Factori care influențează soarta reziduurilor farmaceutice în sol
Un studiu amplu realizat de Universitatea Eötvös Loránd (ELTE) a scos la iveală faptul că comportamentul reziduurilor farmaceutice în sol nu este determinat de un singur factor, ci se bazează pe o serie de procese interactive. Această descoperire subliniază necesitatea de a revizui practicile actuale de evaluare a calității solului, având în vedere implicațiile pe termen lung pentru agricultură și sănătatea umană.
În timp ce majoritatea oamenilor sunt conștienți de problema reziduurilor farmaceutice în apa potabilă, puțini știu că medicamentele pe care le folosim zilnic pot lăsa urme în sol. Aceasta poate reprezenta o provocare serioasă în agricultură și, în perspectivă, poate afecta sănătatea umană. Ce determină însă persistenta acestor reziduuri în sol? Răspunsul se află în interacțiunea dintre diferite condiții și procese de mediu.
Reziduurile farmaceutice, cum ar fi carbamazepina (un medicament antiepileptic), diclofenacul (un antiinflamator nesteroidian) și derivatele estrogenice precum 17α-ethinylestradiol, ajung în mediu prin diverse căi, inclusiv apă uzată tratată sau netratată, irigație sau aplicarea nămolurilor de epurare. Soarta acestor substanțe este dictată de factorii care acționează asupra lor în sol, influențându-le sorbția.
Îngrijorarea principală constă în acumularea acestor substanțe prin sorbție, putând reprezenta un risc pentru culturile agricole, având în vedere că plantele pot asimila reziduurile împreună cu nutrienții, permițând astfel acestor compuși să pătrundă în lanțul alimentar.
Echipa de cercetători de la ELTE, în colaborare cu rețeaua HUN-REN, a dovedit recent care sunt factorii ce determină orele de legare a acestor compuși la particulele de sol sau mobilizarea lor, inclusiv influența exudatelor rădăcinilor, a materiei organice și a temperaturii asupra acestor procese.
Primul studiu realizat a examinat efectul acizilor organici produși în timpul exudării rădăcinilor asupra sorbției celor trei reziduuri farmaceutice, constând în experimente care au demonstrat că acizii organici cu greutate moleculară mică pot amplifica sorbția carbamazepinei și diclofenacului, ceea ce duce la acumularea acestora în stratul superior al solului. Acest efect este pronunțat mai ales în solurile cu un conținut scăzut de materie organică, fiindcă în solurile bogate în materie organică, capacitatea mare de sorbție a acesteia ar putea domina dinamicile sorbției. În contrast, derivații estrogenici au arătat o legare puternică de particulele de sol chiar și în absența acizilor organici.
Deoarece concentrația acizilor organici din rizosferă variază în timp, reziduurile farmaceutice pot rămâne aproape de rădăcinile plantelor pentru perioade diferite – un factor care poate influența în cele din urmă cantitatea acestor substanțe care intră în plante și ulterior în lanțul alimentar.
Cel de-al doilea studiu a investigat modul în care temperatura influențează comportamentul reziduurilor farmaceutice în rizosferă. Rezultatele au arătat că temperatura determină fundamental relațiile energetice dintre sol și moleculele farmaceutice, influențând dacă adsorption (legarea) sau desorption (eliberarea) devin procesele predominante.
Din cercetări, s-a observat că diclofenacul a avut o sorbție mai stabilă în condiții mai calde, în timp ce derivativele estrogenice și lidocaina tind să se lege mai puternic în solurile mai reci. Prezența simultană a mai multor reziduuri farmaceutice complică și mai mult aceste interacțiuni termodinamice, demonstrând că echilibrul termodinamic dependent de temperatură este un factor esențial în determinarea soartei reziduurilor farmaceutice în mediu.
Un al treilea studiu s-a concentrat pe dinamica temporală a interacțiunilor dintre transformările materiei organice din sol și micropoluuanții, relevând că descompunerea materiei organice din sol joacă un rol decisiv în determinarea persistenței și mobilității reziduurilor farmaceutice.
Aceste trei studii oferă o imagine esențială: comportamentul reziduurilor farmaceutice în sol este influențat de multiple procese interconectate. Acizii organici derivați din rădăcini pot spori sorbția pe termen scurt, în timp ce descompunerea materiei organice ajustează mecanismele de adsorție în cursul mai multor luni, iar temperatura influențează constant echilibrul proceselor de sorbție.
Pentru a evalua riscurile de mediu, nu se pot utiliza doar parametrii de laborator izolați sau măsurătorile dintr-un singur punct. Este nevoie de evaluări pe termen lung care să ia în considerare condițiile de mediu în schimbare. Numai printr-o abordare integrată putem înțelege cu adevărat riscurile pe care reziduurile farmaceutice în sol le prezintă pentru ecosisteme și, în cele din urmă, pentru sănătatea umană.
