Mikrozagađivači u otpadnim vodama: farmaceutici, hormoni i mikroplastika kao rastući izazov

Farmaceutici i hormoni u otpadnim vodama

Farmaceutici dospevaju u otpadne vode na više nacina: putem metabolizma (izlucivanjem aktivnih metabolita ili nepromenjenih jedinjenja mokracom i fekalijama), bacanjem neupotrebljenih lekova u toalet ili kanalizaciju, te izlucivanjem u otpadu iz bolnica, domova za stare i farmaceutske industrije. Procenjuje se da se u Srbiji godisnje utrosse milioni definisanih dnevnih doza (DDD) razlicitih lekova, od kojih značajan deo – narocito analgetici, antibiotici i hormonski preparati – u konacnici zavrsava u otpadnim vodama (Ternes i sar., 2004).

Prirodni i sintetski estrogeni (estradiol, etinilestradiol) posebno su zabrinjavajuci zbog sposobnosti da indukuju feminizaciju ribljih populacija u recipijentima koji primaju efluent komunalnih PPOV. Ovi efekti dokumentovani su u brojnim studijama na potocnoj pastrmci i drugim vrstama u rekama niz struju od PPOV (Jobling i sar., 2006). Etinilestradiol, sintetski hormon iz kontraceptivnih pilula, izuzetno je bioperzistentan i detektuje se nizvodno od PPOV u koncentracijama dovoljnim za izazivanje biološkog odgovora kod riba. Uklanjanje ovih jedinjenja standardnim biološkim tretmanom varira od 40% do 90% u zavisnosti od procesnih parametara, ali nikada nije dovoljno potpuno da se eliminise ekološki rizik.

Antibioticka rezistencija kao globalni javnozdravstveni problem

Otpadne vode komunalnih PPOV predstavljaju ključni reservoir i vektor sire nja gena antibiotičke rezistencije (ARG) i antibiotikorezistentnih bakterija (ARB) u zivotnoj sredini. U bioreaktoru aktivnog mulja, visoka gustina bakterija razlicitih vrsta i prisustvo subinhibitornih koncentracija antibiotika stvaraju idealne uslove za horizontalni transfer ARG između bakterija putem plazmida, integrona i transpozoma (Rizzo i sar., 2013). Nakon dezinfekcije efluentom PPOV, deo ARB i ARG ostaje prisutan u prečišćenoj vodi i dospeva u vodotokove.

Svetska zdravstvena organizacija proglasila je antibioticku rezistenciju jednom od deset globalnih javnozdravstvenih pretnji (WHO, 2019). Procena rizika u ovom podrucju jos uvek je u razvoju, ali je jasno da uklanjanje antibiotika i ARB iz otpadnih voda mora biti prioritet u projektovanju naprednih sistema tretmana. Dezinfekcija UV zracenjem pokazuje umerenu efikasnost u redukciji ARB, ali ne i ARG koji se mogu prenositi i iz inaktivisanih celija. Ozonizacija i napredni oksidacioni procesi pokazuju bolju efikasnost u razgradnji ARG, ali i dalje nisu standard u komunalnim PPOV.

Mikroplastika u otpadnim vodama

Mikroplastika – čestice plasticnog materijala manje od 5 mm – identifikovana je kao jedan od najrasprostranjenijih zagađivača savremenih vodenih ekosistema. U otpadne vode dospeva iz više izvora: pranjem sinteticke odece (mikrovlakna), abrazijom plasticnih predmeta u domacinstvu, kozmetickim mikropelidima i fragmentacijom vecih plasticnih predmeta u kanalizacionom sistemu (Mason i sar., 2016). Komunalna PPOV uklanjaju značajan deo mikroplastike – procenjuje se do 98% ulaznog opterećenja – ali s obzirom na ogromne količine koje prolaze kroz postrojenja, i 2% ostatka predstavlja ogroman apsolutni broj čestica koje se svakodnevno ispustaju u vodotokove i mora.

Mulj iz PPOV postaje sekundarni rezervoar mikroplastike – koncentracije u mulju mogu biti 1.000 do 10.000 puta veće nego u efluentu, što znaci da primena mulja u poljoprivredi može predstavljati značajan put unosa mikroplastike u tlo i podzemne vode. Standardne metode tretmana nisu projektovane za uklanjanje mikroplastike, a membrane (MBR sistemi) trenutno pruzaju najrobusniju barijeru za njeno zadrzavanje u procesu prečišćavanja. Regulatorni okvir za mikroplastiku u otpadnim vodama i mulju jos uvek se razvija na nivou EU i nacionalnih zakonodavstava.

Savremene tehnologije uklanjanja mikrozagađivača

Napredni oksidacioni procesi (ozon, UV/H2O2, Fentonova reakcija) i adsorpcija na aktivnom uglju (PAC – prasakasti aktivni ugalj ili GAC – granularni aktivni ugalj) predstavljaju najistraživanije i u praksi najprimenjivanije metode za uklanjanje farmaceutika i hormona iz efluenta komunalnih PPOV (Margot i sar., 2013). Ozonizacija razgraduje vecinu farmaceutika na efikasan nacin, ali može dovesti do formiranja oksidacionih nusprodukata, od kojih su neka tokaisnija od polaznih jedinjenja, što zahteva primenu biološke filtracije ili aktivnog uglja kao post-tretmana. Postrojenja u Švajcarskoj, Nemačkoj i Holandiji već godinama uspesno primenjuju ozonizaciju i adsorpciju aktivnim ugljom kao cetvrtu fazu tretmana.

Srbija i region Balkana jos uvek nemaju operativnih primera primene četvrte faze tretmana za mikrozagadjivace u komunalnim PPOV. Ova činjenica je razumljiva s obzirom na nedostatak finansijskih kapaciteta i prioritet koji ima izgradnja osnovne infrastrukture za prečišćavanje otpadnih voda. Ipak, s obzirom na rastuce istraživačke dokaze o ekotoksikolskim efektima farmaceutika na balkanske vodotoke – ukljucujuci reke Tisu, Moravu i Drinu – nuzno je da istraživačka, regulatorna i stručna zajednica pocne da se sistematski bavi ovim pitanjem.

Zaključak

Mikrozagađivači u otpadnim vodama predstavljaju kompleksnu i rastucu ekološku i javnozdravstvenu pretnju koja zahteva multidisciplinarni odgovor – od istraživanja i karakterizacije rizika do razvoja i implementacije naprednih tehnoloških rešenja. Standardni tretman nije dovoljan i mora se dopuniti naprednim procesima tamo gde je ekološki rizik procenjen kao značajan. Srbija mora poceti da prati prisustvo prioritetnih mikrozagađivača u efluentima PPOV i recipijentima sistematski i na osnovu nauke, kako bi mogla da planira adekvatne mere zasnovane na realnoj slici stanja.