МЕДЛАЙН.РУ
Содержание журнала

Архив

Редакция
Учредители

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт теоретической и экспериментальной биофизики
Российской академии наук


ООО "ИЦ КОМКОН"

Адрес редакции и реквизиты

192012, Санкт-Петербург, ул.Бабушкина, д.82 к.2, литера А, кв.378

ISSN 1999-6314


Фундаментальные исследования • Экспериментальная токсикология

Том: 24
Статья: « 29 »
Страницы:. 391-405
Опубликована в журнале: 19 апреля 2023 г.
English version

Мониторинг потребления психоактивных веществ на основе анализа сточных вод (Обзор литературы)

Мельник Е.В.1, Петухов А.Е.1,2, Клочко М.В.1, Белова М.В.1,3, Смирнов А.В.2

1ФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский Университет)
2ГБУЗ «Московский научно-практический центр наркологии Департамента здравоохранения г. Москвы»
3ГБУЗ «Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы»


Резюме
Эпидемиологическое исследование на основе данных лабораторного анализа сточных вод - перспективный методологический подход для оценки уровня потребления населением психоактивных веществ в разных регионах мира, а также изучения образа жизни людей и их привычек. Основываясь на информации из электронных баз данных, с использованием поисковых систем Google Scholar, PubMed, Web of Science, Scopus, eLibrary и т. д., проведен аналитический обзор опыта использования анализа сточных вод для мониторинга потребления запрещенных веществ в различных странах Европы, Азии и Америки. Представлены особенности проведения таких исследований и ограничения, связанные со свойствами конкретных аналитов, используемыми методиками и итоговой интерпретацией результатов этих исследований. Оценены перспективы внедрения анализа сточных вод для мониторинга токсикологической ситуации в разных регионах мира, в том числе, использования ее в отечественной практике. Выявлены возможности применения таких технологий мониторинга психоактивных веществ в малых сообществах. Охарактеризованы современные аналитические методики, применяемые с этой целью - прежде всего высокоэффективная жидкостная хроматография в сочетании с масс-спектрометрическим детектированием. Сделано заключение о перспективности проведения исследований сточных вод, что позволит не только отслеживать суммарное потребление запрещенных соединений, но и фиксировать появление новых психоактивных веществ, а также вывод о необходимости дальнейшего совершенствования преаналитических и аналитических процедур, направленных на обнаружение и оценку содержания психоактивных веществ в сточных водах.


Ключевые слова
эпидемиологическое исследование на основе анализа сточных вод; сточные воды; психоактивные вещества; мониторинг потребления психоактивных веществ; ВЭЖХ-МС; ТФЭ; обзор


(статья в формате PDF. Для просмотра необходим Adobe Acrobat Reader)



открыть статью в новом окне

Список литературы

1. Daughton C.G. Illicit drugs in municipal sewage. Proposed new nonintrusive tool to heighten public awareness of societal use of illicit- abused drugs and their potential for ecological consequences. In: Daughton C.G., Jones-Lepp T., eds. Pharmaceuticals and Personal Care Products in the Environment: Scientific and Regulatory Issues. Washington, D.C.: American Chemical Society; 2001: 348-364.


2. http://www.emcdda.europa.eu/wastewater-analysis


3. González-Mariño I., Baz-Lomba J.A., Alygizakis N.A., et al. Spatio-temporal assessment of illicit drug use at large scale: evidence from 7 years of international wastewater monitoring. Addiction. 2020; 115(1):109-120. https://doi.org/10.1111/add.14767


4. Löve A.S.C., Ásgrímsson V., Ólafsdóttir K. Illicit drug use in Reykjavik by wastewater-based epidemiology. Sci Total Environ. 2022; 803: 149795. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149795


5. Skees A.J., Foppe K.S., Loganathan B., Subedi B. Contamination profiles, mass loadings, and sewage epidemiology of neuropsychiatric and illicit drugs in wastewater and river waters from a community in the Midwestern United States. Sci Total Environ. 2018; 631-632: 1457-1464. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.03.060


6. Cruz-Cruz C., Yargeau V., Vidaña-Perez D., et al. Opioids, stimulants, and depressant drugs in fifteen Mexican Cities: A wastewater-based epidemiological study. Int J Drug Policy. 2021; 88: 103027. https://doi.org/10.1016/j.drugpo.2020.103027


