Věra Očenášková, Petr Tušil, Danica Pospíchalová, Alena Svobodová, Petra Kolářová

Nezákonné drogy v odpadních vodách

Stanovení nezákonných drog a jejich metabolitů v komunálních odpadních vodách – nový nástroj pro doplnění údajů o spotřebě drog v České republice

Základní údaje o projektu:

Poskytovatel dotace: Ministerstvo vnitra ČR

Program: Program bezpečnostního výzkumu České republiky 2010 - 2015 (BV II/2-VS) Identifikační kód projektu: VG20122015101 Doba řešení: 2012-2015

Hlavní řešitel: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce

Externí subdodavatel: Accendo o.p.s. – Sociodemografická studie zájmových lokalit a oblastí

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Cíle projektu:

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Cílem je zpracovat metodický postup pro

odhad množství spotřebovaných drog se

zaměřením na jednotlivá klíčová místa –

uzly kanalizační sítě velkých aglomerací

pomocí sledování obsahu drog a jejich

metabolitů v surové komunální odpadní

vodě;

Ze získaných výsledků sledování budou

odhadnuta množství spotřebovaných

drog v jednotlivých aglomeracích.

Sewage epidemiology - Epidemiologie odpadních vod

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Smyslem aplikace přístupu „sewage

epidemiology“ je monitorování koncentrací drog

a jejich metabolitů v surových komunálních

odpadních vodách v uzlových bodech

kanalizační sítě, což může přinést doplňující

informace o množství spotřebovaných drog

v jednotlivých větších městských částech nebo

obvodech, které jsou odkanalizovány na

společnou městskou čistírnu odpadních vod.

Schematický přehled

epidemiologického přístupu

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Konzumace

nezákonných

drog

Metabolismus

Urinární

exkrece

Odpadní voda

ČOV

Odběr vzorků

(nátok na ČOV)

Příprava

vzorků pro

analýzu

(LC-MS)

Koncentrace drog a

metabolitů v odpadní

vodě (g/l)

Odnos drog a jejich

metabolitů (g/den)

Množství užité drogy

(g/den)

Množství užité drogy

(g/den na 1000

obyvatel)

van Nuijs ALN et al.: Science of the Total Environment 409, 3564-3577, 2011

Postupy a metody:

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Vzhledem k potřebě a požadavkům v oblasti monitorování užívání drog

v populaci lze označit epidemiologii odpadních vod („sewage

epidemiology“) jako moderní vědní nástroj, který je vhodný

k monitorování a tím ke zpřesnění údajů o konzumaci drog v různých

oblastech a populacích. EMCDDA, 2011 – Evropské monitorovací

centrum pro drogy, Lisabon.

V porovnání s klasickými metodami průzkumu a screeningu spotřeby

drog v populaci jsou metody „sewage epidemiology“ méně finančně

nákladné, anonymní a lze je provádět v reálném čase.

Tato metoda s sebou nese i řadu dalších obecných výhod v porovnání

s konvenčními metodami průzkumu a vzhledem ke své určité

univerzálnosti může být dále použita i například pro (van Nuijs, 2011):

rychlou identifikaci tzv. hot-spots míst z pohledu užívání

drog v určité lokalitě,

testování a porovnatelnosti programů prevence užívání drog

v určité lokalitě,

validaci výsledků konvenčních způsobů zjišťování spotřeby

drog v populaci,

odhad množství peněžních prostředků na drogovém trhu

v dané lokalitě.

Způsob interpretace výsledků:

Stanovení množství nelegálních drog (mateřských drog a/nebo

jejich metabolitů) v odpadních vodách může být použito pro zpětný

výpočet látkového množství mateřských drog a/nebo jejich

metabolitů.

Tyto výsledky mohou následně sloužit při odhadu či doplnění

oficiálních statistik spotřebovaných dávek za časový interval

v gramech/den nebo dávkách/den.

