Studie upozorňuje na rizika vypouštění odpadních vod z výletních lodí v polárních vodách

Polární oblasti se stávají přístupnějšími a popularita polární turistiky roste. Zatímco se zvyšuje provoz výletních lodí, stoupá také množství vypouštěných odpadních vod do některých z nejkřehčích ekosystémů na Zemi. Nová studie provedená centrem RECETOX ve spolupráci s Norským institutem pro výzkum vody (NIVA) a expediční společností HX (dříve známou jako Hurtigruten Expeditions) analyzovala čištěné odpadní vody ze tří expedičních výletních lodí, v nichž bylo nalezeno více než 160 chemických sloučenin, včetně farmaceutik, produktů osobní péče a průmyslových chemikálií.

„Námořní doprava roste alarmujícím tempem. Turistika na výletních lodích je nejrychleji se rozvíjejícím odvětvím v turistickém sektoru, lodě se zvětšují a některé pojmou více než 6000 pasažérů. Využívání ostatních typů lodní dopravy, jako jsou ropné tankery nebo kontejnerové lodě, také narůstá. I přesto však víme jen velmi málo o typech a množství chemikálií uvolňovaných prostřednictvím vypouštění odpadních vod. Spoléhat se na starý předpoklad, že oceán může zředit všechny znečišťující látky, už ale není bezpečné,“ říká hlavní autorka studie Veronica van der Schyff.

Výzkumníci zkoumali čištěné odpadní vody ze tří expedičních výletních lodí různého stáří a stavu renovace. Voda byla kombinací šedé vody (voda z lodních sprch a kuchyní) a černé vody (kanalizace), která již byla ošetřena v palubní čistírně odpadních vod a byla připravena k vypuštění. Lodě vypouštějí čištěné odpadní vody tři námořní míle (NM) od pobřeží a mohou vypouštět neošetřenou vodu 12 NM a více od pobřeží.

„Studie zjistila přítomnost antibiotik v odpadních vodách, což vyvolává obavy z šíření antibiotické rezistence a potenciálního narušení mořského života. Byly nalezeny také další léky, jako jsou kardiovaskulární léky nebo antidepresiva. Tyto sloučeniny nejsou snadno odstranitelné čistírnami odpadních vod a jsou uvolňovány do okolního oceánu, kde mohou být transportovány ještě dále, což může potenciálně ovlivnit místní divokou přírodu,“ vysvětluje Veronica van der Schyff.

Studie zdůrazňuje naléhavou potřebu silnější legislativy pro čištění a vypouštění odpadních vod v polárních oblastech, nutnost cíleného monitorování perzistentních kontaminantů a přehodnocení současných standardů pro čištění odpadních vod v námořní dopravě.

Ačkoli jsou lodě anonymizovány, výzkumný tým děkuje inženýrům, posádce a expedičním týmům všech lodí za jejich podporu a spolupráci.

Původní článek

Occurrence of Pharmaceuticals and Other Anthropogenic Compounds in the Wastewater Effluent of Arctic Expedition Cruise Ships

Veronica van der Schyff, Marek Stiborek, Zdeněk Šimek, Branislav Vrana, Verena Meraldi, Andrew Luke King, Lisa Melymuk

Environ. Sci. Technol. Lett. 2025, 12, 5, 648–654

https://doi.org/10.1021/acs.estlett.5c00209

licensed under CC-BY 4.0

Následuje vybraná část z textu. Formát a hypertextové odkazy byly převzaty z originálu.

Metody a materiály

Popis lodí

Vzorky odpadních vod byly odebrány ze tří výletních lodí s různou dobou provozu a různými provozními podmínkami. Loď 1 (spuštěna na vodu v roce 2002, renovována v roce 2020, 530 cestujících, 16 000 hrubé tuny (GT)), loď 2 (spuštěna na vodu v roce 2003, 570 cestujících, 16 000 GT) a loď 3 (spuštěna na vodu v roce 2020, 530 cestujících, 21 000 GT) všechny často operují v severním Atlantickém oceánu a často plují nad polárním kruhem (66°30′ s. š.). Demografické složení cestujících na všech třech lodích během vzorkovacích plaveb tvořili převážně důchodci.

