Výzkum technologií a metod odstraňování těžkých kovů Pt skupiny z biologických odpadů a možnosti jejich recyklace projekt FR -T I1/494 MUDr. Magdalena Zimová, CSc Ing. Anna Cidlinová Prof. ing. Zdenka Wittlingerová 1
Projekt FR -T I1/494 Projekt byl řešen ve spolupráci: ČZU VUAB VFN Praha
Výzkum technologií a metod odstraňování těžkých kovů platinové skupiny z biologických odpadů a možnosti jejich recyklace FR-TI1/494 Cíle: Snížení obsahu platinových léčiv a jejich metabolitů v biologických odpadech po léčbě cytostatiky platinové řady Vývoj analytických metod stanovení platinových sloučenin v biologických odpadech Vývoj a odstraňování technického zařízení pro realizaci způsobu odstranění platinových sloučenin v biologických odpadech na vybraném zdravotnickém pracovišti Vývoj metodik pro práci s cytostatiky s minimalizací zdravotních a ekologických rizik
Vývoj incidence ZN u mužů a žen (1985 2009) Zdroj: UZIS (2010)
Cytostatika platinové řady Cisplatina - v 90% vyloučena močí a 10% žlučí. Pouze 2% jsou vyloučena do stolice. Kolem 10-40% cisplatiny je vyloučeno do moči během 24 hodin. Dalších 35-50% je vyloučeno do moči do 5 dní od podání. Karboplatina - vylučována močí v nezměněné formě (70%) a ve formě metabolitů v 60 70% je vyloučena močí během 24 hodin. Oxaliplatina - 50% léků je vylučováno močí, pouze 2% jsou vyloučena stolicí. Bylo identifikováno více než 20 různých metabolitů v moči. Farmakokinetika oxaliplatiny je méně prostudována než u cisplatiny a karboplatiny
Přehled dosažených výsledků Stručná charakteristika pracovních výsledků: Dílčí výstupy etap E I a II byly určeny především pro řešitelskou potřebu všech členů pracovního týmu jako jednotný metodický a informační základ pro řešení tematicky rozsáhlého a vzájemně provázaného projektu. Získané výsledky představují informace, které nebyly dosud v ČR v této podobě k dispozici.
Rok Léčivá látka Kg počet bal. CISPLATIN 1,5480 43608 2007 CARBOPLATIN 9,0382 37816 OXALIPLATIN 2,3989 29698 CISPLATIN 1,7071 49804 2008 CARBOPLATIN 9,4384 38868 OXALIPLATIN 2,3477 29563 CISPLATIN 1,6605 45982 2009 CARBOPLATIN 9,9181 41229 OXALIPLATIN 2,6775 32221 CISPLATIN 1,8407 49145 2010 CARBOPLATIN 10,4274 40937 OXALIPLATIN 3,2442 36485 CISPLATIN 1,7324 47275 2011 CARBOPLATIN 10,5240 38496 OXALIPLATIN 2,9773 35059
Spotřeba cytostatik Pt skupiny v letech 2007-2011 12 10 8 6 CISPLATIN CARBOPLATIN OXALIPLATIN 4 2 0 2007 2008 2009 2010 2011
Aplikace cytostatik V rámci řešení projektu bylo zjištěno, že stoupá ambulantní aplikace cytostatik platinové řady. U karboplatiny byla provedena u 79% pacientů z celkového množství léčených pacientů ve sledovaném zdravotnickém zařízení, u cisplatiny ambulantní aplikace činila 82 % a u oxaliplatiny 81%. Čísla vycházejí z konkrétního šetření v modelovém zdravotnickém zařízení. rok název celkem spotřeba spotřeba pro lůžkové pacienty mg spotřeba pro ambulantní pacienty mg % ambulantní pacienti 2008 2009 20010 Carboplatin Eb. 25 700 10 800 14 900 58 Cisplatin Eb. 37 140 9 470 27 670 75 Eloxatin 86 350 150 86 200 99,8 Carboplatin Eb. 69 400 6 250 63 150 91 Cisplatin Eb. 74 535 8 675 65 860 88 Eloxatin 269 200 117 320 151 880 56 Carboplatin Eb. 90 550 20 250 70 300 78 Cisplatin Eb. 70 170 11 750 58 420 83 Eloxatin 137 450 15 350 122 100 89
Monitoring pracovního a životního prostředí Monitoring složek životního prostředí Monitoring pracovního prostředí a expozice pracovníků
Monitorování kontaminace složek ŽP platinou a modelování migrace platiny v ŽP Monitoring Odpadní vody Kaly z ČOV Zeminy Sedimenty Dešťové usazovací nádrže Modelování Migrace platiny v typových podmínkách (bylo vybráno modelové zdravotnické zařízení), se zaměřením na ochranu podzemních vod a vod komunikujících s vodami povrchovými. Modelování sorpce a desorpce typových zemin a půd s posouzením dynamiky šíření kontaminačního mraku v modelových podmínkách. Bilanční zhodnocení výskytu platiny v podmínkách modelového území. Modelování imisní vlečky v případě vytěkání Pt sloučenin do ovzduší.
