A Baltimora, Maryland, L'infrastruttura fognaria che perde ogni anno fornisce decine di migliaia di dosi umane di prodotti farmaceutici alla baia di Chesapeake. Così riporta un nuovo studio in Scienze e tecnologie ambientali che ha monitorato una rete di corsi d'acqua urbana per un periodo di un anno. Le concentrazioni di farmaco rilevate erano persistenti, variabile, e si è verificato a livelli ecologicamente rilevanti.

L'inquinamento farmaceutico nelle acque dolci è un problema globale scarsamente quantificato. Miscele di droghe nei laghi, fiumi, e i flussi possono disturbare la biologia e il comportamento degli animali, crescita di alghe, e altri processi ecologici, con effetti a cascata dannosi.

L'autrice principale Megan Fork, un associato di ricerca post-dottorato presso il Cary Institute of Ecosystem Studies, dice, "I prodotti farmaceutici entrano nelle acque dolci attraverso molteplici percorsi, compresi gli effluenti del trattamento delle acque reflue e dei sistemi settici, così come il deflusso agricolo. Un importante, ma il contributore spesso trascurato è l'invecchiamento e l'infrastruttura difettosa delle acque reflue, che è comune in molte città antiche."

Per un anno, campioni d'acqua settimanali sono stati raccolti da sei siti nello spartiacque di Gwynns Falls a Baltimora. Forchetta spiega, "Poiché i torrenti di Gwynns Falls non ricevono l'effluente delle acque reflue, siamo stati in grado di stimare i carichi annuali di inquinamento farmaceutico attribuiti ai soli tubi che perdono." I siti hanno rappresentato un gradiente di sviluppo, che vanno dal suburbano al altamente urbano. Il team ha anche campionato un sito di riferimento boscoso a nord-ovest dello spartiacque di Gwynns Falls.

I campioni sono stati selezionati per 92 composti farmaceutici. Nei sette siti di studio, Sono stati rilevati 37 composti unici. Il più comune era l'antibiotico trimetoprim. La più alta concentrazione di prodotti farmaceutici è stata rilevata nel punto in cui le cascate Gwynns incontrano l'Inner Harbor di Baltimora. Qui, l'antidolorifico paracetamolo era più diffuso. Le concentrazioni di farmaco erano più elevate nei siti più densamente popolati.

Per stimare la quantità di composti farmaceutici che i tubi che perdono vengono consegnati allo spartiacque ogni anno (il "carico" annuale), il team ha abbinato i dati sulle concentrazioni di droga rilevate allo sbocco di Gwynns Falls con i tassi di scarico del fiume registrati da una stazione di monitoraggio USGS nel sito. I carichi annuali sono stati calcolati per nove classi farmaceutiche.

I risultati:i tubi che perdono nello spartiacque di Gwynns Falls forniscono l'equivalente di decine di migliaia di dosi di composti farmaceutici all'Inner Harbor di Baltimora; questo include 30, 000 dosi di antidepressivi per adulti, 1, 700 dosi di antibiotici, e circa 30, 000 compresse di paracetamolo. Le concentrazioni erano rilevanti per l'ambiente, a livelli che potevano influenzare il comportamento degli organismi, biologia, e altri processi ecologici e altamente variabili, il che significa che gli organismi acquatici sono esposti a una miscela di composti in continua evoluzione.

Forchetta spiega, "Stabilire i carichi di contaminanti come i prodotti farmaceutici è importante poiché basse concentrazioni possono indurre in errore i regolatori e i gestori a pensare che siano insignificanti. A Baltimora stiamo già vedendo che i batteri che vivono nei torrenti sono resistenti ai comuni antibiotici, suggerendo che basse esposizioni croniche possono avere effetti significativi sulla vita del torrente".

Prossimo, il team ha calcolato il "bilancio di massa" annuale dello spartiacque per otto classi farmaceutiche. L'obiettivo:rivelare i percorsi attraverso i quali i composti farmaceutici consumati nello spartiacque di Gwynns Falls entrano nell'ambiente, e come questi percorsi differiscono tra i composti.

I calcoli del bilancio di massa hanno preso in considerazione i dati su:volume di acque reflue pro capite, la quantità di farmaci consumati (stimata utilizzando i dati nazionali sulle prescrizioni, adattato alla popolazione dello spartiacque di Gywnns Falls), concentrazioni di farmaci nelle acque reflue, la proporzione di composti farmaceutici metabolizzati nel corpo rispetto alla proporzione escreta, la quantità di inquinamento farmaceutico rimosso dal trattamento delle acque reflue, la quantità che fuoriesce, e la quantità che entra nell'ambiente attraverso gli effluenti dell'impianto di acque reflue trattate.

Sebbene lo spartiacque di Gwynns Falls non riceva l'effluente dell'impianto di trattamento delle acque reflue, le acque reflue prodotte nello spartiacque di Gwynns Falls vengono convogliate per il trattamento in uno spartiacque vicino. Dopo il trattamento, questo effluente viene scaricato nella baia di Chesapeake. Questo liquame deviato è stato incluso nei calcoli del bilancio di massa.

Emma Rosi, coautore senior ed ecologista acquatico presso il Cary Institute, spiega, "I nostri risultati mostrano che le piante e gli animali esposti alle acque reflue dei tubi che perdono stanno ricevendo una diversa miscela di composti rispetto a quelli esposti agli effluenti degli impianti di trattamento delle acque reflue. Nello spartiacque di Gwynns Falls, l'effluente delle acque reflue è la principale via di somministrazione degli antibiotici, mentre gli antidolorifici hanno maggiori probabilità di entrare nell'ambiente attraverso le infrastrutture che perdono. Questo tipo di informazioni è fondamentale per valutare l'esposizione degli organismi a diversi composti ed effetti associati".

La riduzione degli input farmaceutici nelle acque dolci richiede investimenti municipali nella riparazione delle infrastrutture delle acque reflue vecchie e danneggiate, e l'aggiornamento degli impianti di trattamento delle acque reflue per rimuovere più efficacemente questi contaminanti. Quantificare i carichi annuali di farmaci che entrano in acque dolci, e identificare le vie di ingresso nell'ambiente, può guidare la regolamentazione e fornire metriche per valutare i futuri sforzi di mitigazione dell'inquinamento.

note di Rosi, "Stimiamo che quasi l'1% delle acque reflue grezze provenienti dallo spartiacque di Gwynns Falls fluisca nell'ambiente attraverso le infrastrutture che perdono. Se estrapoliamo i nostri calcoli all'intero spartiacque di Chesapeake Bay, stimiamo che ogni anno circa 11,7 miliardi di litri di liquami grezzi possano entrare nella baia tramite perdite, trasportando una serie di composti farmaceutici che possono influenzare gli organismi acquatici e interrompere i processi dell'ecosistema".

Con la conclusione di Fork, "I nostri risultati sottolineano l'ubiquità dei farmaci nelle acque dolci, e la necessità di esaminare e rendere conto di tutte le vie di inquinamento, non solo quelli ovvi come gli effluenti degli impianti di trattamento delle acque reflue".

Questa ricerca è un contributo al Baltimore Ecosystem Study, un sito di ricerca ecologica a lungo termine finanziato dalla US National Science Foundation. Da oltre 20 anni, i siti di studio di Gwynns Falls sono stati monitorati per l'inquinamento delle acque; questi dati si aggiungono a un numero crescente di ricerche che esaminano i contaminanti ambientali emergenti.