7. Bijlsma L., Botero-Coy A.M., Rincón R.J., et al. Estimation of illicit drug use in the main cities of Colombia by means of urban wastewater analysis. Sci Total Environ. 2016; 565: 984-993. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.05.078


8. Lai F.Y., O'Brien J., Bruno R., et al. Spatial variations in the consumption of illicit stimulant drugs across Australia: A nationwide application of wastewater-based epidemiology. Sci Total Environ. 2016; 568: 810-818. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.05.207


9. Price M., Wilkins C., Tscharke B.J., et al. Spatial, temporal and socioeconomic patterns of illicit drug use in New Zealand assessed using wastewater-based epidemiology timed to coincide with the census. N Z Med J. 2021; 134(1537): 11-26.


10. Chappell A., Armstrong B., Jay E., et al. Illicit drug consumption estimated using wastewater analysis and compared by settlement size in New Zealand. Sci Total Environ. 2022; 843: 156956. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156956


11. Liu S.Y., Yu W.J., Wang Y.R., et al. Tracing consumption patterns of stimulants, opioids, and ketamine in China by wastewater-based epidemiology. Environ Sci Pollut Res Int. 2021; 28(13): 16754-16766. https://doi.org/10.1007/s11356-020-12035-w


12. Archer E., Castrignanò E., Kasprzyk-Hordern B., Wolfaardt G.M. Wastewater-based epidemiology and enantiomeric profiling for drugs of abuse in South African wastewaters. Sci Total Environ. 2018; 625: 792-800. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.12.269


13. Рожанец В.В., Носырев А.Е. Эпидемиология на основе анализа сточных вод: новый подход к оценке потребления наркотических средств и психотропных соединений Часть II. Опиоиды. Вопросы наркологии. 2017; 9: 110-134.


14. Козлов А.А., Клименко Т.В., Ходжаев А.В., и др. Анализ сточных вод как эффективный метод оценки временных и пространственных тенденций потребления психоактивных веществ. Наркология. 2021; 7: 61-67.


15. Рожанец В.В., Клименко Т.В., Еганов А.А., и др. Оценка влияния второй волны пандемии COVID-19 на потребление алкоголя, табака и морфина в ограниченной популяции с помощью анализа сточных вод. Вопросы наркологии. 2022; 1(208): 39-56.


16. Чжан M., Пирогов А.В., Силантьев А.С., и др. Оценка потребления табака в ограниченной популяции с помощью анализа сточных вод. Вопросы наркологии.2018; 7: 72-83.


17. Hernández F., Ibáñez M., Botero-Coy A.M., et al. LC-QTOF MS screening of more than 1,000 licit and illicit drugs and their metabolites in wastewater and surface waters from the area of Bogotá, Colombia. Anal Bioanal Chem 2015; 407(21): 6405-6416. https://doi.org/10.1007/s00216-015-8796-x


18. Causanilles A., Kinyua J., Ruttkies C., et al. Qualitative screening for new psychoactive substances in wastewater collected during a city festival using liquid chromatography coupled to high-resolution mass spectrometry. Chemosphere.2017; 184: 1186-1193. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.06.101


19. Reid M.J., Baz-Lomba J.A., Ryu Y., Thomas K.V. Using biomarkers in wastewater to monitor community drug use: a conceptual approach for dealing with new psychoactive substances. Sci Total Environ. 2014; 487: 651-658. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2013.12.057


20. Kinyua J., Negreira N., Miserez B., et al. Qualitative screening of new psychoactive substances in pooled urine samples from Belgium and United Kingdom. Sci Total Environ. 2016; 573: 1527-1535. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.08.124


21. Postigo C., de Alda M.L., Barceló D. Evaluation of drugs of abuse use and trends in a prison through wastewater analysis. Environ Int.2011; 37(1): 49-55. https://doi.org/10.1016/j.envint.2010.06.012


22. Brewer A.J., Banta-Green C.J., Ort C., et al. Wastewater testing compared with random urinalyses for the surveillance of illicit drug use in prisons. Drug Alcohol Rev. 2016; 35(2): 133-137. https://doi.org/10.1111/dar.12185