Monitorování kontaminace složek ŽP platinou a modelování migrace platiny v ŽP Monitoring Odpadní vody Kaly z ČOV Zeminy Sedimenty Dešťové usazovací nádrže
Obsah platiny v odpadních vodách (µg/l) 1,6 1,5 1,4 µg/l 1,3 1,2 1,1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 vzorek
Ověření obsahu Pt v odpadním kalu z nemocnice
Odpadní kal obsah Pt mg/kg 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 Nemocnice 1 Nemocnice 2 Nemocnice 3 ČOV nemocnice 4 - odběr 1 ČOV nemocnice 4 - odběr 2 ČOVnemocnice 4 - odběr 3 ČOV Jesenice ČOV-Průhonice ČOV Praha ČOV Tábor - Klokoty ČOV Loučná n. Desnou ČOV České Budějovice
Ověření obsahu Pt v zeminách v areálu nemocnice místo odběru dílčích vzorků západně od spalovny místo odběru dílčích vzorků východně od spalovny místo odběru dílčích vzorků severně od spalovny
Ověření obsahu Pt v zeminách v areálu nemocnice místo odběru vz. D-Z-SAN-I místo odběru vz. D-Z-SAN-II místo odběru vz. D-Z-SAN-III
Ověření obsahu Pt v zeminách linie odběru vzorků D-Z-POZADÍ
Zemina obsah Pt mg/kg 0,045 0,04 0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0
Ověření obsahu Pt v sedimentu ve vodoteči místo odběru sedimentu nad zaústěním vodoteče od ČOV místo odběru sedimentu pod zaústěním vodoteče od ČOV
Sedimenty obsah Pt mg/kg Název vzorku mg/kg odběr 1 0,002 odběr 2 0,004 odběr 3 0,01 odběr 4 0,015 odběr 5 0,018 odběr 6 0,01
Děšťové usazovací nádrže - obsah Pt mg/kg Název vzorku mg/kg DUN Praha 13 Stodůlky 0,006 DUN Praha 14 Černý most 0,007 DUN Praha 20 Horné Počernice 0,001 DUN Praha 10 Prosek 0,012
Výsledky monitoringu složek ŽP monitoring Aplikace cytostatik platinové řady přispívá ke kontaminaci ŽP platinou. Výsledky monitoringu jednotlivých složek odpovídají uváděným obsahům Pt v literatuře. Koncentrace Pt v kalech z ČOV nemocnic byly statisticky významně vyšší než v kalech z městských ČOV Koncentrace Pt v okolí nemocnic byla nižší než koncentrace Pt v okolí komunikací ( podíl platiny z katalyzátorů)
Navrhovaná opatření ke snížení kontaminace odpadních vod a následně ŽP cytostatiky Legislativní a metodická opatření Legislativní a metodická opatření Iniciovat omezení vypouštění cytostatik do odpadních vod v rámci Programu na snížení znečištění povrchových vod nebezpečnými závadnými látkami a zvlášť nebezpečnými závadnými látkami na další období od 1. ledna 2010 do 22. prosince 2013. V rámci povolení k vypouštění odpadních vod ze zdravotnických zařízení doplnit program o omezení vypouštění cytostatik a jejich metabolitů moči léčených pacientů včetně jejich monitoringu. Zavést separaci moče pacientů léčených cytostatiky s možným využitím prototypu zařízení na sorpci cytostatik. Iniciovat novelu České technické normy ČSN 75 6406 o odvádění a čištění odpadních vod ze zdravotnických zařízení z roku 1996 z hlediska možné kontaminace odpadních vod léčivy speciálně cytostatiky. V rámci novelizace Akčního plánu zdraví a životního prostředí 2012 2016 byl doplněn nový úkol a to v rámci cíle 5 s tímto zněním: Lépe kontrolovat zdravotní rizika nakládání s odpady, zejména nebezpečnými: Zaměřit se na kontroly celého cyklu nakládání s farmaky zejména cytostatiky z hlediska minimalizace zdravotních rizik včetně snižování jejich úniku do tekutých odpadů a dále