EcoFilter®

Svenska sjukhus släpper varje år ut 10 ton antibiotika orenat i naturen
Hur kommunernas miljöinspektörer kan tillåta detta kan man fråga sig. I Sverige brukar det krävas att den som producerar miljöfarligt avfall måste tillse att det omhändertas på ett säkert sätt. Så sker dock inte, utan sjukhusens föroreningar går ut i det kommunala avloppet, förbi reningsverken och hamnar i naturen.

Bakgrund
På många avdelningar i sjukvården används stora mängder antibiotika, framför allt med brett spektrum, för att behandla patienternas infektioner och för att förebygga infektioner i samband med operationer. Denna antibiotika utsöndras i patienternas urin och avföring och hamnar efter toalettbesök i sjukhusens avloppsvatten. Här leder den till utveckling av farliga, multiresistenta bakterier1. Antibiotikan och de resistenta bakterierna går vidare till de kommunala reningsverken som dock inte har system för att ta bort detta. Läkemedelsrester och multiresistenta bakterier går rakt igenom reningsverken och hamnar i naturen2. Exempelvis har detta visats i Svartån vid Örebro där man finner höga halter multiresistenta bakterier i sjukhusets avloppsvatten samt nedströms om det kommunala reningsverket, men endast mycket låga halter i vattendrag ovanför sjukhuset3. A
vloppsvatten med stora mängder läkemedelsrester och multiresistenta bakterier utgör ett allvarligt hälsohot som till exempel kan leda fram till att det bli omöjligt att bedriva en effektiv transplantationssjukvård, brännskadevård och dialysvård, eftersom dessa verksamheter kräver fungerande antibiotika. Dessutom kommer det krävas allt längre vårdtider i takt med att bakterierna blir allt mer antibiotikaresistenta, vilket kommer att öka sjukvårdens kostnader.
Sjukvården förstör således för sin egen verksamhet. Man kan rent av säga att  ”sjukvården sågar av den gren som de själva sitter på”. Detta är mycket oklokt!
1. Hocquet D, Muller A, Bertrand X. What happens in hospitals does not stay in hospitals: antibiotic-resistant bacteria in hospital wastewater systems. J Hosp Infect. 2016 Aug;93(4):395-402.
2. Frédéric O, Yves P. Pharmaceuticals in hospital wastewater: their ecotoxicity and contribution to the environmental hazard of the effluent. Chemosphere. 2014 Nov;115:31-9.
3. https://www.oru.se/english/news/bacteria-resistant-to-new-antibiotics-found-in-wastewater-and-the-river-svartan-in-orebro/

PharmaLundensis utvecklar det moderna avloppssystemet för sjukhus
Systemet kännetecknas av:

1. Avloppsvatten med läkemedelsrester avskiljs från övrigt avloppsvatten på sjukhuset. Detta sker genom installation av ett separat avloppssystem som endast betjänar patienttoaletter samt vissa sköljar och vaskar där det kan förekomma läkemedelsrester.

2. Det avskilja avloppsvattnet (med läkemedelsresterna) behandlas därefter i evaporatorer vilket tar bort allt vatten. Kvar blir salter, organiska rester samt alla läkemedelsrester. Detta torra avfall destrueras sedan i brännugn. Kvar blir bara koldioxid och vatten. En enkel och elegant lösning på ett svårt problem!

Detta system kallas för EcoFilter®.

Teknik
Reningen av läkemedelsrester i EcoFilter-systemet sker med evaporatorer, vilket är en sorts destilleringsapparat. Avloppsvattnet skickas in i evaporatorn och kokas, vilket ångar bort allt vatten. Antibiotikan blir kvar i slasken som sedan skickas till förbränning i en ugn med hög temperatur (>1000o), vilket förintar läkemedelsresterna. Tester visar att minst 99.9 % av all antibiotika i avloppsvattnet tas bort.

