Jak farmaceutyki przedostają się do upraw poprzez ścieki

Dlaczego ścieki trafiają na pola uprawne

Rolnictwo zużywa około 70 procent światowych zasobów słodkiej wody. W miarę nasilania się susz i kurczenia się warstw wodonośnych, rolnicy w regionach suchych coraz częściej sięgają po zasób, który nigdy się nie wyczerpuje: oczyszczone ścieki komunalne. Według badań opublikowanych w czasopiśmie Sustainability, ponad 20 milionów hektarów gruntów rolnych na całym świecie jest już nawadnianych wodą odzyskaną. Izrael przoduje w tej praktyce, poddając recyklingowi prawie 90 procent swoich ścieków – około czterokrotnie więcej niż jakikolwiek inny kraj – z czego duża część jest kierowana do nawadniania upraw.

Logika jest prosta: po co odprowadzać bogatą w składniki odżywcze wodę do rzek, skoro można na niej uprawiać żywność? Ale oczyszczone ścieki przenoszą pasażerów, których standardowe oczyszczanie nie usuwa w pełni – wśród nich śladowe ilości leków farmaceutycznych spłukiwanych do systemów kanalizacyjnych przez miliony ludzi każdego dnia.

Co się dzieje, gdy uprawy piją wodę z lekami

Rośliny absorbują wodę przez korzenie i transportują ją w górę poprzez transpirację, ten sam proces, który przenosi składniki odżywcze z gleby do łodygi. Rozpuszczone farmaceutyki podróżują na gapę. Gdy woda paruje przez pory liści zwane aparatami szparkowymi, związki leków pozostają i stopniowo koncentrują się w tkance roślinnej.

„Rośliny nie mają dobrze rozwiniętego mechanizmu wydalania tych związków leków. Nie mogą łatwo pozbyć się odpadów, oddając mocz, jak robią to ludzie” – wyjaśniła Daniella Sanchez, doktorantka na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa, w raporcie uniwersyteckim na temat jej ostatnich odkryć. Zamiast tego rośliny przechowują substancje chemiczne w ścianach komórkowych i wakuolach – maleńkich przedziałach, które pełnią funkcję komórkowych worków na śmieci.

Jakie leki i jakie uprawy

Badanie Sanchez, opublikowane w Environmental Science & Technology, przetestowało pomidory, marchew i sałatę wystawione na działanie czterech leków psychoaktywnych powszechnie wykrywanych w oczyszczonych ściekach:

• Karbamazepina – stosowana w leczeniu napadów padaczkowych i zaburzeń afektywnych dwubiegunowych
• Lamotrygina – lek przeciwpadaczkowy
• Amitryptylina – trójpierścieniowy lek przeciwdepresyjny
• Fluoksetyna – substancja czynna w Prozacu

Wyniki wykazały uderzający wzór. Liście pomidorów zawierały ponad 200 razy większe stężenie farmaceutyków niż owoce. Liście marchwi zawierały około siedem razy więcej niż jadalne korzenie. Karbamazepina okazała się najbardziej uporczywa, gromadząc się nawet w jadalnych częściach, takich jak korzenie marchwi i owoce pomidorów. Lamotrygina natomiast utrzymywała się na niskim poziomie we wszystkich tkankach.

Szersze badania terenowe potwierdzają tę hierarchię. Zgodnie z przeglądem w Journal of Agricultural and Food Chemistry, pobieranie farmaceutyków generalnie przebiega według wzoru: warzywa liściaste absorbują najwięcej, następnie warzywa korzeniowe, zboża, a na końcu uprawy owocowe.

Czy konsumenci powinni się martwić?

Stężenia wykrywane do tej pory są mierzone w nanogramach na gram – miliony razy niższe niż dawka terapeutyczna. „Tylko dlatego, że te leki są powszechnie znajdowane w oczyszczonych ściekach, nie oznacza to, że będą miały jakikolwiek znaczący wpływ na roślinę lub konsumenta roślin” – powiedział Carsten Prasse, profesor nadzwyczajny inżynierii i zdrowia środowiskowego na Uniwersytecie Johnsa Hopkinsa.

Niemniej jednak naukowcy zauważają, że długotrwałe narażenie na niskie dawki poprzez dietę jest słabo poznane, a efekt koktajlu wielu farmaceutyków działających razem pozostaje w dużej mierze niezbadany. Ocena ryzyka z 2024 r. opublikowana w Journal of Toxicology and Environmental Health wykazała, że chociaż poszczególne pozostałości leków w uprawach zazwyczaj mieszczą się poniżej progów bezpieczeństwa, istnieją luki w sposobie, w jaki organy regulacyjne oceniają skumulowane narażenie.

Co dalej

W związku z tym, że niedobór wody ma dotknąć dwie trzecie światowej populacji w ciągu najbliższych dziesięcioleci, ponowne wykorzystanie ścieków w rolnictwie będzie się tylko nasilać. Naukowcy mają nadzieję, że mapowanie, które leki koncentrują się w których częściach roślin, może pomóc w opracowaniu inteligentniejszych przepisów – potencjalnie oznaczając określone farmaceutyki jako wymagające bardziej rygorystycznych standardów oczyszczania ścieków lub kierując nawadnianie w stronę upraw mniej podatnych na pobieranie.

Na razie nauka oferuje uspokajający nagłówek: jadalne części popularnych warzyw gromadzą znacznie mniej niż liście, które zazwyczaj trafiają do kompostownika. Ale w miarę jak coraz większa część światowej żywności zależy od wody z recyklingu, zrozumienie farmaceutycznego szlaku od odpływu do talerza stanie się istotną częścią bezpieczeństwa żywności.