یعنی گفته می‌شود که ترکیبات دارویی از طریق فاضلاب شهری و کشاورزی و کارخانه‌های داروسازی و بیمارستان‌ها و نیز شیرابه مراکز دفن زباله، وارد آب‌های سطحی و زیرزمینی می‌شوند که در نهایت به آب‌های شرب راه خواهند یافت و می‌توانند تأثیرات نامطلوبی بر انسان و محیط‌زیست داشته باشند؛
از این‌رو تهدیدی برای انسان‌ها و جانداران خشکی و آبزی به شمار
می‌آیند. درباره این ترکیبات دارویی می‌توان به آنتی‌بیوتیک‌ها،
کاهش‌دهنده‌های درد، دارو برای کاهش کلسترول، داروهای روان‌درمانی، داروهای
کنترل تولد، مواد مختل‌کننده غدد درون‌ریز و ترکیبات هورمونی مثل
استروژن‌ها و آندروژن‌ها و حتی ترکیبات موجود در لوسیون‌ها و کرم‌های
محافظتی پوست هم اشاره کرد.
زمینه و تاریخچه
در سال ١٩٦٥ آقایان «استوم-زولینگر» و «فیر» از دانشگاه هاروارد، اولین
گزارش را در زمینه عدم حذف هورمون‌های استروییدی در عملیات تصفیه فاضلاب
منتشر کردند. «تابِک» و «بانچ» در مقاله‌ای که در سال ١٩٧٠ منتشر شد، به
بررسی عاقبت هورمون‌های انسانی در فرایندهای تصفیه فاضلاب پرداختند و بیان
کردند «چون هورمون‌ها در مقادیر بسیار کم نیز از لحاظ فیزیولوژیک فعال
هستند، مهم است تعیین شود که استروییدها تا چه حد قابلیت تجزیه بیولوژیکی
دارند». البته از اوایل دهه ١٩٤٠ دانشمندان آگاه بودند که بعضی از ترکیبات
شیمیایی خاص می‌توانند رفتار استروژن‌ها و آندروژن‌ها را تقلید کنند.
در ١٩٧٧ محققان دانشگاه کانزاس اولین مقاله مشخص در زمینه خروج ترکیبات دارویی از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب را منتشر کردند. بااین‌حال، برخلاف وجود چنین تحقیقات قدیمی‌ای، موضوع ترکیبات دارویی و استروییدها در خروجی تصفیه‌خانه فاضلاب تا دهه ١٩٩٠ موردتوجه زیادی قرار نگرفت. در این دهه بود که وجود هورمون‌های استروییدی طبیعی و مصنوعی در فاضلاب‌ها، به موضوع تأثیر بر تولیدمثل ماهی‌ها در بعد از محل تخلیه خروجی فاضلاب ربط داده شد. پس از یافتن اولین ارتباط بین آلاینده‌های ناچیز موجود در فاضلاب (کمتر از میکروگرم بر لیتر) با تأثیرات اکولوژیکی در آب‌های پذیرنده، تحقیقات زیادی درباره وجود این آلاینده‌ها انجام و درنتیجه وجود ترکیبات دارویی و هورمون‌های استروییدی در بسیاری از آب‌های جهان اثبات شد. وجود این ترکیبات در آب‌های کشورهای اروپا و روسیه نیز اثبات شده است. یکی از دلایل اصلی این آلودگی وسیع، تخلیه فاضلاب‌های شهری به منابع پذیرنده تشخیص داده شد؛ چون در این تصفیه‌خانه‌ها، ترکیبات آلی به‌طور کامل حذف نمی‌شوند. استفاده غیرمستقیم از این پساب‌ها برای شرب، چه به صورت برنامه‌ریزی‌شده و چه به صورت برنامه‌ریزی‌نشده، مربوط به زمانی است که پساب خروجی از تصفیه‌خانه فاضلاب قسمت مهمی از دبی آب پذیرنده را به خود اختصاص دهد. در بسیاری از نقاط جهان، آب‌های سطحی (که قسمت اعظم آن را این پساب‌های خروجی از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب تشکیل می‌دهد)، به‌عنوان منبع اصلی آب ورودی به تصفیه‌خانه‌های آب شرب شهرهای پایین‌دست نقش‌آفرینی می‌کنند. نباید از یاد برد که توسعه پایدار آب در سطح جهان، به استفاده مجدد و مؤثر از آب‌ها وابسته است.