Komponenter
EcoFilter-systemet består av komponenter på sjukhusen, komponenter på regionala reningscentraler samt tankbilar som transporterar avloppsvatten från sjukhusen till reningscentralerna.

På sjukhusen installeras ett nytt, separat avloppssystem som endast tar hand om vatten som kan förväntas innehålla läkemedelsrester (från patienttoaletter samt vissa vaskar och sköljar). Dessa enheter förbinds genom ett vacuumsystem till en uppsamlingstank i källaren. När patienter går på toaletten och när diskmaskinen i sköljen diskar pottor och bäcken samlas avloppsvattnet upp genom det nya vacuumsystemet och lagras i tanken i källaren.

Tankbilar, som skickas varje vecka till sjukhusen, pumpar upp avloppsvattnet från uppsamlingstanken och fraktar det till reningscentralen.

På regionens reningscentral finns evaporatorer som separerar läkemedelsresterna från vattnet. Det renade vattnet skickas ut i det kommunala avloppet medan slasken, inklusive läkemedelsresterna, skickas till förbränning i en högtemperatur ugn.

Fördelar
* Fullständig rening av alla antibiotikautsläpp
* Relativt billigt att installera och driva.
* Systemet kan börja installeras inom kort.

Beställ mer information om EcoFilter:


Kontakt

.
Fördjupad information
Reningen från läkemedelsrester i EcoFilter-systemet sker  med evaporatorer, vilket är en sorts destilleringsapparat. Avloppsvattnet skickas in i evaporatorn och kokas, vilket ångar bort allt vatten. Läkemedelsresterna blir kvar i slasken som sedan skickas till förbränning i en högtemperaturugn. Detta förintar läkemedelsresterna. Tester visar att i pricip 100 % av all antibiotika i vattnet tas bort. Det blir så effektivt eftersom evaporatorn hettar upp avloppsvattnet till en temperatur som ångar bort vattnet men inte läkemedelsresterna. Vatten förångas redan vid 100 grader medan läkemedel behöver närmare 1000 grader för att förångas. Slutprodukten blir således destillerat vatten och slask, vilken efter förbränning blir till koldioxid och vatten. Systemet tar bort läkemedel som både utsöndras i urin och avföring.
Komponenter
På kliniken installeras ett separat avloppssystem som endast tar hand om avloppsvatten som kan förväntas innehålla läkemedelsrester (från patienttoaletter samt vissa vaskar och sköljar). Dessa enheter förbinds genom ett vacuumsystem till en uppsamlingstank i källaren. En reningscentral byggs i varje storstadsregion i landet. Tankbilar som skickas varje vecka till abonnenterna på reningstjänsten fraktar avloppsvattnet till reningscentralen. Här finns högkapacitetsevaporatorer som separerar läkemedelsresterna från vattnet.
.
Fig 1 beskuren vers 2
.
EcoFilter-systemet renar bort läkemedelsrester ytterst effektivt, samt blir relativt snabbt och enkelt att installera och driva. Vi tror därför att det kommer att bli standard på sjukhus i Sverige och i många EU-länder.
Teknologi
EcoFilter systemet använder evaporatorer för att ta bort vatten från vätskor som är förorenade med läkemedelsrester, vilket beskrivs i Filter 1 och Filter 2. Grunden för denna separation är att vatten kokar vid 100 grader medan läkemedelsrester behöver hettas upp till mer än 800-1000 grader för att förångas. Evaporatorn hettar således upp avloppsvattnet till en temperatur som ångar bort vattnet men inte läkemedel. När man ångat bort allt vatten från avloppsvattnet finns därför alla läkemedelsresterna kvar i slasken, vilken sedan skickas till förbränning.                                         

EcoFilter Modell 101 Jämför med en tesked salt som hälls i en kastrull med kokande vatten. Inledningsvis löser sig saltet i vattnet och försvinner, men om allt vatten kokas bort återfinns saltet som en vit beläggning på kastrullens väggar. Det är då enkelt att samla ihop saltet för vidare hantering. Detta är en robust och välbeprövad teknologi som vi använder på ett nytt sätt.

