Impacto ambiental de los productos farmacéuticos y de cuidado personal.

Según su origen e ingredientes, existen diversas maneras en que el público puede desechar productos farmacéuticos y de cuidado personal de forma aceptable. El método de eliminación más seguro para el medio ambiente es aprovechar los programas comunitarios de recolección de medicamentos, que los recogen en un lugar central para su correcta eliminación. Varios departamentos de salud pública locales en Estados Unidos han implementado estos programas. Además, la Administración para el Control de Drogas de Estados Unidos (DEA) promueve periódicamente programas locales de recolección, así como la Iniciativa Nacional de Recolección de Medicamentos . ^{[ 14 ]}

Los programas de devolución de medicamentos en los EE. UU. son financiados por los departamentos de salud estatales o locales, o son programas de voluntariado a través de farmacias o proveedores de atención médica. En los últimos años, la propuesta de que los fabricantes farmacéuticos deberían ser responsables de sus productos "desde su fabricación hasta su eliminación" ha ido ganando atención. ^{[ 15 ]} Cuando no existe un programa local de devolución, la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. (EPA) y la Oficina de Política Nacional de Control de Drogas sugirieron en una guía de 2009 que los consumidores hicieran lo siguiente:

1. Saque los medicamentos recetados de sus envases originales.
2. mezclar drogas con arena para gatos o posos de café usados
3. Coloca la mezcla en un recipiente desechable con tapa, como una bolsa sellable.
4. Cubra cualquier identificación personal con un marcador negro que esté en los envases originales de las pastillas.
5. Coloca estos recipientes en la bolsa con la mezcla, ciérrala y tírala a la basura.

La intención de las prácticas recomendadas es que los productos químicos se mantengan separados del medio ambiente, especialmente de los cuerpos de agua, el tiempo suficiente para que se descompongan de forma natural. ^{[ 16 ]}

Cuando estas sustancias llegan al agua, resulta mucho más difícil tratarlas. Las plantas de tratamiento de agua emplean diferentes procesos para minimizar o eliminar estos contaminantes. Esto se logra mediante la sorción, donde los sólidos en suspensión se eliminan por sedimentación . ^{[ 17 ]} Otro método utilizado es la biodegradación , mediante la cual microorganismos como bacterias y hongos se alimentan de estos contaminantes o los descomponen, eliminándolos así del medio contaminado.

En 2022, el estudio más exhaustivo sobre la contaminación farmacéutica de los ríos del mundo reveló que amenaza la salud ambiental y/o humana en más de una cuarta parte de las zonas estudiadas. El estudio analizó 1052 puntos de muestreo a lo largo de 258 ríos en 104 países, lo que representa la contaminación fluvial que afecta a 470 millones de personas. Se constató que los sitios más contaminados se encontraban en países de ingresos bajos y medios, y estaban asociados a zonas con infraestructuras deficientes de tratamiento de aguas residuales y gestión de residuos, así como a la fabricación de productos farmacéuticos . Además, se enumeraron los productos farmacéuticos detectados con mayor frecuencia y en mayor concentración. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

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  Ubicación de los ríos/cuencas estudiados (n = 137). Los puntos representan grupos de sitios de muestreo en las respectivas cuencas fluviales; los tonos de los países indican el número total de sitios de muestreo.
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  concentraciones
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  Frecuencias de detección y número de principios farmacéuticos activos detectados
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  Concentraciones acumuladas de principios activos farmacéuticos
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  Sitios que superan los límites "seguros"

Un estudio publicado en 2014 informó un aumento en los niveles de éxtasis , ketamina , cafeína y paracetamol en ríos cercanos que coincidió con un evento juvenil taiwanés al que asistieron alrededor de 600 000 personas. ^{[ 25 ]} En 2018, los mariscos en Puget Sound, aguas que reciben aguas residuales tratadas del área de Seattle, dieron positivo para oxicodona . ^{[ 26 ]} La presencia de productos farmacéuticos y de cuidado personal en las aguas residuales es lo suficientemente frecuente y ubicua como para que los PPCP en las aguas residuales puedan medirse para estimar su uso en una comunidad.

Un estudio realizado en 2002 por el Servicio Geológico de los Estados Unidos encontró cantidades detectables de uno o más productos químicos en el 80 por ciento de una muestra de 139 arroyos susceptibles en 30 estados. ^{[ 27 ]} Los productos farmacéuticos detectados con mayor frecuencia fueron medicamentos sin receta; también se encontraron detergentes , retardantes de fuego , pesticidas , hormonas naturales y sintéticas , y una variedad de antibióticos y medicamentos con receta . ^{[ 28 ]}

Un estudio de 2006 detectó concentraciones de 28 compuestos farmacéuticos en efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales, aguas superficiales y sedimentos. Las clases terapéuticas incluían antibióticos , analgésicos y antiinflamatorios, reguladores de lípidos , betabloqueantes , anticonvulsivos y hormonas esteroides . Si bien la mayoría de las concentraciones químicas se detectaron en niveles bajos (nanogramos/litro (ng/L)), persisten las incertidumbres sobre los niveles en los que se produce la toxicidad y los riesgos de bioacumulación de estos compuestos farmacéuticos. ^{[ 29 ]}