به‌خصوص که استفاده مجدد از فاضلاب شهری برای کشاورزی و افزایش منابع آب شرب، موضوعی بسیار حیاتی و حساس است. با وجود این، درک عامه مردم و نگرانی‌‌های ناشی از مقادیر ناچیز داروها و هورمون‌ها در این آب‌ها باعث ایجاد مقاومت‌هایی در مسیر پروژه‌های استفاده مجدد شده است. از این رو لازم است اطلاعات دقیقی در زمینه حذف این آلاینده‌ها از فاضلاب، تأثیر تخلیه این پساب‌ها بر آب‌های سطحی و زیرزمینی و راندمان حذف آلاینده‌های باقی‌مانده توسط فرایندهای مرسوم و پیشرفته تصفیه آب شرب به دست آید. تعداد زیادی از مقالات منتشرشده در سطح جهان، عاقبت مقادیر ناچیز هورمون‌ها و ترکیبات دارویی در فرایندهای تصفیه آب را بررسی کرده‌اند. باید متذکر شد که توانایی یک فرایند خاص در حذف ترکیبات آلی، وابستگی شدیدی به ساختمان و غلظت آن آلاینده دارد. به علاوه پارامترهای عملیاتی آن فرایند خاص (مثل مقدار اکسیدکننده و زمان تماس)، تعیین‌کننده میزان کاهش آن آلاینده خاص است.
چه بر سر داروها می‌آید؟
داروها ابتدا به مصرف انسان، دام‌ها و حیوانات خانگی می‌رسند که در ادامه
مقادیری از آن وارد فاضلاب‌های شهری و کشاورزی می‌شود. داروهای مصرف‌نشده
نیز یا مستقیما وارد شبکه‌های فاضلاب شده یا دور ریخته شده و از مراکز دفن
زباله سر در می‌آورد. در تحقیقی که در آمریکا انجام شده است، حدود ٤٥ درصد
مردم اظهار کرده‌اند که داروهای مازاد بر نیاز خود را به سطل زباله
می‌اندازند و ٢٨ درصد مردم داروهای مازاد را در شبکه فاضلاب می‌ریزند و ١٢
درصد از مردم آنها را در خانه نگاه می‌دارند و پنج درصد نیز به داروخانه‌ها
بر می‌گردانند و پنج درصد مردم آنها را به مراکز خاص زباله‌های خطرناک
تحویل می‌دهند. این آمار بیانگر ضرورت اجرای برنامه‌های فرهنگی خاص برای
ایجاد نظام بازپس‌گیری داروها در کشورهاست تا در همین شروع امر، از آلودگی
بعدی آنها جلوگیری کرد. هرچند بسیاری از کشورها درحال‌حاضر نیز چنین
برنامه‌هایی دارند و بعضی از ایالت‌های آمریکا نیز در این امر از بقیه پیشی
گرفته‌اند.
البته باید متوجه بود که بیمارستان‌ها و مراکز درمانی به همراه
کارخانه‌های داروسازی، از مراکز مهم انتشار ترکیبات دارویی در محیط زیست
به شمار می‌روند. برای بیمارستان‌ها شاخص میزان مصرف دارو به ازای هر تخت
در سال معادل دوهزارو ٣٠٠ گرم در نظر گرفته می‌شود و میزان فاضلاب تولیدشده
در هر سال به ازای هر تخت نیز رقم ٢٢٧هزارو ٦٥٠ لیتر برآورد شده است که با
محاسبه‌ای سرانگشتی می‌توان دید که غلظت ترکیبات دارویی در فاضلاب
بیمارستان بالغ بر ١٠ میلی‌گرم بر لیتر خواهد بود. درخصوص میزان تأثیر
کارخانجات داروسازی نیز یک تحقیق بین سال‌های ٢٠٠٤ تا ٢٠٠٩ از سوی «USGS»
روی سه تصفیه‌خانه فاضلاب انجام شد. ٢٠ درصد از فاضلاب ورودی به دو
تصفیه‌خانه، از کارخانجات دارویی جریان می‌یافت، ولی تصفیه‌خانه سوم
ارتباطی با کارخانجات دارویی نداشت.
در تصفیه‌خانه‌ای که به این کارخانجات
مربوط نبود، به‌ندرت غلظت یک ترکیب دارویی از یک میکروگرم در لیتر تجاوز
می‌کرد، ولی در تصفیه‌خانه‌های مرتبط با کارخانجات دارویی، غلظت ترکیبات
بین دو تا ٤٠٠ میکروگرم در لیتر متغیر بود.
