Occurrence, Distribution, and Ecological Risk Assessment of Antibiotics in Selected Urban Lakes of Hanoi, Vietnam

Abstract

Residue concentrations of fifteen antibiotics including sulfonamides, quinolones, macrolides, β-lactams, and trimethoprim in lakes from Hanoi metropolitan area, Vietnam, were analyzed using ultra-performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry (UPLC/MS-MS) to elucidate their occurrence and behavior in urban environment. For surface water, the average concentrations of five antibiotic classes decreased in the order: sulfonamides (117.9 ng/L) > β-lactams (31.28 ng/L) > quinolones (20.19 ng/L) > macrolides (17.74 ng/L) > trimethoprim (8.93 ng/L). While the highest concentration of SMX was detected at 806.5 ng/L in surface water, those obtained in sediment were only at 1.35 ng/g because of their high solubility in water. Quinolones were found at a maximal concentration of 158.7 ng/L for OFL in water phase whereas those in sediment phase were 4,017 ng/g due to their great affinity in sediment. These findings revealed the different fate and release mechanisms of each antibiotic group in the environment. The ecological risk assessment implied some targeted compounds, and in particular, OFL and AZM could pose high risks to algae in the aquatic ecosystem.

Ocorrência de antimicrobianos em águas superficiais e residuais do Município do Rio de Janeiro: uma questão de vulnerabilidade ambiental e de saúde pública

“…No Brasil, de acordo com a Resolução da Anvisa n° 174, de 15 de setembro de 2017, existem 129 antimicrobianos registrados, isso não se aplica aos antimicrobianos de uso exclusivo hospitalar (Agência Nacional de Vigilância Sanitária, 2017). A entrada contínua de antimicrobianos residuais em ambientes aquáticos quando migram dos efluentes para a água receptora pode apresentar um risco potencial aos hidróbios e podem ter efeitos prejudiciais sobre a saúde humana e dos ecossistemas (Hu et al, 2018;Chen et al, 2018;Duong et al, 2021).…”

“…Evidências disponíveis na literatura científica sinalizam que os parâmetros estabelecidos na legislação existente para os processos convencionais de tratamento de águas e esgotos nas suas respectivas Estações de Tratamento não são adequados, suficientes e eficientes para remoção segura de inúmeros contaminantes emergentes, tais como fármacos, compostos usados em produtos de higiene pessoal, entre outros (Stumpf et al, 1999;Zhou et al, 2009;Sodré et al, 2010;Aquino et al, 2013;Du et al, 2014;Monteiro et al, 2016;Montagner et al, 2017;Kulkarni et al, 2017;Starling et al, 2018;Galler et al, 2018;Ngigi et al, 2020;Kovalakova et al, 2020;Fonseca et al, 2020;Duong et al, 2021).…”

“…As fluoroquinolonas estão entre as cinco classes de antimicrobianos (ß-lactâmicos, macrolídeos, fluoroquinolonas, sulfonamidas e tetraciclinas) frequentemente detectadas no ambiente em concentrações relativamente elevadas e sua presença tem sido encontrada em águas residuais, superficiais, subterrâneas e até mesmo em águas potáveis (Locatelli, 2011;Jia et al, 2012;Pinto et al, 2016;Kulkarni et al, 2017;Starling et al, 2018;Galler et al, 2018;Ngigi et al, 2020;Kovalakova et al, 2020;Fonseca et al, 2020;Duong et al, 2021). As fluoroquinolonas pertencem a um grupo de antibióticos, as quinolonas, amplamente utilizado para tratar uma grande variedade de infecções bacterianas Gram (+) e Gram (-) do trato urinário.…”

“…De acordo com vários autores, os antimicrobianos CIP e NOR, entre outras fluoroquinolonas, são amplamente utilizados no Brasil e no mundo, sugerindo que, devido ao alto consumo e fabricação, têm sido constantemente detectados no meio ambiente, como, por exemplo, em corpos d'água (Bottoni et al, 2010;Locatelli, 2011;Monteiro et al 2016;Kulkarni et al, 2017;Rodriguez-Mozaz et al, 2020;Fonseca et al, 2020;Duong et al, 2021) reforçando, assim, os resultados apresentados pelo presente estudo.…”

“…Os fármacos após atuarem nos organismos são descartados em sua forma original ou na forma de metabólitos. Tais substâncias são inseridas nos ecossistemas de forma direta através do descarte de águas residuais sem tratamento ou de forma indireta pelo lançamento de efluentes de Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), os quais ainda apresentam grande parte desses contaminantes persistentes (Teixeira, 2014;Pinto et al, 2016;Rodrigues-Mozaz et al, 2020;Duong et al, 2021).…”