Humane geneesmiddelen in het oppervlaktewater en de effecten hiervan op waterorganismen; En in het bijzonder de invloed van ibuprofen en diclofenac op de hartslagfrequentie van de Daphnia magna

Eline Aarts & Irene Algra 6 VWO Fioretti College Lisse Datum: 22-10-2018 Onder begeleiding van mw. Van der Vlugt

2

Samenvatting Er is onderzoek gedaan naar het effect van medicijnresten in het oppervlaktewater op waterorganismen. De medicijnresten in het oppervlaktewater zijn er op verschillende manieren gekomen. Het gedeelte van de medicijnen dat na het innemen door mensen in het water is beland, is soms eerst omgezet door het lichaam. Alle medicijnresten, omgezet of niet, komen terecht in het riool. Hierna wordt het eerst gezuiverd, maar lang niet alle medicijnresten worden uit het water gehaald. De medicijnen belanden in het oppervlaktewater en kunnen effecten hebben op de waterorganismen. Van een aantal medicijn(rest)en is al in eerdere onderzoeken onderzocht wat de invloed was. Er is onderzocht wat de effecten van diclofenac en ibuprofen op de hartslagfrequentie van de watervlo Daphnia magna is. Voor dit experiment zijn er verschillende concentraties diclofenac en ibuprofen gemaakt. Nadat de watervlooien in de verschillende concentraties zijn gelegd, is het aantal hartslagen geteld. De resultaten zijn verwerkt in tabellen en boxplots. Hieruit is geconcludeerd dat de hartslagfrequentie bij ibuprofen ten opzichte van de nulmeting omlaag gaat. Maar wanneer de concentratie ibuprofen vanaf dat punt hoger wordt, wordt ook de hartslagfrequentie hoger. Het komt door deze toename uiteindelijk boven de hartslagfrequentie van de nulmeting uit. Bij diclofenac wordt de hartslagfrequentie hoger wanneer de concentratie hoger wordt. Alleen bij de hoogste concentratie daalt de hartslagfrequentie weer. Dit komt voor een groot deel niet overeen met de hypothese, aangezien er waarschijnlijk tijdens de proef andere factoren, zoals stress, zijn geweest die invloed hebben gehad op de hartslagfrequentie.

3

Inhoudsopgave Samenvatting 2

Inleiding 4

Medicijnresten, gewasbeschermingsmiddelen en industriële chemicaliën in het oppervlaktewater 6

Welke medicijnresten komen in het oppervlaktewater voor? 7

Omzetting van geneesmiddelen in het menselijk lichaam 8

De zuivering van rioolwater 11

Hoe komen medicijnen in het oppervlaktewater terecht? 11

Hoe wordt het water uit rioleringen gezuiverd? 13

Concentratie medicijnresten in het oppervlakte- en kraanwater 16

Richtlijnen van medicijnresten in oppervlaktewater 17

Wat zijn de effecten op waterorganismen? 19

Effecten op individuele organismen 19

Effecten op het ecosysteem 20

Hoe worden de effecten van medicijnresten op waterorganismen beïnvloed? 21

De invloed van ibuprofen en diclofenac op de hartslagfrequentie van de Daphnia magna 22

Inleiding 22

Keuze van de proefdieren 22

Keuze van de geneesmiddelen 22

De watervlooien van de soort Daphnia magna 22

Algemene informatie ibuprofen 23

Algemene informatie Diclofenac 24

Onderzoeksvraag 25

Hypothese 25

Toelichting 25

Materiaal en Methode 26

Wat is een boxplot? 32

Resultaten 34

Conclusie 38

Discussie 39

Eindconclusie 41

Einddiscussie 42

Verantwoording 44

Bibliografie 45

Bijlagen 49

4

Inleiding Wanneer je hoofd- of buikpijn hebt, is er een kans dat je een pijnstiller, zoals ibuprofen of een paracetamol, uit de kast haalt. Maar heb je je ooit afgevraagd waar dit medicijn terecht komt, nadat het zijn werk in jouw lichaam heeft gedaan? En wat voor gevolgen dit heeft? Steeds vaker wordt er in het nieuws aandacht besteed aan de medicijnresten in het oppervlaktewater. Doordat dit onderwerp zoveel aandacht krijgt, leek het interessant om hier onderzoek naar te doen. Ook zal het in de toekomst waarschijnlijk een grotere invloed hebben. Omdat hele ecosystemen in de toekomst door de aanwezigheid van medicijn(resten) verstoord kunnen worden, is het nodig om hier nu al aandacht aan te besteden en oplossingen te bedenken om eventuele schade te beperken. Het doel van dit profielwerkstuk was dan ook om humane geneesmiddelen in het oppervlaktewater en de invloed hiervan op de waterorganismen te onderzoeken. Om de effecten van medicijnen op waterorganismen te onderzoeken, is ervoor gekozen om naast literatuuronderzoek, ook een experiment uit te voeren. In dit experiment is de invloed van de stoffen ibuprofen en diclofenac op de hartslagfrequentie van watervlooien onderzocht. De hypothese was dat de stoffen ibuprofen en diclofenac voor een daling van de hartslagfrequentie zouden zorgen, aangezien dit het ook het geval is bij de mens. Om de invloed van humane geneesmiddelen op de kwaliteit van het oppervlaktewater te onderzoeken, is eerst in algemene zin onderzocht welke stoffen er, naast geneesmiddelen, in het oppervlaktewater voorkomen. Ook is er bij deze deelvraag onderzocht welke specifieke geneesmiddelen tegenwoordig al een risico vormen voor waterorganismen in het oppervlaktewater, aangezien de concentraties van deze middelen al boven de risicogrens liggen. De vorm van geneesmiddelen in het oppervlaktewater moet worden onderzocht om te bepalen wat de invloed hiervan op waterorganismen is. Het was dus nodig om informatie over de omzetting van geneesmiddelen in het menselijk lichaam op te zoeken. Het is namelijk zo dat sommige geneesmiddelen in het menselijk lichaam worden omgezet en dus niet in de originele vorm het lichaam weer verlaten. Sommige medicijnen komen ook in de originele vorm in het oppervlaktewater voor, aangezien veel mensen hun “overige” medicijnen gewoon door het toilet spoelen. Nadat geneesmiddelen in het riool terecht zijn gekomen, komen ze niet zomaar in het oppervlaktewater terecht. Daarom was het belangrijk om de route van medicijnen van het riool naar het oppervlaktewater te onderzoeken. Ze doorlopen tijdens deze route een afvalwaterzuiveringsinstallatie. Om extra inzicht te krijgen in dit proces, is deze bezocht.

5

Al in eerdere onderzoeken zijn de effecten van geneesmiddelen op waterorganismen onderzocht. Deze informatie is gebruikt om de invloed van de geneesmiddelen beter in beeld te krijgen. Er is hier gekeken naar de effecten op individueel niveau, maar ook naar de eventuele gevolgen voor een geheel ecosysteem. Daarnaast is er gekeken of er bepaalde factoren zijn die de effecten van medicijnresten beïnvloeden. Nadat alle informatie verzameld was, kon er een conclusie getrokken worden. Op deze manier kon geconcludeerd worden welke medicijn(resten) in het oppervlaktewater voorkomen en wat hiervan de invloed is op de waterorganismen.

6

Medicijnresten, gewasbeschermingsmiddelen en industriële chemicaliën in het oppervlaktewater Het was al wat langer bekend dat afvalstoffen van fabrieken en gewasbeschermingsmiddelen in het oppervlaktewater terecht komen. Maar veel mensen weten niet dat er ook medicijnresten in het oppervlaktewater te vinden zijn. Uit onderzoek is gebleken dat er een grote hoeveelheid medicijn(resten) in het oppervlaktewater terecht komt (RIVM, 2016). Per jaar wordt er in Nederland 3500 ton aan medicijnen gebruikt. Hiervan wordt minstens 140 ton, via de rioolwaterzuivering, in het oppervlaktewater geloosd. Van de gewasbeschermingsmiddelen komt veel minder in het oppervlaktewater terecht, namelijk in Nederland per jaar ongeveer 17 ton, terwijl er wel drie keer zoveel gewasbeschermingsmiddelen worden gebruikt als medicijnen. Er is een verklaring voor het feit dat er minder gewasbeschermingsmiddelen in het oppervlaktewater terecht komen dan verwacht wordt. Aangezien een groot gedeelte van de gewasbeschermingsmiddelen op het gewas en land terecht komt, zullen de middelen niet de grond in gaan. Het gevolg is dat de middelen niet in het grondwater terecht komen en dus uiteindelijk ook niet in het oppervlaktewater. Naast het feit dat de gewasbeschermings- middelen op het gewas en land terecht komen, verdwijnen ze ook via de lucht. Hierdoor komen de middelen dus ook niet in het oppervlaktewater terecht. (RIVM, 2016) Er wordt verwacht dat in de toekomst een kleinere hoeveelheid gewasbeschermings- middelen in het oppervlaktewater terecht zal komen. Deze daling zal erg waarschijnlijk zijn, aangezien het afvalwater van de kassen gezuiverd gaat worden en het verboden wordt om chemische middelen op verhardingen te gebruiken. De hoeveelheid medicijnresten is de afgelopen periode toegenomen en er wordt verwacht dat dit nog meer zal toenemen. Naast de medicijnresten en gewasbeschermingsmiddelen komen er ook industriële chemicaliën in het oppervlaktewater voor. Voor de industriële chemicaliën geldt dat er ongeveer 1600 ton per jaar in het oppervlaktewater terecht komt. De hoeveelheid industriële chemicaliën die in het oppervlaktewater wordt geloosd, is dus vele malen hoger dan de hoeveelheid gewasbeschermingsmiddelen en medicijnresten. Ook voor deze groep geldt dat de hoeveelheid die per jaar geloosd wordt, afneemt. Met de cijfers die bekend zijn, kunnen de verhoudingen berekend worden. Het is namelijk zo dat de hoeveelheid industriële chemicaliën 11,4 keer hoger is dan de hoeveelheid medicijnresten in het oppervlaktewater. Voor de hoeveelheid medicijnresten geldt dat deze hoeveelheid 8,2 keer hoger is dan de hoeveelheid gewasbeschermingsmiddelen (Nieuwenhuis, 2016). Er kan geconcludeerd worden dat de industriële chemicaliën het meest in het oppervlaktewater voorkomen, daarna volgen de medicijnresten. De gewasbeschermings- middelen komen het minst voor. De hoeveelheid industriële chemicaliën en gewasbeschermingsmiddelen zullen in toekomst afnemen, terwijl de hoeveelheid medicijnresten in het oppervlaktewater steeds meer zal toenemen. (RIVM, 2016)

7

Welke medicijnresten komen in het oppervlaktewater voor?

