Eesti Looduse fotovõistlus
2012/6-7



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Ravimijäägid EL 2012/6-7
Ravimijäägid looduskeskkonnas

Tänapäeva inimene ei kujuta elu ilma ravimiteta ette. Ravimid päästavad meid kõikvõimalikest hädadest, olgu siis tegu mõne kehaosa probleemiga, tõvestavate mikroorganismide või parasiitussidega, psüühiliste haiguste või vähiga. Kui haigust päriselt võita ei saa, aitavad ravimid vähemalt enesetunnet parandada. Peavalu puhul neelame ibuprofeeni, seljavalu vastu aitab diklofenaak, mikroobe tapame antibiootikumidega.

Tänu antibiootikumidele oleme saanud jagu minevikus inimelusid vikatiga niitnud bakteriaalsetest nakkushaigustest, nagu siberi katk, koolera, tüüfus, süüfilis jt. Ravimiteta ei saa läbi lemmikloomad, põllumajandusloomad ega eksootilised loomad loomaaedades. Ühtede ravimitega ravitakse vaid inimesi, teistega koduloomi, kolmandad sobivad ühtviisi hästi mõlemile.
Mõned ravimid lagunevad inimese või looma organismis täielikult. Kuid on ka selliseid, mis väljuvad organismist kas muutumatul kujul või metaboliitidena ning jõuavad niiviisi reovette. Osa ravimeid laguneb reovees, osa reoveepuhastis, kuid sealgi mitte kõik ja mitte täielikult.
Kui ravimid on organismist väljunud, nimetatakse neid tavaliselt ravimijääkideks. Arvatakse, et ravimijäägid lõppude lõpuks lagunevad keskkonnas, olgu siis mullas või vees. Põhimõtteliselt see ongi nii, ainult et aeg „lõppude lõpuni” on mõnede ravimite puhul väga pikk ja selle aja jooksul jõuavad nad keskkonnas põhjustada muutusi, mis meile sugugi ei meeldi.

Kõik ravimid on loodud selleks, et mõjutada elusorganisme. Neil on sageli biostruktuuridega sarnased füüsikalis-keemilised omadused, mis võimaldavad kergesti läbida elusorganismi membraane, ja pikaajaline stabiilsus, mis hoiab ära nende toime kadumise enne ravitoime saavutamist. Samad omadused teevad aga ravimijäägid üksiti ohtlikeks saasteaineteks.
Ravimid võivad kuhjuda elusorganismidesse ja muuta vee ning mulla ökosüsteeme (# 1). Mõne ravimi lagundavad mikroorganismid päevade või nädalate jooksul, stabiilsemad võivad aga mullas säilida aastaid. Just kauapüsivad ravimid on looduses ohtlikud.
Kauapüsivate ravimite hulka kuuluvad nii inimeste kui ka koduloomade raviks laialdaselt kasutatavad antibiootikumid fluorokinoloonide, sulfoonamiidide ja tetratsükliinide rühmadest. Antibiootikumid võivad liikuda põllul või karjamaal mullast taimedesse ja jõuda nii soovimatult inimeste ja loomade toidulauale, hävitada mulla mikroorganisme või muuta need ravimiresistentseks.

Ravimiresistentsust määravad geenid võivad omakorda ohututelt mullamikroobidelt üle kanduda tõvestavatele mikroobidele [1]. Oletatakse, et just väetamine ravimijääke sisaldava reoveesette või sõnnikuga on üks bakterite üha suureneva ravimiresistentsuse põhjusi [2].
Alates 1940. aastast on antibakteriaalsete ravimite tootmine ja tarbimine maailmas mitmekordistunud, samal ajal on märksa suurenenud ka bakterite antibiootikumiresistentsus. Hollandis tehtud uuring näitas, et tetratsükliiniresistentsuse geeni esinemissagedus on mullabakterite hulgas ajavahemikul 1970–2008 suurenenud 15 korda, põhjuseks väetamine tetratsükliine sisaldava reoveesette või kompostiga. Arvatavasti on antibiootikumide pikaajaline mõju mullamikroobidele põhjustanud samasuguse efekti ka teistes maades [2].