Además de la contaminación identificada proveniente de la medicina humana, parece existir una contaminación difusa derivada de productos farmacéuticos utilizados en otros ámbitos, como la agricultura. Investigaciones realizadas en Alemania , Francia y Escocia mostraron trazas de PPCP aguas arriba de los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales que llegan a los ríos. El informe noPILLS concluyó que "es necesario considerar toda la cadena de productos farmacéuticos para una intervención multipunto y específica". ^{[ 18 ]}

El alcance de la exposición humana a productos farmacéuticos y de cuidado personal provenientes del medio ambiente es una función compleja de muchos factores. Estos factores incluyen las concentraciones, tipos y distribución de los productos farmacéuticos en el medio ambiente; la farmacocinética de cada fármaco; la transformación estructural de los compuestos químicos, ya sea por metabolismo o procesos de degradación natural; y la posible bioacumulación de los fármacos. ^{[ 30 ]} Se necesita más investigación para determinar los efectos en los seres humanos de la exposición a largo plazo a bajos niveles de PPCP. También se desconocen los efectos completos de las mezclas de bajas concentraciones de diferentes PPCP. ^{[ 31 ]}

La evaluación de riesgos de la EPA de EE. UU. establece que la ingesta diaria admisible (IDA) de productos farmacéuticos es de aproximadamente 0,0027 mg/kg-día. Debido a la falta de investigación sobre las directrices de toxicidad y sus efectos en la salud humana, resulta difícil determinar una dosis saludable para el agua contaminada con productos farmacéuticos. El tamaño de la muestra de productos farmacéuticos analizada no representa completamente la exposición humana. Solo se analizan 17 de cada 3000 recetas en el agua potable.

Además, «las regulaciones de la EPA y la FDA establecen que un fármaco o sustancia química no se considera dañino hasta que exista evidencia clara de que causa daño». ^{[ 32 ]} Esto significa que Estados Unidos no realiza pruebas ni análisis para detectar miles de contaminantes potenciales en el agua potable. No se han llevado a cabo evaluaciones de riesgo para la salud que proporcionen evidencia concreta que vincule la contaminación farmacéutica con efectos adversos para la salud humana.

Sin embargo, se observan consecuencias adversas para la salud en organismos acuáticos. Se ha informado que los peces que viven cerca de las plantas de tratamiento de agua se han feminizado. ^{[ 32 ]} Algunos peces machos comenzaron a desarrollar ovarios y otras características feminizadas debido a la contaminación farmacéutica, y algunas especies han disminuido en su población debido a la exposición a EE2 y otras sustancias hormonales ECD.

Aunque las investigaciones han demostrado la presencia de PPCP en cuerpos de agua de todo el mundo, ningún estudio ha demostrado un efecto directo en la salud humana. Sin embargo, la ausencia de datos empíricos no descarta la posibilidad de resultados adversos debido a interacciones o exposiciones prolongadas a estas sustancias. Dado que las cantidades de estos químicos en el suministro de agua pueden ser del orden de partes por billón o partes por mil millones, es difícil determinar químicamente las cantidades exactas presentes. Por lo tanto, muchos estudios ^{[ 30 ]} se han centrado en determinar si las concentraciones de estos productos farmacéuticos existen en o por encima de la ingesta diaria admisible (IDA) a partir de la cual pueden producirse los resultados biológicos previstos. ^{[ 30 ]}

Además de la creciente preocupación por los riesgos para la salud humana derivados de la exposición ambiental a fármacos, muchos investigadores han especulado sobre el potencial de inducción de resistencia a los antibióticos. Un estudio encontró 10 antibióticos diferentes en efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales, aguas superficiales y sedimentos. ^{[ 33 ]} Algunos microbiólogos creen que si las concentraciones de antibióticos superan las concentraciones mínimas inhibitorias (CMI) de una especie de bacteria patógena, se ejercería una presión selectiva y, como resultado, se promovería selectivamente la resistencia a los antibióticos. También se ha demostrado que incluso a concentraciones subinhibitorias (por ejemplo, una cuarta parte de la CMI), varios antibióticos pueden afectar la expresión génica (por ejemplo, como se ha demostrado para la modulación de la expresión de genes que codifican toxinas en Staphylococcus aureus). ^{[ 34 ]}

Como referencia, la CIM de eritromicina que es efectiva contra el 90 por ciento de las bacterias Campylobacter cultivadas en laboratorio , el patógeno transmitido por alimentos más común en los Estados Unidos, es de 60  ng/mL. ^{[ 35 ]} Un estudio encontró que la concentración promedio de eritromicina, un antibiótico comúnmente recetado, era de 0,09  ng/mL en los efluentes de las plantas de tratamiento de agua. ^{[ 33 ]} Además, se ha observado la transferencia de elementos genéticos entre bacterias en condiciones naturales en plantas de tratamiento de aguas residuales , y se ha documentado la selección de bacterias resistentes en alcantarillas que reciben aguas residuales de plantas farmacéuticas. ^{[ 34 ]} Además, las bacterias resistentes a los antibióticos también pueden permanecer en los lodos de depuradora y entrar en la cadena alimentaria si los lodos no se incineran sino que se utilizan como fertilizante en tierras agrícolas. ^{[ 18 ]}

