Determination of Antibiotics in the Swedish Environment with Emphasis on Sewage Treatment Plants

Abstract: Metoder har utvecklats för att kunna bestämma tolv antibiotikasubstanser, vanliga inom human medicin, i miljöprover. Fokus lades på trimetoprim samt substanser från följande grupper: fluorokinoloner, sulfonamider, penicilliner, cefalosporiner, nitroimidazoler, tetracykliner samt makrolider. Vid extraktion användes fast-fas extraktion för vattenprover och ultraljuds-assisterad fast-fas/vätske extraktion för fasta prover. För separering och bestämning användes vätskekromatografi tandemmasspektrometri. Interna standarder nyttjades för att öka noggrannhet och precision. Extraktionsutbyte låg mellan 50% och 100% för vattenfaser och 14% och 100% för fasta faser. Koncentrationer och massflöden bestämdes för antibiotikasubstanser i inkommande och utgående vatten och slam, från fem avloppreningsverk i Sverige, samt i avloppsvatten från ett sjukhus. I sjukhusavloppsvattnet så påträffades ciprofloxacin (en fluorokinolon) och metronidazol (en nitroimidazol) i höga halter (µg/L nivå). Screening-studien vid de fem avloppsreningsverken visade att norfloxacin, ofloxacin, ciprofloxacin och doxycyklin ofta förekom i inkommande och utgående vatten och slam. Trimetoprim och sulfametoxazol påvisades inte i slam men förekom i snarlika koncentrationer i det utgående vattnet relativt det inkommande. I vattenfasen så förekom de sex antibiotikasubstanserna i ng/L nivån och i slam förekom norfloxacin, ofloxacin, ciprofloxacin, och doxycyklin i låga mg/kg nivån. En studie genomfördes där beteendet hos antibiotikasubstanser under avloppsrening studerades. De två fluorokinolonerna, norfloxacin och ciprofloxacin, adsorberade till slam och mindre än 5% av den totala mängd som kommer till avloppsreningsverket påvisades i det utgående vattnet. I slam var motsvarande andel 70%. Resultat från en process som värmebehandlar rötat avvattnat slam antyder att cirka 50% av de två fluorokinolonerna bryts ner. Trimetoprim adsorberade inte till slam och 100% av total mängd återfanns i det utgående vattnet. Teoretiska beräkningar av koncentrationer och massflöden visade god korrelation till kvantitativa resultat. Ökad noggrannhet i beräkningarna fås genom att beakta stabilitet och fasfördelning. Effekten av antibiotikasubstanser i miljön är idag okänd. Resultat från testprotokoll där deras toxicitet bedöms är i många fall irrelevanta. Tester där organismer är kroniskt exponerade av biologiskt aktiva substanser vid låga koncentrationer är få. Dessutom så fokuserar de ej på de stora potentiella effekterna såsom utveckling eller bevaring av resistenta stammar av bakterier i miljön. Ytterligare studier av förekomst, öde och effekt av antibiotikasubstanser i miljön är nödvändiga.