Hormony v čistírenských kalech

Abstract

V současnosti je věnována značná pozornost výskytu farmaceuticky aktivních látek ve složkách životního prostředí. Tyto látky jsou vylučovány z těla ve volné nebo metabolizované formě a prostřednictvím odpadních vod se dostávají na čistírny odpadních vod. Konvenční čistírenské procesy nejsou plně účinné při eliminaci mikropolutantů, a tak se část těchto biologicky aktivních látek dostává do recipientů. Jednou skupinou takovýchto látek jsou steroidní hormony. Tyto látky se řadí do skupiny endokrinních disruptorů a představují tak významné riziko pro životní prostředí. Vzhledem k hydrofobnímu charakteru steroidních hormonů dochází v průběhu čištění odpadních vod k jejich sorpci na čistírenský kal. Čistírenský kal je vedlejší produkt čištění odpadních vod a jsou v něm zkoncentrovány těžké kovy, organické polutanty a patogenní bakterie. V ČR je část vyprodukovaných kalů využita jako hnojivo. Tato problematika zpracování kalů je řízena vyhláškou 437/2016 Sb. o podmínkách použití upravených kalů na zemědělské půdě. V rámci odpadové politiky EU se budou v ČR v brzké době měnit podmínky nakládání s kaly, a proto je nutné zmapovat složení čistírenských kalů a věnovat se vývoji technologií na jeho zpracování. Ze skupiny steroidních hormonů bylo ke stanovení v kalech vybráno pět ženských pohlavních hormonů a čtyři syntetické hormony využívané jako součást hormonální antikoncepce a hormonální substituční terapie. Stanovení steroidních hormonů v čistírenských kalech bylo provedeno ve čtyřech krocích. Pro izolaci steroidních hormonů z kalu byla zvolena extrakce podpořená ultrazvukem. Přečištění bylo realizováno pomocí extrakce tuhou fází. Finální separace a detekce byla prováděna po derivatizaci na plynovém chromatografu s hmotnostně spektrometrickou detekcí s trojitým kvadrupólem v režimu MS/MS.Currently there is a spate of interest in the presence of pharmacologically active substances in the environment. These substances are excreted in active or metabolized form and with wastewater pass the wastewater treatment plant. Current treatment technologies do not always eliminate all pharmaceuticals effectively and therefore they enter the environment. One of these active groups is the group of steroid hormones. Steroid hormones belong to the group of endocrine disruptors and they are considered to be dangerous for the ecosystems. Due to the hydrophobic character of steroid hormones they undergo partial or total sorption from wastewater to sludge. Sewage sludge is the by product of wastewater treatment and contains heavy metals, organic contaminants and pathogenic bacteria. A part of produced sewage sludge is used as a fertilizer in the Czech Republic. This issue follows the regulation 347/2016 – conditions of agricultural use of sewage sludge. Waste policy of EU will alter the conditions of sludge disposal, so it is necessary to obtain data about the concentration levels, fate and behaviour of those pollutants. This thesis was focused on five natural female hormones and four synthetic, which are used as a part of contraceptive pills and substitutional hormonal therapy. Determination of hormones was performed in four steps including ultrasonic assisted extraction, clean up by solid phase extraction, derivatization and final analysis by gas chromatography with mass spectrometry on triple quadrupole in MS/MS mode.