La relación entre la percepción del riesgo y el comportamiento es multifacética. La gestión del riesgo es más eficaz una vez que se comprende la motivación detrás del comportamiento de desechar productos farmacéuticos no utilizados. Según un estudio realizado por Cook y Bellis en 2001, se encontró poca correlación entre la percepción del riesgo y el conocimiento sobre los residuos farmacéuticos. ^{[ 36 ]} Este estudio advirtió sobre la eficacia de intentar cambiar el comportamiento del público en estos temas de salud mediante la advertencia de los riesgos asociados a sus acciones. ^{[ 36 ]}

Se recomienda tomar medidas cuidadosas para informar al público de una manera que no genere culpa, sino concienciación. Por ejemplo, un estudio realizado por Norlund y Garvill en Suecia (2003) ^{[ 37 ]} reveló que algunas personas pueden hacer un sacrificio personal en términos de comodidad porque consideran que sería útil para reducir el daño ambiental causado por el uso de automóviles. La concienciación sobre los problemas de contaminación del aire influyó en su decisión de optar por un medio de transporte más respetuoso con el medio ambiente. Por lo tanto, el objetivo del proyecto de Bound es determinar si la percepción del riesgo asociado a los productos farmacéuticos influye en la forma en que se desechan habitualmente.

Para llevar a cabo este estudio, los fármacos se agruparon según su acción terapéutica para facilitar su identificación por parte de los participantes. Los ocho grupos terapéuticos se enumeran a continuación: antibacterianos , antidepresivos , antihistamínicos , antiepilépticos , tratamientos hormonales y reguladores de lípidos . Posteriormente, se elaboró ​​una encuesta para examinar los patrones de eliminación de los participantes y su percepción del riesgo o amenaza ambiental existente. En la primera parte de la encuesta, se formularon las siguientes preguntas: 1. ¿Cuándo y cómo eliminan los fármacos? 2. ¿Cómo perciben el riesgo ambiental que representan los fármacos? 3. ¿Cómo diferencian los riesgos asociados a las distintas clases de fármacos? La segunda parte de la encuesta abarcó cada uno de los ocho grupos de fármacos descritos anteriormente de forma individual. Finalmente, la tercera parte solicitó información sobre la edad, el sexo, la profesión, el código postal y el nivel educativo de los participantes. El tamaño de la muestra de participantes fue preciso en comparación con la distribución real de hombres y mujeres en el Reino Unido: Muestra: 54,8 por ciento eran mujeres y 45,2 por ciento hombres frente a Real: Reino Unido de 51,3 por ciento mujeres y 48,7 por ciento hombres. Los resultados mostraron que cuando un medicamento debe desecharse, el 63,2 por ciento de los participantes lo tiran a la basura, el 21,8 por ciento lo devuelven a un farmacéutico y el 11,5 por ciento lo desechan por el inodoro/lavabo, mientras que el 3,5 por ciento restante lo guarda. Solo la mitad de los encuestados sentía que los productos farmacéuticos podrían ser potencialmente dañinos para el medio ambiente. Al examinar los factores relevantes para la percepción del riesgo, no se encontró un vínculo definitivo entre la percepción y la educación o los ingresos.

El Dr. Bound señaló que la participación en actividades altruistas, como los grupos de conservación ambiental, puede brindar a sus miembros la capacidad de comprender mejor los efectos de sus acciones en el medio ambiente. En lo que respecta al medio acuático, es difícil percibir los efectos beneficiosos de la correcta eliminación de medicamentos. También existe la posibilidad de que el comportamiento de una persona solo se vea afectado si existe un riesgo grave para sí misma o para los demás, en lugar de una amenaza ambiental. Si bien existen graves amenazas de contaminación farmacéutica que resultan en la feminización de ciertos peces, estas tienen menor prioridad porque no son fácilmente comprendidas ni experimentadas por el público en general. En opinión de Jonathan P. Bound, brindar información precisa sobre cómo desechar correctamente los medicamentos no utilizados, junto con educación sobre riesgos, puede tener un efecto más positivo y contundente.

Se han formulado diversas recomendaciones e iniciativas para prevenir la contaminación farmacéutica en el medio ambiente. Entre las prácticas importantes se incluyen:

• educar a los pacientes sobre la importancia de la correcta eliminación de los medicamentos no utilizados,
• educar a médicos y pacientes sobre la correcta eliminación de medicamentos,
• alentar a las industrias farmacéuticas a implementar estrategias para la eliminación adecuada de medicamentos o estrategias de reciclaje, y
• exigir a los hospitales que implementen mejores prácticas de gestión para la eliminación de residuos farmacéuticos. ^{[ 38 ]}