do životního prostředí (metodické vedení, legislativní opatření, úkoly vědy a výzkumu a vytvoření seznamu látek, které budou prioritně redukovány). Ustanovení akčního plánu by mělo přispět k dalším aktivitám v této oblasti na poli legislativních opatření včetně dalších vědeckých úkolů. Opatření ve zdravotnických zařízení Na onkologických odděleních nemocnic postupně vytvořit podmínky (legislativní i finanční) pro separaci moče pacientů léčených cytostatiky platinové řady a v případě ověření možnosti separace moče i u pacientů léčených jinými cytostatiky. V případě zavedení separace moče ve zdravotnickém zařízení musí být postup separace zapracován do provozního řádu tohoto zařízení včetně způsobu shromažďování moče, odstraňování sorbentů nebo jejich využívání, následné desinfekce a transportu sorbentu. V rámci ambulantní cytostatické léčby postupně vytvářet podmínky (legislativní i finanční) pro separaci moče léčených pacientů v domácím prostředí. Postup separace musí být zapracován do návodu pro zařízení na sorpci cytostatik z moče léčených pacientů včetně návrhu desinfekce, skladování a transportu sorbentu. Současně musí být zpracován provozní řád zdravotnického zařízení, kde k ambulantní aplikaci cytostatik dochází. V provozním řádu musí být popsán způsob přejímky sorbentu, jeho skladování, odstraňování nebo využívání včetně jeho transportu. Nezbytnou podmínkou budou opatření pro minimalizaci rizik pacientů i ošetřujícího personálu včetně pracovníků, kteří budou kontaminovaný sorbet odstraňovat, transportovat nebo v případě sorbentů s platinou dále upravovat. Metodika pro aplikaci zařízení pro záchyt cytostatik a jejich metabolitů z moče pacientů
Monitoring pracovního prostředí Byl prováděn odběr vzorků z pracovního prostředí Bylo provedeno měření ovzduší na pracovišti Byl proveden biologický monitoring u exponovaných pracovníků
Rezidua cytostatik Pt skupiny dle pracovišť 120 100 80 60 Pracoviště 1 Pracoviště 2 Pracoviště 3 40 20 0 Denní stacionář - oděv a ruce sester Míchací zóna (ředírna) Pracovní prostředí pokoj pacientů
Srovnání pracovišť 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 pracoviště 1 pracoviště 2 60,00 40,00 20,00 0,00 popelnice kohoutky pracovní stolek ruce sestra 1 ruce sestra 2 pracoviště 1 192,14 176,63 1,78 0,98 15,72 pracoviště 2 0,30 0,17 0,05 0,03 0,82
Expozice reziduí cytostatik Pt skupiny - pracoviště 2 pracoviště 2 ng Pt na stěr parapet u okénka 0,215 baterie (u umyvadla) 0,170 stojan na kapačku 1,825 přepážka mezi lůžky 0,173 přípravný stolek 0,050 popelnice na cytostatický odpad 0,303 přepážka 10,163 stoleček odkladný připravný nerezový 0,040 okenní parapety 0,075 křeslo 0,650 parapet 0,315 odkládací stolek ND
Expozice reziduí cytostatik Pt skupiny - pracoviště 1 pracoviště 1 ng Pt na stěr digestoř B (místo míchání) 2,363 popelnice 192,143 lednice, madla a okolí 54,390 pracovní stůl dřevěný 411,430 topení 49,497 madla lednice 2 77,700 zásobník na mýdlo 4,610 kohoutky 176,630 podlaha v míchací zóně 14,577 dveře (klika zevnitř) 475,700 regály (s cytostatiky) 1,735 pracovní stolek 1,775