Tegenwoordig wordt men zich er steeds bewuster van dat er medicijnresten in het oppervlaktewater voorkomen. Er worden daarom ook steeds meer onderzoeken gedaan om erachter te komen om welke resten dit daadwerkelijk gaat en wat de effecten hiervan op waterorganismen zijn. Er zijn ongeveer 2000 werkzame stoffen uit medicijnen op de markt. Door waterbeheerders is hiervan voor slechts 80 stoffen onderzocht of deze in het oppervlaktewater voorkomen. Bovendien is van nog minder stoffen de norm vastgesteld. Dit komt doordat de normen van stoffen pas worden vastgesteld wanneer stoffen in een grotere hoeveelheid in het oppervlaktewater voorkomen. Medicijnen komen momenteel nog niet in een dusdanige hoeveelheid voor, dat er veel onderzoek naar de middelen wordt gedaan. Wanneer er geen normen zijn voor stoffen, is het ook niet verplicht om de stoffen te monitoren. Doordat van vele medicijnen nog niet bekend is in welke concentraties zij in het oppervlaktewater voorkomen, is het moeilijk om de effecten ervan op waterorganismen in te schatten. Van een paar medicijnen is wel al aangetoond dat ze in een hogere concentratie voorkomen dan de concentratiegrens. Met de concentratiegrens (en r-grens) wordt de grens bedoeld die aangeeft welke hoeveelheid van een medicijn in het oppervlaktewater mag voorkomen. Onder deze grens is de hoeveelheid niet schadelijk voor de waterorganismen. (RIVM, 2016) Uit een onderzoek dat in 2009 is gedaan, bleek al dat er medicijnresten in het oppervlaktewater voorkomen (Lange W. R., 2009). Uit het onderzoek bleek dat de geneesmiddelen carbamazepine, diclofenac, erytromycine, metoprolol en sulfamethoxazol frequent in het oppervlaktewater te vinden zijn. Vier van deze stoffen vormen een risico voor aquatisch milieu, behalve het middel metoprolol (Donk, 2017). Uit een recenter onderzoek, dat in 2016 is uitgegeven, bleek dat er nog meer geneesmiddelen zijn die in een hogere concentratie dan de concentratiegrens voorkomen (RIVM, 2016). De geneesmiddelen die het vaakst voorkomen in het Nederlandse oppervlaktewater zijn de stoffen diclofenac, azithromycine, clarithromycine, sulfamethoxazol en carbamazepine. Deze komen in een hogere concentratie dan de concentratiegrens in het oppervlaktewater voor (RIVM, 2016).

8

Omzetting van geneesmiddelen in het menselijk lichaam Wanneer je hele erge hoofdpijn hebt en een paracetamol inneemt, is het niet zo dat je meteen van je hoofdpijn af bent. Er zijn namelijk een aantal fasen die een medicijn doorloopt voordat het zijn werk kan doen. Om te begrijpen in welke vormen medicijn(rest)en in het oppervlaktewater voor kunnen komen, is het belangrijk om naar de eventuele omzetting van medicijnen in het menselijk lichaam te kijken. In figuur 1 is te zien dat een medicijn eerst in de bloedbaan moet worden opgenomen, de zogenaamde absorptie. De mate waarin een geneesmiddel na toediening in de bloedbaan wordt opgenomen, hangt o.a. af van de toedieningsvorm. Figuur 1: Omzetting van een medicijn in het menselijk lichaam (NKFK, 2017). Een medicijn kan op vier manieren in het lichaam terecht komen. Ten eerste kan het medicijn als tablet, capsule of drank ingenomen worden: de orale toediening. Daarnaast kan een medicijn als zetpil toegediend worden, wat de rectale toediening wordt genoemd. Ook kan een medicijn door middel van injectie worden toegediend. Het kan dan in de bloedbaan geïnjecteerd worden, maar ook onder de huid of in de spier. Als laatste kan een medicijn ook lokaal worden toegediend. Dit kan met een zalf, neusdruppels of inhalatie. Naast de toedieningsvorm hebben meerdere factoren invloed op de mate waarin een geneesmiddel in het bloed wordt opgenomen. Zoals het wél of niet injecteren van een medicijn, de zuurgraad in het maag-darmkanaal en de oppervlakte van de darmen die beschikbaar is voor opname. Ook hebben de snelheid waarmee de maag geleegd wordt en de snelheid waarmee het medicijn door de darm gaat, invloed. Uiteindelijk zal het geneesmiddel grotendeels in het bloed komen. De concentratie van het geneesmiddel heeft invloed op het effect van het geneesmiddel. Wanneer er te weinig van het geneesmiddel in het bloed komt, kan dit ervoor zorgen dat het gewenste effect van het medicijn niet optreedt. Wanneer er te veel van het medicijn in het bloed komt, kan dit ervoor zorgen dat er meer bijwerkingen optreden. Nadat het geneesmiddel is opgenomen in het lichaam, verspreidt het zich over de verschillende onderdelen van het lichaam, ook wel compartimenten genoemd. Dit is de distributie. Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee compartimenten: het intracellulair watercompartiment (het cytoplasma in de cellen) en het extracellulair watercompartiment (het bloedplasma). De snelheid van de verdeling die in het lichaam optreedt, wordt door een aantal factoren bepaald. Ten eerste hebben de hoeveelheid vet en water in het lichaam invloed. Wanneer een medicijn hydrofiel is (goed oplosbaar in water), zal het medicijn zich voornamelijk

9

verdelen over het intracellulaire en extracellulaire watercompartiment. Dit is de bedoeling, aangezien het zo in de bloedbaan kan komen. Wanneer een medicijn lipofiel is (goed oplosbaar in vet), zal het medicijn met name in het vet gaan zitten en hier ophopen. Het komt dus het niet in de watercompartimenten terecht. Hierdoor komt het dus ook niet in de bloedbaan terecht, waardoor het zich niet kan verspreiden in het lichaam. Ten tweede heeft ook de ionisatiegraad van het geneesmiddel invloed. De ionisatiegraad is de verhouding van het aantal ionen van een opgeloste stof tot het totale aantal moleculen dat opgelost is in een oplossing/stof (Sterkenburg, 1988). De ionisatiegraad is afhankelijk van de pKa-waarde van de stof en de zuurgraad (pH) van de omgeving. De pKa-waarde van een stof zegt iets over de zure of basische eigenschappen van de stof. Zure medicijnen hebben de neiging op te hopen in gebieden met een hoge pH, terwijl basische medicijnen ophopen in gebieden met lage pH. De niet-geïoniseerde vorm van een medicijn kan zich snel verspreiden over de verschillende watercompartimenten. Wanneer er veel van het medicijn in niet-geïoniseerde vorm aanwezig is, zal de werking sneller zijn (Brander, 1972). Daarnaast maakt het uit of een geneesmiddel goed aan eiwitten (voornamelijk albumine) in het bloedplasma kan binden. Als dit het geval is, wordt de werking vertraagd. Dit komt doordat het medicijn niet werkzaam is als het aan eiwitten gebonden is. Tenslotte hebben afgesloten haarvaten invloed. Wanneer een klein bloedvat (haarvat) wordt afgesloten, kan het bloed namelijk niet meer in het achterliggende gebied komen. Wanneer dit bij meerdere bloedvaten het geval is, wordt het circulerend bloedvolume kleiner, waardoor de concentratie medicijnen in dit bloed hoger wordt. De werkzame concentratie wordt op deze manier sneller bereikt. De doorgankelijkheid van de bloed-hersenbarrière heeft invloed op de verdeling van een geneesmiddel in het lichaam, maar het heeft geen invloed op de snelheid ervan. De bloed-hersenbarrière beschermt de hersenen tegen de meeste gevaarlijke lichaamsvreemde stoffen, maar ook tegen medicijnen. Wanneer een stof door de bloed-hersenbarrière wordt tegengehouden, kan het zijn werkzaamheid hier niet uitoefenen. Dit is wel mogelijk wanneer een stof wel door de bloed-hersenbarrière kan gaan (Bouwman, 2014). Nadat het medicijn in het lichaam is verdeeld, kan het door het lichaam worden omgezet, wat metabolisme wordt genoemd. Het lichaam kan dan het medicijn omzetten in metabolieten, wat inactieve bestanddelen kunnen zijn. Het kan ook zo zijn dat door de omzetting van het medicijn er actieve bestanddelen uit het medicijn vrijkomen. Dit omzetten van medicijnen wordt gedaan door enzymen in de lever en de maag-darmwand. Wanneer een geneesmiddel niet in het lichaam wordt omgezet, wordt het na de werking uitgescheiden. Geneesmiddelen die in water kunnen oplossen, worden gelijk via de nieren uitgescheiden, wat te zien is in figuur 2. Wanneer een medicijn vetoplosbaar is, wordt het meestal eerst in de lever omgezet tot metabolieten die wel in water kunnen oplossen, waarna deze metabolieten ook via de nieren worden uitgescheiden en in het riool terecht komt.

10

Figuur 2: Route van medicijn in het menselijk lichaam (EUPATI, 2016). → Als een geneesmiddel eerst wordt omgezet in metabolieten, worden de metabolieten na het gebruik uitgescheiden, in tegenstelling tot de niet-opgenomen medicijndelen. Ook dit wordt voornamelijk door de lever en nieren gedaan. Wanneer een metaboliet is ontstaan die geen werking heeft, wordt het uitgescheiden. Het uitscheiden van metabolieten of een geheel geneesmiddel wordt de excretie genoemd. De route die een medicijn aflegt in het menselijk lichaam is in figuur 2 nog een keer schematisch weergegeven (NKFK, 2017) (Lange L. d., 2018). Het hoeft niet per se te zijn dat een medicijn in de bloedbaan wordt opgenomen. Wanneer dit niet het geval is, wordt het via de ontlasting onveranderd uitgescheiden. Ook dit heeft invloed op de concentratie medicijn(rest)en in het oppervlaktewater, aangezien ontlasting, net als urine, ook in het riool terecht komt.

11

De zuivering van rioolwater Nadat een medicijn in het menselijk lichaam zijn werking heeft gedaan, wordt het meestal uitgescheiden. Dit wordt gedaan door de lever en nieren, waardoor de resten dus in de urine terecht komen. Op deze manier komen de resten via het toilet in het riool terecht. Maar dit is niet de enige manier waarop medicijn(rest)en in het oppervlaktewater terecht kunnen komen.

Hoe komen medicijnen in het oppervlaktewater terecht? Medicijnen kunnen op verschillende manieren in het oppervlaktewater terecht komen. De medicijnen kunnen, zoals hierboven als gezegd is, opgelost in de urine (wel of niet veranderd qua structuur) en ontlasting (onveranderd qua structuur) van mensen, als microverontreiniging, in het riool terecht komen. Het meeste van deze medicijnen komt uit woonwijken en ziekenhuizen. De hoeveelheid medicijnresten die op deze manier in het rioolwater terecht komt, is maar klein wanneer dit vergeleken wordt met de hoeveelheid medicijnen die ongebruikt, en dus niet omgezet, in het rioolwater terecht komt. Ongebruikte medicijnen komen in het rioolwater terecht doordat mensen deze door het toilet spoelen. Het betreft dan voornamelijk medicijnen die “over” zijn doordat een antibioticakuur niet is afgemaakt of als een klacht al verholpen is (Eos Wetenschap, 2018). Doordat apothekers niet precies weten wat er met een medicijn gebeurd is, mogen zij de medicijnen niet meer hergebruiken. Wel is er de mogelijkheid om medicijnen bij de apotheek of bij een speciaal inzamelpunt bij de gemeente in te leveren, waarna ze later vernietigd worden. Door de medicijnen niet door het toilet te spoelen, komen ze niet in het oppervlaktewater terecht. Deze optie vinden echter veel mensen te veel moeite, waardoor de overige medicijnen door het toilet worden gespoeld (Dokteronline, 2016).

Figuur 3: Routes van geneesmiddelen naar het oppervlaktewater (RIVM, 2016).

12

Nadat het water in het riool terecht is gekomen, wordt het gezuiverd in een afvalwateringsinstallatie (awzi) voordat het in het oppervlaktewater terecht komt. Deze zuivering is niet volledig, waardoor 35% van alle medicijn(rest)en in het gezuiverde water achterblijft. Deze worden geloosd op het oppervlaktewater. Dit bedraagt meer dan 140 ton medicijnen (Het KNP, 2012). Niet alleen komen de geneesmiddelen via de huishoudens in het oppervlaktewater terecht, ook veel fabrieken in de farmaceutische industrie produceren veel afvalwater. Dit afvalwater wordt weer eerst gezuiverd, maar ook hier worden niet alle medicijnresten uitgehaald. Ook kunnen medicijnen via dieren in het water terecht komen, zoals in figuur 3 te zien is. De meeste diergeneesmiddelen worden gebruikt in de veeteeltbedrijven en viskwekerijen om de productie van de teelt op peil te houden. Deze medicijnen belanden uiteindelijk via urine of mest in de grond. De medicijnen komen door uitspoeling, soms via het grondwater, in het oppervlaktewater terecht. Het is echter niet duidelijk om welke hoeveelheden het gaat (Snijdelaar, 2006) (BWM, 2015). Tenslotte komen er nog medicijnresten vanuit het buitenland terecht in de oppervlaktewateren van Nederland. De route die door een medicijn wordt afgelegd, is in figuur 3 te zien.

13

Hoe wordt het water uit rioleringen gezuiverd? Per dag wordt gemiddeld per persoon 130 liter afvalwater geproduceerd. Dit afvalwater gaat via rioleringen naar een afvalwaterzuiveringsinstallatie (awzi). Op dit moment zijn de meeste rioleringen gemengd. Dit betekent dat het schone regenwater in dezelfde leidingen wordt afgevoerd als het vieze rioolwater. Momenteel wordt eraan gewerkt om dit te scheiden in een schoonwaterriolering en een vuilwaterriolering. In de toekomst zal het regenwater dus worden afgevoerd via de schoonwaterriolering en direct geloosd worden op het oppervlaktewater. Dit zorgt voor minder problemen bij heftige regenval, wat vaker zal voorkomen door de klimaatveranderingen. Alle leidingen die uit huizen of bedrijven komen, worden aangesloten op het vuilwaterriool. Alleen het vuilwater wordt door een rioolgemaal verpompt naar de awzi’s. Het rioolwater legt een route af in een awzi, dit is in figuur 4 te zien. Eerst halen harken het grofvuil uit het rioolwater. Dit vuil wordt vermalen en naar containers gebracht. Hier wordt het samengeperst zodat het laatste beetje water ook uit het vuil wordt geperst. In deze containers bevinden zich biofilters die de lucht in de containers zuiveren, om milieuvervuiling te voorkomen. De containers met vuil worden hierna vervoerd naar de vuilverbranding. Nadat het grofvuil uit het rioolwater is gehaald, gaat het rioolwater naar een verdeelstation. Deze stuurt het water naar de voorbezinktank. Hier zinken de zwaardere deeltjes naar de bodem en komen de lichtere deeltjes omhoog drijven. Dit proces duurt vier tot zes uur. Op de bodem en bij het wateroppervlak zitten ruimerbruggen Figuur 4: De zuivering die langzaam ronddraaien. Met die veegarm worden alle van rioolwater. zwaardere deeltjes uit het water gehaald en naar de slibgisting gebracht. Al het schonere water stroomt over de rand. De kleine deeltjes die niet zijn gezonken of boven komen drijven, zitten nog steeds in het water. Deze deeltjes worden er in de biologische tanks (ook wel de beluchtingstanks) grotendeels uitgehaald. In deze tanks zitten heel veel natuurlijke bacteriën, het actief slib. Deze breken het organische vuil uit het water af. Om dit proces te helpen, wordt zuurstof toegevoerd door ventilatoren, waardoor de bacteriën zich snel vermenigvuldigen. Ook worden er extra stoffen toegevoegd, zoals aluminiumsulfaat, om de bacteriën bij te voeden. Ook wordt ijzerchloride toegevoegd om de bacteriën te helpen bij het afbreken van bepaalde stoffen, die ze niet zelf kunnen afbreken. In figuur 5 is het actief slib te zien.

14

Figuur 5: Het actief slib. Hierna gaat het schonere water via een verdeelstation naar één van de nabezinktanks. Hier wordt het actief slib verwijderd uit het water. Het actief slib zinkt naar de bodem en het schone water blijft bovenaan. Het actief slib zinkt omdat het zwaarder is geworden door het opnemen van veel deeltjes. Het schone water stroomt over de rand van de tank en wordt teruggepompt in de natuur via buizen. De onderkant van de tank heeft de vorm van een trechter. Een ronddraaiende arm in de onderkant van de tank schuift het slib in het gat in het midden van de trechter. Aan het oppervlak draait ook een arm rond om het drijvende vuil over de rand te duwen, dit is in figuur 6 te zien.

Figuur 6: Ronddraaiende arm om vuil aan het oppervlak over de rand te schuiven.

15

Een deel van het actief slib gaat terug naar de biologische tanks om hergebruikt te worden. Een ander deel van het slib wordt door een centrifuge droog geperst en naar de vuilverbranding gebracht, wat in figuur 7 te zien is. Een laatste deel gaat naar de slibindikkers. Hier wordt het water gescheiden van het slib doordat er langzaam wordt geroerd. Dit proces duurt ongeveer twee weken. Het water gaat terug naar het begin van de waterzuivering en het ingedikte slib gaat door naar de slibgistingstanks. In de slibgistingstanks breekt het gist het organisch materiaal van het slib af en zet het om in biogas. Dat biogas wordt gebruikt om de awzi van stroom en warmte te voorzien. Uit het slib wordt in een slibontwateringscentrifuge het laatste water gehaald. Het slib wordt vervolgens afgevoerd om verbrand te worden of om verwerkt te worden tot droge korrels.

Figuur 7: Slib valt in container, nadat het is drooggeperst in een centrifuge. Medicijnresten kunnen achterblijven in het water, aangezien er nog geen specifieke bacteriën bestaan die medicijnresten eten. De awzi’s zijn o.a. ontworpen om zwevende en opgeloste organische stoffen, stikstof en fosfaat te verwijderen, niet om medicijnen te verwijderen. De eigenschappen van geneesmiddelen zijn heel verschillend waardoor het nog moeilijker is om deze te verwijderen. Om meer medicijnresten te verwijderen, moeten de huidige awzi’s worden voorzien van betere zuiveringstechnieken. Dit is nodig, aangezien er ook afbraakproducten kunnen ontstaan die nog steeds een biologische werking hebben (Waterschap Roer en Overmaas, 2012). In Nederland zijn er 349 awzi’s, die een gezamenlijke capaciteit van 1,93 miljard kubieke meter afvalwater hebben. Alle awzi’s worden beheerd door de Nederlandse waterschappen (Lakeman, 2018).

16

Concentratie medicijnresten in het oppervlakte- en kraanwater Doordat niet alle medicijnen bij de zuivering van het rioolwater uit het water worden gehaald, komen ze in het oppervlaktewater terecht. Water moet nog een keer door een zuiveringssysteem voordat het als kraanwater gebruikt kan worden. Dit gebeurt in waterzuiveringsbedrijven, maar ook hier worden niet alle medicijnen eruit gehaald. Momenteel zijn de concentraties medicijnresten in kraanwater vrij laag, in totaal namelijk minder dan 50 nanogram per liter. Pas bij een factor die 1000 keer hoger is, kan deze concentratie een effect hebben op een organisme. Voor een mens is het dus (nog) niet schadelijk om een glas kraanwater te drinken (Kasteren, 2016). Toch maken waterbedrijven zich zorgen over de kwaliteit van het kraanwater. Er is namelijk de afgelopen jaren een duidelijke stijging gemeten van hormoonresten, antidepressiva en pijnstillers in het oppervlaktewater. Er wordt verwacht dat in de toekomst de concentraties medicijnresten nog verder zullen stijgen. Dit zou betekenen dat de medicijnresten een risico voor de gezondheid kunnen gaan vormen (Naturetoday, 2016). De voorspelde stijging van de concentraties medicijnresten in het oppervlakte- en kraanwater is op een aantal factoren gebaseerd. Ten eerste neemt het aantal ouderen toe. Het percentage ouderen (65+jaar) dat medicijnen gebruikt is hoger dan het percentage kinderen (0-18 jaar) en volwassenen (18-65 jaar) dat medicijnen gebruikt. Het aantal mensen dat medicijnen gebruikt, zal dus in de nabije toekomst toenemen. Ouderen hebben daarnaast vaker last van meerdere kwalen tegelijk. Het gevolg hiervan is dat zij ook meer medicijnen moeten innemen. Kwalen waar ouderen vaak last van hebben, zijn botontkalking, dementie, de ziekte van Parkinson, hartfalen en hart- en vaatziekten. Bij deze kwalen worden medicijnen voorgeschreven, zoals kalk (botontkalking), galantamine (dementie en ziekte van Parkinson) en bètablokkers (hartfalen en hart- en vaatziekten) (Nursing, 2008). Een voorbeeld van een bètablokker is het middel metoprolol. Dit geneesmiddel staat ook op de lijst van geneesmiddelen die in een hogere concentratie dan de r-grens voorkomen. Dit wil dus zeggen dat dit momenteel al een risico vormt voor waterorganismen. Wanneer door de vergrijzing nog meer van dit middel in het oppervlaktewater terecht komt, zal dit waarschijnlijk een groter effect hebben op de waterorganismen (RIVM, 2016). Daarnaast is er een grotere kans dat de lever- en nierfunctie erg afnemen wanneer iemand ouder wordt. Hierdoor worden de medicijnen trager en/of minder afgebroken. Door de vergrijzing zal dit er dus ook voor zorgen dat er meer medicijnen in de niet-omgezette variant in het oppervlaktewater komen (NVKG, 2014). Een andere factor die invloed heeft op de concentratie medicijnresten in oppervlaktewater is de klimaatverandering. Door de klimaatverandering zal het steeds warmer op aarde worden. Door deze hogere temperaturen zullen de ijskappen meer smelten, waardoor de zeespiegel zal stijgen. Echter is het zo dat door het warme weer er meer water zal verdampen, waardoor de waterstand in rivieren steeds een periode zal dalen. Hierdoor wordt de concentratie van medicijnresten in het oppervlaktewater steeds hoger. Na een droge periode is het wel zo dat er een periode van extreme neerslag komt, waardoor de waterpeil weer

17

stijgt, maar niet het oude niveau bereikt. Er kan dus geconcludeerd worden dat de concentratie in het oppervlaktewater hierdoor steeds hoger zal worden. De zeespiegel zal duidelijk gaan stijgen, maar de waterstand in de rivieren zal minder duidelijk veranderen. Dit komt doordat de waterstand in rivieren veel wisselvalliger en verschillend per gebied is. Gemiddeld zal de verandering ook zo minimaal zijn, dat dit de komende honderden jaren weinig invloed zal hebben op de concentratie medicijnen. De klimaatverandering heeft dus alleen in de verre toekomst een beetje invloed (RIVM, 2016) (Nieuwenhuis, 2016). Een derde factor is dat de consument tegenwoordig gemakkelijker aan medicijnen kan komen. Door de liberalisering van de markt, is het gemakkelijker om als consument een medicijn zonder recept te verkrijgen (Dijk, 2010). Tegenwoordig zijn in veel supermarkten pijnstillers, zoals ibuprofen, verkrijgbaar. Het gevolg is dat er meer zelfzorggeneesmiddelen verkocht worden dan in de tijd dat supermarkten deze middelen niet mochten verkopen. Wanneer er meer medicijnen worden geconsumeerd, is het waarschijnlijk dat de concentratie medicijnresten in het oppervlaktewater ook hoger wordt. Doordat in de toekomst de concentraties medicijnresten in het oppervlaktewater hoger zullen worden, is het voor de hand liggend dat in de toekomst de veilige concentraties voor de waterorganismen vaker overschreden gaan worden.