Reoveesettest valmistatud kompostväetist on lubatud kasutada haljastuses, metsanduses ja põllumajanduses tingimusel, et see on muudetud ohutuks inimestele, loomadele, taimedele ja keskkonnale [3]. Enne kui reoveepuhastusjaamad tohivad komposti turule saata, on nad kohustatud tegema selle kohta hulga analüüse. Raskmetallide, parasiitusside munade ja koli-laadsete bakterite sisaldus kompostis ei tohi ületada piirnorme. Kui need näitajad on korras, peetakse komposti ohutuks väetiseks. Eesti ega teiste riikide õigusaktid ei näe ette ravimijääkide sisalduse kontrolli [3, 4].
Maal, kuhu on laotatud reoveesette komposti, pole lubatud enne aasta möödumist kasvatada muid toidutaimi kui teravilja [3]. Aasta jooksul pärast laotamist ravimite sisaldus mullas tõenäoliselt väheneb suuresti, kuid arvestades fluorokinoloonide väga pikaajalist püsivust keskkonnas, ei muutu see olematuks.

Ka sõnniku ravimijääkide sisaldust ei ole ükski riik kohustatud uurima, ehkki suurfarmide loomade sõnnikust ja sellega väetatud mullast on teadlased leidnud mitme ravimi jääke [6, 7]. Sõnnikut ei töödelda enne turustamist nii nagu reoveesetet. Kui reoveesette puhul nõutakse, et kompostiaunas peab aeroobsete bakterite elutegevuse tagajärjel tõusma temperatuur 60 °C ja püsima nii vähemalt kuus päeva [3], siis sõnniku puhul mitte. Kõrge temperatuur on vajalik, et hävitada haigust tekitavad bakterid ja ussimunad. Sõnnik laotatakse põllule tavaliselt ilma kompostimata, seega ka ilma baktereid hävitava temperatuuritõusuta. Kui sõnnikus leidub tõvestavaid baktereid, võivad need täies elujõus põllule rännata. Kui samas laudas on loomad saanud antibiootikumravi, võivad põllule jõudnud bakterid olla antibiootikumide suhtes resistentsed. Ja kui veel ei ole, siis on neil antibiootikume sisaldavas põllumullas elades kõik eeldused omandada see vastupanuvõime.

Eelkirjeldatu on siiski pigem must stsenaarium, mis ei pruugi aset leida. Riski hinnates peaks lähtuma konkreetsest olukorrast: kas loomad on olnud haiged?; millega ja kui kaua on neid ravitud? Samamoodi võiks hinnata inimese ravimite võimalikku sisaldust reoveesettes: milliseid ravimeid ja millises koguses on konkreetses asulas tarvitatud?; kui palju on sattunud ravimite ülejääke või ravimipudelite pesujääke kanalisatsiooni otse valamu või tualeti kaudu?
Siiski, kui ühe farmi loomade puhul on võimalik tõvestavate bakterite ja ravimite sisaldust sõnnikus mingil määral ennustada (haigestumised ja ravi on teada), siis inimeste puhul on asi keerulisem. Eesti ravimiametil on andmed ravimite müügi kohta aastas kogu Eesti kohta. Kui palju tarvitati ravimeid ühes või teises linnas, seda ei teata. Ravimeid võidakse sisse tuua teistest riikidest, osta ühes ja tarvitada teises linnas või maa-asulas. Seetõttu on ravimijääkide sisaldust Eesti linnade või alevite reoveesettes raske täpselt ennustada. See muutub pidevalt ning oleneb täielikult sellest, mis parajasti kanalisatsiooni satub.