Lodě 1 a 3 jsou vybaveny pokročilým systémem čištění odpadních vod (AWP), který kombinuje biologické čištění, vícestupňovou filtraci a zpracování kalu pro účinné čištění černé a šedé vody. Systém WWTS na palubě lodi 1 byl dodatečně instalován během renovace, zatímco na lodi 3 byl zabudován již při stavbě. Loď 2 používá fyzikálně-chemický systém čištění odpadních vod založený na vzduchové flotaci, chemické koagulaci a UV dezinfekci. Systém je primárně navržen pro čištění černé vody, ale může fungovat i se směsí černé a šedé vody.

Odběr vzorků

Odběr vzorků se prováděl jednou, když byla každá loď na moři, krátce před vypuštěním odpadních vod >3 NM od pobřeží, aby bylo zajištěno, že odebrané vzorky reprezentují běžné provozní podmínky. Z konečné akumulační nádrže každé lodi byly odebrány dva litry odpadní vody v polykarbonátových lahvích Nalgene, které obsahovaly směs upravené černé a šedé vody připravené k vypouštění na moře. Vzorky byly poté filtrovány přes předem upravené disky AttractSPE Disks HLB (Affinisep, Francie, Hydrophilic/Lipophilic Balanced; doplňující informace) v alikvotních částech o objemu 100–150 ml na palubě. Ačkoli se objemy alikvotních částí lišily, nejedná se o omezení, protože studie se zaměřila spíše na kvalitativní screening podezřelých látek než na kvantitativní měření koncentrací. Po filtraci byly vzorky vysušeny mírným podtlakem, skladovány v chladu při teplotě 4 °C v lodní laboratoři po dobu 7 dnů, přepraveny do laboratoře v České republice v chladicích taškách s chladícími vložkami a následně zmraženy při teplotě −20 °C pro skladování v laboratoři RECETOX v České republice až do extrakce.

Extrakce a čištění vzorků

Bezprostředně před zpracováním vzorků byly disky HLB přeneseny do mrazáku o teplotě −80 °C v rámci přípravy na lyofilizaci a následně lyofilizovány. K izolaci analytů byl použit extrakční protokol upravený podle Moschet et al. (27). Disky byly podrobeny postupné extrakci acetonem a methanolem, poté byly kombinované frakce rozpouštědla koncentrovány na 1 ml pomocí mírného proudu dusíku. Konečný extrakt byl filtrován a připraven k analýze pomocí kapalinové chromatografie spojené s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií (LC-HRMS). Podrobný popis je uveden v doplňujících informacích.

Analýzy LC-HRMS a zpracování dat

Stručně řečeno, pro kvalitativní analýzy extraktů z odpadních vod byla použita vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. Byly analyzovány dvě alikvótní části z každé lodi. Chromatografická separace byla provedena pomocí systému Agilent 1290 Infinity LC (Agilent Technologies, Santa Clara, CA) vybaveného kolonou Kinetex Core–Shell Biphenyl (150 mm × 2,1 mm, velikost částic 1,7 μm) a předkolonou (Phenomenex, Torrance, CA). Detekce hmotnostní spektrometrií byla provedena pomocí systému Agilent 6550 Q-TOF iFunnel pracujícího v režimech pozitivní a negativní elektrosprejové ionizace (ESI). Bylo použito iterativní datově závislé snímání (DDA) MS/MS spekter s maximálně čtyřmi fragmentovanými prekurzorovými ionty na cyklus při kolizních energiích 10, 20 a 40 eV. Podrobný popis analytické metody je uveden v doplňujících informacích.

Kombinované soubory surových dat z úplného skenování a MS/MS byly zpracovány pomocí softwaru Agilent MassHunter Qualitative Analysis Software 10.0 (Agilent Technologies). Zpracování dat zahrnovalo výběr píků, přiřazení molekulárních vzorců, hodnocení izotopových vzorců a identifikaci nalezených znaků na základě shody s předpokládaným molekulárním vzorcem a MS/MS spektry přítomnými v knihovnách hmotnostních spekter. Úplný seznam použitých databází a zajištění kvality je uveden v doplňkových informacích. Všechny zde uvedené sloučeniny byly identifikovány s úrovní spolehlivosti 1 nebo 2 podle Schymanskiho úrovní spolehlivosti identifikace (SL1, potvrzeno referenčním standardem, nebo SL2, pravděpodobná struktura; shoda s knihovnou nebo diagnostický důkaz) v analýze pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie. (28)