Management actions to mitigate the occurrence of pharmaceuticals in river networks in a global change context
Notice bibliographique
Résumé
Human consumption of pharmaceuticals leads to high concentrations of pharmaceuticals in wastewater, which is usually not or insufficiently collected and treated before release into freshwater ecosystems. There, pharmaceuticals may pose a threat to aquatic biota. Unfortunately, occurrence data of pharmaceuticals in freshwaters at the global scale is scarce and unevenly distributed, thus preventing the identification of hotspots, the prediction of the impact of Global Change (particularly streamflow and population changes) on their occurrence, and the design of appropriate mitigation actions. Here, we use diclofenac (DCL) as a typical pharmaceutical contaminant, and a global model of DCL chemical fate based on wastewater sanitation, population density and hydrology to estimate current concentrations in the river network, the impact of future changes in runoff and population, and potential mitigation actions in line with the Sustainable Development Goals. Our model is calibrated against measurements available in the literature. We estimate that 2.74 ± 0.63% of global river network length has DCL concentrations exceeding the proposed EU Watch list limit (100 ng L-1). Furthermore, many rivers downstream from highly populated areas show values beyond 1000 ng L-1, particularly those associated to megacities in Asia lacking sufficient wastewater treatment. This situation will worsen with Global Change, as streamflow changes and human population growth will increase the proportion of the river network above 100 ng L-1 up to 3.10 ± 0.72%. Given this background, we assessed feasible source and end-of-pipe mitigation actions, including per capita consumption reduction through eco-directed sustainable prescribing (EDSP), the implementation of the United Nations Sustainable Development Goal (SDG) 6 of halving the proportion of population without access to safely managed sanitation services, and improvement of wastewater treatment plants up to the Swiss standards. Among the considered end-of-pipe mitigation actions, implementation of SDG 6 was the most effective, reducing the proportion of the river network above 100 ng L-1 down to 2.95 ± 0.68%. However, EDSP brought this proportion down to 2.80 ± 0.64%. Overall, our findings indicate that the sole implementation of technological improvements will be insufficient to prevent the expected increase in pharmaceuticals concentration, and that technological solution need to be combined with source mitigation actions.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; les deux têtes enseignantes s’accordent sur ce qui est montré ici.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».