Lægemiddelrester i miljøet

I denne artikel i Nørderiet dykker vi ned i hvad lægemiddelrester betyder for miljøet og hvordan det er muligt at analysere for disse stoffer. 

I 2022 var PFAS at finde alle steder både i miljøet og medierne, og udgør med sikkerhed en af Danmarks største miljøkatastrofer til dato. Desværre har der også de seneste år været stigende fokus på medicinrester, som en ny gruppe af miljøfremmede stoffer, der har en negativ effekt på vandmiljøet. Der findes allerede nu rigtig meget data om forekomsten af medicinrester i spildevandet og vandmiljøet, hvilket også har medført at EU nu foreslår at rensning for medicinrester skal indgå i udkastet til det kommende Byspildevandsdirektiv i 2024¹.

Hvordan kommer medicinresterne ud i miljøet?

Tilgængeligheden og forbruget af lægemider har været stigende over de sidste par år. Ifølge Lægemiddelstyrelsen blev der i 2021 godkendt 13.783 lægemidler i Danmark, dog indeholder flere af lægemidlerne det samme stof. Denne stigning ses også i tal fra European Medicines Agency (EMA), hvor agenturet i 2022 anbefalede godkendelse af 89 nye lægemiddelstoffer, hvoraf 41 var nye aktive stoffer²⁺³.

Forbruget af lægemiddelstoffer sker både i primærsektoren, hvilket er den del af sundhedsvæsnet, som administreres udenfor sygehusene, samt i den sekundære sektor, som er sygehusene. 96% af medicinrester fundet i spildevand stammer fra private hjem, mens de resterende 4% kommer fra landets hospitaler⁴⁺⁵. Denne fordeling skyldes til dels, at der i dag foretages mange ambulante behandlinger. Det vil sige medicinske behandlinger, som ikke kræver indlæggelse, hvormed medicinresterne udledes via husholdningsspildevandet.

Lægemiddelstoffer er typisk designet til at blive udskilt fra patienten uomdannet eller som vandopløselige konjugater, så lægemiddelstofferne er bundet til andre molekyler, der har vandopløselige egenskaber⁶. Deres nedbydelighed i spildevandet varierer meget, og mens nogle stoffer vil blive helt nedbrudt på renseanlæggene, vil andre gå igennem renseanlægget uændret og dermed ende i vandmiljøet. Lægemiddelstoffer som udledes til vandmiljøet kan negativt påvirke både vandfasen, sedimenten og biota⁷.

PNEC-værdien: et mål for lægemiddelstoffets effekt på miljøet

Effekten af de forskellige lægemiddelstoffers tilstedeværelsen i vandmiljøet kan estimeres ud fra PEC/PNEC-princippet. PEC (Predicted enviromental concentration) svarer til den forventede koncentration af stoffer i miljøet og PNEC (Predicted no effect concentration) svarer til den koncentration hvor man forventer, at stoffet ikke påvirker miljøet. Er PEC/PNEC < 1 er der risiko for effekter i miljøet, mens PEC/PNEC > 1 ikke giver anledning til effekter.

PNEC-vurderingen for de enkelte stoffer er estimeret ud fra en række toksicitetstests efter fastlagte kriterier. Der findes dog ingen universel PNEC guideline til PNEC, da der er forskellige agenturer, som står for vurderingerne.

Hvilken effekt har lægemiddelstofferne på miljøet

Lægemiddelstoffer som udledes til vandmiljøet fra de traditionelle renseanlæg har forskellige effekter alt efter deres aktive indholdsstoffer. Det Norske Miljødirektorat har over en længere årrække kørt et screeningsprogram for at undersøge tilstedeværelsen af medicinrester i sediment, fisk og hvirvelløse dyr. Lægemiddelstoffer som Azithromycin, Diclofenac og Venlafaxine er nogle af de stoffer som direktoratet har fundet overskrider PNEC-værdien i udløb og i vandmiljøet⁸. Effekten af Venlafaxine har Ziegler et. Al. illustreret i et studie, at ørreder ændrer deres adfærd når de blev udsat for det antidepressive medikament⁹. Et andet studie ledt af en række danske forskere mistænker type 2 diabetes-medikamentet Metformin for at have en indvirkning på udviklingen ufuldstændige kønsorganer hos drengebørn. Metformin udskilles uændret med urinen og er tilstede i spildevandet hvor det spredes til søer, floder og drikkevandet. Da Metformin påvirker testosteron-niveauet i både mænd og kvinder, formodes dette at have en effekt på fødslen af drengebørn med genitale fødselsdefekter.

Fokusstoffer, som bør fjernes ud fra et miljømæssigt perspektiv

Det stigende overvågenhed overfor medicinresternes tilstedeværelse i vandmiljøet er også nået til EU. Her forventes følgende stoffer at kommer med i det nye Byspildevandsdirektiv¹⁰:

Rensning af medicinrester

Der er i dag en stor udvikling af renseteknologierne til fjernelse af bl.a. lægemiddelrester. Disse nye metoder er baseret på flere forskellige renseprincipper, og kan inddeles i kategorier:

• Biologisk rensning
• Fysisk rensning med brug af bl.a. membraner
• Kemisk rensning med brug af ozonring
• Adsorption med brug af aktivt kul
• Kombinationsteknologi hvor flere af ovenstående metoder anvendes samtidigt.
  