Stanovení Pt v moči sester ve ZZ 1 a v ZZ 2 ZZ1 ZZ 2 denní stacionář ředírna sestry objem moči (l) μgpt/l objem moči (l) μgpt/l objem moči (l) μgpt/l 1. sestra 2 0.053 1. sestra 1 0.025 1. sestra 2.2 2.35 2. sestra 2.45 0.012 2. sestra 2 0.019 2. sestra 3.8 0.027 3. sestra 2.8 0.027 4. sestra 2.63 0.01
Navrhovaná opatření ke snížení kontaminace pracovního prostředí a snížení expozice pracovníků cytostatikům Legislativní a metodická opatření Legislativní a metodická opatření Součástí kontroly podle pokynu hlavního hygienika ČR Standardní pracovní postup pro provádění státního zdravotního dozoru na pracovišti s cytostatiky musí být zda příprava roztoků cytostatik odpovídá platné legisĺativě. Pro onkologická pracoviště je nutné povinně zavést minimálně 2x ročně monitoring pracovního prostředí. O toto ustanovení musí být doplněno Nařízení vlády č. 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci, ve znění pozdějších předpisů a to 18 písmeno n: Na onkologických pracovištích je minimálně 2x ročně prováděn monitoring pracovního prostředí. Součástí kontroly hygienické služby bude i vyhodnocení kontaminace prostředí cytostatiky na základě prováděného monitoringu pracovního prostředí. Opatření ve zdravotnických zařízení Vlastní příprava cytostatik musí probíhat pouze dle legislativy v podtlakových bezpečnostních boxech, tzv. izolátorech, které musí být umístěny v laboratoři s kontrolovaným stupněm čistoty (tzv. aseptická přípravna). Pro přípravnu cytostatik musí být zaveden zvláštní režim z hlediska požadavků bezpečnosti práce a předepsaného hygienického režimu. Cytostatika připravují dle legislativy pracovníci s farmaceutickým vzděláním (lékárník, farmaceutický asistent). Ostatní způsoby přípravy cytostatik musí být považovány za nelegální a musí být s okamžitou platností zakázány. Součástí provozního řádu onkologických zařízení budou vypracovány hygienické zásady pro postup separace moči onkologických pacientů a to jak pro pacienty léčené ve zdravotnických zařízení tak pro pacienty ambulantní. V případě nutnosti bude iniciována novela legislativních předpisů (Nařízení vlády č.351/2007 Sb., Vyhláška č.195/2005 Sb., apod.)
Závěry V průběhu řešení projektu se podařilo shromáždit údaje o reálné kontaminaci pracovního a životního prostředí cytostatiky Pt řady, které pak sloužily jako podklad pro vypracování návrhu a validaci modelu migrace kovů Pt skupiny ve složkách ŽP. Projekt řešil tematické okruhy vycházející z modelování migrace sledovaných těžkých kovů platinové skupiny a následného hodnocení zdravotních a ekologických rizik v jednotlivých složkách životního prostředí. Současně byla hodnocena i expozice pracovníků, kteří ve zdravotnických zařízeních aplikují cytostatika. Vzájemně se doplňující výstupy z jednotlivých okruhů umožnily na závěr projektu formulovat návrhy využitelné pro snižování zdravotních a ekologických rizik a priority pro další výzkum v oblasti nakládání s odpady z cytostatik nebo odpady jimi kontaminovanými. Odstranění kontaminace pracovního prostředí je především v technickém vybavení pracovišť a dodržování bezpečných pracovních postupů. U kontaminace životního prostředí minimalizace rizik související s nakládáním s tekutými odpady je značně složitější a souvisí s vybudováním duálních systémů odvádění odpadních vod, vybudování sorpčních zařízení a dalších postupů odstranění reziduí cytostatik u zdroje.