En primer lugar, es fundamental que los pacientes se informen sobre la contaminación farmacéutica y sus efectos nocivos para los seres humanos, los animales y el medio ambiente en general. Al educar a los pacientes sobre la correcta eliminación de los medicamentos no utilizados, se están tomando medidas para prevenir aún más la contaminación ambiental por residuos farmacéuticos. Los consumidores deben tomar precauciones antes de tirar los medicamentos a la basura o al inodoro. Se han establecido programas comunitarios de recogida para que los consumidores devuelvan los medicamentos no utilizados para su correcta eliminación. Otra iniciativa consiste en que las farmacias funcionen como puntos de recogida para la correcta eliminación de medicamentos, por ejemplo, mediante la instalación de contenedores de reciclaje para que los clientes devuelvan los medicamentos no utilizados o caducados mientras hacen sus compras. ^{[ 38 ]} Además, las fundaciones médicas podrían recibir estos medicamentos para administrarlos a las personas que los necesitan, destruyendo los que sobran o están caducados. Asimismo, educar a médicos y pacientes sobre la importancia de la correcta eliminación de medicamentos y la preocupación ambiental contribuirá a reducir aún más los residuos farmacéuticos.

Asimismo, la implementación de iniciativas para que los hospitales se centren en mejores prácticas para la eliminación de residuos peligrosos podría resultar beneficiosa. La EPA de EE. UU. incentiva a los hospitales a desarrollar prácticas eficientes de eliminación de productos farmacéuticos mediante la concesión de subvenciones. ^{[ 38 ]} Este incentivo podría ser muy beneficioso para otros hospitales en todo el mundo.

Además, «Es fundamental que desarrollemos un método analítico para identificar, analizar y regular la cantidad de productos farmacéuticos en los sistemas de agua». ^{[ 32 ]} Se deben recopilar datos para medir con precisión la prevalencia de productos farmacéuticos en el agua potable. «Se deben realizar múltiples evaluaciones de riesgo para la salud para comprender los efectos de la exposición prolongada a productos farmacéuticos en el agua potable». ^{[ 32 ]}

Deben desarrollarse programas comunitarios para monitorear la exposición y los resultados de salud. Debemos alentar a la industria farmacéutica a desarrollar tecnología que extraiga los productos farmacéuticos de los cursos de agua. "Debe realizarse una investigación exhaustiva para determinar la cantidad de contaminación farmacéutica en el medio ambiente y sus efectos en los animales y la vida marina". ^{[ 32 ]}

Muchos productos farmacéuticos atraviesan el cuerpo humano sin cambios, por lo que hay ventajas cuando las excretas humanas no llegan a los cursos de agua, incluso después del tratamiento convencional de aguas residuales, que tampoco elimina la mayoría de estos químicos. Por lo tanto, es preferible que las heces y la orina humanas vayan a un suelo fértil, donde recibirán un tratamiento más eficaz por parte de los numerosos microbios que allí se encuentran, durante períodos de tiempo más prolongados, y se mantendrán alejadas de los cursos de agua. ^{[ 39 ] : 15} Esto se puede lograr mediante el uso de inodoros secos desviadores de orina , inodoros de compostaje y Arborloos .

Aunque no se comprenden completamente los efectos de la mayoría de los productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCP) sobre el medio ambiente, existe preocupación por su potencial dañino, ya que pueden actuar de forma impredecible al mezclarse con otras sustancias químicas presentes en el medio ambiente o al concentrarse en la cadena alimentaria. Además, algunos PPCP son activos a concentraciones muy bajas y, a menudo, se liberan de forma continua en grandes cantidades o de forma generalizada.

Debido a la alta solubilidad de la mayoría de los PPCP, los organismos acuáticos son especialmente vulnerables a sus efectos. Los investigadores han descubierto que una clase de antidepresivos puede encontrarse en las ranas y ralentizar significativamente su desarrollo. La mayor presencia de estrógeno y otras hormonas sintéticas en las aguas residuales debido a los anticonceptivos y las terapias hormonales se ha relacionado con una mayor feminización de los peces expuestos y otros organismos acuáticos. ^{[ 40 ]} Los productos químicos presentes en estos PPCP podrían afectar la feminización o la masculinización de diferentes peces, afectando así sus tasas reproductivas. ^{[ 17 ]}

Además de encontrarse únicamente en vías fluviales, los componentes de algunos PPCP también pueden hallarse en el suelo. Dado que algunas de estas sustancias tardan mucho tiempo en degradarse biológicamente o no pueden degradarse, ascienden en la cadena alimentaria. La información relativa al transporte y destino de estas hormonas y sus metabolitos en la eliminación de residuos lácteos aún se está investigando, pero las investigaciones sugieren que la aplicación de residuos sólidos en tierra probablemente esté relacionada con mayores problemas de contaminación hormonal. ^{[ 41 ]} La contaminación por PPCP no solo afecta a los ecosistemas marinos, sino también a los hábitats que dependen de estas aguas contaminadas.

Existen diversas preocupaciones sobre los efectos de los fármacos presentes en las aguas superficiales, y en particular sobre las amenazas que representan para la trucha arcoíris expuesta a efluentes de aguas residuales tratadas. El análisis de estos fármacos en el plasma sanguíneo de los peces, comparado con los niveles plasmáticos terapéuticos en humanos, ha proporcionado información vital que permite evaluar el riesgo asociado a los residuos de medicamentos en el agua.