Eestis tekib aastas 360 000 – 500 000 tonni reoveesetet [8], mis kõik tuleb reoveepuhastitest eemaldada. Selle kasutamine väetisena on tõsine probleem: pakkumine kipub ületama nõudlust. Haljastuses, metsanduses ja prügilate katmisel kasutatakse reoveesetet julgemalt kui põllumajanduses. Põllumajandustarbija eelistab „kahtlasele” reoveesettele ikka sõnnikut.
Miks kardetakse väetada reoveesettega? Peamiselt peljatakse mürgiseid kemikaale, tõvestavaid baktereid, viirusi ning ussimune. Tegelikult on just nende saastajate vastu settetöötlus ja -kontroll küllalt tõhus. Mürgiseid kemikaale sisaldav reovesi peab enne peapuhastisse jõudmist läbima eelpuhasti. Raskmetallide sisalduse kontrolliks on ette nähtud analüüsid. Kui kas või ühe raskmetalli sisaldus ületab normi, ei tohi komposti turustada [3]. Settekomposti töötlemise aeg (aasta ja kauem) ületab ussimunade ja enamiku viiruste nakkusohtlikkuse aja keskkonnas. Koli-laadsete bakterite ja ussimunade sisalduse kontrolliks on ette nähtud vastavad analüüsid [3]. Kõige sellega peaks komposti ohutus olema mitmeti tagatud.
Ainus, mida tarbija karta ei oska, on ravimite sisaldus. Kuigi mitu teadustööd on selgitanud, et ravimijäägid jõuavad reoveesettega väetamisel keskkonda ja põhjustavad seal kahjulikke muutusi, ei nõuta ravimijääkide sisalduse analüüse. Nii tootjad kui ka tarbijad näivad uskuvat, et ravimijäägid lagunevad reoveesette töötlemise käigus või mullas ega kujuta endast keskkonnale ega inimestele ohtu.

Kui suur ravimisisaldus keskkonnas võiks inimestele, loomadele, taimedele ja mikroorganismidele ohtlikuks osutuda, selle üle veel vaieldakse. EMEA/CVMP soovitab ravimisisalduse piirnormiks sõnnikus 100 µg/kg, sõnnikuga väetatud mullas 10 µg/kg ja vees 10 ng/l [14] (üks mikrogramm on üks miljondik ja üks nanogramm on üks miljardik grammi – toim.).
Euroopa Liidu teaduskomitee toksikoloogia, ökotoksikoloogia ja keskkonna küsimustes (EU ESCTEE) ning Euroopa Liidu juhtiv teaduskomitee (EU SSC) ei pea neid norme teaduslikeks, kuna niisugune ravimisisaldus ei ole kõikidele mulla- ega veeorganismidele ohutu. Uuteks ohututeks piirnormideks soovitatakse 1 µg/kg mullas ja 0,4 ng/l vees [16].
Selleks et vältida mullamikroobidel resistentsuse teket, soovitavad teadlased veelgi väiksemat antibiootikumide kontsentratsiooni: 0,1 µg/kg mulla kohta [16]. Et ravimisisaldus mullas ei ületaks nimetatud kontsentratsiooni, ei tohiks seda väetamiseks kasutatavas reoveesette kompostis või sõnnikus sisalduda üle kümne korra rohkem (1 µg/kg; EMEA/CVMP norm).
Tuleb veel kord rõhutada, et kõik nimetatud piirnormid on üksnes soovituslikud. Ei ole kehtestatud kohustuslikke piirnorme ravimite sisalduse kohta sõnnikus, reoveesette kompostis, mullas ega vees ja normatiivaktid ei näe ette analüüse nende sisalduse määramiseks.

Eesti maaülikooli, Tartu ülikooli ja Tallinna tehnikaülikooli teadlased uurisid Eesti reoveesette ja komposti ravimijääkide sisaldust [15]. Uuringuks valiti ravimid, millel on oht keskkonnas pikka aega säilida ja koguneda mulla kaudu toidutaimedesse. Nimelt oli teada, et sulfoonamiidid ja tetratsükliinid ei lagune mullas pärast neid sisaldava sõnnikuga väetamist seitsme kuu jooksul [6, 9]. Fluorokinoloonid võivad püsida veelgi kauem: norfloksatsiin kõige kauem neli aastat, ofloksatsiin viis ja tsiprofloksatsiin koguni üheksa aastat pärast väetamist neid sisaldava reoveesettega [10]. Sulfoonamiide on teistes riikides leitud reoveesettest, aga veelgi rohkem puhastatud reoveest, mis juhitakse jõgedesse või merre [11, 12]. Sulfoonamiidid liiguvad mullaveega kergesti taimedesse ja on taimedele mürgised [13].
Uuringus selgus, et Tallinna ja Tartu reoveesete sisaldas fluorokinoloonide ja sulfoonamiidide jääke, mis ei lagunenud lõplikult ka sette kompostimise jooksul. Tetratsükliine settest ega kompostist ei leitud [15].

