2. Возникновение, персистенция и псевдоперсистенция антимикробных веществ в водной среде
2.1. Возникновение противомикробных фармацевтических препаратов в водной среде
В таблице 2 обобщена информация о встречаемости целевых антимикробных агентов в поверхностных и подземных водах как отсеках водной среды, так и в сырых и очищенных сточных водах и в питьевой воде. В зависимости от класса соединений их присутствие можно обнаружить во всех матрицах водной среды. Физико-химические свойства обсуждаемых противомикробных препаратов представлены в дополнительной информации (SI, раздел S1). Наиболее высокие концентрации наблюдались для сточных вод и поверхностных стоков, которые обычно являются получателями очищенных и, тем не менее, во многих случаях для неочищенных сточных вод и сбросов различных типов и происхождения. Наличие антимикробных препаратов в водной среде создает проблему в контексте частичного закрытия водных циклов и повторного использования очищенных сточных вод для различных целей ( Тернес и Джосс, 2006). Как правило, в европейских странах очищенные сточные воды в основном используются для целей орошения, но они также могут использоваться для других городских или экологических целей ( Carvalho and Santos, 2016 ). Одним из таких приложений является пополнение подземных вод для компенсации длительных периодов засухи ( Carvalho and Santos, 2016). Эти вещества могут также проникать в грунтовые воды через инфильтрацию или фильтрацию берега из поверхностных вод и / или через выщелачивание из почвы. Как уже отмечалось выше, подземные воды часто используются в качестве источника питьевой воды. По общему признанию, надежные токсикологические исследования по долгосрочному потреблению питьевой воды, содержащей низкие концентрации отдельных антимикробных агентов, отсутствуют, однако постоянное воздействие даже таких низких концентраций на человека и животных все еще обсуждается учеными ( Carvalho and Santos, 2016 ; Kümmerer, 2009a ; Michael et al., 2013; Rizzo et al., 2013; Ternes and Joss, 2006).
Таблица 2 . Возникновение антибиотиков в различных отсеках водной среды.
Класс / соединениеДиапазон концентраций, нг/лСырые сточные водыОчищенная сточная водаПоверхностная водаПодземная водаПитьевая водаАминогликозидныйСтрептомицинnd-2700(Tahrani et al., 2015)nd-1200 (Tahrani et al., 2015)nd-3400 (морская вода) (Tahrani et al., 2015n. a.n. a.Гентамицинnd-1600 (Tahrani et al., 2015)
14400-19100 (фармацевтическая компания) (Tahrani et al., 2015)
400-7600 (hospital eff.) (Леффлер и Тернес, 2003)nd-500 (Tahrani et al., 2015)nd-1400 (морская вода) (Tahrani et al., 2015)nd.-21 (Szekeres et al., 2018)n. a.Амикацинnd-2300 (Tahrani et al., 2015)nd-1000 (Tahrani et al., 2015)nd-1200 (морская вода) (Tahrani et al., 2015)n. a.n. a.β-лактамыАмоксициллинnd-33800 (Azanu et al., 2018; Proia et al., 2018)
ND-164 сточные воды из фарма. фабрика ( Thai et al., 2018)
2.0-57.0 (сточные воды больниц) (Azanu et al., 2018; Thai et al., 2018)nd-116400 (Azanu et al., 2018; Proia et al., 2018 ; Палли и др., 2019 ; Грос и др., 2013)nd-2,7 (реки) (Azanu et al., 2018)