Závěry Výsledky práce na projektu byly shrnuty do části výsledků - dílčích výstupů, které řešitel předkládá k projednání. Řešitel bude usilovat o jejich plné využití i po ukončení projektu. Předpokládá přitom, že je nutné aktivně ovlivnit novelu uvedených legislativních a metodických předpisů a umožnit tak realizaci navržených opatření. Reálné opatření bylo již řešitelem provedeno v rámci novely akčního plánu zdraví a životního prostředí 2012 2016. Současně s tím předpokládá i dopracování metodických pomůcek (metodických pokynů a metodických doporučení) týkající se kontroly nakládání s cytostatiky ve zdravotnických zařízení a postupů týkající se separace moči a nakládání se sorbenty. Řešitel je přesvědčen, že teprve po nabytí účinnosti legislativních úprav např. zákona, samostatné vyhlášky a metodických pomůcek budou vytvořeny reálné podmínky pro postupné naplnění cíle projektu tj. minimalizovat negativní vlivy na zdraví lidí a životní prostředí při nakládání s cytostatiky. Řešitelé jsou připraveni využít výsledků řešení projektu v publikační a přednáškové činnosti zaměřené na cílovou skupinu managementu i pracovníků zdravotnických zařízení.
Vybrané publikace Zimová M., Podolská Z., Matějů L., Polanský J., 2009: Safe management of healthcare waste in the Czech Republic. Turning waste into ideas ISWA/APESB World Congress 2009, Lisbon, 12.- 15.10.2009, World Congress 2009, ISWA/APESB - book of abstracts. s. 313-314. ISBN 978-989- 96421-1-9, 978-989-96421-1-9. ZIMOVÁ, M., PODOLSKÁ, Z., MATĚJů, L., MELICHERČÍK, J., POLANSKÝ, J., KRSTEV, P. Production and composition of healthcare waste in the Czech republic. In Crete 2010. 2nd international conference on hazardous and industrial waste management : Chania, Nov 2-8, 2010 : proceedings. Crete : Technical University of Crete, 2010, p. 431-432. Zimová M., Wittlingerová Z., 2011: Zdravotní a ekologická rizika toxických látek z tekutých odpadů ze zdravotnických zařízení. Integrovaná bezpečnosť 2011, Kočovce, 1.12.2011, Integral safety 2011 : zborník príspevkov z medzinárodnej vedeckej konferencie. s. 117-123. ISBN 978-80-8096-153-4. Zimová M., Wittlingerová Z., Cidlinová A., Petruželková A., Matějů L., Šplíchalová J., Wranová K., 2012: Health and environmental risks of cytostatics platinum group residuem. The 12th International Multidisciplinary Scientific GeoConference & EXPO SGEM (Surveying Geology & mining Ecology Management), 17 22 June, 2012. ISSN: 1314-2704 Zimová M., Wittlingerová Z., Cidlinová A., Matějů L., Petruželková A., Wranová K., Šulcová H., 2012: Minimizing the risks of heavy metals from the platinum group bilogical waste from hospitals. In Crete 2012. 3nd international conference on hazardous and industrial waste management : Chania, Nov 4-8, 2012 : proceedings. Crete : Technical University of Crete, 2012. In print.
Závěr Vývoj léčby nádorů přinesl významné snížení mortality zhoubných nádorů. Nové léčebné postupy značně zvýšily šance na delší přežití u nemocných s pokročilým metastazujícím onemocněním, které byly v minulosti neřešitelné. Neznamená to, že se nemají řešit a minimalizovat rizika pro personál při přípravě a aplikace cytostatik stejně tak nelze podcenit rizika znečistění ŽP. Výzkumné projekty zaměřené na ekologická a zdravotní rizika reziduí cytostatik a nejen Pt skupiny v pracovním a životním prostředí musí dále pokračovat.