Nii Tallinna kui ka Tartu reoveesettes ületas fluorokinoloonide sisaldus mitmes proovis EMEA/CVMP soovitatud piirnormi sõnniku kohta (100 µg/kg) lausa mitu korda [14]. Kõige suurem fluorokinoloonide sisaldus leiti Tallinna reoveesettes: tsiprofloksatsiini 1520 µg/kg, norfloksatsiini 580 µg/kg ja ofloksatsiini 134 µg/kg. Tartus olid vastavad näitajad: tsiprofloksatsiini 442 µg/kg, norfloksatsiini 439 µg/kg ja ofloksatsiini 157 µg/kg. Sulfoonamiidide sisaldus jäi nimetatud piirnormist väiksemaks [15].

Tartu aasta vanuses reoveesette kompostis leidus mõnede antibiootikumide jääke kogustes, mis ületasid kõige kõrgema, EMEA/CVMP piirnormi mulla kohta. Kõige rohkem leiti Tartu kompostist fluorokinoloone tsiprofloksatsiini (70 µg/kg) ja norfloksatsiini (64 µg/kg), järgnesid ofloksatsiin (8 µg/kg) ja sulfoonamiid sulfametoksasool (2 µg/kg). Sulfoonamiid sulfadimetoksiini jääke aasta vanusest kompostist ei leitud.

Tallinna reoveesette kompostis olid kõik uuritud antibiootikumid aasta jooksul lagunenud. Poole aasta vanuses Tallinna reoveesette kompostis sai fluorokinoloonide sisalduse veel kindlaks teha: norfloksatsiini oli 17 µg/kg, tsiprofloksatsiini 9 µg/kg ja ofloksatsiini 8 µg/kg. Sulfoonamiidid olid ka poole aasta vanuses Tallinna kompostis juba lagunenud [15]. Tallinnas hinnatakse kuus kuud töödeldud kompost juba turustusvalmiks, järelikult põllule või haljasalale võib jõuda selle koostises ka fluorokinoloone. Tartus hoitakse komposti aasta või kauem, olenevalt nõudlusest.
Teiste Eesti linnade reoveesetet ega komposti ei ole ravimijääkide poolest paraku veel uuritud. Samuti pole uuritud ravimijääkide sisaldust meie sõnnikus: pole teada, kas selle laotamine võib ravimijääkide tõttu olla ohtlik.

Kasvuhoones tehtud taimkatsed näitasid, et reoveesettes tuvastatud ravimid võivad tõesti koguneda ka toidutaimedesse. Katsetaimedeks olid kartul, porgand, lehtsalat ja nisu. Katsed tehti kahel erisuguse lõimisega mullal: liiv-savimullal (savi sisaldus 20–50%) ja savi-liivmullal (savi sisaldus 10–20%).
Selgus, et kergemini jõuavad ravimid taimedesse mulla väiksema savisisalduse puhul, savi-liivmullast. Põhjus on arvatavasti selles, et uuritud ained adsorbeeruvad tugevamini saviosakeste kui liivaosakeste külge. Sulfoonamiidid adsorbeeruvad saviosakeste külge nõrgemalt kui fluorokinoloonid ning on seetõttu „vabamad” mullast taimedesse liikuma: nende sisaldus oligi katsetaimedes üldiselt suurem kui fluorokinoloonide sisaldus. Kõige suurem ravimijääkide kontsentratsioon määrati liivases mullas kasvanud taimede maa-alustes osades: kartuli mugulates ning porgandi ja salati juurtes [15].