nd-1,3 (оросительные каналы (Azanu et al., 2018)
ND-40 аквакультура (Thai et al., 2018)n. a.n. a.Пенициллин Gnd-29 (Gros et al., 2013; Michael et al., 2013)nd (Gros et al., 2013)nd (Gros et al., 2013)n. a.n. a.Пенициллин Vnd-160 (Gros et al., 2013; Michael et al., 2013)20 (Michael et al., 2013)n. a.n. a.n. a.Цефуроксим49-24380 (Ribeiro et al., 2018) ND-7860 сточные воды из фарма. фабрика ( Thai et al., 2018)
ND-246 hospital effluent ( Thai et al., 2018)nd (Gros et al., 2013)nd (aquaculture) (Thai et al., 2018)n. a.n. a.ГликопептидыВанкомицинnd.-61 (Li and Zhang, 2011; Zuccato et al., 2010)nd-40 (Li and Zhang, 2011; Zuccato et al., 2010)0.44-11.69 (река) (Zuccato et al., 2010)nd-153.38 (Szekeres et al., 2018)n. a.МакролидыАзитромицин1083 (Lara-Martín et al., 2014)0-380 (Al Aukidy et al., 2012; Lara-Martín et al., 2014)240 (Gibs et al., 2013)nd (Cabeza et al., 2012)n. a.Кларитромицинnd-122 ( Lara-Martín et al., 2014; Watkinson et al., 2009)8-460 (Al Aukidy et al., 2012; Gracia-Lor et al., 2011; Lara-Martín et al., 2014)75-91 (McArdell et al., 2003; Gracia-Lor et al., 2011)nd-154 (Cabeza et al., 2012)n. a.Тилозин55-180 (Yang et al., 2006; Watkinson et al., 2007)nd. -3400 (McArdell et al., 2003; Hernando et al., 2006; Watkinson et al., 2009)2-280 (Wang et al., 2011; Kleywegt et al., 2011; Hernando et al., 2006)n. a.< MDL ( Wang et al., 2011)
1.7 ( Zuccato et al., 2000)
31 ( Kleywegt et al., 2011)Эритромицин9-249 (Tylová et al., 2013)nd-886 (Gracia-Lor et al., 2011; Tylová et al., 2013; Hernando et al., 2006)24-145 (Gracia-Lor et al., 2011; Gibs et al., 2013; Kleywegt et al., 2011)nd-568 (Szekeres et al., 2018)155 (Kleywegt et al., 2011)ФторхинолоныЦипрофлоксацин0.82-6453 (Дон и др., 2016; Östman et al., 2017; Tran et al., 2016)0.4-920 (Дон и др., 2016; Rossmann et al., 2014 )
1400-26000 (сточные воды больниц) (Verlicchi et al., 2012)14.9-21.3 (река) (Castrignanò et al., 2018)
nd -115 (lake) (Ding et al., 2017; Tran et al., 2019)nd-323.7 (Cabeza et al., 2012 ; Лопес-Серна и др., 2013; Ma et al., 2015)0.82-6453 (Дон и др., 2016; Östman et al., 2017; Tran et al., 2016)Левофлоксацин5 -2247 (Головко и др., 2014; Oertel et al., 2018; Rossmann et al., 2014)4-836 ( Birošová et al., 2014 ; Головко и др., 2014; Rossmann et al., 2014)< MDL-10.5 (река / озеро) (Guruge et al., 2019)n. a.5 -2247 (Головко и др., 2014; Oertel et al., 2018; Rossmann et al., 2014)Офлоксацин11.1-1330 ( Birošová et al., 2014; Dong et al., 2016 ; Головко и др., 2014)0.3-527 (Dong et al., 2016 ; Головко и др., 2014)
23-510 (сточные воды больниц) (Verlicchi et al., 2012)nd-6.4 (river) (Hu et al., 2018)
nd-9700 (озеро) (Nageswara Rao et al., 2008; Tang et al., 2015)nd -503 ( Лопес-Серна и др., 2013; Ma et al., 2015)11.1-1330 ( Birošová et al., 2014; Dong et al., 2016 ; Головко и др., 2014)Норфлоксацин<LOQ-5411 (Dong et al., 2016; Östman et al., 2017 )