Se expuso a truchas arcoíris a aguas residuales tratadas sin diluir en tres lugares diferentes de Suecia. La exposición duró un total de 14 días, durante los cuales se midieron 25 fármacos en el plasma sanguíneo a diferentes niveles para su análisis. ^{[ 42 ]} Se detectó el progestágeno  levonorgestrel en el plasma sanguíneo de los peces en concentraciones entre 8,5 y 12 ng mL⁻¹, que superan el nivel plasmático terapéutico humano. Se demostró que el nivel de levonorgestrel en el efluente medido en las tres áreas redujo la fertilidad de la trucha arcoíris.

Los tres sitios elegidos para las exposiciones de campo se ubicaron en Estocolmo, Gotemburgo y Umeå. Se seleccionaron según sus diferentes grados de tecnologías de tratamiento, ubicaciones geográficas y tamaño. El tratamiento del efluente incluye tratamiento con lodos activados, eliminación de nitrógeno y fósforo (excepto en Umeå), clarificación primaria y clarificación secundaria. Se obtuvieron truchas arcoíris juveniles de Antens fiskodling AB, Suecia y Umlax AB, Suecia. Los peces fueron expuestos a efluente tratado, aireado y sin diluir. Dado que todos los sitios se sometieron a tratamiento con lodos, se puede inferir que no son representativos del extremo inferior de la eficacia del tratamiento. De los 21 fármacos detectados en las muestras de agua, 18 se identificaron en el efluente, 17 en la porción de plasma y 14 fármacos se encontraron tanto en el efluente como en el plasma.

La farmacoambientalización es una extensión de la farmacovigilancia, ya que se ocupa específicamente de los efectos ambientales y ecológicos de los fármacos administrados en dosis terapéuticas. ^{[ 46 ]} Los farmacólogos con esta especialización (conocidos como farmacoambientalistas) se convierten en un componente necesario de cualquier equipo que evalúe diferentes aspectos de la seguridad de los fármacos en el medio ambiente. ^{[ 46 ]} Debemos considerar los efectos de los fármacos no solo en la práctica médica, sino también sus efectos ambientales. Cualquier buen ensayo clínico debe analizar el impacto de fármacos específicos en el medio ambiente. Los aspectos que debemos abordar en farmacoambientalización son los fármacos y su concentración exacta en diferentes partes del medio ambiente. ^{[ 47 ]}

La farmacoambientetología es un dominio específico de la farmacología y no de los estudios ambientales. Esto se debe a que se ocupa de los fármacos que ingresan a través de los organismos vivos mediante la eliminación. ^{[ 46 ]}

La farmacovigilancia es una rama reciente de la ciencia, surgida en 1960 tras el desastre de la talidomida. La talidomida es un teratógeno que causó graves anomalías congénitas. Este desastre dio lugar al enfoque actual sobre la seguridad de los medicamentos y la notificación de efectos adversos. ^{[ 48 ]}

Según la EPA, la farmacovigilancia es la ciencia que busca detectar cualquier efecto adverso de los fármacos en humanos tras su uso. Por otro lado, la ecofarmacovigilancia abarca la ciencia y las actividades relacionadas con la detección, evaluación, comprensión y prevención de los efectos adversos de los fármacos en el medio ambiente que afectan a los seres humanos y otras especies animales. Existe un creciente interés científico en el impacto de los fármacos en el medio ambiente. En los últimos años, se han detectado fármacos de uso humano en el medio ambiente, principalmente en aguas superficiales.

La importancia de la ecofarmacovigilancia radica en monitorear los efectos adversos de los fármacos en los seres humanos a través de la exposición ambiental. Debido a que este campo científico es relativamente nuevo, los investigadores desarrollan y comprenden continuamente los impactos de los fármacos en el medio ambiente y su riesgo para la exposición humana y animal. La evaluación del riesgo ambiental es un requisito reglamentario para el lanzamiento de cualquier medicamento nuevo. Esta precaución se ha convertido en un paso necesario para comprender y prevenir los efectos adversos de los residuos farmacéuticos en el medio ambiente. Los fármacos ingresan al medio ambiente a través de la excreción de medicamentos después de su uso humano, en hospitales y por la eliminación inadecuada de medicamentos no utilizados por los pacientes.

