Полив сельхозкультур очищенными сточными водами приводит к накоплению лекарств в листьях

Растения томатов, подвергавшиеся воздействию психоактивных фармацевтических препаратов в течение 45 дней после цветения, накапливали более высокие концентрации лекарств и побочных продуктов в листьях по сравнению с плодами. Автор: Даниэлла Санчес, Университет Джонса Хопкинса.

В регионах с ограниченными запасами пресной воды фермеры иногда используют для полива очищенные сточные воды. Хотя эта практика помогает экономить водные ресурсы, она вызывает обеспокоенность у регуляторов и потребителей, поскольку в такой воде могут содержаться следовые количества различных веществ, включая психоактивные лекарства, применяемые для лечения психических расстройств.

Новое исследование Университета Джонса Хопкинса показывает, что некоторые культуры — томаты, морковь и салат — склонны накапливать эти химические вещества в основном в своих листьях. Этот вывод может быть обнадеживающим для потребителей, поскольку в пищу обычно идут плоды томатов и корнеплоды моркови, а не листья.

Исследование, опубликованное в журнале Environmental Science and Technology, является частью более широкой работы по оценке безопасности орошения сельскохозяйственных культур муниципальными сточными водами, которые, как правило, предварительно проходят очистку.

«Сельскохозяйственные практики предъявляют высокий спрос на пресную воду. С ограниченными осадками и засухами, угрожающими глобальным водным запасам, мы смотрим в будущее, где дефицит может быть восполнен только за счёт повторного использования очищенных сточных вод», — сказала Даниэлла Санчес, докторант Университета Джонса Хопкинса и ведущий автор исследования. — «Чтобы продолжать безопасно использовать сточные воды, нам необходимо более глубокое понимание того, где и как сельскохозяйственные культуры метаболизируют или расщепляют агенты, содержащиеся в воде».

Учёные изучили четыре психоактивных препарата, часто обнаруживаемых в очищенных сточных водах: карбамазепин, ламотриджин, амитриптилин и флуоксетин. Эти лекарства назначают для лечения депрессии, биполярного расстройства и эпилепсии.

Растения выращивали в контролируемых условиях, поливая питательным раствором с добавлением одного из препаратов в течение 45 дней. Анализ показал, что фармацевтические вещества и продукты их распада в основном накапливались в листьях. Концентрация этих соединений в листьях томатов была более чем в 200 раз выше, чем в плодах. У моркови листья содержали примерно в семь раз больше веществ, чем съедобные корнеплоды.

Исследователи подчеркивают, что эти данные не следует воспринимать как предупреждение о вреде для здоровья. Результаты скорее дают чёткую картину того, как растения распределяют химические соединения, поступающие с водой для полива.

Учёные объясняют этот паттерн движением воды в растении. Вода, несущая питательные вещества и другие молекулы, поднимается от корней через стебель к листьям. Фармацевтические соединения движутся вместе с этим потоком. Когда вода достигает листьев, она испаряется через устьица, оставляя лекарственные соединения в тканях листа.

«У растений нет хорошо развитого механизма для выведения этих лекарственных соединений. Они не могут легко избавиться от отходов, как это делают люди», — отметила Санчес.

Поскольку растения не могут легко удалить эти вещества, соединения остаются в их тканях, встраиваясь в клеточные стенки листьев или помещаясь в вакуоли. Со временем они могут накапливаться.

Исследование также показало, что растения по-разному обрабатывают разные препараты. Например, противоэпилептический ламотриджин и его побочные продукты обнаруживались в относительно низких концентрациях во всех тканях растений. Карбамазепин, напротив, накапливался в более высоких концентрациях, в том числе в съедобных частях — корнеплодах моркови, плодах томатов и листьях салата.

«Тот факт, что эти лекарства часто встречаются в очищенных сточных водах, не означает, что они окажут какое-либо значимое воздействие на растение или потребителя», — сказал соавтор работы Карстен Прассе, доцент кафедры гигиены окружающей среды и инженерии. — «Надеюсь, это исследование поможет определить, какие соединения следует оценивать более подробно для поддержки потенциального будущего регулирования».