عوارض حضور ترکیبات دارویی در آب‌ها
مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها از اولین تأثیرات باقی‌مانده ترکیبات
دارویی بر انسان ذکر شده است. به تازگی وزیر بهداشت کشورمان نیز در سخنان
خود در نخستین روز مجمع جهانی بهداشت در ژنو، بر نگرانی جنبش عدم تعهد از
شیوع مقاومت داروهای آنتی‌باکتریال و خطرهای بالقوه عظیم آن برای
دستاوردهای جهانی سلامت عمومی و نیز نیاز فوری به اقدام جهانی برای مواجهه
با این خطر، تأکید کرد. دراین‌باره، گفته شده است ٢٥ درصد از میکروب‌های
مولّد اسهال‌های عفونی به آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم شده‌اند. البته نباید
فراموش کرد که اگرچه یک ترکیب به صورت منفرد دارای تأثیری خاص است، ولی
زمانی که در کنار دیگر ترکیبات بر بدن اثر می‌گذارد، تأثیرات آن تصاعدی
خواهد بود و مضاعف می‌شود.
درادامه می‌توان از تغییر فشارخون، تأثیرات هورمونی و جنسی، کمک به رشد سرطان‌ها، اختلال در عملکرد غدد درون‌ریز، ایجاد تغییرات ژنتیکی در جانداران دریاها و خشکی به‌عنوان دیگر تأثیرات این ترکیبات نام برد. قابل ذکر است پژوهش تازه‌ای که در مجله «نیچر» منتشر شد، انقراض نسلی از کرکس‌ها در هند و پاکستان را به داروی ضددرد دیکلوفناک نسبت داده است که از راه شکار حیوانات اهلی (که این دارو در بدن آنها تجمع کرده بود)، وارد بدن آنها شده و از راه تخریب بافت کلیه، آنها را منقرض کرده است. البته به‌تازگی، کاهش نسل انواع عقاب در اروپا و آفریقا را نیز به این دسته داروهای ضددرد نسبت داده‌اند. به دلیل اهمیت ذخایر ماهی‌های دریایی برای بسیاری از کشورهای اروپایی و آمریکایی، تأثیر متفاوت این ترکیبات بر ماهی‌های مختلف، یکی از موضوعات پژوهشی آنان به شمار می‌رود.
کمبود آب و استفاده مجدد
با توجه به افزایش جمعیت و کمبود منابع آب از یک‌سو و افزایش خشک‌سالی‌ها و
نیز تأثیرات گرمایش جهانی بر منابع آب از سوی دیگر، کشاورزان در سطح جهان
مجبور به استفاده از فاضلاب‌های تصفیه‌شده برای کشاورزی شده‌اند. برای
کشورهایی که از فاضلاب تصفیه‌شده برای آبیاری مزارع استفاده می‌کنند، موضوع
باقی‌مانده مواد دارویی بسیار حائز اهمیت است.
به تازگی در تحقیقی که در یکی از کشورهای منطقه انجام شده است، مردم به دو
دسته تقسیم شدند؛ به یک گروه، سبزیجات و فلفل پرورش‌یافته با فاضلاب
تصفیه‌شده دادند و همین مواد ولی پرورش‌یافته با آب معمولی در اختیار گروه
دیگر قرار گرفت. درادامه مقدار ماده «کاربامازپین» (Carbamazepine یا داروی
تشنج و صرع) در ادرار آنها اندازه‌گیری شد. پس از یک هفته مشاهده شد مقدار
این ماده در دسته اول به‌شدت زیاد است و با تغییر رژیم این دسته به
سبزیجات گروه دوم، مجددا مقدار این ماده به غلظت طبیعی بازگشت.
حال باید
توجه داشت اگر از فاضلاب‌های تصفیه‌نشده برای آبیاری سبزیجات استفاده شده
باشد، باید منتظر بروز مشکلات اساسی‌تر بود. ضمنا ناگفته پيداست علاوه بر
کشاورزان، هر روز بر تعداد دیگر متقاضیان آب‌های غیرمتعارف مانند آب‌های
خروجی از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، افزوده می‌شود، پس باید به نحو مناسبی به
این تقاضاها پاسخ داد که تهدید بهداشت عمومی جامعه را در پی نداشته باشد.