Loomse päritoluga toidule on seadusega [17] kehtestatud ravimijääkide sisalduse piirnorm (ingl. maximum residue limit, MRL; taimse toidu kohta norme ega analüüsikohustust pole). Selle suurus oleneb ravimist, looma liigist ja koest. Mõne ravimirühma puhul on määratud kõigi sellesse rühma kuuluvate ravimite summaarne lubatud sisaldus. Näiteks kõikide sulfoonamiidide summaarne MRL on 100 µg/kg. Fluorokinoloonide MRL on 100 µg/kg: see on antud enrofloksatsiini ja tsiprofloksatsiini summaarse sisaldusena, kuna esimene neist muundub loomorganismi ainevahetuse käigus teiseks.
Seevastu muude fluorokinoloonide – ofloksatsiini ja norfloksatsiini MRL-i ei ole Euroopa Liidus määratud [17]. Need kaks on Euroopas tuntud rohkem inimese ravimitena, näiteks Eesti turustatavate veterinaarravimite registris norfloksatsiin ja ofloksatsiin puuduvad. Seevastu mujal maailmas, näiteks Hiinas, Jaapanis ja Koreas, ravitakse nendega ka põllumajandusloomi (kanu ja kalkuneid). Jaapanis on MRL ofloksatsiini sisaldusele kanalihas kehtestatud. Teadlased on tõstatanud küsimuse ka norfloksatsiini MRL-i vajalikkuse kohta.
Kui katsetasime väga suure antibiootikumide kontsentratsiooniga mullas – 10 mg/kg –, siis kogunes antibiootikume ka taimedesse kümneid kordi rohkem, kui näeb ette loomsele toormele kehtestatud MRL. Ainult nisuseemnetes jäi see alla MRL-i. Salati juurte tuhandetesse mikrogrammidesse ulatuv ravimitesisaldus võiks meid isegi ükskõikseks jätta, ent kartulimugulate ja porgandijuurte vastav näitaja oli ligikaudu 5000 µg/kg ning salati lehtedes üle 500 µg/kg. See muudab ettevaatlikuks, sest neid taimeosi me sööme. Salatitaimed, mis olid pandud kasvama mulda, milles iga ravimi kontsentratsioon oli 10 mg/kg, kärbusid (# 2). Nende lehtedes määrati fluorokinoloonide ja sulfoonamiidide suur sisaldus, mis ületas MRL-i 1,4–5,4 korda. Mulla ravimikontsentratsioon 10 mg/kg takistas seemnete idanevust, pidurdas taimede kasvu ja hävitas katse lõpuks liivases mullas kasvanud nisutaimed (# 3). Õnneks ei leitud Tallinna ega Tartu reoveesettes ega sellest valmistatud kompostis nii suuri ravimisisaldusi, mis võiksid mullas tekitada säärase suure kontsentratsiooni.
Kõige väiksem ravimikontsentratsioon mullas, mille korral ravimid taimedesse jõudsid, oli 10 µg/kg. Selle ravimikontsentratsiooni puhul kogunes tsiprofloksatsiini ja ofloksatsiini kõige rohkem kartulimugulatesse ja porgandijuurtesse: 3–10 µg/kg.
Niisiis näitasid uuringud, et fluorokinoloonid ja sulfoonamiidid võivad tõepoolest sattuda Eesti reoveesette kompostiga põllule ning tuvastataval määral koguneda ka taimedesse. Eeldatavalt on ravimijääke kõige rohkem liivases mullas kasvanud pika kasvuajaga taimedes, eriti nende maa-alustes osades, nagu kartuli mugulad ja porgandi juured.

Ravimite kahjulikku mõju loodusele ei tohiks kauem eirata. Vaja on põhjalikke uuringuid ja lahendusi, kuidas vältida ravimijääkide jõudmist keskkonda ja sealt tagasi meie toidulauale. Isegi väike antibiootikumide hulk mullas ja toidutaimedes on ohtlik, sest loob sobiva keskkonna resistentsete bakterite kujunemiseks kas mullas, inimese või mõne muu looma organismis.

