trudno biodegradowalnych zanieczyszczeń organicznych. Polegają one na generowaniu rodników hydroksylowych ( OH) o wysokim potencjale utleniającym, które są zdolne zmineralizować związki organiczne.

15 Etapy procesu fotokatalitycznego rozpadu wodnego roztworu doksycykliny: I. Roztwory antybiotyków naświetla się promieniowaniem UV λ = 366 nm w obecności fotokatalizatora P 25 firmy Degussa. II. Zawartość doksycykliny i jej produktów przejściowych podczas fotokatalitycznej degradacji bada się metodą HPLC. III. Stałe szybkości fotokatalitycznego rozkładu doksycykliny wyznacza się z zależności logc/co od czasu trwania procesu. IV. Naświetla się następnie roztwory z jonami żelaza i kobaltu, które przyśpieszają proces fotokatalitycznego rozpadu doksycykliny. Jony miedzi, wapnia, magnezu i jony fosforanowe spowalniają ten proces. a) Na powierzchni P 25 następuje proces adsorpcji doksycykliny, największy w przypadku obecności w roztworze jonów żelaza. b) Jony miedzi ulegają w trakcie procesu redukcji i miedź osadza się na powierzchni fotokatalizatora.

16 Analiza wód powierzchniowych w Polsce potwierdziła obecność substancji leczniczych... Przeprowadzono badania, których celem było zidentyfikowanie leków występujących w Warcie. Próbki pobrano wzdłuż rzeki Warta, w pobliżu oczyszczalni ścieków w Łęczycy, Poznaniu, Koziegłowach, Boleochowie. W każdym poboru zidentyfikowano obecność diklofenaku w stężeniu ng/dm 3, ibuprofenu w stężeniu ng/dm 3, ketoprofenu 6 48 ng/dm 3, naproksenu ng/dm 3.

17 Czy wiesz, że? 1. Z badań Agencji Ochrony Środowiska wynika, że ilość farmaceutyków i produktów służących do ochrony osobistej wpuszczanych co roku do środowiska w przybliżeniu równa jest rocznemu zużyciu pestycydów. 2. Badania ujawniły w berlińskich wodociągach znaczne ilości antybiotyków, ibuprofenu, leków obniżających poziom cholesterolu, hormonów oraz środków stosowanych w chemioterapii.

18 Czy wiesz, że? 3. Brytyjscy naukowcy zmierzyli, że tylko małą rzeczką płynącą przez Londyn co roku spływa tona aspiryny oraz tona pochodnych morfiny. 4. Alarmujące informacje z Wielkiej Brytanii dotyczyły również odkrycia w wodzie pitnej leku przeciw depresyjnego o nazwie Prozac.

19