Ovunque le persone vivano, i medicinali finiscono nelle acque reflue. Inoltre, le acque reflue di una persona vengono spesso mescolate con l'acqua potabile di un'altra persona. Ma la maggior parte dei paesi non ha quasi nessuna regolamentazione che limiti i livelli di droga nelle acque reflue o nell'acqua potabile. I ricercatori dell'UJ hanno sviluppato un metodo per rilevare due farmaci per l'HIV utilizzati in Sud Africa nelle acque reflue e nei fiumi. È così semplice ed economico che i laboratori possono monitorare regolarmente la presenza di antiretrovirali. Il metodo funziona anche per l'acqua potabile proveniente da impianti di trattamento delle acque. La ricerca dell'Università di Johannesburg appare su https://doi.org/10.1016/j.enmpm.2021.100559. Credito:Therese van Wyk, Università di Johannesburg.
Anni fa, c'è stato un tempo in cui i bambini di un villaggio rurale del Sud Africa volevano ancora nuotare nei fiumi vicini. Ma quando sono usciti dall'acqua, quelli con la pelle sensibile avrebbero avuto la peggiore eruzione cutanea di sempre, afferma la professoressa Philiswa Nomngongo del campus dell'Università di Johannesburg (UJ) nel CBD. Nomngongo è la Cattedra DSI/NRF SARChi:Nanotecnologie per l'Acqua, all'interno del Dipartimento di Scienze Chimiche dell'UJ.
È cresciuta nel villaggio di Flagstaff nella regione della costa selvaggia dell'Eastern Cape del Sud Africa. "Nel mio villaggio ci sono ruscelli e fiumi. Quello che succede è che chi non ha soldi per comprare un serbatoio per la raccolta dell'acqua piovana, dipende dal torrente o dal fiume", dice.
Le persone che hanno cisterne faranno il bagno, i piatti e il bucato con l'acqua piovana comoda e relativamente sicura. Quindi rilasciano le loro acque reflue nel fiume vicino. "A valle, qualcun altro sta bevendo l'acqua di quel fiume", aggiunge.
La maggior parte dei fiumi in Sud Africa può essere larga solo pochi metri e profonda circa la vita per la maggior parte dell'anno fino all'arrivo di inondazioni improvvise. E non sono solo le persone a influenzare la qualità dell'acqua in un villaggio del genere, ma anche il bestiame. "Quando le mucche camminano nell'acqua e sembra sporca, gli abitanti del villaggio aspettano che l'acqua si schiarisca di nuovo, ma la domanda è:è pulita? La sfida è che cerchiamo sempre se l'acqua è limpida, piuttosto che guardare la qualità di quella particolare acqua", dice.
A monte della città
Le persone che vivono in grandi città possono pensare che la contaminazione a monte non le influisca. Dopotutto, gli impianti di trattamento delle acque li proteggono, rimuovendo metalli pesanti, batteri, virus e altro dall'acqua del rubinetto. Ma l'acqua del rubinetto nelle grandi città proviene spesso dai fiumi a monte. E c'è un altro tipo di contaminazione che scivola proprio attraverso quasi tutti gli impianti di trattamento delle acque:i medicinali che altre persone usano a monte. Non sono filtrati dai loro impianti di trattamento delle acque reflue; i medicinali finiscono nei fiumi fornendo acqua potabile a città e paesi a valle.
Pharma nei nostri rubinetti
"Quello che posso dire a una persona di città è che non tutta l'acqua limpida significa pulita. Come ricercatori, conosciamo le sfide con gli inquinanti. Gli impianti di trattamento delle acque non possono rimuovere i prodotti farmaceutici. Ma noi stessi rilasciamo prodotti farmaceutici nelle acque reflue su base giornaliera", afferma Nomngongo .
Il prof Nomngongo è l'autore corrispondente di uno studio che sviluppa un metodo semplice ed economico per monitorare fiumi e acque reflue per due farmaci contro l'HIV usati da milioni di persone in Sud Africa:nevirapina (NVT) e zidovudina (AZT). La ricerca dell'Università di Johannesburg appare su https://doi.org/10.1016/j.enmm.2021.100559. Credito:Therese van Wyk, Università di Johannesburg.
"Nelle città, riceviamo farmaci perché abbiamo ausili medici (assicurazione sanitaria). A volte, non ci interessa e diciamo:"Ora sono guarito" e buttiamo via le nostre medicine. Il modo più semplice per farlo è buttarlo nel water. Non pensiamo che questo possa tornare a noi attraverso il nostro stesso tocco."
Gli impianti di trattamento fanno solo così tanto
"Le tecnologie degli impianti di acque reflue rimuovono alcuni inquinanti, ma non tutto", afferma la dott.ssa Mpingana Akawa. Vive vicino al fiume Orange in Namibia. La dott.ssa Akawa ha condotto il lavoro sperimentale per la ricerca come parte del suo dottorato di ricerca. studi all'università di Johannesburg.
"I prodotti farmaceutici sono considerati inquinanti organici emergenti. Dobbiamo ricordare che la maggior parte dei prodotti farmaceutici non è regolamentata. Pertanto, non ci sono limiti su quanto dovrebbe essere presente nell'effluente di un impianto di trattamento delle acque reflue prima che venga scaricato nell'ambiente. Perché sono non regolamentato, le persone non stanno davvero monitorando queste cose prima di rilasciare le acque reflue trattate. Penso che sia qui l'intero problema", aggiunge Akawa.