  

Monitering af lægemiddelstoffer i vandmiljøet

For at mindske udledning af miljøfremmede stoffer til vandmiljøet er det nødvendigt at monitorere lægemiddelstoffernes tilstedeværelse i vandmiljøet.

Undersøgelsen af dette kan gribes an på tre niveauer:

Target-screening: Her anvendes certificerede referencemateriale som analyseres sammen med prøven. Dette sikrer en meget præcis identifikation og kvantificering.

Suspekt-screening:  Her udarbejdes en liste og lægemiddelstoffer, som man ønsker at lede efter. Her benyttes der ikke referencemateriale for hver af de enkelte lægemiddelstoffer, men der gøres brug af en computersimulerede fragmentationsmønstre, retentionstider samt store databaser. Da analysen ikke beror sig på tilgængeligheden af referencemateriale, giver dette rig mulighed for at undersøge et meget større antal stoffer.

Non-target screening: Her ser vi alt som findes i prøven, og må ud fra vores egen viden om den enkelte prøve prioritere interessante stoffer, som vi forsøger at identificere. De identificerede lægemiddelstoffer kan ikke kvantificeres da referencemateriale ej anvendes. Dog kan en semi-kvantifikation foretages, hvilket i mange tilfælde vil være tilstrækkeligt il en prioritering af identificerede forening. 
Du kan læse mere om non-target screeninger i denne artikel.

For target og suspekt-screening bruges massespektrometri koblet med enten gaskromatografi (GC) eller væskekromatografi (LC). For non-target screening anvendes højopløsningsmassespektrometri, kaldt HRMS, hvoraf de mest kendte teknikker er QTOF og Orbitrap. Disse tillader identifikation af tusindvis af stoffer pr. prøve. Denne analysemetode tillader desuden at blive anvendt med ”tilbagevirkende kraft”, hvormed et digitalt arkiv bestående af alt data lagres efter hver analyse. Hermed er det muligt at foretage retrospektive analyser for at undersøge om nye stoffer tidligere har været tilstede i prøven, blot ved at re-analysere data-filen.

Miljøfremmede stoffer dukker op i vandmiljøet og drikkevandet. Dette har medført en øget overvågenhed fra det kommunale, da hovedparten af lægemiddelrester udledes til de kommunale renseanlæg. Da mange lægemiddelrester ikke omsættes på renseanlægget udgør dette en potentiel spredningsvej til det omkringliggende vandmiljø. Skarp kildeopsporing vil forhindre, at stofferne spredes ydereligere til vores slam og hertil landbrugsjord. For at hindre denne dominoeffekt, bør der holdes kontrol med koncentrationerne af lægemiddelstoffer i vores vandmiljø. Ved at foretage kontinuert kontrol af disse, vil det være muligt at danne sig et pålideligt billede af tilstedeværelsen af disse stoffer i vandmiljøet – og hertil træffe informererede beslutninger om hvordan disse begrænses.

Kilder
1: Danva - Det fjerde rensetrin: Miljøfarlige stoffer skal fjernes fra spildevandet, april 2023 (https://www.danva.dk/nyheder/2023/det-fjerde-rensetrin-miljoefarlige-stoffer-skal-fjernes-fra-spildevandet/) 
2: Cowi rapport - Medicinrester i spildevand og vandmiljø, maj 2021 (https://www.danva.dk/media/7775/medicinrester-i-spildevand-og-vandmiljoe_2021.pdf)
3: European Medicines Agency – Human Medicines Highlights 2022 (https://www.ema.europa.eu/en/documents/report/human-medicines-highlights-2022_en.pdf)
4: Kortlægning af lægemiddelstoffer i spildevand samt fjernelse af disse (https://www.aarhus.dk/media/63561/rapport-laegemiddelkortlaegning.pdf)
5: DANVA – Dansk Vand, april 2023 (http://www.e-pages.dk/danva/263/)
6: DHI Rapport, juni 2013 – Forslag til administrationsgrundlag for lægemiddelstoffer i hospitalspildevand (https://mst.dk/media/121074/forslag-til-administrationsgrundlag-for-laegemiddelstoffer-i-hospitalsspildevand.pdf)
7: Cowi rapport - Medicinrester i spildevand og vandmiljø, maj 2021 (https://www.danva.dk/media/7775/medicinrester-i-spildevand-og-vandmiljoe_2021.pdf)
8: Ziegler et. Al., Behavioral and Developmental Changes in Brown Trout After Exposure tp the Antidepressant Venlafaxine, Front. Environ Sci. 2020 (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2020.586584/full)
9: Tavlo, M., et.al., Hypothesis: Metformin is a potential reproductive toxicant, Front Endocrinology, 2022 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9627511)
10: Tabellen er udarbejdet med udgangspunkt i Samlet bilag til kortlægning af lægemiddelstoffer i spildevand, DHI Rapport, juni 2013 – Forslag til administrationsgrundlag for lægemiddelstoffer i hospitalspildevand, medicin.dk – professionel lægemiddeldatabase, Biriguglio, I., et. Al., Benzotriazole: An overview on its versatile biological behavior, Eur. J. Med Chem vol 97 (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0223523414009179?via%3Dihub), Enviromental Risk Assesment Data – Hydrochlorotiazid (https://www.astrazeneca.com/content/dam/az/our-company/Sustainability/2017/hydrochlorothiazide.pdf)

Webinarer

Tilmeld dig vores nyhedsbrev