Lember, ErkiPiiskoppel, Kaidi2021-03-172021-03-172016https://dspace.tktk.ee/handle/20.500.12863/1471Aina intensiivsem ravimite tarvitamine on esile tõstnud keskkonnaprobleemi, kus ravimite jäägid jõuavad ringiga inimeseni, tekitades tõsiseid tervisehäireid. Ravimid on erinevate keemiliste omadustega, mistõttu on erinev ka nende püsivus looduses, levik või hoopiski metaboliitide omadused. Ravimite omaduste varieeruvus teeb nende jääkide eemaldamise veelgi keerulisemaks. Antud töös käsitletud viis toimeainet on maailmas tekitanud palju kahju. Nendeks on propranolool, etünüülöstradiool, sulfametoksasool, diklofenak ning ibuprofeen. Vaatluse all olevad toimeainete kohta on välja toodud mõju, mis avaldub merekeskkonnale ning seeläbi ka inimesele. Proprapronooli jäägid pärsivad kalade kasvu ning mõjutavad nende närvisüsteemi. Etünüülöstradiooli jäägid mõjutavad aga kalade sigimist ning isakalade soo muutumist. Sulfametoksasooli jäägid veekeskkonnas takistavad kalade ning vetikate kasvu. Valuvaigistite hulka kuuluv diklofenaki toimeaine ning selle jäägid mõjutavad kalade liikuvust ning need on hästi bioakumuleeruvad ja püsivad ained, põhjustades mitmete organismide surma. Ibuprofeeni jäägid aga mõjutavad kalade kudemisprotsesse ning nende kasvu. Tihtipeale ei esine looduses üksikud toimeained eraldi, vaid gruppidena ehk ravimite segudena. Kui üksikud toimeained ei pruugi avaldada tõsist mõju, siis on suur oht ravimite segude mõjul, mida antud töös hinnata pole võimalik. Seni on kindlaks tehtud, et suurim terviseriskide oht inimesele on siiski läbi toiduvõrgustiku, mis on seostatavad tarbivate mereandidega, mis sisaldavad mitmeid saasteaineid, sealhulgas ravimijääke. Seni puudub hinnang, mil määral ravimijäägid kanduvad edasi inimesele läbi toiduvõrgustiku ehk puudub teadmine bioloogilisest kuhjumisest. Ravimijääke on leitud näiteks kapsastes, ubades ning porgandites. Akumulatsiooni tagajärjed toiduvõrgustikus tekitavad inimestele tõsiseid tervisekahjustusi. Näiteks põhjustavad etünüülöstradiooli jäägid akumuleeruvuse tagajärjel inimestes kantserogeensust ning sulfoonamiidide jäägid inimestes antibiootikumide resistentsust. Ravimijäägid jõuavad kanalisatsiooni ning loodusesse läbi mitmete protsesside. Kõige rohkem satub kanalisatsiooni ravimijääke inimeste väljaheidete kaudu kodumajapidamistest ja haiglatest. Samuti on suur osa kasutamata ning aegunud ravimitel, millest inimene vabaneb läbi tualeti. Otse loodusesse satuvad ravimijäägid looma väljaheidetega, mida kasutatakse väetisena ning seetõttu satuvad jäägid ka põllumajandussaadustega inimeste toidulauale. Töö käigus leiti Läänemere ravimijääkide kontsentratsioonid. Ravimiameti müügiandmete analüüsi käigus toodi välja viie toimeaine jääkide kontsentratsioonid kaheksa Eesti linna heitvetest. Linnade valik põhines kohtades, kus heitvee süvalase toimub merre. Propranolooli ning sulfametoksasooli jäägid Läänemeres pole 2014. aasta seisuga ületanud seni kindlaks tehtud ohtlikkuse piiri. Etünüülöstradiooli jääkide puhul selgus madalaima toimet avaldava kontsentratsiooni ületus Läänemeres, mistõttu ohustab see isakalade soo muutumist. Diklofenaki jääkide puhul on märgatud kontsentratsioonil 1 µg/l vähest kroonilist toksilisust, mille tase on ületatud ka Eesti kolme linna heitvee suublas – Kundas, Kärdlas ning Haapsalus. Ibuprofeeni jäägid ohustavad Läänemeres aga kirpvähilisi, mis osutub ohtlikuks just toiduvõrgus edasikandumise tõttu. Rahvastiku vananemisega suureneb ravimite tarbimine ning seetõttu kasvavad ka kontsentratsioonid heitvetes. Kõigi toimeainete ja ravimite puhul on suureks ohuks pikemaajaline akumuleeruvus, mis kandub iga toiduvõrgustiku troofilise tasemega edasi kordistudes ohtlikuks kontsentratsiooniks. Samuti pole antud töös käsitletud ravimite segude ehk „kokteiliefekti“, mida antud töös hinnata pole võimalik. Ravimite tarbimisega kaasneb oht kõrvalistele organismidele, mistõttu võivad ravimijäägid ringiga sattuda inimese toidulauale tagasi. Seoses beebipillide jääkide sattumisega keskkonda, on ohustatud isakalad, mille kaudu on mõjutatud kalade arvukus, mis omakorda mõjutab inimese toidulaua vaesumist. Töös käsitletud keskkonnariski mõjutavad mitmed tegurid, mille tõttu võivad tulemused olla küsitavad. Antud töö tulemusi võib mõjutada faktorite üle-või alahinnatus, ravimite musta turu mittearvestamine ning reoveepuhastusjaamade eemaldamise efektiivsuste kõikumine. Lahenduseks oleks inimeste üleüldine teadlikkuse tõstmine vanade ravimite käitlusest ning ravimite päritolust. Samuti tuleks välja töötada tehnoloogiad, mis aitaksid efektiivsemalt eemaldada ravimijääke reoveepuhastusjaamades. Järgnevateks teema uurimise suundadeks oleks ravimite segude mõju kindlaks tegemine. Samuti tuleks tähelepanu pöörata