Bloccati tra bisogno e inquinamento
Uno dei motivi per cui i prodotti farmaceutici nelle acque reflue non sono ancora regolamentati è perché un "cocktail" di molti di questi viene rilasciato quotidianamente nei fiumi. A volte, questo rende molto difficile stabilire regole al riguardo, dice Nomngongo. Uno dei motivi per cui gli impianti di trattamento delle acque non sono progettati per rimuovere i prodotti farmaceutici è perché sono presenti nell'acqua a concentrazioni molto basse, aggiunge.
C'è anche la tensione tra le cure mediche individuali e la gestione collettiva dell'acqua. "Le madri che convivono con l'HIV devono usare la nevirapina per prevenire la trasmissione del virus ai loro bambini. Se iniziaste a regolamentare gli ARV, come regolereste la nevirapina nelle acque reflue? Siamo bloccati tra il bisogno e l'inquinamento".
La nevirapina è anche usata come parte della terapia combinata per le persone che stanno assumendo trattamenti antiretrovirali. "Le acque reflue delle nostre case vanno a un impianto di trattamento delle acque reflue. Lì vengono trattate in più fasi. Alla fine, l'acqua trattata viene rilasciata nel fiume più vicino. Ecco perché la maggior parte di questi impianti sono costruiti vicino a un fiume o un ruscello E se quell'acqua non viene trattata bene, significa che il fiume vicino sarà contaminato da alcuni degli inquinanti dell'impianto di trattamento", aggiunge.
Ovunque le persone vivano, i medicinali finiscono nelle acque reflue. Inoltre, le acque reflue di una persona vengono spesso mescolate con l'acqua potabile di un'altra persona. Ciò accade soprattutto nelle zone rurali. È qui che gli impianti di trattamento delle acque reflue scaricano l'acqua trattata nei fiumi e torrenti più vicini. Ma la maggior parte dei paesi non regola i livelli di prodotti farmaceutici nelle acque reflue. I ricercatori dell'UJ hanno sviluppato un metodo per rilevare due farmaci per l'HIV nelle acque reflue e nei fiumi. È così semplice ed economico che i laboratori possono monitorare regolarmente gli antiretrovirali. Il metodo funziona anche per l'acqua potabile proveniente da impianti di trattamento delle acque. La ricerca dell'Università di Johannesburg appare su https://doi.org/10.1016/j.enmpm.2021.100559. Credito:Therese van Wyk, Università di Johannesburg.
"Quando parli di ARV, non saranno solo in città. Saranno lì nelle zone rurali perché ci sono anche le madri che prendono gli ARV", afferma Nomngongo.
Dice Akawa:"Non è solo con i farmaci per il trattamento dell'HIV, ma anche con qualsiasi altro farmaco che le persone assumono, il corpo umano non consuma tutta la medicina. Solo una parte viene assorbita e il resto viene escreto attraverso l'urina o le feci. Tutto questo finirà per finire nelle acque superficiali, come i fiumi, che beviamo."
Monitoraggio di fiumi e acque reflue
La ricerca di Nomngongo e Akawa rende possibile il monitoraggio regolare dei fiumi e degli effluenti degli impianti di trattamento delle acque reflue.
Rileva due farmaci antiretrovirali ampiamente utilizzati, la nevirapina (NVT) e la zidovudina (AZT).
Il metodo che hanno sviluppato è semplice, rapido ed economico. Richiede attrezzature che si trovano nella maggior parte dei laboratori di chimica.
Il loro studio è pubblicato in Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management .
Il metodo di preparazione del campione è stato descritto in studi precedenti da altri ricercatori. Inoltre, studi precedenti hanno anche monitorato i farmaci antiretrovirali nell'acqua utilizzando altri metodi, afferma Akawa.
In questo studio, i campioni di acqua vengono pre-concentrati prima dell'analisi. I campioni di acqua composita sono stati prelevati dal fiume, a monte ea valle di un impianto di trattamento delle acque reflue.
"Gli ARV sono presenti a basse concentrazioni. Ciò significa che devi aumentare le concentrazioni del campione da analizzare con lo strumento.
Se prendi solo l'acqua dal fiume e vai all'HPLC (cromatografo liquido ad alte prestazioni), non sarai in grado di rilevare nulla. Lo strumento non sarà in grado di raccogliere gli ARV a quella concentrazione molto bassa", afferma Akawa.
Risultati in un'ora
Il metodo include la realizzazione di un adsorbente ecologico, che richiede circa due giorni. Uno degli ingredienti è il carbone attivo prodotto in UJ da pneumatici di scarto. Gli ingredienti e l'adsorbente prodotto possono essere conservati a temperatura ambiente.
Una volta calibrato il metodo, ci vuole circa un'ora per analizzare tre campioni di acqua composita da una bottiglia di vetro in triplice copia, afferma Akawa.
"I dati di questo studio possono essere utilizzati come riferimento quando i governi e gli organismi legislativi stabiliscono linee guida per i livelli massimi consentiti per gli ARV nevirapina e zidovudina", conclude Akawa.