La ecofarmacología se ocupa de la entrada de sustancias químicas o fármacos en el medio ambiente por cualquier vía y en cualquier concentración, alterando como consecuencia el equilibrio ecológico (ecosistema). La ecofarmacología es un término amplio que incluye estudios de "PPCP" independientemente de las dosis y la vía de entrada al medio ambiente. ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]}

La geología de un área de acuífero kárstico facilita el movimiento de PPCP desde la superficie hasta el agua subterránea. La roca madre relativamente soluble crea sumideros, cuevas y arroyos subterráneos por donde fluye fácilmente el agua superficial, con una filtración mínima. Dado que el 25 % de la población obtiene su agua potable de acuíferos kársticos, esto afecta a un gran número de personas. ^{[ 52 ]} Un estudio de 2016 sobre acuíferos kársticos en el suroeste de Illinois encontró que el 89 % de las muestras de agua presentaban uno o más PPCP. El triclocarbán (un antimicrobiano) fue el PPCP detectado con mayor frecuencia, seguido del gemfibrozilo (un fármaco cardiovascular). Otros PPCP detectados fueron trimetoprima, naproxeno, carbamazepina, cafeína, sulfametoxazol y fluoxetina. Los datos sugieren que el efluente de tanques sépticos es una fuente probable de PPCP. ^{[ 52 ] [ 53 ]}

Las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) emplean procesos físicos, químicos y biológicos para eliminar nutrientes y contaminantes de las aguas residuales. Generalmente, la PTAR cuenta con una separación mecánica inicial de partículas sólidas (bastones de algodón, tela, artículos de higiene, etc.) presentes en el agua de entrada. Posteriormente, pueden existir filtros que separan las partículas más finas, ya sean las presentes en el agua de entrada o las generadas como consecuencia del tratamiento químico del agua con agentes floculantes.

Muchas plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) también incluyen una o varias etapas de tratamiento biológico. Al estimular físicamente la actividad de diversas cepas de microorganismos, se puede promover su actividad para degradar el contenido orgánico de las aguas residuales hasta en un 90% o más. En ciertos casos, también se utilizan técnicas más avanzadas. Las etapas de tratamiento avanzado más utilizadas actualmente, especialmente en términos de microcontaminantes, son:

• membranas (que pueden utilizarse en lugar del tratamiento biológico),
• ozonización ,
• carbón activado (en polvo o granulado),
• tratamiento UV ,
• tratamiento con ferrato de potasio y
• filtración de arena (que a veces se agrega como último paso después de lo mencionado anteriormente).

Los PPCP son difíciles de eliminar de las aguas residuales con métodos convencionales. Algunas investigaciones muestran que la concentración de estas sustancias es incluso mayor en el agua que sale de la planta que en el agua que entra. Muchos factores, como el pH ambiental, la variación estacional y las propiedades biológicas, afectan la capacidad de una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para eliminar los PPCP. ^{[ 2 ]}

Un estudio de 2013 sobre una planta de tratamiento de agua potable reveló que, de 30 PPCP medidos tanto en la fuente de agua como en la planta de tratamiento, el 76 % se eliminó, en promedio. Se determinó que la ozonización era un proceso de tratamiento eficiente para la eliminación de muchos PPCP. Sin embargo, algunos PPCP no se eliminaron, como el DEET (utilizado como repelente de mosquitos), el nonilfenol (un tensioactivo presente en detergentes), el antibiótico eritromicina y el herbicida atrazina. ^{[ 54 ]} Estudios computacionales recientes también han examinado materiales bidimensionales emergentes, como las nanoflakes de Si₂BN, para la adsorción y detección de contaminantes farmacéuticos persistentes, incluida la carbamazepina. ^{[ 55 ]}

Se están llevando a cabo varios proyectos de investigación para optimizar el uso de técnicas avanzadas de tratamiento de aguas residuales en diferentes condiciones. Estas técnicas avanzadas aumentarán sustancialmente los costos del tratamiento de aguas residuales. En un proyecto de cooperación europeo entre 2008 y 2012, se desarrollaron cuatro instalaciones de tratamiento de aguas residuales hospitalarias en Suiza , Alemania , Países Bajos y Luxemburgo para investigar las tasas de eliminación de aguas residuales concentradas con "cócteles" farmacéuticos mediante el uso de diferentes tecnologías de tratamiento avanzadas y combinadas. ^{[ 56 ]} En particular, la planta de tratamiento de aguas residuales alemana del Marienhospital Gelsenkirchen mostró los efectos de una combinación de membranas, ozono, carbón activado en polvo y filtración de arena. ^{[ 57 ]} Pero incluso el máximo de tecnologías instaladas no podría eliminar el 100% de todas las sustancias, y especialmente los agentes de contraste radiológico son casi imposibles de eliminar. Las investigaciones mostraron que, dependiendo de las tecnologías instaladas, los costos de tratamiento para una instalación de tratamiento hospitalario de este tipo pueden llegar a 5,50 € por m³ ^. [ ^{58 ] Otros} estudios y comparaciones esperan que los costos de tratamiento aumenten hasta un 10%, principalmente debido a la demanda de energía. ^{[ 59 ]} Por lo tanto, es importante definir la mejor técnica disponible antes de introducir grandes inversiones en infraestructura a gran escala.

El destino de los residuos farmacéuticos que ingresan a la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) es impredecible. Algunas sustancias parecen eliminarse casi por completo, mientras que otras atraviesan las diferentes etapas de la PTAR sin verse afectadas. No se dispone de información sistemática para predecir cómo y por qué sucede esto.

Los residuos farmacéuticos que se han conjugado (unido a un ácido biliar) antes de ser excretados por los pacientes pueden sufrir desconjugación en la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR), lo que resulta en niveles más altos de sustancia farmacéutica libre en el agua de salida de la PTAR que en el agua de entrada. Algunos fármacos con grandes volúmenes de ventas no se han detectado en el agua de entrada a la PTAR, lo que indica que su metabolismo y degradación completos deben haber ocurrido ya en el paciente o durante el transporte de las aguas residuales desde el hogar hasta la PTAR.