پژوهش برای حل مشکل
تاکنون در بسیاری از کشورهای جهان و به‌ویژه کشورهای پیشرفته، تحقیق‌های
فراوانی درباره ترکیبات دارویی و تأثیرات آن بر انسان و محیط‌زیست انجام
شده است که به مواردی از آنها در ابتدای مقاله اشاره کردیم. جالب آن است
سازمان بهداشت جهانی نیز نسبت به این موضوع بی‌تفاوت نیست و تحقیق مفصلی را
دراین‌باره انجام داده و نتیجه این تحقیق را در اختیار عموم کشورها قرار
داده است. کشور آمریکا نیز از این‌گونه تحقیقات بی‌نصیب نمانده است. در
آمریکا دو تحقیق ملی بزرگ دراین‌باره انجام شده است که در اولین تحقیق
سازمان «USGS»، تعداد ١٣٩ مسیر آبی را برای شناسایی ٩٥ ترکیب دارویی مورد
بررسی قرار داد و حاصلش این بود که وجود ترکیبات مذکور در ٨٠ درصد این
آب‌ها مثبت اعلام شد. شاید بتوان مکلف‌شدن تصفیه‌خانه‌های فاضلاب به سنجش
حدود ٥٠ ترکیب دارویی را از نتایج این بررسی دانست، هرچند هنوز مقادیر
استانداردی برای آنها اعلام نشده است. تحقیق بعدی را بنیاد تحقیقاتی «AWWA»
روی آب‌های ورودی و خروجی ٢٠ تصفیه‌خانه آب این کشور انجام داد تا علاوه
بر شناسایی ترکیبات در این آب‌ها، روش‌های ممکن برای تصفیه آب آشامیدنی را
نیز در سه مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و نیز در مقیاس تصفیه‌خانه‌های واقعی
مورد مداقه قرار دهد تا بتواند راهنمایی‌های لازم را به تصفیه‌خانه‌های آب
این کشور برای تجهیز بیشتر و بهتر آنها انجام دهد.
در این تحقیق بزرگ مشخص
شد ترکیب «DEET»، کاربامازپین، دیلانتین و سولفامتوکسازول در بیش از ٨٥
درصد آب‌های ورودی به تصفیه‌خانه‌های آب مورد بررسی وجود دارد. دیگر نتایج
حاصله را می‌توان به صورت زیر ذکر کرد:
- فرایندهای انعقاد، لخته‌سازی و فیلتراسیون تأثیر بسیار کمی بر حذف این مواد دارند.
- روش تابش UV به‌تنهایی، تقریبا بی‌تأثیر گزارش شده است.
- روش ازن‌زنی بسیار مؤثر بوده است.
- به‌کارگیری کربن فعال «GAC» روش مؤثری برای حذف این ترکیبات است به شرط
آنکه احیا و تعویض این کربن فعال به‌موقع انجام شود. ضمنا آلاینده‌های
محلول در آب می‌توانند با این مواد رقابت کرده و کربن فعال را سریع‌تر
اشباع کنند.
- استفاده از اسمز معکوس باعث حذف ترکیبات موردنظر می‌شود، ولی هنگام
استفاده از الترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون تأثیر مناسبی بر حذف
آلاینده‌ها مشاهده نشد.
- فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP) از روش‌های موفق در این عرصه بوده‌اند.
نکته مهم قابل‌ذکر آن است که طی سالیان اخیر استفاده از اُزن در تصفیه‌خانه‌های آب آمریکا رشد بسیار شدیدی داشته است. در همین ارتباط شاید بتوان این رشد شدید را به حضور فزاینده ترکیبات نوظهور و جدید ربط داد چون تزریق اُزن از ارزان‌ترین روش‌های کاهش این مشکل نیز شناخته شده است. در نتایج تحقیق دیگری ذکر شده است که هزینه اضافی ناشی از تزریق ازن حدود ٠,٠٦ یورو به ازای هر مترمکعب آب است که البته با توجه به امکان ساخت تجهیزات تولید و تزریق ازن در داخل کشور، می‌توان هزینه‌های مربوطه را کاهش داد. به علاوه نصب این سیستم باعث بهبود شاخص‌های بهداشتی و شیمیایی آب برای مصرف‌کنندگان نیز خواهد شد.
چالشی به نام اندازه‌گیری و سنجش
کارشناسان معتقدند که یکی از دلایل پررنگ‌شدن این موضوع در سال‌های اخیر
همانا توسعه روش‌ها و دستگاه‌های جدید شناسایی ترکیبات پیچیده در مقادیر
بسیار کم بوده است که محققان را قادر کرده است به پژوهش‌های خود عمق بیشتری
ببخشند و از افزایش دقت دستگاه‌ها، بیشترین بهره را ببرند که این موضوع در
گذشته امکان‌پذیر نبوده است. حال به نظر می‌رسد با توجه به سهولت شناسایی
این‌گونه ترکیبات، باید همت مضاعفی نیز معطوف ارائه روش‌های مؤثر و نوین
برای زدودن و حذف این ترکیبات از منابع آبی شود.
