Farmaka a další chemikálie pro osobní potřebu člověka - jejich stabilita a osud ve vodním prostředí

MSc. Oksana GOLOVKO

Doctoral thesis

Pharmaceuticals and other human used chemicals in water environment - stability and fate

Abstract:

V rámci této práce byl studován vliv podmínek uskladnění vzorků na vlastní chemickou analýzu, byly sledovány změny koncentrací sledovaných sloučenin v průběhu roku a současně i účinnost odstraňování PPCP v čistírně odpadních vod. Dále byla studována i fotostabilita PPCP v podmínkách s různými zdroji světla. Na základě analýzy získaných dat bylo prokázáno, že podmínky skladování vzorků před analýzou mají významný vliv na degradabilitu farmak přítomných v těchto vzorcích. Bylo prokázáno, že podmínky skladování vzorků významně ovlivňují možnost determinace cílových sloučenin. Roční období může mít významný vliv na variabilitu koncentrací a na eliminaci PPCP v procesu čištění odpadní vody. Cílovými analyty bylo 10 antibiotik, 4 antidepresanty, 3 psychiatrická farmaka, 2 antihistaminika, 2 regulátory lipidů, 4 UV filtry, 3 analgetika a 9 farmak na úpravu krevního tlaku. V období od března 2011 do února 2012 bylo odebráno a následně pomocí kapalinové chromatografie analyzováno celkem 272 vzorků odpadní či vyčištěné odpadní vody (136 z přítoku a 136 z odtoku ČOV). Koncentrace většiny farmak v analyzovaných vzorcích byly vyšší v zimním období. Účinnost eliminace (RE) farmak byla nedostatečná a pohybovala se v rozmezí 38% - 100%. Nejnižší RE bylo v zimním období. Dále byla sledována fotodegradace 88 farmak rozpuštěných v čisté upravené vodě. Tyto experimenty byly realizovány jak v laboratorních podmínkách s využitím umělého zdroje UV záření tak v reálných podmínkách s využitím slunečního záření. Je nutno zdůraznit, že fotostabilita PPCP závisí na délce jejich expozice různým druhům záření (UV, sluneční). Podíl fotolýz z celkového množství sledovaných farmak byl nižší v případě expozice umělému UV záření.

Abstract:

The main objective of this study was to assess the influence of sample storage on analysis, the seasonal changes in concentrations and removal efficiencies (REs) in a wastewater treatment plant (WWTP), and the photostability of pharmaceuticals under different sources of light were studied. Data obtained from stability studies showed that storage conditions had a significant impact on the stability of samples, and thus were very important for reliable determination of target compounds. The season can have an important influence on the variability of concentration and elimination of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in WWTPs throughout the year. The target analytes were 10 antibiotics, 4 antidepressants, 3 psychotropics, 2 antihistamines, 2 lipid regulators, 4 UV filters, 3 analgesics/anti-inflammatories, and 9 anti-hypertensive/cardiovascular drugs. Wastewater samples (136 influents and 136 effluents) were collected from March 2011 to February 2012 and analyzed using two-dimensional liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. The concentration of most pharmaceuticals was higher in winter. In most cases, elimination of PPCPs was insufficient, and removal rates varied strongly from 38% to 100%. There were significant seasonal trends in the observed REs, which decreased in winter. Photodegradation of 88 pharmaceuticals was investigated in buffered purified water. These experiments were performed both in sunlight and in the laboratory under artificial UV light. We found that photostability of PPCPs depends on the light sources, and that the rate of photolysis was slower under artificial UV light in most pharmaceuticals.

Keywords

farmaka, osud, koncentrace, učinnost eliminace, sezónní změny, fotodegradace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 9. 2014

Accessible from:: 9. 9. 2014

Thesis defence

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Fisheries and Protection of Waters

Doctoral programme / field:
Zootechnics / Fishery