Obecnie obserwujemy rosnące zainteresowanie stanem środowiska, sposobami jego ochrony oraz wpływem zanieczyszczeń, które w nim się pojawiają i poprzez nie oddziaływają na zdrowie organizmów żywych. Nasza wiedza na temat już obecnych i „nowo” pojawiających się rodzajów zanieczyszczeń wciąż się poszerza, ale w niewystarczającym tempie.

Hormony płciowe to jedna z grup zanieczyszczeń, które w ostatnim czasie przyciągnęły uwagę naukowców. Z dostępnej literatury wynika, że najważniejszymi z nich pod względem wpływu na środowisko są hormony należące do grupy estrogenów.

Źródła estrogenów w środowisku

Estrogeny steroidowe można sklasyfikować jako hormony naturalne lub syntetyczne. Obecne w nadmiarze w organizmie żywym mogą działać jako substancje chemiczne zaburzające gospodarkę hormonalną (EDC). Do naturalnych estrogenów zalicza się estron, estradiol, estriol i estetrol (rys. 1). Estrogeny stymulują wzrost i rozwój narządów i innych tkanek związanych z układem rozrodczym, odpowiadając za rozwój drugo- i trzeciorzędowych żeńskich cech płciowych. Estrogeny usuwane są z organizmu wraz z kałem i wraz z odchodami trafiają do środowiska naturalnego.

Estrogeny mogą przedostawać się do środowiska w różny sposób. Naturalnym źródłem estrogenów są odchody zwierząt. Największy ładunek zanieczyszczeń związkami hormonalnymi trafia jednak do środowiska w wyniku działalności człowieka wraz ze ściekami sanitarnymi i rolniczymi. W 2015 r. ilość wydalanych przez ludzi i zwierzęta hodowlane hormonów steroidowych na świecie wynosiła 20,440 t, przy czym zwierzęta hodowlane odpowiadały za 74,4% emisji. Powodem tego są różnice w liczebności populacji ludzi i zwierząt oraz wielkości stężeń estrogenów w ich odchodach. Na przykład kobieta w wieku rozrodczym w ciągu roku wydala ok. 4,38 mg estrogenów, locha ok. 43 mg, a krowa ok. 110 mg. Na rysunku 2 przedstawiono światową inwentaryzację emisji steroidów w 2015 r. Globalnie emisja sterydów jest silnie skoncentrowana w regionach Azji, wzdłuż atlantyckiego wybrzeża Ameryki Południowej, a także w Europie Środkowej. Krajem o najwyższej emisji steroidów są Indie. Następnie można wyróżnić kraje takie jak Brazylia, Urugwaj, Tanzania, Chiny czy Nowa Zelandia, a w Europie obszar od Wielkiej Brytanii po Polskę. Z analizy mapy można łatwo wywnioskować, że najwyższa emisja estrogenów występuje w miejscach o skoncentrowanej populacji ludzkiej lub zwierzęcej (zwłaszcza bydła).

Oczywiście zawartość estrogenów w odchodach nie oznacza, że taka ilość emitowana jest bezpośrednio do środowiska. W krajach europejskich istnieje obowiązek oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych. Na przestrzeni ostatnich 20 lat obserwuje się znaczny wzrost odprowadzania ścieków z gospodarstw domowych do oczyszczalni ścieków za pośrednictwem sieci kanalizacyjnych. Do państw europejskich z najwyższym stopniem skanalizowania należą Austria (95,95% w 2019 r.), Niemcy (97,13% w 2015 r.), Luksemburg (99,3% w 2019 r.), Holandia (99,5% w 2019 r.) i Anglia (100% w 2014 r.). W Polsce procent skanalizowania w 2019 r. wynosił 75,44%.

Trudno się rozkładają

Estrogeny należą do grupy zanieczyszczeń trudno rozkładalnych, a ścieżki ich degradacji nie są w pełni zbadane. Badania wykazały, że odpowiednie dostosowanie parametrów procesowych pozwala osiągnąć wysoką efektywność usuwania estrogenów, mimo to wiele oczyszczalni ścieków charakteryzuje się niską skutecznością usuwania tych zanieczyszczeń. Należy podkreślić, że danych na temat skuteczności usuwania estrogenów w oczyszczalniach ścieków jest niewiele, często są ograniczone do jednego, ewentualnie dwóch związków hormonalnych. Aby określić rzeczywisty udział oczyszczalni ścieków w emisji estrogenów do środowiska niezbędny jest monitoring stężeń tych związków na odp...