Nowe badania naukowe przynoszą istotne informacje na temat transformacji karbamazepiny, szeroko stosowanego leku przeciwpadaczkowego, w środowisku wodnym. Przeprowadzone badanie skupiło się na analizie rozkładu karbamazepiny oraz jej produktów transformacji w zlewni Saemangeum w Korei Południowej. Dzięki wykorzystaniu nienakierowanej analizy przesiewowej, badacze mogli dokładnie zbadać ścieżki transformacji tej substancji w rzekach Mangyeong i Dongjin.
Znaczenie karbamazepiny i jej obecność w środowisku
Karbamazepina jest lekiem stosowanym w leczeniu padaczki, działającym jako antykonwulsant. W organizmie człowieka ulega różnym procesom transformacji, co prowadzi do powstawania wielu produktów transformacji (TPs). Jest to substancja o długim okresie półtrwania, trudna do biodegradacji w środowisku wodnym, co czyni ją wskaźnikiem zanieczyszczenia wód.
Wyniki badań: Rozkład karbamazepiny w rzekach Mangyeong i Dongjin
Badanie wykazało, że średnie stężenia karbamazepiny w rzekach Mangyeong i Dongjin wynoszą odpowiednio 128,8 ng/L i 89,0 ng/L. Rzeka Mangyeong wykazała wyższe stężenia, co przypisano wpływowi miejskich oczyszczalni ścieków oraz gęstości zaludnienia w obszarze. Detekcja produktów transformacji karbamazepiny wskazała na podobne trendy, z CBZ-EP jako najczęściej wykrywanym produktem.
Analiza produktów transformacji karbamazepiny
W rzekach wykryto kilka produktów transformacji, takich jak DiOH-CBZ, CBZ-EP oraz 10OH-CBZ. Produkty te są wynikiem procesów zachodzących zarówno w organizmie człowieka, jak i w oczyszczalniach ścieków, gdzie stosuje się ozonowanie i utlenianie. W rzece Mangyeong zidentyfikowano dodatkowe produkty transformacji, takie jak 2OH-CBZ, 9-acridinecarboxaldehyde i 9-carboxyacridine, które powstają głównie podczas procesów oczyszczania wody.
Zmienność przestrzenna i sezonowa stężeń karbamazepiny
Badanie wykazało, że stężenia karbamazepiny i jej produktów transformacji różnią się w zależności od lokalizacji i pory roku. W rzece Mangyeong, która przepływa przez obszary miejskie, stężenia były wyższe, szczególnie w okresach suchych. Wpływ na to miały m.in. oczyszczalnie ścieków i zlewnie rzek.
Identyfikacja dodatkowych produktów transformacji
Przy użyciu analizy molekularnej zidentyfikowano dodatkowe produkty transformacji karbamazepiny, takie jak CBZ-O-quinone, iminostilbene i acridine. Wyniki te pozwoliły na zaproponowanie ścieżki transformacji karbamazepiny, co jest istotne dla zrozumienia jej zachowania w środowisku wodnym.
Podsumowanie i znaczenie badania
Badanie dostarczyło cennych danych na temat transformacji karbamazepiny i jej produktów w środowisku wodnym. Wyniki te są kluczowe dla poprawy procesów oczyszczania ścieków, zarządzania jakością wody oraz formułowania polityki ochrony środowiska. Zrozumienie tych procesów jest niezbędne dla skutecznego monitorowania i zarządzania substancjami zanieczyszczającymi wody powierzchniowe.
Bibliografia
Jeon Da Rae, Kim Young-Eun, Im Jong Kwon, Huh Yujeong and Kim Hyoung Seop. Non-Targeted Screening and Identification of the Transformation Pathway of Carbamazepine in the Saemangeum Watershed, Republic of Korea. International Journal of Molecular Sciences 2024, 25(22), 446-458. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms252211947.