Richtlijnen van medicijnresten in oppervlaktewater Doordat de concentratie van medicijnresten in het oppervlaktewater in de toekomst waarschijnlijk hoger wordt, zal er meer onderzoek gedaan moeten worden naar de effecten van medicijnresten op organismen. Hier kunnen dan richtlijnen aan worden verbonden. Tot nu toe is er nog weinig onderzoek gedaan naar de effecten van medicijnresten. Er zijn momenteel dus nog weinig richtlijnen en normen waarin medicijnen in het oppervlaktewater mogen voorkomen. Pas wanneer is aangetoond dat een medicijn te veel in het water voorkomt, wordt hiervoor een norm bepaald. In het verleden kwamen er minder medicijn(rest)en voor in het oppervlaktewater, waardoor er nog niet veel aandacht geschonken is aan het opstellen van richtlijnen en normen. Doordat er geen normen in de Regeling Monitoring Kaderrichtlijn Water zijn opgenomen, wordt er ook niet regelmatig een controle uitgevoerd. Naast het feit dat veel effecten op de individuele waterorganismen nog niet onderzocht of nog niet bekend zijn, is er ook nog maar weinig bekend over de ecologische effecten. Naast al deze factoren is er nog een factor die ervoor zorgt dat het opstellen van normen en richtlijnen moeilijk is. Doordat geneesmiddelen qua fysisch-chemische karakteristieken erg van elkaar verschillen, is het moeilijk om uitspraken te doen over de specifieke effecten van groepen geneesmiddelen op het milieu. Tegenwoordig wordt men zich er steeds bewuster van dat er medicijnen in het oppervlaktewater voorkomen en schade kunnen veroorzaken in het aquatisch milieu. Het gevolg hiervan is dat er steeds meer onderzoek wordt gedaan. Wanneer de effecten op individueel niveau bekend zijn, kan er ook een inschatting worden gemaakt over de effecten op een heel ecosysteem. Als hier vervolgens maatregelen aan gekoppeld worden, zoals het

18

instellen van normen en richtlijnen, kan de schade in een heel ecosysteem beperkt worden (RIVM, 2016). Naar een aantal stoffen is ondertussen genoeg onderzoek gedaan om de effecten ervan in te schatten. Van diclofenac is aangetoond dat het een risico oplevert voor het water en de waterorganismen. Daarom is diclofenac op de EU Watchlist geplaatst. Hierdoor zal het de komende jaren worden gemonitord. Ibuprofen komt minder in het water voor, maar wordt wel regelmatig aangetroffen (RIVM, 2016). Het is wel noodzakelijk om de waterkwaliteit te blijven controleren. De waterkwaliteit wordt bepaald door monsters uit oppervlaktewater te nemen. In een laboratorium kan vervolgens de hoeveelheid schadelijke stoffen en ecologische componenten onderzocht worden. Doordat de waterkwaliteit wordt gecontroleerd, kan gekeken worden of de hoeveelheid medicijnresten in het oppervlaktewater aan de landelijke en Europese norm voldoet (Hoogheemraadschap van Rijnland , 2016).

19

Wat zijn de effecten op waterorganismen? Geneesmiddelen werken bij de mens al bij hele lage concentraties. Dit lijkt misschien handig, maar het kan ook gevaarlijk zijn. Veel waterorganismen hebben namelijk vergelijkbare receptoren en enzymen als de mens. Voorbeelden hiervan zijn de GABA-receptor, wat receptoren in de hersenen zijn die, wanneer ze overactief zijn, ervoor zorgen dat minder prikkels worden waargenomen (Princen, 2018). Maar ook het COX-enzym, wat voor de omzetting van arachidonzuur tot prostaglandines zorgt (Gbemudu, 2017). En als laatste de β-adrenalinereceptor, wat een receptor is waar adrenaline aan kan binden, waarna een cascade van reacties optreedt (Cooper, 2012). Hierdoor kunnen geneesmiddelen ook onbedoelde effecten hebben op de organismen in het water. Het gaat hier niet alleen om humane medicijnen, maar ook om diergeneesmiddelen (Hoek, Geneesmiddelen in de watercyclus, 2013). Er kan dus al een effect zijn bij relatief lage concentraties geneesmiddelen. De concentraties zijn echter nog te laag voor acute toxische effecten. Daarom wordt er onderzoek gedaan naar de chronische effecten van lage concentraties geneesmiddelen op waterorganismen (Donk, 2017).

Effecten op individuele organismen Het onderzoek naar de effecten op waterorganismen wordt gedaan omdat medicijnen de natuur kunnen verstoren. Als bepaalde soorten doodgaan, wordt namelijk het hele ecosysteem verstoord. Het ecosysteem wordt bijvoorbeeld verstoord wanneer bacteriën sterven door erytromycine of sulfamethoxazol. Ook is er onderzoek gedaan naar de effecten van andere medicijnen. Zo ontstaat er bijvoorbeeld vanaf een concentratie van 1,0 μg/L metoprolol weefselschade bij karpers, bestaande uit lever- en nierschade. De karpers moeten er dan wel chronisch aan worden blootgesteld. Metoprolol verlaagt ook het hartritme. Bij waterorganismen kan dit van invloed zijn op de groei en het vluchtgedrag. Nierschade bij karpers is ook aangetoond bij chronische blootstelling aan carbamazepine vanaf een concentratie van 1,0 μg/L. Ook groeien vrouwelijke watervlooien door carbamazepine sneller dan normaal en produceren ze meer nakomelingen door de stress. Het acute effect van carbamazepine is, al vanaf 0,01 μg/L, een lagere activiteit van vlokreeftjes. Naast karpers hebben forellen ook last van medicijnresten in het oppervlaktewater. Wanneer er diclofenac in het oppervlaktewater zit, kan dit bij een concentratie vanaf 0,5 μg/L voor kieuw-, nier- en leverschade zorgen. Tenslotte kunnen oestrogeenachtige stoffen ook effect hebben op vissen. De concentratie van oestrogeenachtige stoffen in het water is 0,07 µg/L. Vanaf een concentratie van 1,0 µg/L oestrogeenachtige stoffen lopen vissen schade op. Het plankton, dat door vissen wordt gegeten, wordt echter al bij 0,01 µg/L aangetast. Hierdoor lopen de vissen alsnog schade op, door de accumulatie van medicijnresten. De schade voor de vissen is dat de viseitjes en

20

eicellen een slechte kwaliteit krijgen. Ook kunnen er vrouwelijke geslachtsdelen bij mannelijke vissen ontstaan (Het KNP, 2012) (Lange W. R., 2009). Naast de lichamelijke effecten die de medicijnresten hebben, kan het ook zo zijn dat het gedrag van organismen wordt beïnvloed. Het zwemgedrag kan beïnvloed worden door de aanwezigheid van medicijnresten. Het gevolg hiervan kan zijn dat ze gemakkelijker gevangen worden door hun predator. Ook kan het aangepaste zwemgedrag ervoor zorgen dat dieren minder goed aan voedsel kunnen komen en hierdoor minder kunnen groeien of zelfs niet meer kunnen voortplanten. Restanten van antipsychotica kunnen gedragsverandering bij watervlooien veroorzaken. (nrc) De medicijnen die het gedrag van waterdieren beïnvloeden, zijn vaak medicijnen die gemaakt zijn om het gedrag en bewustzijn van mensen te veranderen. De effecten van medicijnen op gedrag worden nog niet meegenomen in de testen van de toxische effecten van medicijnen op dieren. Deze medicijnen hebben wel invloed op dieren en ecosystemen (RIVM, 2016).

Effecten op het ecosysteem Naast het feit dat de medicijnresten invloed kunnen hebben op individuen, kan het ook zo zijn dat de geneesmiddelen effect hebben op een heel ecosysteem. De grootte van de populaties roofdieren en prooidieren kan door de aanwezigheid van medicijnresten erg veranderen. Een voorbeeld hiervan is wanneer een bepaald soort vissen verontreinigd is met een bepaald geneesmiddel, zoals diclofenac. Er is dan een risico voor de vogels die deze besmette vissen eten. De vogels zouden namelijk ziek kunnen worden van de besmette vissen, maar er zouden ook andere effecten op kunnen treden (Donk, 2017). Zoals hierboven ook al beschreven is, kan de aanwezigheid van medicijnresten in het oppervlaktewater ervoor zorgen dat het gedrag van organismen verandert. Het gevolg hiervan kan zijn dat het voedselweb verstoord wordt. Dit kan ook het geval zijn wanneer waterorganismen door de aanwezigheid van medicijnresten worden beïnvloed qua overleven en voortplanten. Wanneer het zo is dat de medicijnresten niet uit het oppervlaktewater worden gehaald, kan het ecosysteem zich niet herstellen (RIVM, 2016). Ook kunnen medicijnen de communicatie tussen waterdieren verstoren. Organismen communiceren door het uitscheiden van signaalstoffen. Medicijnresten kunnen deze chemische communicatie verstoren door nabootsing of blokkering. Dit heeft gevolgen voor het hele ecosysteem (Donk, 2017). Een andere effect op het ecosysteem is dat de bacteriën resistent worden voor de medicijnen, wat nadelig is voor de mens. Doordat de medicijnresten in het oppervlaktewater komen, worden bacteriën blootgesteld aan de geneesmiddelen. Zij leven in het oppervlaktewater en kunnen resistent worden voor het medicijn. Wanneer deze bacteriën in aanraking komen met mensen, kan dit gevaarlijk zijn. Wanneer een mens een medicijn inneemt tegen de bacterie die resistent is voor dit middel, werkt het geneesmiddel niet meer. Op deze manier wordt de patiënt niet beter en kan er zelfs een hele epidemie ontstaan (BWM, 2015).

21

Hoe worden de effecten van medicijnresten op waterorganismen beïnvloed? Niet alle medicijnresten zorgen voor schadelijke effecten bij waterorganismen. Er zijn namelijk verschillende factoren die bepalen of er een risico is voor waterorganismen. Zo hangt het o.a. af van de giftigheid van de stof. Wanneer een stof giftig is, zal dit schadelijker zijn dan een minder giftige stof. Ook heeft de concentratie van de stof invloed op het risico. Wanneer de concentratie hoger is, zijn er dus meer resten van geneesmiddelen in het oppervlaktewater te vinden. Een hogere concentratie is schadelijker dan een lage. Ook de duur van de blootstelling is van belang. Wanneer er voor een langere tijd een bepaalde concentratie in het oppervlaktewater te vinden is, zal dit schadelijker zijn dan wanneer de periode waarin waterorganismen aan deze concentratie worden blootgesteld korter is. Ook kan er accumulatie voorkomen. Dit is de ophoping van schadelijke stoffen in een voedselketen. Consumenten van hogere orde kunnen hierdoor veel grotere hoeveelheden medicijnen binnen krijgen en versterkte effecten ondervinden. Ook heeft de combinatietoxiciteit invloed op de sterkte van de effecten. Combinatietoxiciteit betekent de toxiciteit van verschillende medicijnen bij elkaar. Medicijnen kunnen elkaar namelijk versterken of verzwakken. Als twee medicijnen apart geen effect hebben op waterorganismen, kan het zijn dat ze samen wel effect hebben. Aangezien in het water veel verschillende medicijnresten zitten, kunnen de effecten erg verschillen van de aparte effecten van medicijnen. Er is nog niet veel onderzoek gedaan naar combinatietoxiciteit. Wel is uit een eerder gedaan onderzoek gebleken dat ibuprofen en diclofenac elkaar versterken (Hoek, Geneesmiddelen in de watercyclus, 2013). Een minder schadelijke stof kan op deze manier een schadelijker effect hebben dan gedacht (RIVM, 2016).

22

De invloed van ibuprofen en diclofenac op de hartslagfrequentie van de Daphnia magna

Inleiding Naar aanleiding van het literatuuronderzoek werd duidelijk dat er effecten zijn van medicijn(rest)en op waterorganismen. Hier is gekozen om te onderzoeken of verschillende concentraties van ibuprofen en diclofenac invloed hebben op de hartslagfrequentie van een watervlo van de soort Daphnia magna. De onderzoeksvraag was dan ook: Hebben verschillende concentraties ibuprofen en diclofenac invloed op de hartslagfrequentie van de Daphnia magna? De gekozen combinatie van watervlooien en de stoffen ibuprofen en diclofenac heeft een paar redenen.

Keuze van de proefdieren Aangezien het wel noodzakelijk is dat de proef ethisch verantwoord is, is besloten om de proef te doen met watervlooien. Andere waterorganismen, zoals vissen, worden vaker als (Hoek, Geneesmiddelen in de watercyclus, 2013)Er is besloten dat het gebruik van watervlooien in dit experiment wel ethisch is, aangezien de watervlooien in de dierenwinkel gekocht kunnen worden met de bedoeling dat ze door de vissen in een aquarium worden opgegeten. Deze watervlooien zullen dus snel aan hun einde komen. Het zal dus niet uitmaken of de watervlooien door de proef doodgaan of dat ze als vissenvoer aan hun einde komen.

Keuze van de geneesmiddelen Daarnaast zijn er twee geneesmiddelen gekozen waarvan het effect op de hartslagfrequentie van de watervlooien onderzocht gaat worden. Het gaat hierbij om de stoffen ibuprofen en diclofenac. Onder ‘Materiaal en methode’ wordt de keuze van deze twee stoffen verder toegelicht.

De watervlooien van de soort Daphnia magna Watervlooien zijn zoetwaterkreeftjes van maximaal een halve centimeter, de exacte grootte hangt af van de soort. Ze kunnen zich snel en met korte schokken verplaatsen door middel van twee antennes. Ze hebben een doorzichtig lichaam waardoor je alle organen kunt zien onder de microscoop. Een watervlo kan zich ongeslachtelijk en geslachtelijk voortplanten. Als de omstandigheden gunstig zijn, planten ze zich ongeslachtelijk voort en ontstaan er alleen vrouwtjes. Bij slechtere omstandigheden planten ze zich geslachtelijk voort en ontstaan er ook mannetjes (Institute of environmental sciences, 2016). Figuur 8 : Watervlo van de soort Daphnia magna. →

23

Watervlooien vormen een belangrijk onderdeel van het ecosysteem, vooral omdat ze een rijke voedselbron zijn voor visjes, maar ook salamanders en andere insecten zoals libellenlarven. Zelf eten ze door hun pootjes te bewegen zodat er water door hun lichaam stroomt. Ze filteren dan de eencellige organismen en nemen deze op. Ze eten bijna alles wat klein is en ze in het water tegenkomen, maar vooral algen. Ze staan dus redelijk aan het begin van de voedselketen. Door het eten van algen voorkomen ze massale algengroei en houden ze het water helder. Ook kunnen ze als indicator voor het zuurstofgehalte worden gebruikt. Als er te weinig zuurstof is, wordt de watervlo namelijk rood. Omdat ze zo belangrijk zijn en makkelijk te kweken zijn, worden ze vaak als proefdier en als indicatordier gebruikt. Er bestaan heel veel soorten watervlooien. In Nederland komen de twee soorten Daphnia magna (zoals te zien is in figuur 8) en Daphnia pulex veel voor. Voor het uitgevoerde experiment is de Daphnia magna gebruikt. Dit is één van de grootste soorten en komt uit de familie van de Daphniidae. Deze komen voor op het Noordelijk halfrond en in Zuid-Afrika in meren en in ondiepe vijvers. Deze verschilt met de Daphnia Pulex door de afwezigheid van een kam op een van zijn klauwen en de aanwezigheid van twee verschillende kammen op de buik (Institute of environmental sciences, 2016).

Algemene informatie ibuprofen Dit middel is een pijnstiller die ontstekingen remt. Het behoort tot de groep Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drug (NSAID) geneesmiddelen. Naast het feit dat het middel ontstekingen remt, werkt het ook pijnstillend en zorgt het ervoor dat koorts vermindert. Het wordt door artsen voorgeschreven bij gewrichtspijn, ziekte van Bechterew, jicht en reumatoïde artritis. Hiernaast wordt het ook gebruikt bij hoofdpijn, migraine en menstruatieklachten, zoals abnormaal vaginaal bloedverlies. Bovendien kan het ook voorgeschreven worden bij artrose, spierpijn en klachten door griep of verkoudheid. Het middel wordt in verschillende varianten verkocht. Zo kan het middel als capsule, tablet, drank en als korrels ingenomen worden. De stof ibuprofen doet ongeveer na 45 minuten zijn werk en de werking houdt maximaal 8 uur aan. Het is van belang dat het geneesmiddel op een volle maag wordt ingenomen, aangezien er anders maagklachten kunnen ontstaan. De molecuulformule is C13H18O2 en de structuurformule is in figuur 9 weergegeven (apotheek, 2018) (national academic, 2016). Figuur 9: Structuurformule van ibuprofen (university of Twente, 2017). → De omzetting in het lichaam: de stof ibuprofen wordt voornamelijk in de lever omgezet tot inactieve metabolieten. Nadat het voor een groot deel is omgezet in de lever, wordt het vervolgens voor ongeveer 75-85%, voornamelijk als metabolieten, uitgescheiden via de urine. De belangrijkste metabolieten die in de urine voorkomen, zijn carboxy-IBU en hydroxymetabolieten 2-OH IBU en 3-OH IBU. Daarnaast wordt er ook 1-OH IBU uitgescheiden, maar in mindere mate (zorginstituut Nederland, 2018) (pharmgkb, 2014).

24

Algemene informatie Diclofenac Het geneesmiddel diclofenac is, net zoals ibuprofen, een NSAID. Het middel werkt dus ook als ontstekingsremmer en pijn- en koortsverlagend. Het middel zorgt er dus voor dat de pijnsignalen, die aan de hersenen doorgegeven worden, verminderd worden. Het middel wordt bij dezelfde klachten als ibuprofen voorgeschreven. Diclofenac is het meest gebruikte medicijn en verschilt niet heel veel van het geneesmiddel ibuprofen (Apotheek, 2017). Een klein verschil tussen de twee stoffen is dat diclofenac een zwaardere pijnstiller is dan ibuprofen. Dat is ook de reden waarom ibuprofen, zonder recept, wordt verkocht, terwijl de stof diclofenac in tabletten van maximaal 12,5 mg zonder recept wordt verkocht. Voor een hogere dosering is het nodig om naar de apotheek te gaan. Nadat het medicijn is ingenomen, doet het zijn werk en houdt de werking 12-24 uur aan. Hierin verschilt het ook van de stof ibuprofen, aangezien diclofenac langer werkzaam is tegen klachten. De molecuulformule van diclofenac is C14H11Cl2NO2 en de structuurformule is in figuur 10 weergegeven (national academic, 2016).

← Figuur 10: Structuurformule van diclofenac (Mehmood, 2015). De omzetting in het lichaam: deze stof wordt gebonden aan plasma-eiwitten en wordt in de lever omgezet. Ongeveer 60% van de metabolieten wordt vervolgens door de nieren

uitgescheiden via de urine en de overige 40% wordt uitgescheiden via de ontlasting, nadat het is afgevoerd uit de gal. De metabolieten zijn: 3-hydroxydiclofenac, 4,5-dihydroxydiclofenac, 4-hydroxydiclofenac, 5-hydroxy diclofenac benzoquinone, 5-hydroxydiclofenac en diclofenac acyl glucuronide (PHARMGKB, 2018). Wel is het zo dat een klein deel van het medicijn niet wordt omgezet en dus onveranderd door de nieren wordt uitgescheiden (Zorginstituut Nederland, 2018) .

25

Onderzoeksvraag Hebben verschillende concentraties ibuprofen en diclofenac invloed op de hartslagfrequentie van de Daphnia magna?

Hypothese Er wordt gedacht dat de stoffen ibuprofen en diclofenac zorgen voor een stijging van de hartslagfrequentie van de watervlo van de soort de Daphnia magna. Bovendien wordt er ook gedacht dat wanneer de concentraties van de stoffen ibuprofen en diclofenac hoger worden, de hartslagfrequenties van de watervlooien sterker verlaagd worden.

Toelichting De stoffen ibuprofen en diclofenac zijn NSAID’s. Deze stoffen hebben een remmende werking op de synthese van prostaglandines bij de mens. Door deze remmende werking wordt het effect van de prostaglandines (op de glomeruli in de nier) tegengegaan. Het gevolg hiervan is dat de bloedaanvoerende arteriole minder wordt opengezet en hierdoor komt er minder bloed in de nier. De juxtaglomerulaire cellen (gladde spiercellen in de nier) registreren dat het volume van het bloed in de nier te klein is, waardoor ze meer renine gaan produceren. Door middel van renine wordt angiotensinogeen omgezet tot angiotensine I. Dit kan vervolgens weer door angiotensine-converterende enzymen (ACE) worden omgezet in angiotensine II. Angiotensine II meerdere werkingen, waardoor de bloeddruk verhoogd. Angiotensine II kan er op twee manieren voor zorgen dat de bloeddruk verhoogd wordt. Ten eerste worden de aanvoerende bloedvaten vernauwd (Sterkenburg, 1988). En ten tweede wordt de productie van aldosteron (gemaakt in de bijnierschors) gestimuleerd. Door aldosteron worden er meer natriumionen in de distale tubulus en in de verzamelbuis teruggeresorbeerd. Hierdoor wordt de osmotische waarde hoger, waardoor de nier meer vocht gaat terugresorberen. Hierdoor stijgt het bloedvolume, waardoor de vaatvulling stijgt en dus ook de bloeddruk (Hbov, 2008). De stijging van de bloeddruk wordt waargenomen door de baroreceptoren in de aorta en de sinus carotis. Deze sturen signalen naar de medulla oblongata (het verlengde merg), waardoor de Vagus-zenuw (tiende hersenzenuw) meer impulsen doorgeeft aan de sino-auriculaire knoop (SA-knoop) in het hart. De SA-knoop regelt de hartfrequentie. Wanneer er meer impulsen aan de SA-knoop worden doorgegeven, zal de hartfrequentie dalen. Het effect van de stoffen ibuprofen en diclofenac is dat de hartfrequentie daalt. Dit verschijnsel staat ook wel bekend als het Marey reflex (Kahn, 2010).

26

Materiaal en Methode Allereerst was het nodig om te bepalen met welke concentraties de proef uitgevoerd zou worden. Door contact met Marlinde Hoek, werkend bij het Hoogheemraadschap van Rijnland, was het mogelijk om een RIVM-rapport te verkrijgen en op deze manier konden de bepaalde concentraties bepaald worden. In het rapport stonden de metingen die gedaan zijn bij een lozing van een awzi in Leiden. De precieze omschrijving van de punt waar gemeten is, is de stinksloot vanaf spoorbrug bij lozing awzi bij de Slaaghsloot in Leiden en heeft de coördinaten (93734,929; 465389,908). De meting is gedaan op een diepte van 0,150 m. De gegevens hiervan zijn in bijlage 4 weergeven. In bijlage 4 is te zien welke concentraties van een aantal geneesmiddelen in het oppervlaktewater zijn gemeten. Er is gekozen om de proef uit te voeren met de geneesmiddelen waarvan de gemeten concentratie het meest afwijkt van de r-grens. In tabel 1 zijn de geneesmiddelen die het meest van de r-grens afwijken, weergegeven.

Geneesmiddel Concentratie in oppervlaktewater gemeten op 22-08-2014 in μg/L

Concentratie in oppervlaktewater gemeten op 30-08-2014 in μg/L

R-grens in μg/L

Carbamazepine 0,18 0,41 0,010

Claritromycine 0,050 0,070 0,010

Diaminomethylideenureum 11 3,9 1,0

Diclofenac 0,16 0,20 0,010

Gabapentine 1,0 1,6 0,10

Hydrochloorthiazide 0,70 1,6 0,10

Ibuprofen 0,10 3,8 0,10

Irbesartan 0,68 0,67 0,010

Metformine 0,54 0,23 0,10

Metoprolol 1,0 1,6 0,020

Oxazepam 0,32 0,39 0,020

Sotalol 0,59 0,54 0,050

Sulfamethoxazol 0,070 0,11 0,010

Valsartan 0,22 0,20 0,050

Tabel 1: Concentraties van geneesmiddelen die in het oppervlaktewater zijn gemeten en het meest van de r-grens afwijken (Extract Sample Manager, 2017). Doordat veel medicijnen niet zonder recept te verkrijgen zijn, was het niet mogelijk om met de medicijnen die het meest afwijken van de r-grens de proef uit te voeren. Aangezien

27

ibuprofen en diclofenac wel zonder recept te verkrijgen zijn, is ervoor gekozen om de proef met deze twee geneesmiddelen uit te voeren. Voor de stof ibuprofen is gekozen om de proef uit te voeren met de concentratie 3,8 μg/L die gemeten is op 30-08-2014. Voor de stof diclofenac is besloten om de proef uit te voeren met de concentratie 0,2 μg/L die ook op 30-08-2014 is gemeten. Er is besloten om deze concentraties te verdubbelen. Dit is gedaan omdat het niet mogelijk is om een watervlo geheel zonder water in de druppelaar te zuigen. Door 3

16 mL water dat

met de watervlo mee komt en ook 316

mL van de oplossing met een concentratie

geneesmiddelen bij elkaar te voegen, werd de concentratie weer verdund. Nu had het dus weer de oorspronkelijke concentratie waarvan het effect gemeten zou worden. De concentratie voor ibuprofen was 3,8 μg/L en werd door de verdubbeling 7,6 μg/L, afgerond 8,00 μg/L. Voor de stof diclofenac was de concentratie 0,2 μg/L en na de verdubbeling werd de concentratie dus 0,4 μg/L. Om de invloed van de effecten te onderzoeken, was het ook nodig om met een lagere en een hogere concentratie te werken, om zo een eventuele toename of afname in hartslagfrequentie bij een reeks concentraties te kunnen ontdekken. De concentraties die uiteindelijk in de proef zijn gebruikt, zijn in tabel 2 weergegeven.

Stof Concentratie in μg/L Stof Concentratie μg/L

Ibuprofen 2,00 Diclofenac 0,1

Ibuprofen 8,00 Diclofenac 0,4

Ibuprofen 14,0 Diclofenac 0,7

Tabel 2: Concentraties die in de proef zijn gebruikt. Doordat de concentraties erg laag waren, was het nodig om de opgeloste medicijnen met kraanwater te verdunnen. Eerst is de oplossing met ibuprofen gemaakt. Ibuprofen wordt in capsules van 200 mg verkocht. Om de vloeistof uit de capsule te halen, was het nodig om met een scherp mesje de capsule in een bekerglas van 10 mL open te snijden. Doordat de vloeistof niet volledig uit de capsule kwam, is ervoor gekozen om de capsule en de vloeistof in een maatkolf van 1 liter te stoppen. Dit is gedaan door het bekerglas van 100 mL te vullen met kraanwater, door middel van de spuitfles, en dit via de trechter in de maatkolf te laten gaan. Hierna is het bekerglas van 10 mL nagespoeld en is de inhoud ook in de maatkolf gedaan, waardoor alle medicijnresten in de maatkolf terecht zouden komen. Ook het mesje en de trechter zijn nagespoeld met kraanwater. Doordat het niet mogelijk was om de capsule als geheel te verwijderen en dit door het kraanwater in de maatkolf uit elkaar was gevallen, is geprobeerd om met een pincet de capsule uit de maatkolf te halen en dit met kraanwater uit de spuitfles af te spoelen. Op deze manier is geprobeerd om het volledige gewicht van werkzame stof in de maatkolf te krijgen. Hierna is de inhoud van de maatkolf aangevuld tot een liter. Daarna is een dop op de maatkolf gedaan en is de maatkolf geschud, waardoor de verdeling van de stof in het kraanwater gelijk was. Hierdoor was de concentratie in de maatkolf 200 mg/L.

28

Hierna is met een volpipet 1 mL uit de oplossing gehaald en is dit onder een hoek van 45° in een andere maatkolf van 1 liter gespoten. Vervolgens is de pipet met een spuitfles nagespoeld en dit water is ook in de maatkolf terecht gekomen. Daarna is de maatkolf aangevuld tot 1 liter. Hierna werd de dop op de maatkolf gedaan en is de maatkolf geschud. Vervolgens was de concentratie in de maatkolf dus 0,2 mg/L. Via een berekening is er bepaald hoe de concentratie van 2,0 μg/L gemaakt kon worden.

μg 200 2,0

L 1,0 0,010 1,0 𝑥𝑥 2,0200

= 0,010

Uit de maatkolf met een concentratie van 0,2 mg/L is 10 mL gehaald. Dit is in een maatkolf gedaan van één liter. Nadat de dop op de maatkolf was gedaan, is er geschud. Hierna was de concentratie dus 2,0 μg/L Via een berekening is er bepaald hoe de concentratie van 8,00 μg/L gemaakt kon worden.

μg 200 8,00

L 1,0 0,040 1,0 𝑥𝑥 8,00

200= 0,040

Uit de maatkolf met een concentratie van 0,2 mg/L is dus vervolgens 40 mL gehaald. Dit is vervolgens in een andere maatkolf van één liter gedaan. Nadat de maatkolf, met een dop erop, was geschud, was de concentratie ibuprofen dus uiteindelijk 8,00 μg/L. Om de concentratie van 14,0 μg/L te maken is de volgende berekening gedaan.

μg 200 14,0

L 1,0 0,070 1,0 𝑥𝑥 14,0

200= 0,070

Uit de maatkolf met een concentratie van 200 mg/L is dus 70 mL gehaald en in een maatkolf gedaan. Dit is aangevuld tot één liter. Daarna is de maatkolf, met de dop erop, geschud en was de concentratie 14,0 μg/L. Hierna waren er dus drie maatkolven: één met een concentratie van 2 μg/L, één met een concentratie van 8 μg/L en één met een concentratie van 14 μg/L. Ook de oplossing van diclofenac is op dezelfde manier gemaakt. Diclofenac wordt in tabletten van 12,5 mg verkocht. Allereerst is de tablet in een maatkolf van 1 liter gedaan. Door de maatkolf aan te vullen tot één liter, lukte het om de tablet op te lossen. Hierna is de dop op de maatkolf gedaan en is deze geschud om de concentratie overal gelijk te maken.

29

Deze was nu 12,5 mg/L, wat hetzelfde is als 12,5 μg/mL. Het proces van verdunning, is in figuur 11 te zien.

Figuur 11: Verdunning van een diclofenac tablet tot een concentratie van 0,4 μg/L. Hierna is met een pipet één mL uit de maatkolf gepipetteerd en dit is in een andere maatkolf gedaan. Met de spuitfles is de pipet nagespoeld om zo alle resten in de maatkolf te krijgen. Vervolgens is de maatkolf aangevuld tot één liter. Nadat de dop op de maatkolf is gedaan en deze geschud is, was de concentratie 12,5 μg/L. Via een berekening is er bepaald hoe de concentratie van 0,4 μg/L gemaakt kon worden.

μg 12,5 0,4

L 1,0 0,032 1,0 𝑥𝑥 0,412,5

= 0,032

Uit de maatkolf is dus vervolgens 32 mL gehaald en in een andere maatkolf gedaan. Deze maatkolf is vervolgens tot een liter aangevuld. Hierna is de dop op de maatkolf gedaan en is de maatkolf geschud. Op deze manier was de concentratie 0,4 μg/L. Ook is via een berekening bepaald hoe de concentratie van 0,1 μg/L gemaakt kon worden.

μg 12,5 0,1

L 1,0 0,008 1,0 𝑥𝑥 0,112,5

= 0,008

Uit de maatkolf is uit de maatkolf, met een concentratie van 12,5 μg/L, dus 8 mL gehaald en in een maatkolf gedaan. Deze is vervolgens tot één liter aangevuld. Nadat de dop op de maatkolf gedaan was en de maatkolf geschud was, was de concentratie dus 0,1 μg/L. Ook is via een berekening bepaald hoe de concentratie van 0,7 μg/L gemaakt kon worden.

30

μg 12,5 0,7

L 1,0 0,056 1,0 𝑥𝑥 0,712,5

= 0,056

Uit de maatkolf, met een concentratie van 12,5 μg/L, is dus 56 mL gehaald en in een maatkolf gedaan. Deze is tot één liter aangevuld en nadat dit, met een dop op de maatkolf, geschud was, was de concentratie 0,7 μg/L. Hierna waren er dus drie maatkolven: één met een concentratie van 0,1 μg/L, één met een concentratie van 0,4 μg/L en één met een concentratie van 0,7 μg/L. Uiteindelijk waren dus alle concentraties van ibuprofen en diclofenac gemaakt. Deze zijn in figuur 12 te zien.

← Figuur 12: Concentraties van ibuprofen en diclofenac.

Aangezien het niet mogelijk was om beide proeven op één dag te toen, is besloten om met de stof ibuprofen te beginnen. Allereerst is een controleproef gedaan door de hartslag van 20 watervlooien te meten die zich in water zonder medicijnresten bevonden. Dit is gedaan door met een plastic druppelaar een watervlo, met een beetje water, op te zuigen en op een objectglaasje te leggen. Deze objectglaasjes zijn vervolgens twee minuten op de tafel van de microscoop gelegd, zodat de watervlooien aan het felle licht van de microscoop konden wennen en deze factor geen invloed had op de hartslagfrequentie. In de microscoop zit LED-licht, wat niet warm wordt. De temperatuur wordt dus niet hoger door het licht en heeft hierdoor geen invloed op het experiment. Hierna is het aantal hartslagen in 30 seconden met een teller geteld. Na 30 seconden is vervolgens een pauze gehouden van 30 seconden en Figuur 13: Proefopstelling. daarna is weer 30 seconden de hartslag met een teller

31

geteld. Op deze manier konden de gegevens voor een hele minuut verzameld worden. Er is de keuze gemaakt om om de 30 seconden de hartslagen van de watervlooien te tellen en niet één minuut achter elkaar. Dit is besloten zodat er ook gekeken kon worden of de hartslagfrequentie constant is. Op deze manier is er een nauwkeurigere gemiddelde hartslagfrequentie per minuut. De opstelling van de proef is in figuur 13 te zien. Om een watervlo levend op te zuigen met de druppelaar, was het nodig om in vloeistof opgezogen te worden. Bij de onderdelen van de concentraties

werd eerst 316

mL ( 316

deel van een 1 mL druppelaar) van een bepaalde concentratie in de

plastic druppelaar gedaan, wat vervolgens op een petrischaaltje werd gedruppeld. Daarna

werd de watervlo met dezelfde hoeveelheid vloeistof als de concentratie (dus ook 316

mL)

opgezogen en vervolgens ook in het petrischaaltje gedaan. Hiervoor was het nodig om de concentraties te verdubbelen, aangezien door het te verdunnen met het water van de watervlo het de gewilde concentratie werd, zoals die ook in het oppervlaktewater was gemeten. Door deze twee druppels met elkaar in contact te laten komen en deze twee minuten in het petrischaaltje te laten rusten, was het voor de watervlo mogelijk om de medicijnen op te nemen. Het medicijn was nu goed in het transportsysteem van de watervlo aanwezig. Na de twee minuten werd de watervlo, met een beetje van de oplossing, opgezogen en op een objectglaasje gelegd en meteen daarna twee minuten op de tafel van de microscoop gelegd, zodat ook hierbij het felle licht geen stress-factor zou zijn en de hartslagfrequentie niet beïnvloed zou worden. Het mengen van de concentraties en het water met de watervlo erin, is in figuur 14 te zien.

Figuur 14: Concentratie mengt met water. De

druppeltjes bestaan uit 616

mL met een watervlo

erin.

Om er zeker van te zijn dat het water en de concentraties in twee minuten goed zouden mengen, is er een proefje uitgevoerd. In het proefje is een kleurstof bij water gedaan en na twee minuten is gekeken of de kleurstof met het water gemengd was en dit was het geval. In het experiment van diclofenac en ibuprofen bewogen de watervlooien, hierdoor zou het nog beter gemengd moeten zijn.

32

Ook hierna is het aantal hartslagen in 30 seconden met een teller geteld. Na 30 seconden is vervolgens weer een pauze gehouden van 30 seconden en daarna is weer 30 seconden de hartslag met een teller geteld. Op deze manier konden de gegevens voor een hele minuut verzameld worden. Op deze manier kon de hartslagfrequentie van de watervlooien bij alle concentraties bepaald worden. Nadat alle metingen waren gedaan, is er nog een controleproef van de controleproef gedaan. Dit werd gedaan door de controleproef te herhalen, maar dan na afloop van de proef om zo te bekijken of er tijdens de proef factoren waren geweest die ervoor zorgden dat de hartslagfrequentie omhoog ging. Op deze manier kon er bepaald worden of het eventuele verschil in hartslagfrequentie van de watervlooien in verschillende concentraties alleen door het verschil in concentratie bepaald werd. Bij elke meting werd er gebruik gemaakt van een andere watervlo. Wanneer een watervlo voor meerdere metingen gebruikt zou worden, zouden er nog resten van een andere concentratie in de watervlo kunnen zitten, waardoor een concentratie hoger wordt en dit zou dan eventueel invloed kunnen hebben op de hartslagfrequentie. De watervlooien zijn in figuur 15 te zien. Onder de microscoop werden de watervlooien vergroot door een lens. Doordat er een liniaaltje in de lens van de microscoop zat, kon op deze manier de werkelijke grootte van de watervlo bepaald worden. Elke schaaldeel kwam overeen met 25 μm.

Figuur 15: Watervlooien.

Nadat de proef was uitgevoerd, waren er veel metingen. Deze zijn overzichtelijk weergegeven in tabellen bij de resultaten. Daarna zijn van de tabellen boxplots gemaakt. Er is gekozen voor boxplots in plaats van een lijndiagram met gemiddelden, omdat boxplots minder gevoelig zijn voor afwijkende waardes. Ook zijn er veel gegevens uit af te lezen, zoals de spreiding.

Wat is een boxplot? Een boxplot bestaat uit vier kwartielen. Elke kwartiel bestaat uit een kwart van alle gegevens. Het eerste kwartiel (Q1) bestaat vanaf de laagste zwarte streep tot het begin van het gele gedeelte. Het tweede kwartiel (Q2) bestaat uit het deel dat reikt vanaf het deel waar Q1 eindigt en tot de lijn met het hele puntje. Het derde kwartiel (Q3) bestaat uit het gele deel dat begint vanaf de zwarte lijn met het witte puntje en reikt tot waar het gele gedeelte eindigt. Het vierde, en laatste, kwartiel (Q4) bestaat uit het deel vanaf het deel waar Q3 eindigt en reikt tot de bovenste zwarte streep. Q1 geeft dus een kwart van de gegevens weer met de laagste gemeten waarden, Q2 doet dit voor het kwart met gegevens die volgen na Q1, wanneer alle gegevens op volgorde van klein naar groot worden gerangschikt. Q3 en Q4 geven dus de hoogst gemeten waarde weer (Aart, 2017).

33

De bovenste zwarte streep van een boxplot is de hoogste gemeten waarde en de onderste zwarte streep van een boxplot is de laagst gemeten waarde. Op deze manier kan de spreiding dus worden weergegeven. De zwarte lijn met het witte puntje wordt de mediaan genoemd. Wanneer alle gegevens worden gerangschikt van klein naar groot, is de mediaan het middelste getal van alle gegevens. De helft van de gegevens, de laagste, ligt dus onder de mediaan (Q1 en Q2) en de helft met de hoogste gegevens ligt boven de mediaan (Q3 en Q4) (Sterkenburg, 1988). Bij de proef is er ook gekeken naar de spreidingsbreedte. Deze wordt berekend door de laagste gemeten waarde van de hoogste gemeten waarde af te trekken. Door te kijken naar de spreidingsbreedte kan gekeken worden hoe ver de gemeten waarden van elkaar afliggen. De spreidingsbreedte is in de boxplot af te lezen door het laagste streepje van een boxplot af te trekken van de hoogste. Dit is ook bij de verschillende concentraties uitgerekend.

Voor een boxplot geldt, hoe groter het bereik van een kwartiel, hoe groter de spreiding van de gemeten waarden in dat kwartiel.

34

Resultaten Voor de controleproeven en de verschillende concentraties geneesmiddelen zijn alle gegevens in de tabellen neergezet. Van elke watervlo is het aantal eieren, de grootte en twee keer de hartslagfrequentie gedurende 30 seconden gemeten. Deze gegevens zijn voor het overzicht in bijlage 5 weergegeven. Allereerst is de proef van ibuprofen uitgevoerd. De gegevens hiervan zijn in tabel 3 te zien. Het meeste en het minste aantal hartslagen van de resultaten zijn in deze tabel gezet, om zo de spreiding aan te geven.

Concentratie in μg/L

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

Meeste hartslagen per minuut

Minste hartslagen per minuut

Gemiddelde grootte in μm

0,00 202,25 251 78,0 2981,3

2,00 148,90 221 90,0 2962,5

8,00 166,80 266 44,0 2625,0

14,0 232,60 263 190 2687,5

Tabel 3: Resultaten van de stof ibuprofen met het gemiddeld aantal hartslagen, meeste aantal hartslagen per minuut, minste aantal hartslagen per minuut en de gemiddelde grootte van de watervlooien. Daarna is de proef voor diclofenac uitgevoerd. Ook hiervan zijn de gegevens in een tabel verwerkt. De resultaten zijn in tabel 4 te zien.

Concentratie in μg/L

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

Meeste hartslagen per minuut

Minste hartslagen per minuut

Gemiddelde grootte in μm

0,0 202,25 251 78,0 2981,3

0,1 235,20 247 117 2800,0

0,4 215,10 264 141 2812,5

0,7 221,20 269 144 2987,5

Tabel 4: Resultaten van de stof diclofenac met het gemiddeld aantal hartslagen, meeste aantal hartslagen per minuut, minste aantal hartslagen per minuut en de gemiddelde grootte van de watervlooien.

35

Als laatste zijn de gegevens van de nulmeting verwerkt, wat in tabel 5 te zien is. De tweede rij van de tabel zijn van de resultaten van de nulmeting voor de proef en in de derde rij zijn de resultaten van de nulmeting na de proef te zien.

Concentratie in μg/L

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

Meeste hartslagen per minuut

Minste hartslagen per minuut

Gemiddelde grootte in μm

0,0 (voor de proef)

202,25 251 78,0 2981,3

0,0 (na de proef)

231,00 254 198 2762,5

Tabel 5: Resultaten van de nulmeting met het gemiddeld aantal hartslagen, meeste aantal hartslagen per minuut, minste aantal hartslagen per minuut en de gemiddelde grootte van de watervlooien. Nadat dit gedaan was, zijn alle waarden van de proef met ibuprofen en diclofenac in figuur 16 en 17 verwerkt. Dit is gedaan door middel van boxplots. In deze boxplots is het aantal hartslagen per minuut uitgezet tegen de concentratie ibuprofen en diclofenac. Er is hier gewerkt met alle waarden en dus niet met een gemiddelde.

Ibuprofen

Als eerste werd er gekeken naar de gegevens van de stof ibuprofen. In figuur 16 zijn de boxplots weergegeven die horen bij de proef van ibuprofen. In figuur 16 is te zien dat de boxplot van de controleproef een grote uitschieter naar onderen heeft. Voor de rest nemen Q2 en Q3 in vergelijking met de boxplots van een concentratie 2,0 μg/L en 8,0 μg/L een kleiner gedeelte in beslag, wat laat zien dat de gemeten waarden dicht bij elkaar liggen. Er is dus wel een uitschieter naar beneden, maar voor de rest liggen de gemeten waarden redelijk dicht bij elkaar. De spreidingsbreedte van deze boxplot is 251 - 78 = 173 hartslagen per minuut.

Wanneer er werd gekeken naar de boxplot van een concentratie met 2,0 μg/L, was te zien dat deze boxplot lager ligt dan de boxplot van de controleproef. Dit wil dus zeggen dat de hartslagen lager liggen dan in de controleproef. Q1 en Q4 zijn niet heel groot, wat wil zeggen dat de gemeten waarden in Q2 en Q3 meer uit elkaar liggen dan in Q1 en Q4. De spreidingsbreedte van deze boxplot is 221 - 90 = 131 hartslagen per minuut

Bij de concentratie van 8,0 μg/L is te zien dat de boxplot in vergelijking met de concentratie van 2,0 μg/L een grotere spreidingsbreedte heeft.

Figuur 16: Boxplot ibuprofen.

36

Dit wil dus zeggen dat de gemeten waarden ten opzichte van de andere boxplots erg uit elkaar liggen. Ook is te zien dat de mediaan van deze boxplot hoger ligt dan de mediaan van een concentratie van 2,0 μg/L. Wel ligt de mediaan van de controleproef hoger. De spreidingsbreedte van deze boxplot is 266 - 44 = 222 hartslagen per minuut.

Wanneer er werd gekeken naar de boxplot van een concentratie van 14,0 μg/L, was te zien dat de mediaan hoger ligt in vergelijking met de medianen van de andere boxplots. Ook is te zien dat Q1, Q2, Q3 en Q4 kleiner zijn in vergelijking met de kwartielen van de andere boxplots. Q3 heeft van deze kwartielen het kleinste bereik, wat wil zeggen dat deze gemeten waarden dus erg dicht bij elkaar liggen. De spreidingsbreedte van deze boxplot is 263 - 190 = 73 hartslagen per minuut.

Diclofenac Daarna zijn de gegevens van de proef van diclofenac verwerkt in boxplots, zoals te zien in figuur 17. Voor dit figuur is dezelfde nulmeting gebruikt als in de proef met ibuprofen, dus dit heeft dezelfde toelichting.

In figuur 17 is te zien dat bij een concentratie van 0,1 μg/L Q4 bijna niet zichtbaar is. Dit wil dus zeggen dat de waarden van dit kwart erg dicht bij elkaar liggen. Doordat Q1 een grote lengte heeft, wil dit zeggen dat er een uitschieter is naar beneden. De mediaan van deze boxplot ligt hoger dan de mediaan van de nulmeting. De spreidingsbreedte is 247 - 117 = 103 hartslagen per minuut.

Wanneer er werd gekeken naar de boxplot van de concentratie 0,4 μg/L, was te zien dat Q2 groter is ten opzichte van Q1, Q3 en Q4. Deze waarden liggen dus verder uit elkaar. Q1 is dan weer iets groter dan Q3 en Q4, wat dus betekent dat de waarden onder de mediaan verder van elkaar afwijken dan de waarden boven de mediaan. Wanneer deze boxplot met de andere boxplots werd vergeleken, is te zien dat Q2 en Q3 groter is. Dit wil zeggen dat de waarden in deze boxplot verder uit elkaar liggen dan in de andere boxplots. De mediaan van deze boxplot ligt hoger dan de mediaan van de nulmeting en de mediaan van de Figuur 17: Boxplot van diclofenac. concentratie 0,1 μg/L. De spreidingsbreedte van deze boxplot is 264 – 141 = 123 hartslagen per minuut.