1. Davies, J. 1994. Inactivation of antibiotics and the dissemination of resistance genes. – Science 264 (5157): 375–382.
2. Knapp, C. W. et al.2010. Evidence of increasing antibiotic resistance gene abundances in archived soils since 1940. – Environ. Sci. Technol. 44 (2): 580–587.
3. Riigi Teataja I. 9, 52. (2004). Keskkonnaministri määrus nr. 78.
4. EU Council Directive 86/278/EEC. (1986). On the protection of the environment, and in particular of the soil, when sewage sludge is used in agriculture.
5. Halling-Sųrensen, B. et al. 1998. Occurrence, fate and effects of pharmaceutical substances in the environment – a review. – Chemosphere 36 (2): 357–393.
6. Christian, T. et al. 2003. Determination of antibiotic residues in manure, soil and surface waters. Acta. Hydrochim. – Hydrobiol. 31 (1): 36–44.
7. Jacobsen, A. M.; Halling-Sųrensen, B. 2006. Multi-component analysis of tetracyclines, sulfonamides and tylosin in swine manure by liquid chromatography-tandem mass spectrometry. – Anal. Bioanal. Chem. 384: 1164–1174.
8. National Waste Management Plan. 2002. Ministry of the Environment, Tallinn: 4–49.
9. Hamscher, G. et al. 2002. Determination of persistent tetracycline residues in soil fertilized with liquid manure by high-performance liquid chromatography with electrospray 113 ionization tandem mass spectrometry. – Anal. Chem. 74 (7): 1509–1518.
10. Walters, E.; McClellan, K.; Halden, R. U. 2010. Occurrence and loss over three years of 72 pharmaceuticals and personal care products from biosolids-soil mixtures in outdoor mesocosms. – Water Res., 44 (20): 6011–6020.
11. Göbel, A. et al. 2004. Trace determination of macrolide and sulfonamide antimicrobials, a human sulfonamide metabolite, and trimethoprim in wastewater using liquid chromatography coupled to electrospray tandem mass spectrometry. – Anal. Chem. 76: 4756–4764.
12. Lindberg, R. H. et al. 2005. Screening of human antibiotic substances and determination of weekly mass flows in five sewage treatment plants in Sweden. – Environ. Sci. Technol. 39 (10): 3421–3429.
13. Migliore, L. et al. 1996. Effect of sulphadimethoxine contamination on barley (Hordeum distichum L, Poaceae, Liliopsida). – Agricult. Ecosyst. Environm. 60: 121–128.
14. EMEA/CVMP/055/96. (1996). Committee for Veterinary Medicinal Products. Note for guidance: environmental risk assessment for veterinary medicinal products other than GMO containing and immunological products.
15. Lillenberg, M. 2011. Residues of some pharmaceuticals in sewage sludge in Estonia, their stability in the environment and accumulation into food plants via fertilizing. PhD Thesis in Environmental Protection. Ecoprint, Tartu.
16. Montforts, M. H. M. M. 2005. RIVM report 601500002/2005. The trigger values in the environmental risk assessment for (veterinary) medicines in the European Union: a critical appraisal. Performed by Expert Centre of Substances of the RIVM, Bilthoven: 21–37.
17. EMA/EPMARs. European Medicines Agency – Maximum Residue Limits Reports. http://www.ema.europa.eu/ema/index.jsp?curl=pages/medicines/landing/vet_mrl_search.jsp&murl=menus/medicines/medicines.jsp&mid=WC0b01ac058008d7ad.

Merike Lillenberg (1954) on Eesti maaülikooli toidu- ja keskkonnahügieeni dotsent, keskkonnakaitse doktor ja toiduteaduse magister.
Egge Haiba (1986) on Tallinna tehnikaülikooli doktorant.
Lembit Nei (1957) on Tallinna tehnikaülikooli Tartu kolledži direktor, keskkonnakaitse õppetooli professor, keemiadoktor.



Merike Lillenberg, Egge Haiba, Lembit Nei
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Loe Uudistajat
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet