A gyógyszermentes vizekért – egy rendhagyó kutatás-fejlesztési program a CSFK-ban

A gyógyszerszármazékokkal kapcsolatos hazai helyzetértékelést és az első fejlesztések elindítását célzó kutatásokat a Nemzeti Versenyképességi és Kiválósági Program (NVKP) keretében a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal finanszírozta 2016 és 2019 között.[1] A projektben a konzorciumvezető CSFK mellett a gödöllői Szent István Egyetem, az Aquaprofit Zrt. és az UTB Envirotec Zrt. vett részt. A kutatás 111 különböző gyógyszerhatóanyag környezetben történő eloszlását tárta fel Budapest térségében, valamint azok környezeti kockázatainak az elemzését célozta. A kutatói kollektíva több mint 1000 mintát gyűjtött be a térség felszíni és felszín alatti vizeiből, tisztítatlan és tisztított szennyvizeiből, üledékeiből, illetve a vízi élővilágból.  A vizsgálatok megállapították, hogy bár a jelenleg korszerűnek számító szennyvíztisztító technológiák egyes hatóanyagok esetében jelentősen csökkentik a gyógyszermaradványok koncentrációját, a keresett anyagok 75%-a a tisztított szennyvízben is megtalálható. Több mint egy tucat hatóanyag (pl. az antiepileptikumok közé tartozó karbamazepin és lamotrigin, a fájdalomcsillapító hatású diklofenák, továbbá számos szívgyógyszer) koncentrációja a környezetbe kibocsátott tisztított szennyvízben a 100 nanogramm/liter (ng/l) koncentrációt is jelentősen meghaladhatja.

A projekt kutatói a világon az elsők között az elfolyó, használt termálvizekből is kimutattak gyógyszerhatóanyagokat. Ezzel kapcsolatban azonban megállapították, hogy a fürdőink tisztítatlan elfolyó vizeiben a gyógyszerhatóanyagok koncentrációja nagyon alacsony, sokszor a befogadó vízfolyásokénál is kisebb.[2] A Budapest vízellátásában kiemelkedő szerepet játszó Dunában a vizsgált 111 hatóanyagból összesen 52 volt kimutatható. Ebből a parti szűrésű kutak vizébe már csak 32 anyag jutott át.[3],[4] A parti szűrés hatékonysága általában 95% feletti volt, ami azt jelenti, hogy az ivóvízbázisba általában csak rendkívül szórványosan, és mindössze néhány ng/l koncentrációban jutnak el a vizsgált vegyületek. Ezek közül kivételt képez néhány antiepileptikum, valamint a fájdalomcsillapítóként alkalmazott tramadol és lidokain, amelyek a nyers ivóvízminták több mint 50%-ában jelen voltak. Fontos kiemelni azonban, hogy ezeknek is csak egy töredéke jut el a fogyasztókig. A tisztítási és fertőtlenítési eljárásoknak (pl. klórozás) köszönhetően ezen anyagok mennyisége a vízvételi helyekig (csapokig) elérve jelentősen lecsökken, így ezek a maradványok önmagukban jelenleg még nem jelentenek egészségügyi kockázatot. Hormonokat – amelyek általában a legtöbb aggodalomra adnak okot – a kutatók nem tudtak meghatározni a nyersvíz- és csapvízmintákban, ezek csak a felszíni vizekben voltak kimutathatók. Mindezzel együtt a felszíni vizekkel kapcsolatos kutatások azt bizonyították, hogy a patakokban, folyókban található gyógyszermaradványok összessége egyes vízi élőlények számára már kockázatos, például egyes halfajok elterjedése és a hatóanyagok koncentrációja között szignifikáns kapcsolat van.

1. táblázat. A parti szűrésű vízben megtalált hatóanyagok főbb jellemzői
Forrás: Kondor et al. 2020. Occurrence of pharmaceuticals in the Danube and drinking water wells: Efficiency of riverbank filtration. Environ. Pollut. 265. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114893

A gyógyszerfogyasztás növekedése, a vizekbe kerülő humán és állatgyógyászati hatóanyagok rendkívül nagy száma, a parti szűrésű vízben kimutatható (bár egyelőre csak szórványos) megjelenése, valamint a hatóanyagok közt levő szinergikus hatások miatt mindenképpen szükséges a hatóanyagok mennyiségét monitoringozni, és kockázatcsökkentő fejlesztéseket indítani. Ezért a projekt második szakaszában a konzorciumi partnerek a környezetbe kibocsátott hatóanyagok mennyiségének csökkentését célzó fejlesztéseket kezdtek az alapkutatás során meghatározott legkockázatosabb vegyületekre vonatkozóan. E fejlesztések célja olyan, nemzetközileg is piacképes termékek előállítása volt, amelyek hatékonyan csökkentik a környezetbe kerülő mikroszennyezők mennyiségét.

A CSFK-ban 2019-ben indultak el azok a laboratóriumi kutatások, amelyek újszerű megkötőanyagok (adszorbensek) kifejlesztését tűzték ki célul. Elsőként olyan természetes anyagokat vizsgáltak (pl. növények, talaj), amelyek költséghatékonyan tudják megkötni a gyógyszerszármazékokat.[5] Az NVKP projekt keretében indított fejlesztéseket 2019-ben CLEAREADY márkanév alatt mutatták be a konzorcium tagjai a Budapest Water Summit keretében.[6]

2020-tól az ELKH kiemelten támogatja a további kutatásokat, és a tudományos, valamint piaci lehetőségekre tekintettel a CSFK főigazgatója felügyeli a kutatócsoport munkáját. Mindezzel együtt a korábbi konzorciumi tagok közötti kooperáció és rugalmas együttműködés továbbra is elengedhetetlen az ipari validációk és a szűrőtöltet-prototípusok kialakítása érdekében. A környezeti és egészségügyi kockázatok csökkentésének nemzetközi fontosságára való tekintettel a termékfejlesztést, az üzleti tervezést és a szponzorációt 2020 őszétől az EIT (European Institute of Innovation & Technology) által támogatott Health Venture Lab hálózata is segíti a Reactor Program keretében.

[1] NVKP_16-1-2016-0003. sz projekt: Egyes endokrin diszruptorok kockázatai és kockázatcsökkentési módszerek a budapesti várostérségben. http://geohidrobma.mtafki.hu/

[2] Jakab et al. 2020. Thermal baths as sources of pharmaceutical and illicit drug contamination. Environ. Sci. Pollut. Res. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06633-6.

[3] Kondor et al. 2020. Occurrence of pharmaceuticals in the danube and drinking water wells: Efficiency of riverbank filtration. Environ. Pollut. 265. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114893

[4] Kondor et al. 2020. Dataset of pharmaceuticals in the Danube and related drinking water wells in the Budapest region. Data in Brief 32. https://doi.org/10.1016/j.dib.2020.106062

^[5] Szabó et al. 2020. Investigation of the sorption of 17α-ethynylestradiol (EE2) on soils formed under aerobic and anaerobic conditions. Chemosphere 240. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.124817

[6] http://cleareadywater.com/