براین‌اساس ضروری به نظر می‌رسد که هر کشوری پروتکل‌های خود را در زمینه
نمونه‌برداری و روش آنالیز این‌گونه ترکیبات، تهیه کرده و در دوره‌های
زمانی مناسب بازبینی و روزآمد کند تا جواب‌های حاصله، قابلیت استناد بیشتری
داشته باشد.
رسانه‌ها به‌عنوان یک بازوی مؤثر
در این خصوص بد نیست به فعالیت رسانه‌ها اشاره کرد. امروزه رسانه‌های
بسیاری از کشورهای پیشرفته، خود را موظف به انجام وظیفه اجتماعی در
زمینه‌های زیست‌محیطی دانسته و هرازچندگاهی، به یک موضوع غامض محیط‌زیستی
توجه و درباره آن تحقیق می‌کنند. تلاش‌های زیست‌محیطی نشریاتی مثل
نیویورک‌تایمز و ساینتیفیک‌امریکن را می‌توان در این راستا ارزیابی کرد.
خبرگزاری آسوشیتدپرس یک تحقیق بسیار گسترده و وسیع در مورد آب آشامیدنی ٢٤
شهر بزرگ آمریکا انجام داد و به حجم بسیار زیادی از مواد شیمیایی موجود در
منابع آب این شهرها دست یافت. این تحقیقات پنج‌ماهه از ٦٢ منطقه شهری
پرجمعیت و ٥١ منطقه شهری کوچک‌تر انجام شد. «جف دان» به‌عنوان یکی از اعضای
این تحقیق می‌گوید: «ما ابتدا تحقیقات معروفی را که در نشریات به‌کرات چاپ
شده بود، بررسی کردیم و سپس تحقیق مدنظر خودمان را انجام دادیم».
در این تحقیق معلوم شد در نیویورک نشانه‌هایی از داروهای مسکن، در فیلادلفیا چندین نوع ماده دارویی، در دنور انواع آنتی‌بیوتیک‌ها، در لاس‌وگاس و کالیفرنیا چند داروی ناشناخته، در لوییزویل و کنتاکی داروی ایبوپروفن، در میلواکی یک دارو و در مینیاپولیس سه داروی خاص تشخیص داده شده است.
«دان»
می‌افزاید: «به نظر من عجیبترین مسئله، وسعت حضور این مواد در سراسر
آمریکاست. این‌طور نیست که شما فکر کنید این مسئله فقط مربوط به شمال‌شرقی
می‌شود یا این مشکل فقط در کالیفرنیا وجود دارد یا مختص به شهرهای بزرگ
است، نه این‌طور نیست. محلهایی در غرب مرکزی وجود دارد که این مواد دارویی
در همه مناطق آن یافت می‌شود و عجیبتر اینکه در مناطق شهری با جمعیت کمتر
هم یافت می‌شود».
پیشنهادهایی برای خودمان
- اجرای برنامه مدیریت مصرف و بازپس‌گیری و دفع داروها توسط هلال‌احمر یا شرکت‌های دارویی و داروخانه‌ها
- مذاکره با داروسازان داخلی برای تولید داروهایی با خواصی جدید برای تصفیه بهتر در تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب
- الزام به نصب سیستم تزریق ازن برای پساب خروجی از کارخانه‌های تولید مواد
دارویی و بیمارستان‌ها و مراکز درمانی و تعیین شاخص‌های جدید در این خصوص
برای این‌گونه مراکز
- تعیین فهرست ترکیبات دارویی اولویت‌دار از لحاظ مقدار و ریسک برای اندازه‌گیری دوره‌ای در منابع آب و تصفیه‌خانه‌های فاضلاب و آب
- بررسی الزام به استفاده از پیش ازن‌زنی در تمامی تصفیه‌خانه‌های آب کشور
- اندازه‌گیری باقی‌مانده ترکیبات دارویی در تمامی فصول در منابع آبی، رسوبات، خاک‌ها و جانوران خشکی و آبزی کشور
- تعریف پروژه‌های جدید با تصفیه‌خانه‌های آب و فاضلاب درخصوص بررسی روش‌های کاهش این مواد طی فرایندهای تصفیه
- برگزاری دوره‌های بازآموزی برای متخصصان پزشکی جهت ردیابی این مواد و
یافتن ارتباط آنها با بیماری‌ها حین اجرای طرح‌های کاهش این ترکیبات در
آب‌ها.
دکتر علی ترابیان
استاد دانشکده محیط‌زیست دانشگاه تهران
عبدالله مصطفایی کارشناس پژوهش پژوهشگاه نیرو