                                               EcoFilter Prototyp Modell 101

Ett problem är att ovanstående system genererar stora mängder slaskmaterial. I Patent 3 beskriver vi hur slaskmängden kan kraftigt reduceras så att processen blir mycket mer ekonomisk.

Det finns många andra praktiska frågor som måste lösas för att få ett effektivt system som kan eliminera sjukhusens utsläpp av läkemedelsrester i avloppsvattnet, vilket beskrivs i Patent 4.
Tester
Undersökningar för att klargöra kapaciteten hos EcoFilter® att ta bort antibiotika i urin från intensivvårdspatienter som behandlas med mycket höga doser bredspektrumantibiotika har genomförts. Testerna visade:
* att obehandlad urin från dessa patienter innehöll extremt mycket antibiotika med en mycket uttalad antibakteriell effekt. Således har inte antibiotikan brutits ner i nämnvärd utsträckning då den passerat genom kroppen.

* att urin som behandlats med EcoFilter® fullständigt saknade antibakteriell effekt – all antibiotika hade blivit eliminerad.
* att EcoFilter® fullständigt uppfyller alla önskvärda reningskrav.

Vid dessa tester utvärderades den antibakteriella effekten genom en biologisk bio-assay metod där den bakteriedödande effekten av urinen på bakterier som växer på odlingsplattor bestämdes. Följande bredspektrumantibiotika ingick i testerna: Bensylpenicillin, Cefotaxim, Cefuroxim, Cloxacillin, Erytromycin, Metronidazol, Rifampicin, Trimetoprim-sulfa och Piperacillin-tazobaktam.

Testerna finns beskriva i följande översikter: Rapport 1 och Rapport 2

Effekt av EcoFilter på en djupblå vattenlösning. Efter rening är lösningen helt klar!

Effekt av EcoFilter på en djupblå vattenlösning. Efter rening är lösningen helt klar. EcoFilter tar bort antibiotika med lika stor effektivitet.

.

Fördjupad information
Den ökande förekomsten av antibiotikaresistens hos bakterier utgör ett av de största hoten mot människors hälsa i framtiden. Läkemedelsrester i form av antibiotika hittas idag i allt större utsträckning i avloppsvatten och rötslam, och parallellt med detta blir bakterier allt mer resistenta mot antibiotika. Det har även visats att bakterier med antibiotikaresistens ackumuleras i rötslam. Som exempel var E. coli i rötslam resistenta mot 16 av 24 testade antibiotika (penicilliner, cefalosporiner, aminoglykosider, kinoloner osv). Den högsta graden av resistens (upp till 57 %) fanns för tetracyklin1. Dagens kommunala reningsverk kan inte ta bort läkemedel eller antibiotika-resistenta bakterier från avloppsvatten. I själva verket förefaller det som reningsverken i stället bidrar till att sprida antibiotikaresistens2+3. Om otillräckligt behandlat rötslam används på åkrar som gödning, kan växter bli smittbärande och infektera djur och människor med tarmbakterier. Detta finns beskrivet i många fall5.

