Jaren geleden was er een tijd dat kinderen uit een plattelandsdorp in Zuid-Afrika nog steeds in de nabijgelegen rivieren wilden zwemmen. Maar als ze uit het water kwamen, zouden mensen met een gevoelige huid de ergste uitslag ooit krijgen, zegt professor Philiswa Nomngongo van de campus van de Universiteit van Johannesburg (UJ) in het CBD. Nomngongo is de DSI/NRF SARChI leerstoel:Nanotechnology for Water, binnen het UJ Department of Chemical Sciences.

Ze groeide op in het dorp Flagstaff in de Wild Coast-regio van de Oost-Kaap van Zuid-Afrika. "In mijn dorp zijn er beken en rivieren. Wat er gebeurt, is dat degenen die geen geld hebben om een ​​tank te kopen voor het opvangen van regenwater, afhankelijk zijn van de stroom of rivier", zegt ze.

De mensen met tanks doen hun bad, afwas en was met het handige en relatief veilige regenwater. Daarna lozen ze hun afvalwater in de nabijgelegen rivier. "Binnenstrooms drinkt iemand anders water uit die rivier", voegt ze eraan toe.

De meeste rivieren in Zuid-Afrika zijn misschien maar een paar meter breed en het grootste deel van het jaar ongeveer tot aan de taille, totdat er plotselinge overstromingen komen. En het zijn niet alleen mensen die de waterkwaliteit in zo'n dorp beïnvloeden, het is ook vee. "Als de koeien in het water lopen en het ziet er vies uit, wachten de dorpelingen tot het water weer helder is, maar de vraag is of het schoon is? De uitdaging is dat we altijd kijken of het water helder is, in plaats van naar de kwaliteit van dat specifieke water", zegt ze.

Stroomopwaarts van de stad

Mensen die in grote steden wonen, denken misschien dat de stroomopwaartse besmetting geen invloed op hen heeft. Waterzuiveringsinstallaties beschermen hen immers door zware metalen, bacteriën, virussen en meer uit hun leidingwater te halen. Maar het kraanwater in grote steden komt vaak uit rivieren stroomopwaarts. En er is nog een ander soort verontreiniging die dwars door bijna alle waterzuiveringsinstallaties glipt:de medicijnen die andere mensen stroomopwaarts gebruiken. Ze worden niet gefilterd door hun afvalwaterzuiveringsinstallaties; de medicijnen komen terecht in de rivieren die de steden en dorpen stroomafwaarts van drinkwater voorzien.

Pharma in onze eigen kranen

"Wat ik tegen een stadsmens kan zeggen, is dat niet al het heldere water schoon is. Als onderzoekers kennen we de uitdagingen met verontreinigende stoffen. Waterzuiveringsinstallaties kunnen geneesmiddelen niet verwijderen. Maar we lozen dagelijks geneesmiddelen in het afvalwater", zegt Nomngongo .

"In de steden krijgen we medicijnen omdat we medische hulpmiddelen hebben (ziektekostenverzekering). Soms maakt het ons niet uit en zeggen we:'Ik ben nu genezen' en gooien onze medicijnen weg. De eenvoudigste manier om dit te doen, is door het door het toilet te spoelen. We denken niet dat dit via onze eigen kraan bij ons terugkomt."

Behandelingsplanten doen maar zo weinig

"De technologieën in afvalwaterzuiveringsinstallaties verwijderen sommige verontreinigende stoffen, maar niet alles", zegt Dr. Mpingana Akawa. Ze woont in de buurt van de Oranje Rivier in Namibië. Dr. Akawa voerde het experimentele werk voor het onderzoek uit als onderdeel van haar Ph.D. studeert aan de universiteit van Johannesburg.

"Farmaceutica worden beschouwd als opkomende organische verontreinigende stoffen. We moeten niet vergeten dat de meeste geneesmiddelen niet gereguleerd zijn. Daarom zijn er geen grenzen aan hoeveel er in het afvalwater van een afvalwaterzuiveringsinstallatie moet zitten voordat het in het milieu wordt geloosd. Omdat ze niet gereguleerd, mensen houden deze dingen niet echt in de gaten voordat ze het gezuiverde afvalwater vrijgeven. Ik denk dat daar het hele probleem zit", voegt Akawa toe.