Pro prezentaci výsledků lze použít i různé vyjádření např.

gramy/den na 1000 obyvatel nebo počet dávek/den na 1000

obyvatel a tímto způsobem mohou být porovnány vůči sobě různé

odkanalizované lokality, aglomerace apod.

Tento metodický přístup byl aplikován ve výzkumech spotřeby

různých druhů drog, zejména kokainu (Zuccato et al.; 2005;

Zuccato et al, 2008; Huerta-Fontela et al., 2008; Boleda et al., 2009;

Kasprzyk-Hordern et al., 2009; van Nuijs et al., 2009; Postigo et al.,

2010). Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Přehled základních charakteristik kanalizačních sítí a monitorovacích stanic

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Aglomerace Počet obyvatel Průměrný denní průtok

(m3/den) 2010

Průměrný průtok

(m3/sec) 2010

Praha 1 241 664 518 400 6,00

Brno 378 965 168 548 1,95

Ostrava 305 998 138 238 1,60

Ústí nad Labem 94 258 36 986 0,43

Plzeň 167 302 71 233 0,82

Karviná 58 833 20 000 0,23

Český Těšín 25 154 10 959 0,12

Havířov 78 713 21 600 0,25

Orlová 30 988 8 022 0,09

Frýdek-Místek 57 747 32 877 0,38

Zpětná kalkulace: Výpočet dávky drogy na přítoku na ČOV – příklad pro kokain

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Sledované látky • Metamphetamin

• Amphetamin

• MDMA

• Kokain

• Benzoylekgonin

• Kokaethylen

• Heroin

• Morfin

• LSD

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Korekční faktory

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Příklady korekčních faktorů, exkrečních poměrů a průměrných denních dávek

Průtoky odpadní vody

250 000

300 000

350 000

400 000

450 000

500 000

23

. 4. 2

01

3

25

. 4. 2

01

3

27

.4.2

01

3

29

.4.2

01

3

12

.6.2

01

3

14

.6.2

01

3

16

.6.2

01

3

18

.6.2

01

3

28

.8.2

01

3

30

.8.2

01

3

1.9

.20

13

3.9

.20

13

16

.10

.20

13

18

.10

.20

13

20

.10

.20

13

22

.10

.20

13

Průtok m3/den

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

160 000

15

.4.2

01

3

18

.4.2

01

3

21

.4.2

01

3

24

.4.2

01

3

27

.4.2

01

3

10

.6.2

01

3

14

.6.2

01

3

17

.6.2

01

3

20

.6.2

01

3

23

.6.2

01

3

27

.8.2

01

3

30

.8.2

01

3

2.9

.20

13

5.9

.20

13

8.9

.20

13

8.1

0.2

01

3

11

.10

.20

13

14

.10

.20

13

17

.10

.20

13

20

.10

.20

13

Průtok m3/den

Zájmové oblasti: mapy kanalizačních sítí a monitorovacích stanic

BRNO

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Zájmové oblasti: mapy kanalizačních sítí a monitorovacích stanic

OSTRAVA

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Mexická

Fričova

Na Heleně

Sběrač A+D (celá Ostrava) Sběrač A na

ÚČOV

U Výtopny

Hornopolní

Husarova

Strusková

Sokolská

třída

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Ústí nad Labem – amfetaminy (ng/l)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000 9310

3560

1360

amfetamin - AMF (ng/l) metamfetamin - MAMF (ng/l)

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Praha – amfetaminy (ng/l)

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

4000,0

4500,0

5000,0

2710

4940

1750

1200

814

amfetamin - AMF (ng/l) metamfetamin - MAMF (ng/l)

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Brno – amfetaminy (ng/l)

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

1600,01510

1430

1540

648

388

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Praha – benzoylekgonin a

kokaethylen (ng/l)

0

100

200

300

400

500

600

459

561

244

192

256 260

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Brno – benzoylekgonin a

kokaethylen (ng/l)

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

146

104

41,8 41,4

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Praha - 3,4-methylen-dioxy-

methamfetamin - MDMA (ng/l)