23. Kolind T., Duke K. Drugs in prisons: Exploring use, control, treatment and policy. Drugs: Education, Prevention and Policy. 2016; 23(2): 89-92. https://doi.org/10.3109/09687637.2016.1153604


24. Gushgari A.J., Driver E.M., Steele J.C., Halden R.U. Tracking narcotics consumption at a Southwestern U.S. university campus by wastewater-based epidemiology. J Hazard Mater. 2018; 359: 437-444. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2018.07.073


25. Zuccato E., Gracia-Lor E., Rousis N.I., et al. Illicit drug consumption in school populations measured by wastewater analysis. Drug Alcohol Depend. 2017; 178: 285-290. https://doi.org/10.1016/j.drugalcdep.2017.05.030


26. РБК 28.02.2022. https://www.rbc.ru/society/28/02/2022/6218cb6b9a7947ada6d503de Дата обращения 1.02.2023


27. De Rycke E., Trynda A., Jaworowicz M., et al. Capacitive sensing of an amphetamine drug precursor in aqueous samples: Application of novel molecularly imprinted polymers for benzyl methyl ketone detection. Biosens Bioelectron. 2021; 172: 112773. https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112773


28. McCall A.K., Bade R., Kinyua J., et al. Critical review on the stability of illicit drugs in sewers and wastewater samples. Water Res. 2016; 88: 933-947. https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.10.040


29. Zuccato E., Chiabrando C., Castiglioni S., et al. Estimating community drug abuse by wastewater analysis. Environ Health Perspect. 2008; 116(8): 1027-1032. https://doi.org/10.1289/ehp.11022


30. Andrés-Costa M.J., Rubio-López N., Morales Suárez-Varela M., Pico Y. Occurrence and removal of drugs of abuse in Wastewater Treatment Plants of Valencia (Spain). Environ Pollut. 2014; 194: 152-162. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2014.07.019


31. Рожанец В.В., Чжан М. Эпидемиология на основе анализа сточных вод. Оценка потребления этанола и никотина. Наркология. 2017; 8 (188): 11-23.


32. Klein D.M., Pandey G., Blackwell B., Sperry K. Determination of Drugs and Metabolites in Raw Wastewater Using Liquid Chromatography-Mass Spectrometry. J Forensic Res.2015; 6(1): 1-5. https://doi.org/10.4172/2157-7145.1000268


33. Yadav M.K., Short M.D., Aryal R., et al. Occurrence of illicit drugs in water and wastewater and their removal during wastewater treatment. Water Res. 2017; 124: 713-727. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.07.068


34. McPeters R.A. PhD Thesis. LC-MS/MS determination of various drugs of abuse and metabolites in municipal wastewater effluent samples. Colorado: Colorado State University. Libraries; 2012.


35. Boix C., Ibáñez M., Sancho J.V., et al. Fast determination of 40 drugs in water using large volume direct injection liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Talanta. 2015; 131: 719-727. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2014.08.005


36. Asimakopoulos AG, Kannan P, Higgins S. et al. Determination of 89 drugs and other micropollutants in unfiltered wastewater and freshwater by LC-MS/MS: an alternative sample preparation approach. Anal Bioanal Chem. 2017; 409: 6205-6225. https://doi.org/10.1007/s00216-017-0561-x


37. van Nuijs A.L., Tarcomnicu I., Bervoets L., et al. Analysis of drugs of abuse in wastewater by hydrophilic interaction liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Anal Bioanal Chem. 2009; 395(3): 819-828. https://doi.org/10.1007/s00216-009-3017-0


38. Bijlsma L., Beltrán E., Boix C.,et al. Improvements in analytical methodology for the determination of frequently consumed illicit drugs in urban wastewater. Anal Bioanal Chem. 2014; 406(17): 4261-4272. https://doi.org/10.1007/s00216-014-7818-4


39. Baker D.R., Kasprzyk-Hordern B. Multi-residue analysis of drugs of abuse in wastewater and surface water by solid-phase extraction and liquid chromatography-positive electrospray ionisation tandem mass spectrometry. J Chromatogr A. 2011; 1218(12): 1620-1631. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2011.01.060