En Estados Unidos, la EPA ha publicado regulaciones sobre aguas residuales para plantas de fabricación farmacéutica. ^{[ 60 ]} La EPA también ha emitido regulaciones sobre contaminación atmosférica para instalaciones de fabricación. ^{[ 61 ]}

En 2009, la agencia estudió las prácticas de eliminación de residuos en centros de atención médica donde los productos farmacéuticos no utilizados podrían desecharse por el inodoro (es decir, descargarse en una planta de tratamiento de aguas residuales o en un cuerpo de agua) en lugar de colocarse en los residuos sólidos, pero no desarrolló regulaciones sobre aguas residuales. ^{[ 62 ]}

No existen regulaciones nacionales que regulen la eliminación de desechos por parte de los consumidores a las plantas de tratamiento de aguas residuales (es decir, desecharlos por el desagüe). Para abordar los productos farmacéuticos que puedan estar presentes en el agua potable, en 2009 la EPA agregó tres sustancias anticonceptivas y un antibiótico a su Lista de Contaminantes Candidatos (CCL 3) para su posible regulación bajo la Ley de Agua Potable Segura . ^{[ 63 ]}

La EPA publicó en 2019 regulaciones para la eliminación de residuos farmacéuticos peligrosos por parte de centros de atención médica. ^{[ 64 ]}

En 2019, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos prohibieron los protectores solares que dañan los corales, en una tendencia creciente para tratar de proteger los arrecifes de coral . ^{[ 65 ]}

El 80% de las pastillas en el mundo se envasan en blísteres , que es el tipo más conveniente por varias razones. ^{[ 66 ]} Los blísteres tienen dos componentes principales: la tapa y el blíster (cavidad). La tapa se fabrica principalmente con aluminio (Al) y papel . La cavidad está compuesta de cloruro de polivinilo (PVC), polipropileno (PP), poliéster (PET) o aluminio (Al). ^{[ 66 ]} Si los usuarios emplean métodos de eliminación adecuados, todos estos materiales pueden reciclarse y los efectos nocivos para el medio ambiente pueden minimizarse. Sin embargo, surge un problema con la eliminación inadecuada, ya sea mediante la quema o el desecho como basura doméstica normal.

_La quema de envases tipo blíster provoca directamente contaminación atmosférica debido a los productos de combustión del polipropileno ([C₃H₆ _] n ₎ , el poliéster ([ _{C₁₀H₈O₄ ]} n ₎ y el cloruro de polivinilo ([CH₂CHCl ] _n ) _. A continuación se describen las reacciones de combustión y los productos de estas sustancias químicas _.

[C ₃ H ₆ ] _n + 9n/2 O ₂ → 3n CO ₂ +3n H ₂ O

[C ₁₀ H ₈ O ₄ ] _n + 10 n O ₂ → 10 n CO ₂ +4 n H ₂ O

[CH ₂ CHCl] _n + 2 n O ₂ → n CO ₂ + n H ₂ O + n HCl + n CO

Aunque el polipropileno y el poliéster son perjudiciales para el medio ambiente, el efecto más tóxico se debe a la combustión del cloruro de polivinilo, ya que produce ácido clorhídrico (HCl), que es un irritante en las vías respiratorias inferiores y superiores que puede causar efectos adversos en los seres humanos. ^{[ 67 ]}

La eliminación de los envases tipo blíster como basura normal impedirá el proceso de reciclaje y eventualmente se acumularán en el suelo o el agua, lo que resultará en contaminación del suelo y del agua ya que los procesos de biodegradación de compuestos como PVC, PP y PET son muy lentos. Como resultado, se pueden observar efectos ecológicos dañinos como perturbaciones de los hábitats y movimientos. La ingestión por parte de los animales afecta la secreción de enzimas gástricas y hormonas esteroides que pueden disminuir los estímulos de alimentación y también pueden causar problemas en la reproducción . ^{[ 68 ]} A pH bajo , el aluminio puede aumentar su solubilidad según la siguiente ecuación. Como resultado, se pueden generar efectos negativos tanto en los ecosistemas acuáticos como terrestres ^{[ 69 ] .}

2Al _(s) + 6H ⁺ → 2Al ³⁺ _(ac) + 3H _{2 (g)} ^{[ 70 ]}

Mediante el uso de métodos de eliminación adecuados, todos los materiales de fabricación de los envases tipo blíster, como PP, PE, PVC y Al, pueden reciclarse y minimizarse los efectos adversos sobre el medio ambiente. Si bien la síntesis de estos polímeros es relativamente sencilla, el proceso de reciclaje puede ser muy complejo, ya que los envases tipo blíster contienen metales y polímeros simultáneamente. ^{[ 70 ]}

Como primer paso del reciclaje, se puede incorporar la separación de Al y polímeros mediante el método hidrometalúrgico que utiliza ácido clorhídrico (HCl) ^{[ 70 ] . Luego, el PVC se puede reciclar mediante métodos mecánicos o químicos [ 71 ]} . La tendencia más reciente es utilizar "bioplásticos" biodegradables y ecológicos , también llamados biopolímeros , como derivados de almidón , celulosa , proteína , quitina y xilano , para el envasado farmacéutico, con el fin de reducir los efectos nocivos sobre el medio ambiente.