450-2200 (сточные воды больниц: 2% от гидравлической нагрузки притока) ( Verlicchi et al., 2012)0.2-628 (Донг и др., 2016; он и Блейни, 2015)
3300-37000 (сточные воды больницы) (Verlicchi et al., 2012)nd -39 (river) (He et al., 2015; Hu et al., 2018)
3-518 (lake) (Tran et al., 2019)nd -367 ( Лопес-Серна и др., 2013; Ma et al., 2015; Teijon et al., 2010)<LOQ-5411 (Dong et al., 2016; Östman et al., 2017 )
450-2200 (сточные воды больниц: 2% от гидравлической нагрузки притока) ( Verlicchi et al., 2012)Сульфонамиды и триметопримСульфаметоксазол (и N 4-Аксмх)52-2000 (Göbel et al., 2007; Hirsch et al., 1999; Zuccato et al., 2010 );
(850-1600 N 4-SMX)
Гебель и др. (2005)0.6–1147 (Göbel et al., 2005; Hanna et al., 2018; Loos et al., 2013); nd.-150 (N 4-SMX)
Гебель и др. (2005)0.3-360.0 (река) (Hanna et al., 2018; Managaki et al., 2007 )
612-4330 (городской канал) (Hoa et al., 2011)nd-470 (Hirsch et al., 1999)0.3-18.6 (Hanna et al., 2018; Ye et al., 2007)Сульфапиридин60-230 (Göbel et al., 2005, 2007)0.4–230 (Göbel et al., 2007; Hanna et al., 2018)0.2-3.1 (river) (De Jesus Gaffney et al., 2015; Hanna et al., 2018)<2.5 (De Jesus Gaffney et al., 2015)0.05-0.5 (De Jesus Gaffney et al., 2015; Hanna et al., 2018)Сульфаметазинnd-4010 (Li and Zhang, 2011; Choi et al., 2007 )
97230 (сельскохозяйственные сточные воды) (Choi et al., 2007)nd (Li and Zhang, 2011; Choi et al., 2007)
nd. (сельскохозяйственные сточные воды) (Цой и др., 2007)15-28 (река) (Managaki et al., 2007 )
16.1-328 (городской канал)
(Hoa et al., 2011; Managaki et al., 2007)nd-220 (De Jesus Gaffney et al., 2015; Hirsch et al., 1999)76-220 (Batt et al., 2007)Триметоприм100-4300 (Li and Zhang, 2011; Göbel et al., 2007; Watkinson et al., 2009)65-800 ( Лоос и др., 2013; Li and Zhang, 2011; Göbel et al., 2005)7.0-19 (река) (Managaki et al., 2007)
23-1808 (городской канал) (Hoa et al., 2011)nd-730.19 (Hirsch et al., 1999; Szekeres et al., 2018)nd (Ye et al., 2007; Watkinson et al., 2009)ТетрациклиныДоксициклин1.8-264 (Azanu et al., 2018; Hanna et al., 2018)
24-120 сточные воды больниц ( Azanu et al., 2018)14-49 (Azanu et al., 2018)
<LOQ ( Palli et al., 2019)1.9-68 (река) (Azanu et al., 2018; Hanna et al., 2018; Li et al., 2014)
9.4-25 (ирригационный канал) (Azanu et al., 2018) nd-39.7 (lake) Ding et al., 2017)n. a.<LOQ (Hanna et al., 2018)
0.21-1650 (ферма по производству пищевых продуктов) ( Gbylik-Sikorska et al., 2015)Окситетрациклин4.3-233 (Azanu et al., 2018)
75-1487 (сточные воды больниц) (Azanu et al., 2018; Wang et al., 2018a)2.4-24 (Azanu et al., 2018)3-26 (река) (Azanu et al., 2018; Li et al., 2014)
2.2-9.2 (ирригационный канал (Azanu et al., 2018)n. a.nd (food production farm) (Gbylik-Sikorska et al., 2015)Тетрациклин58-1960 (Azanu et al., 2018; Proia et al., 2018)
13-1598 (сточные воды больниц) (Azanu et al., 2018; Wang et al., 2018a; Proia et al., 2018)220-1290 (Proia et al., 2018)14.05 (река) (Li et al., 2014)n. a.nd (food production farm) (Gbylik-Sikorska et al., 2015)
nd-не обнаружено; n.a. – недоступно; LOQ – предел количественной оценки.