Средние концентрации отдельных ДП в различных отсеках водной среды варьируются от нескольких нг/л до нескольких мкг / л ( Barbosa et al., 2016; Kümmerer, 2009a; Krzeminski et al., 2019; Loos et al., 2013; Michael et al., 2013). Появление противомикробных лекарственных препаратов в водной среде создает серьезную проблему для живых организмов, населяющих эту среду. Во-первых, потому что АПС предназначены для осуществления специфической биологической деятельности, и их действие может вызвать немедленный эффект (острую токсичность) в отношении организмов ( Loos et al., 2013; Kümmerer, 2009a). Во-вторых, длительное воздействие противомикробных препаратов на живые организмы даже в субинтегрирующих концентрациях может быть связано с хронической токсичностью ( Bengtsson-Palme and Larsson, 2016 ). Ап и продукты их трансформации, поступающие в окружающую среду, также могут влиять на эволюцию структуры бактериального сообщества, играющего значительную роль в экосистеме ( Grenni et al., 2018; Rede et al., 2019). Однако в настоящее время мало что известно о потенциальном экотоксикологическом и экологическом воздействии ДП в водных экосистемах ( Carvalho and Santos, 2016 ).
Другая проблема, связанная с высвобождением антимикробных агентов в водную среду, связана с развитием антибиотикорезистентных бактерий (ARB) и экологическим возникновением генов антибиотикорезистентности (ARGs) ( Kümmerer, 2009b ; Kumar et al., 2019). Устойчивость к антибиотикам представляет собой глобальную угрозу для здоровья человека и животных, причем у многих видов бактерий развилась та или иная форма устойчивости к противомикробным агентам. Однако оказалось, что бактерии способны развивать резистентность не только как следствие мутаций в сторону целевых антибиотиков, но и путем приобретения генов, придающих устойчивость к противомикробным препаратам ( Munita and Arias, 2016). Из-за этого все большее число инфекций становится все труднее лечить, поскольку антибиотики, используемые для их лечения, становятся менее эффективными. Устойчивость к антибиотикам также приводит к росту медицинских расходов и увеличению смертности ( Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), 2018 ). Резистентность к противомикробным препаратам (АМР) ежегодно вызывает около 700 000 случаев смерти во всем мире, и каждая страна потенциально подвержена этой проблеме. Если не будут приняты надлежащие меры, их число может вырасти до 10 миллионов в год к 2050 году ( O'Neill, 2016). Конечно, распространение АМР имеет не только экологический аспект - существует множество различных факторов, влияющих на масштабы этого явления. Вместе с тем, руководствуясь принципами, изложенными в “единой европейской Объединенной программе по охране здоровья”, следует также учитывать экологические соображения, которые также могут играть значительную роль в более глубоком понимании и предотвращении явления УПП ( Destoumieux-Garzón et al., 2018; Margalida et al., 2014).
Бра обладают способностью выживать или самовоспроизводиться в окружающей среде независимо от наличия остатков антимикробных агентов. Однако следует подчеркнуть, что обработанные сточные воды могут предложить идеальные условия для развития бра, такие как обилие питательных веществ и/или более высокая вероятность межклеточных взаимодействий, чему способствуют наличие остатков антимикробных препаратов и другие благоприятные условия ( Berendonk et al., 2015). Все эти факторы, как полагают, повышают шансы на выживание или даже распространение АРБ, тем самым способствуя распространению Арг в окружающей среде ( Michael et al., 2013; Krzeminski et al., 2019).
В связи с множественной угрозой, которая может быть вызвана появлением противомикробных лекарственных средств в окружающей среде, многие страны уже ввели обязательство по мониторингу такого типа загрязнения в водной среде. Например, комиссия ЕС разработала контрольный перечень веществ для общесоюзного мониторинга в области водной политики. В первый список наблюдения были включены три антибиотика (помимо других групп загрязняющих веществ), а именно следующие макролиды: эритромицин, Кларитромицин, Азитромицин ( решение ЕС, 2015/495 от 20 марта 2015 года). Эти макролидные антибиотики остались на втором контрольном списке (решение ЕС, 2018 /840 от 5 июня 2018 года), но дополнительно в список были добавлены Амоксициллин и ципрофлоксацин. Вещества, входящие в состав ЕС посмотреть список выбранных “из числа тех, для которых имеющаяся информация указывает на то, что они могут представлять значительный риск, в Союз уровня, или через водную среду, но для мониторинга данных недостаточно, чтобы прийти к выводу о фактическом риска “(ЕС решение, 2018/840 от 5 июня 2018 года). Включение вещества в список наблюдения означает, что в отношении него должны быть собраны и проверены данные о его присутствии в водной среде, охватывающие все страны ЕС. Это означает, что в перечень включены вещества, появление которых в окружающей среде создает потенциальный риск для человека и живых организмов, но знаний об этом риске недостаточно. Контрольный список проверяется и пересматривается каждые два года. Также предполагается, что информация, полученная в результате мониторинга в окружающей среде веществ, включенных в список наблюдения, позволит установить стандарты качества окружающей среды (EQS) для всех стран Европейского Союза по веществам, для которых такие стандарты еще не установлены.
Цель настоящего обзорного документа состоит в том, чтобы обсудить возникновение и обилие ДП в водной среде в контексте неблагоприятных последствий, непосредственно вызванных этими веществами, и угрозы, связанной с явлением АМР. В настоящем обзоре рассматриваются соответствующие классы ДП и их репрезентативные вещества, вызывающие особую озабоченность ( Таблица 1 ).
Таблица 1 . Основные классы противомикробных агентов и их репрезентативные вещества, отобранные для настоящего обзора в качестве особо важных противомикробных препаратов.
КлассРепрезентативные веществаАминогликозидныйстрептомицин, гентамицин, Амикацинβ-лактамыамоксициллин, пенициллин, цефуроксимГликопептидыВанкомицинМакролидыАзитромицин, Кларитромицин, тилозин, эритромицинФторхинолоныципрофлоксацин, левофлоксацин, Офлоксацин, НорфлоксацинСульфонамиды и триметопримсульфаметоксазол, сульфапиридин, сульфаметазин, триметопримТетрациклиныдоксициклин, окситетрациклин, тетрациклин