Sjukhusens avloppsvatten bidrar till att förorena det kommunala avloppsvattnet med läkemedel. I hela EU står sjukhus för ca 10 % av alla antibiotikautsläpp4 och på vissa ställen är det betydligt större andel. I till exempel Danmark står sjukhusen för 24 % av de totala antibiotikautsläppen i Köpenhamnsregionen. Tar man bort enkla och oproblematiska penicilliner stiger siffran till 43 % för sjukhusen. Och när det gäller de viktigaste bredspektrum antibiotika, som har direkt livräddande effekt, används de nästa uteslutande på sjukhus. De stora utsläppen av antibiotika i sjukhusens avloppssystem medför att de utgör en centralpunkt för antibiotikaresistens och att de har en avgörande roll för utveckling och spridning av antibiotikaresistens6. Ytterligare ett allvarligt problem är att gener för antibiotikaresistens som utvecklats i sjukhusens avloppssystem kan spridas mellan bakterier företrädesvis i de kommunala reningsverken. Resultatet blir att stora mängder multi-resistenta bakterier sprids i naturen.
1. Reinthaler FF, Posch J, Feierl G, Wüst G, Haas D, Ruckenbauer G, Mascher F, Marth E. Antibiotic resistance of E. coli in sewage and sludge. Water Res. 2003 Apr;37(8):1685-90.
2. Karen L. Jury , Stuart J. Khan , Tony Vancov , Richard M. Stuetz & Nicholas J. Ashbolt. Are Sewage Treatment Plant Promoting Antibiotic Resistance? Critical Reviews in Environmental Science and Technology Volume 41, 2011 – Issue 3, Pages 243-270.
3. Rizzo L, Manaia C, Merlin C, Schwartz T, Dagot C, Ploy MC, Michael I, Fatta-Kassinos D. Urban wastewater treatment plants as hotspots for antibiotic resistant bacteria and genes spread into the environment: a review. Sci Total Environ. 2013 Mar 1;447:345-60.
4
. Heaton JC, Jones K. Microbial contamination of fruit and vegetables and the behaviour of enteropathogens in the phyllosphere: a review. J Appl Microbiol. 2008 Mar;104(3):613-26. Epub 2007 Oct 9.
5
. Kümmerer K. Antibiotics in the aquatic environment–a review–part I. Chemosphere. 2009 Apr;75(4):417-34.
6
. Hocquet D, Muller A, Bertrand X.
What happens in hospitals does not stay in hospitals: antibiotic-resistant bacteria in hospital wastewater systems. J Hosp Infect. 2016 Aug;93(4):395-402.

Problem med dagens avloppssystem på sjukhus
Sjukhusens avloppssystem har idag fyra viktiga problem som måste åtgärdas:
1. Utsläpp av stora mängder läkemedel i avloppsvattnet.
2. Utsläpp av stora mängder multi-resistenta bakterier och resistensgener i avloppsvattnet.
3. Epidemier på sjukhusens vårdavdelningar orsakade av multi-resistenta bakterier från sjukhusets avloppsrör.
4. Spridning av multi-resistenta bakterier från sjukhuspatienter.

1. Utsläpp av stora mängder läkemedel i avloppsvattnet.
Många patienter på sjukhus behandlas med läkemedel. Dessa utsöndras vanligtvis i urinen eller avföringen och spolas ner på toaletten. Detta medför att avloppssystem på sjukhus innehåller höga halter av läkemedelsrester, som kan ha ekotoxiska effekter1. Av speciellt intresse är bredspektrumantibiotika, som kan leda till utveckling av multi-resistenta bakterier i naturen2.
1. Frédéric O, Yves P. Pharmaceuticals in hospital wastewater: their ecotoxicity and contribution to the environmental hazard of the effluent. Chemosphere. 2014 Nov;115:31-9.
2. Gullberg E, Cao S, Berg OG, Ilbäck C, Sandegren L, Hughes D, et al. (2011) Selection of Resistant Bacteria at Very Low Antibiotic Concentrations. PLoS Pathog7(7): e1002158.

2. Utsläpp av stora mängder multi-resistenta bakterier och resistensgener i avloppsvattnet.
Stora mängder antibiotika används på sjukhus för att behandla patienter med infektioner. Denna antibiotika utsöndras i urin och avföring och spolas ner i avloppssystemet. Detta medför att det finns en kontinuerlig och långvarig närvaro av antibiotika i sjukhusens avloppssystem. Som alltid då bakterier långvarigt exponeras för antibiotika så utvecklar bakterierna resistens. Detta medför att avloppsrören på sjukhus är fulla med multi-resistenta bakterier1. Dessa bakterier passerar genom avloppsreningsverken och sprids i naturen, där de kan smitta djur och människor. Vidare kan antibiotikaresistenta bakterier sprida sina resistensgener till ännu fler bakterier till exempel i det kommunala reningsverket. Rötslam kan därefter förorena växter och smitta djur och människor2. Det har även visats att råttor som lever i sjukhusens avloppssystem bär på multi-resistenta bakterier som kan orsaka allvarliga sjukdomar hos människor3.
1. Hocquet D, Muller A, Bertrand X. What happens in hospitals does not stay in hospitals: antibiotic-resistant bacteria in hospital wastewater systems. J Hosp Infect. 2016 Aug;93(4):395-402.
2. Rizzo L, Manaia C, Merlin C, Schwartz T, Dagot C, Ploy MC, Michael I, Fatta-Kassinos D. Urban wastewater treatment plants as hotspots for antibiotic resistant bacteria and genes spread into the environment: a review. Sci Total Environ. 2013 Mar 1;447:345-60. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.01.032. Epub 2013 Feb 7.

3. Hansen TA, Joshi T, Larsen AR, Andersen PS, Harms K, Mollerup S, Willerslev E, Fuursted K, Nielsen LP, Hansen AJ. Vancomycin gene selection in the microbiome of urban Rattus norvegicus from hospital environment. Evol Med Public Health. 2016 Aug 3;2016(1):219-26.

3. Epidemier på sjukhusens vårdavdelningar orsakade av multi-resistenta bakterier från sjukhusets avloppsrör.
Det finns många faktorer som kan bidra till allvarliga epidemier på sjukhus med bakterier från sjukhusets avloppssystem, inklusive felaktig konstruktion på vaskar, duschar och toaletter, läckor från avloppsrör och stopp i avloppet1. Det har även visats att bakterier i vattenlåsen på vanliga vaskar på sju dagar bildar en biofilm som sträcker sig upp till vaskens ventil. När kranen därefter spolas stänker bakterierna i biofilmen upp till en meter kring vasken, varvid de kan smitta patienter2. Om bakterierna är multi-resistenta kan de orsaka mycket allvarliga epidemier, speciellt hos patienter med nedsatt immunförsvar.
1. Breathnach AS, Cubbon MD, Karunaharan RN, Pope CF, Planche TD. Multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa outbreaks in two hospitals: association with contaminated hospital waste-water systems. J Hosp Infect. 2012 Sep;82(1):19-24.
2. Shireen Kotay, Weidong Chai, William Guilford, Katie Barry and Amy J. Mathers. Spread from the Sink to the Patient: in situ Study Using Green Fluorescent Protein (GFP) Expressing- Escherichia coli to Model Bacterial Dispersion from Hand Washing Sink Trap Reservoirs. Appl Environ Microbiol. 2017 Mar 31;83(8).

4. Spridning av multi-resistenta bakterier från sjukhuspatienter.
Många patienter på sjukhus, ffa de som vårdats under lång tid, är bärare av multi-resistenta bakterier i tarmen eller urinvägarna1. Vid toalettbesök spolas de resistenta bakterierna ner i avloppssystemet där de kan sprida sig. De multi-resistenta bakterierna kan därefter infektera patienter på avdelningar, som beskrivits i punkt 3 ovan. Bakterierna kan även följa med avloppsvattnet till det kommunala reningsverket där resistensgener kan överföras till andra bakterier. Resultatet blir smittorisk för multi-resistenta bakterier på sjukavdelningarna samt på åkrar och i naturen.
1. Hogardt M, Proba P, Mischler D, Cuny C, Kempf VA, Heudorf U. Current prevalence of multidrug-resistant organisms in long-term care facilities in the Rhine-Main district, Germany, 2013. Euro Surveill. 2015;20(26):pii=21171.