En los salones de manicura, los empleados pueden estar expuestos a decenas de sustancias químicas presentes en los esmaltes de uñas y los quitaesmaltes. ^{[ 72 ] [ 73 ] [ 74 ]} Los esmaltes de uñas contienen muchos ingredientes considerados tóxicos, como disolventes, resinas, colorantes y pigmentos, ^{[ 75 ]} entre otros. ^{[ 75 ] [ 76 ]} A principios de la década de 2000, algunos de los componentes tóxicos que se encuentran en el esmalte de uñas ( tolueno , formaldehído y ftalato de dibutilo ) comenzaron a ser reemplazados por otras sustancias. Uno de los nuevos componentes fue el fosfato de trifenilo , conocido como plastificante disruptor endocrino . ^{[ 77 ]} Ahora hay muchas etiquetas disponibles, incluyendo no solo 3-Free sino también más, por ejemplo 5-Free o 12-Free. ^{[ 77 ]} Los estudios sobre los posibles efectos en la salud de la exposición al esmalte de uñas identifican riesgos como problemas de la piel, trastornos respiratorios, trastornos neurológicos y trastornos reproductivos. ^{[ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]}

El quitaesmalte puede llegar a cuerpos de agua y suelo tras ser depositado en vertederos o por precipitación, como lluvia o nieve. Sin embargo, debido a la alta volatilidad de la acetona , la mayor parte que llega a estos cuerpos de agua y suelo se evapora y vuelve a la atmósfera. No todas las moléculas de acetona se evaporan, por lo que, cuando la acetona permanece en el agua o el suelo, se produce una reacción. El quitaesmalte se evapora fácilmente porque las fuerzas intermoleculares de la acetona son débiles. Una molécula de acetona no puede atraer fácilmente a otras moléculas de acetona porque sus hidrógenos no son ligeramente positivos. La única fuerza que mantiene unidas a las moléculas de acetona son sus dipolos permanentes, que son más débiles que los enlaces de hidrógeno. ^{[ 82 ]}

Dado que el quitaesmalte es un disolvente, se disuelve en agua. Al disolverse en agua, la acetona forma enlaces de hidrógeno con ella. Cuanto más quitaesmalte entre en la hidrosfera, mayor será la concentración de acetona y, por consiguiente, la concentración de la solución resultante de la unión entre la acetona y el agua. Si se desecha una cantidad suficiente de quitaesmalte, puede alcanzar una dosis letal para la vida acuática.

El quitaesmalte también puede llegar a la litosfera a través de vertederos y precipitaciones. Sin embargo, no se adhiere al suelo. Los microorganismos del suelo descomponen la acetona. ^{[ 83 ]} La consecuencia de la descomposición de la acetona por microorganismos es el riesgo de que provoque una disminución del oxígeno en los cuerpos de agua. Cuanta más acetona esté disponible para la descomposición por microorganismos, mayor será la reproducción de estos y, por lo tanto, la disminución del oxígeno, ya que un mayor número de microorganismos consume el oxígeno disponible.

Cuando el quitaesmalte se evapora, la acetona pasa a la atmósfera en fase gaseosa. En fase gaseosa, la acetona puede sufrir fotólisis y descomponerse en monóxido de carbono, metano y etano. ^{[ 84 ]} Cuando las temperaturas están entre 100 y 350 grados Celsius, ocurre el siguiente mecanismo ^{[ 85 ] :}

(CH3 ₎ 2CO + hv → _CH3 + _CH3CO

CH₃CO → _CH₃ + _CO

CH3 ₊ ( _CH3 ) _2CO → _CH4 + _CH2COCH3

2CH ₃ → C ₂ H ₆

Una segunda vía por la que el quitaesmalte puede entrar en la atmósfera es reaccionando con radicales hidroxilo. Cuando la acetona reacciona con radicales hidroxilo, su producto principal es el metilglioxal. ^{[ 83 ]} El metilglioxal es un compuesto orgánico que es un subproducto de muchas vías metabólicas. Es un precursor intermedio de muchos productos finales de glicación avanzada , que se forman en enfermedades como la diabetes o las enfermedades neurodegenerativas. Ocurre la siguiente reacción:

(CH ₃ )2CO + ·OH → CH ₃ C(O)OH + ·CH ₃

CH ₃ C(O)OH + ·CH ₃ → CH ₃ C(O)COH + 3H ⁺

Los protectores solares utilizan diversos compuestos químicos para prevenir la radiación UV , como la benzofenona , el octocrileno y el octinoxato , entre otros. Estos compuestos químicos afectan la vida de los arrecifes de coral en diferentes etapas de su desarrollo y contribuyen al blanqueamiento de los corales . ^{[ 3 ]}