Vast tussen behoefte en vervuiling

Een van de redenen waarom geneesmiddelen in afvalwater nog niet gereguleerd zijn, is dat er dagelijks een 'cocktail' van veel hiervan in rivieren wordt geloosd. Dat maakt het soms erg lastig om hier regels over te maken, zegt Nomngongo. Een van de redenen waarom waterzuiveringsinstallaties niet zijn ontworpen om geneesmiddelen te verwijderen, is omdat ze in zeer lage concentraties in water aanwezig zijn, voegt ze eraan toe.

Ook is er de spanning tussen individuele medische behandeling en collectief waterbeheer. "Moeders met hiv moeten Nevirapine gebruiken om te voorkomen dat ze het virus op hun baby's overdragen. Als u ARV's zou reguleren, hoe zou u dan Nevirapine in afvalwater reguleren? We zitten vast tussen een behoefte en vervuiling."

Nevirapine wordt ook gebruikt als onderdeel van combinatietherapie voor mensen die antiretrovirale behandelingen ondergaan. "Het afvalwater van onze huizen gaat naar een afvalwaterzuiveringsinstallatie. Daar wordt het in meerdere fasen gezuiverd. Uiteindelijk komt het gezuiverde water terecht in de dichtstbijzijnde rivier. Daarom worden de meeste van deze installaties dicht bij een rivier of beek gebouwd En als dat water niet goed wordt behandeld, betekent dit dat de rivier in de buurt zal worden verontreinigd door een deel van de verontreinigende stoffen van de zuiveringsinstallatie", voegt ze eraan toe.

"Als je het over ARV's hebt, zullen ze niet alleen in de stad zijn, maar ook op het platteland, omdat moeders die de ARV's nemen er ook zijn", zegt Nomngongo.

Akawa zegt:"Het is niet alleen bij hiv-behandelingsmiddelen, maar ook bij elk ander geneesmiddel dat mensen nemen, het menselijk lichaam verbruikt niet al het medicijn. Slechts een deel ervan wordt opgenomen en de rest wordt uitgescheiden via urine of ontlasting. Dit alles komt uiteindelijk terecht in oppervlaktewater, zoals rivieren, die we drinken."

Monitoring van rivieren en afvalwater

Het onderzoek van Nomngongo en Akawa maakt regelmatige monitoring van rivieren en het effluent van afvalwaterzuiveringsinstallaties mogelijk.

Het detecteert twee veelgebruikte antiretrovirale geneesmiddelen, nevirapine (NVT) en zidovudine (AZT).

De door hen ontwikkelde methode is eenvoudig, snel en kosteneffectief. Het vereist apparatuur die je in de meeste chemielaboratoria aantreft.

Hun studie is gepubliceerd in Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management .

De monstervoorbereidingsmethode is beschreven in eerdere onderzoeken door andere onderzoekers. Ook hebben eerdere studies antiretrovirale geneesmiddelen in water gecontroleerd met behulp van andere methoden, zegt Akawa.

In deze studie worden watermonsters voorgeconcentreerd vóór analyse. De samengestelde watermonsters zijn genomen uit de rivier, stroomopwaarts en stroomafwaarts van een afvalwaterzuiveringsinstallatie.

"De ARV's zijn aanwezig in lage concentraties. Dit betekent dat je de monsterconcentraties moet verhogen om met het instrument te analyseren.

Als je gewoon water uit de rivier haalt en naar de HPLC (High-performance Liquid Chromatograph) gaat, kun je niets detecteren. Het instrument zal de ARV's bij die zeer lage concentratie niet kunnen oppikken", zegt Akawa.

Resultaten over een uur

De methode omvat het maken van een milieuvriendelijk adsorbens, wat ongeveer twee dagen duurt. Een van de ingrediënten is actieve kool die bij UJ wordt gemaakt uit afvalbanden. De ingrediënten en het vervaardigde adsorbens kunnen bij kamertemperatuur worden bewaard.

Als de methode eenmaal is gekalibreerd, duurt het ongeveer een uur om drie samengestelde watermonsters uit een glazen fles in drievoud te analyseren, zegt Akawa.

"De gegevens uit dit onderzoek kunnen als referentie worden gebruikt wanneer overheden en wetgevende instanties richtlijnen opstellen voor de maximaal toelaatbare niveaus voor de ARV's nevirapine en zidovudine, concludeert Akawa.