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

23

. 4. 2

01

3

24

. 4. 2

01

3

25

. 4. 2

01

3

26

.4. 2

03

27

.4.2

01

3

28

.4.2

01

3

29

.4.2

01

3

12

.6.2

01

3

13

.6.2

01

3

14

.6.2

01

3

15

.6.2

01

3

16

.6.2

01

3

17

.6.2

01

3

18

.6.2

01

3

28

.8.2

01

3

29

.8.2

01

3

30

.8.2

01

3

31

.8.2

01

3

1.9

.20

13

2.9

.20

13

3.9

.20

13

16

.10

.20

13

17

.10

.20

13

18

.10

.20

13

19

.10

.20

13

20

.10

.20

13

21

.10

.20

13

22

.10

.20

13

99,3 105

59

306

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Brno - 3,4-methylen-dioxy-

methamfetamin - MDMA (ng/l)

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

91,1

83,6

39,4

46,8

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Plzeň - 3,4-methylen-dioxy-

methamfetamin - MDMA (ng/l)

0

20

40

60

80

100

120

17

102

42,4

16,4

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Praha Brno Ústín/Labem

Ostrava Plzeň FrýdekMístek

Karviná Havířov Ć. Těšín Orlová

21

,3

10

,8

3

2,9

7,8

4,4

3,7

6,2

6

1,3

3,6

38

,4

15

,1 66

,7

21

,6

21

,7

63

,3

89

,3

10

3,1

15

,6

30

,5

317,4

128,5

797,8

183

249,1

536

646,5

875,5

153,6

215,6

48

,2

8,7

4

13

,38

12

,46

13

,4

3,0

2

6,8

6

13

,2

2,5

65

0,7

8

MDMA

AMP

MAMP

Kokain

Roční odnosy vybraných drog (g/1000 obyvatel)

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Labe – drogy a metabolity (ng/l)

Nejistoty a rizika metody:

Nejistoty lze identifikovat zejména v těchto oblastech metody:

Měření průtoku v monitorovacích místech na kanalizační síti,

Nejistota měření analytické metody,

Korekční přepočítávací koeficient jednotlivých drog a jejich metabolitů vers. skutečný metabolický poměr mateřských drog a jejich metabolitů (literární zdroje);

Počet obyvatel odkanalizované oblasti;

Degradace drog a jejich metabolitů v kanalizační síti (hodiny),

Režim na kanalizační síti – čerpání, úniky, infiltrace, apod.

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Shrnutí a závěr:

Metoda epidemiologického výzkumu odpadních vod („sewage epidemiology“)může přinést další doplňující informace k údajům výzkumu v oblasti adiktologie při sledování spotřeby a pohybu drog v populaci,

Poměrně široké použití i v zahraniční V určitém stupni podrobnosti a cílení výzkumu musí být

zohledněna i ochrana etických postupů, V rámci metody se pracuje s jistými nejistotami měření

(průtoky, analytické metody apod.) Všeobecně je metoda přijata na mezinárodní úrovni i

z pohledu EMCDDA .

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Spolupracující subjekty:

VEOLIA a.s. Severomoravské vodovody a kanalizace a.s. Ostravské vodárny a kanalizace a.s. Brněnské vodárny a kanalizace a.s. Severočeské vodovody a kanalizace a.s. Vodárna Plzeň a.s.

Poděkování:

Příspěvek vznikl za podpory grantu MV ČR – VG20122015101

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014

Děkuji vám za pozornost

Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. Podbabská 2582/30, 160 00 Praha 6 | +420 220 197 111 | info@vuv.cz, www.vuv.cz, Pobočka Brno | Mojmírovo náměstí 16, 612 00 Brno-Královo Pole | +420 541 126 311 | info_brno@vuv.cz, Pobočka Ostrava | Macharova 5, 702 00 Ostrava | +420 595 134 800 | info_ostrava@vuv.cz

Hydrochémia 2014

Bratislava 21. - 22. 5. 2014