Bakgrund
Dagens reningsverk kan inte ta bort antibiotika från avloppsvattnet, utan det som släpps ut i avloppssystemet hamnar i miljön. Detta leder till ökad förekomst av antibiotikaresistenta bakterier1,2 som senare kan smitta människor med farliga infektioner. Antibiotikaresistenta bakterier finns på många sjukhus i EU, fyra miljoner patienter blir infekterade av dem varje år och de orsakar
25 000 dödsfall3. Om det sprids resistenta bakterier i naturen finns det risk för att vardagliga saker som ont i halsen eller ett barns skrubbade knä åter kan döda, enligt WHO.
1.  http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1002158
2. http://ehp.niehs.nih.gov/wp-content/uploads/120/8/ehp.1104650.pdf
3. http://ec.europa.eu/research/fp7/pdf/antimicrobial_resistance_fact_sheet.pdf

Antibiotika får aldrig komma ut i avloppssystemet utan måste stoppas vid källan!
Det verkar närmast vara en naturlag att när det finns ständig kontakt mellan antibiotika och stora mängder bakterier så dyker det ALLTID upp antibiotikaresistens. Man kan därför vara säker på att det finns antibiotikaresistenta bakterier i avloppssystemen på alla svenska sjukhus. Det enda som förhindrar att dessa bakterier tar sig upp till vårdavdelningarna och patienterna är vattenlåsen.  Om något vattenlås torkar ut, till exempel i en golvbrunn, blåser det upp dålig lukt och då kan bakterierna följa med. Dessutom finns det sannolikt antibiotikaresistenta bakterier i sköljrummets vask, där urinpåsar normalt töms ut. Även om det används bakteriedödande rengöringsmedel i vasken är det omöjligt att döda alla bakterier i vattenlåset, där det finns tjocka avlagringar och beläggningar. Om det brukar gå antibiotika genom vattenlåset kan man vara säker på att det finns antibiotikaresistenta bakterier där. När det sedan spolas med kranen kan det stänka upp antibiotikaresistenta bakterier i rummet.

Ytterligare problem uppstår på vägen från sjukhusets avloppssystem tills avloppsvattnet når reningsverket flera kilometer bort. Under hela denna tid befinner sig antibiotikan i direkt kontakt med myriader av bakterier, vilket driver fram antibiotikaresistens. De resistenta bakterierna kan sedan komma upp till människor med exempelvis råttor och insekter. Även servicepersonal som går ner i avloppssystemen kan få med sig resistenta bakterier upp till ytan. Läckande avloppsrör kan släppa ut resistenta bakterier. Efter kraftiga regn kan avloppssystemet översvämmas så att det sköljs ut antibiotikaresistenta bakterier i avloppsbrunnar och toaletter.

Bredspektrum antibiotika
Speciellt värdefulla antibiotika kallas för bredspektrum antibiotika då dessa dödar många olika typer av bakterier. Om det kommer in en patient med en allvarlig infektion till lasarettet sätter man in ett sådant antibiotikum. Infektioner som idag kräver bredspektrum antibiotika inkluderar hjärnhinneinflammation, svåra bukinfektioner, svår lunginflammation samt blodförgiftning. Utan effektiva antibiotika överlever inte dessa patienter. Det är således av extra stort intresse att skydda värdefull bredspektrumantibiotika mot resistensutveckling. Det som driver utveckling av antibiotikaresistens hos bakterier är långvarig kontakt mellan bakterier och antibiotika. En plats som uppvisar dessa förutsättningar är avloppssystem från sjukhus. På sjukhusens infektionskliniker och intensivvårdsavdelningar används dagligen stora mängder antibiotika, och mycket är av bredspektrum typ. Efter att patienterna intagit antibiotika cirkulerar det i kroppen och utsöndras därefter vanligtvis i urinen, som i sin tur går ut i avloppet. Detta innebär att avloppsvatten från dessa sjukhuskliniker innehåller höga halter bredspektrumantibiotika i kontakt med stora mängder bakterier, varför risken för antibiotika resistens utveckling är stor.

00000000048