reoveepuhastuse protsessidele, mis võimaldaksid eemaldada ravimijääke efektiivsemalt.The topic of this graduation thesis resulted from the growing global environmental issue, dispersal of pharmaceuticals residues in the environment and its harmful impact. Elsewhere in the world the spreading problem has been associated with several tragic cases, where traces of female features were found among male fish. The particular environmental problem has inevitably started to affect people too. Pharmaceuticals are used more and more intensely to treat various health problems. At the end of consumption, the human body excretes the drug residues, which then make their way into the environment mostly through sewage, which has already passed the processes in a wastewater treatment plant. It is impossible to completely remove drug residues during metabolic processes as well as in the wastewater treatment plant. Pharmaceuticals residues affect nature substantially. As for Estonia, there is no knowledge of how much of the residues make their way into the environment. Therefore, it is essential to be aware of the presence of pharmaceuticals residues in the sewage in Estonia, its spread to the Baltic Sea and the dangers to the nature. In order to ascertain the condition of the Baltic Sea, Estonian seaside towns with sewage marine outfall were chosen for observation. The aim of this graduation thesis is to model the residues of the chosen pharmaceuticals into the Baltic Sea and draw conclusions about the effects this has on the environment. The chosen active substances are the ones which cause the greatest damage: propranolol, ethinylestradiol, sulfamethoxazole, diclofenac and ibuprofen. In order to reach the aim, the following data from the years 2006 to 2014 are used: sales data from Agency of Medicines about the chosen active substances, the population of Tallinn, Narva, Kohtla-Järve, Kunda, Haapsalu, Pärnu, Kärdla and the wastewater flows in the above-mentioned cities. The removal efficiency of the active substances of the human metabolic system as well as of the wastewater treatment plants (all substances separately) is also taken into account. During the study, the concentration of pharmaceuticals residues in the Baltic Sea were found. According to the data from the year 2014, the residues of propranolol and sulfamethoxazole have not yet exceeded the verified harmfulness limit in the Baltic Sea. As for ethinylestradiol residues, it was found that the lowest effective concentration in the Baltic Sea was exceeded, therefore it is a threat to the gender of male fish. Still a slight chronic toxicity has been noticed in the residues of diclofenac at concentration 1 µg/l, the levels are exceeded also in three cities in Estonia - Kunda, Kärdla and Haapsalu. Ibuprofen residues in the Baltic Sea are a threat to amphipods through transmission in the food network. With the ageing of the population the use of pharmaceuticals as well as their concentrations in sewage are increasing. With all active substances and drugs the danger is long-term accumulation that spreads to every trophic level of the food network, and can multiply to dangerous concentrations. In this graduation thesis it was not possible to deal with the mixture of various pharmaceuticals, known as “the cocktail effect“. Consumption of drugs brings along the risk to secondary organisms, therefore, the pharmaceuticals residues can circle their way back to human food table. In connection with oestrogen residues making their way into the environment, the male fish have become endangered. This can influence the fish population, and can lead to impoverished human food table. The environmental risk dealt with in this graduation thesis is influenced by many factors, therefore, the results can be questionable. The outcomes of the graduation thesis can be influenced by over- or underrating of factors, by not taking into consideration the black market of pharmaceuticals and by the wavering of wastewater treatment plants removal efficiency. The solution would be to raise human awareness about the treatment of outdated pharmaceuticals and about the origin of drugs. It is also necessary to develop a technology that would help to remove drug residues at wastewater treatment plants more efficiently. Further research topics could be to determine the impact of mixtures of pharmaceuticals. It would also be important to draw attention to wastewater treatment plant processes; this would allow to remove pharmaceuticals residues more efficiently.Environmental Technology--Environmental Protection--EcotoxicologyKeskkonnatehnoloogia--Keskkonnakaitse--ÖkotoksikoloogiaKeskonnatehnoloogia ja -juhtimineEnvironmental Technology and Managementthesis