Wanneer er werd gekeken naar de boxplot van de concentratie met 0,7 μg/L, was te zien dat Q1 groter is dan de andere kwartielen. De waarden liggen hier dus verder uit elkaar. De mediaan ligt wel boven de mediaan van de nulmeting, maar de mediaan van de concentratie 0,1 μg/L en 0,4 μg/L ligt hoger. De spreidingsbreedte van deze boxplot is 269 - 144 = 125 hartslagen per minuut.

37

Hiernaast is ook gekeken of de grootte van de watervlooien invloed heeft gehad op de gemeten hartslagfrequentie van de watervlooien. In figuur 18 is een grafiek te zien waarin de hartslagfrequentie tegen de gemeten grootte is uitgezet.

Figuur 18: Het verband tussen de grootte van de watervlo en de hartslagfrequentie. In figuur 18 blijkt uit de grafiek dat er veel schommelingen te zien zijn. Er is dus sprake van een grote spreiding, maar deze spreiding is ook te zien bij de grotere groottes. Er is geen dalende of stijgende lijn te zien.

38

Conclusie Wanneer er naar de stof ibuprofen wordt gekeken, blijkt uit figuur 16 dat wanneer er naar de mediaan gekeken wordt, er een toenemende hartslagfrequentie is tussen de concentraties 2,0 μg/L, 8,0 μg/L en 14,0 μg/L te zien is. Eerst gaat de hartslagfrequentie ten opzichte van de nulmeting omlaag, maar wanneer de concentratie ibuprofen vanaf dat punt hoger wordt, wordt ook de hartslagfrequentie hoger. Er is zelfs zo’n toename van hartslagfrequentie, dat dit boven de hartslagfrequentie van de nulmeting uitkomt.

Wanneer er naar de stof diclofenac wordt gekeken, blijkt uit figuur 17 dat wanneer er naar de mediaan gekeken wordt, er een stijgende lijn te zien is. Wanneer de concentratie hoger wordt, wordt ook de hartslagfrequentie bij de concentraties 0,1 μg/L en 0,4 μg/L hoger wordt. De concentratie van 0,7 μg/L laat echter zien dat de hartslagfrequentie weer lager wordt. In het begin is er dus een stijgende lijn in hartslagfrequentie te zien, terwijl er daarna een dalende lijn wordt ingezet.

De gemiddelde hartslagfrequenties bij de concentraties ibuprofen verschillen erg met elkaar. Er is een duidelijker verband te zien dan bij diclofenac. Een verklaring hiervoor zou kunnen zijn dat de verschillende concentraties bij ibuprofen verder uit elkaar lagen. Bij diclofenac zat er namelijk maar 0,3 μg/L tussen de verschillende concentraties en bij ibuprofen 6,0 μg/L. Het verschil in de effecten zou hierdoor minder goed zichtbaar kunnen zijn bij diclofenac.

Uit figuur 18 blijkt dat er geen verband is tussen de grootte van de watervlo en de hartslagfrequentie. Er kan dus vastgesteld worden dat deze factor in deze studie geen invloed heeft gehad op de hartslagfrequentie. Doordat dit geen invloed heeft gehad, kan de invloed van de concentratie medicijnresten op de watervlooien nauwkeuriger worden bepaald.

Naast de grootte van de watervlo is er ook gekeken of er toename van hartslagfrequentie tijdens de proef was, door eventuele stress. Uit tabel 5 blijkt dat de gemiddelde hartslagfrequentie vóór de proef 202,25 hartslagen per minuut was. Nadat de proef was uitgevoerd, was de gemiddelde hartslagfrequentie 231 hartslagen per minuut. Door een berekening toe te passen is berekend hoeveel procent dit is toegenomen:

231− 202,25202,25

x 100% = 14,2%.

14,2% is een relatief groot verschil en er is dus waarschijnlijk een factor geweest die invloed heeft gehad op de resultaten. Hierdoor is het dus lastig om de precieze invloed van de concentraties ibuprofen en diclofenac op de hartslagfrequentie vast te stellen. Ook is het niet duidelijk wanneer tijdens de proef een eventuele “stressfactor” invloed heeft gehad, waardoor het nog moeilijker is om een conclusie te trekken uit de invloed van de concentraties ibuprofen en diclofenac.

De deelvraag was: Hebben verschillende concentraties van diclofenac en ibuprofen invloed op de hartslagfrequentie van de Daphnia magna?

De hypothese was: “Er wordt gedacht dat de daling van de hartslagfrequentie door de stoffen ibuprofen en diclofenac ook bij de watervlo zal optreden. Bovendien wordt er ook gedacht dat als de concentraties van de stoffen ibuprofen en diclofenac hoger worden, de hartslagfrequenties van de watervlooien sterker verlaagd worden.”

39

De hypothese was dus deels goed. Bij de stof ibuprofen was het inderdaad zo dat de hartslagfrequentie bij de concentraties 2,0 μg/L, 8,0 μg/L omlaag ging. Maar wel was het zo dat vanaf een bepaald punt, bij de concentratie 14,0 μg/L, de hartslagfrequentie weer omhoog ging. Wanneer er naar de stof diclofenac wordt gekeken, blijkt dat de hypothese ook deels goed was. Bij de wat lagere concentraties is een stijgende lijn te zien, maar bij de concentratie van 0,7 μg/L is wel een daling te zien. Het kan dus zo zijn dat bij deze stof de verlaging van hartslagfrequentie pas bij een hogere concentratie optreedt. Of deze conclusies nu getrokken mogen worden, is moeilijk te zeggen. Aangezien er tijdens de proef waarschijnlijk een “stress-factor” heeft opgetreden, is het niet zeker of het effect van deze stoffen juist is weergegeven.

Discussie Tijdens het verwerken van de proef zijn er een aantal punten naar voren gekomen die in het vervolg verbeterd kunnen worden. Een verbeterpunt is om de proef met nog meer watervlooien uit te voeren. Tijdens het uitvoeren van de proef waren er een aantal afwijkende resultaten. Wanneer de proefgroep erg klein is, worden de gemiddelden hierdoor erg beïnvloed. Wanneer de proef op grotere schaal wordt uitgevoerd, hebben deze afwijkende resultaten minder invloed op de gemiddelden en uiteindelijk ook op de conclusie. Wanneer de proefgroep groter is, zijn de conclusies die hieruit getrokken kunnen worden, dus nauwkeuriger. Dat de proefgroep te klein was, resulteerde ook in het gegeven dat de relatie tussen hartslagfrequentie en het aantal eieren moeilijk te bepalen was. Doordat er bij sommige concentraties maar één of twee watervlooien waren met eieren, was het onbetrouwbaar om hier een gemiddelde van te nemen. Ook was het dan zo dat één van de twee watervlooien met eieren een afwijkende meting had, waardoor dit gemiddelde nog minder nauwkeurig was. Hierdoor is besloten om de variabele mét of zonder eieren niet mee te nemen in de resultaten en conclusie. Dit zou voor een betrouwbaardere conclusie wel onderzocht moeten worden, aangezien het kan zijn dat een watervlo met eieren een hogere hartslagfrequentie heeft dan een watervlo zonder eieren. Wel is het zo dat de grootte van de watervlo geen invloed heeft op de hartslagfrequentie, dit zou dus ook het geval kunnen zijn bij de invloed van de eieren op de hartslagfrequentie. Dit probleem zou dus opgelost kunnen worden door met een grotere proefgroep te werken. Ook zou er alleen gewerkt kunnen worden met watervlooien zonder eieren of met een gelijk aantal eieren. Ook is er in dit experiment gebruik gemaakt van een geheel medicijn. Er is dus geen proef uitgevoerd met alleen de werkzame stof zelf, maar met alle bestanddelen die in het medicijn zitten. In de natuur valt het medicijn uit elkaar en lost het op. In het vervolg zou misschien onderzocht kunnen worden of deze andere bestanddelen ook enige invloed hebben op de watervlooien. Op school was het echter niet mogelijk om de werkzame stof en de andere bestanddelen van elkaar te scheiden. Dit zou in een laboratorium misschien wel onderzocht kunnen worden.

40

Daarnaast was de grootte van de watervlo niet precies te bepalen. Het “liniaaltje” in de microscoop ging maar tot 100 schaaldelen en de watervlo was vaak groter. Door het objectglaasje een beetje te verschuiven op de microscooptafel kon het nog niet gemeten deel van de watervlo opgemeten worden. Hierdoor kan het dus zijn dat de werkelijke grootte een tiende micrometer van de gemeten grootte afwijkt. Bovendien was het niet mogelijk om de watervlo helemaal stil te laten liggen, waardoor het mogelijk is dat de gemeten grootte nog iets meer afwijkt van de werkelijke grootte. Er is geprobeerd om de grootte van de watervlooien zo goed mogelijk te bepalen, maar door deze factoren kan het zijn dat deze een micrometer afwijkt van de werkelijke grootte. Ook kan het zo zijn dat er een afwijking is in de verdunning door de watervlooien in de druppelaar. De watervlooien nemen namelijk ook ruimte in, waardoor er iets minder water in de druppelaar kwam dan er nodig was om de concentratie precies één op één te verdunnen. Aangezien de watervlooien maar heel weinig ruimte innemen, zal dit niet veel invloed hebben uitgeoefend. Bovendien is het zo dat dit dus bij elke concentratie gebeurd is, waardoor dit geen invloed zal hebben op het verband. Bovendien was het niet mogelijk om hier een oplossing voor te bedenken, aangezien de watervlooien zo klein waren. Tijdens de proef is er telkens met een druppelaar in het bekerglas met watervlooien gegaan. Hierdoor zouden de watervlooien stress gekregen kunnen hebben, waardoor de hartslagfrequentie omhoog is gegaan. De watervlooien zouden tijdens de eerste controleproef ook stress gehad kunnen hebben door de druppelaar, maar aan het einde van de proef is de druppelaar er vaker ingekomen en is de stress dus verhoogd. Ook kunnen de watervlooien stress hebben ervaren door het licht van de lampen. In het vervolg zou het licht minder fel kunnen zijn, zodat de stressfactor minder is en de hartslagfrequentie minder omhoog gaat door deze factor. Om de stress van de druppelaar te verminderen, zouden in het vervolg de watervlooien opgedeeld kunnen worden over meerdere bakjes. De druppelaar komt dan minder vaak in het bakje (want er zitten minder watervlooien in) en de watervlooien raken hierdoor minder gestrest.

41

Eindconclusie Het doel was om te onderzoeken welke humane geneesmiddelen in het oppervlaktewater voorkomen en wat hiervan de invloed is op waterorganismen. Door dit te onderzoeken, kan er geconcludeerd worden dat er per jaar ongeveer 140 ton aan medicijn(rest)en in het oppervlaktewater terecht komt. Daarnaast komen er ook nog gewasbeschermingsmiddelen en industriële chemicaliën in het oppervlaktewater terecht. De geneesmiddelen komen in het oppervlaktewater terecht, nadat ze via het riool door een awzi zijn gegaan. In de awzi worden niet alle medicijnresten uit het water gehaald. De medicijnresten kunnen ook, na gebruikt te zijn in de veeteelt, via de grond in het oppervlaktewater belanden. Deze medicijnen gaan dus niet via een awzi. De stoffen waarvan momenteel al bekend is dat ze een risico voor het aquatisch milieu vormen, zijn de stoffen carbamazepine, diclofenac, erytromycine, sulfamethoxazole, azithromycine en clarithromycine. Momenteel zijn van sommige medicijnen al de effecten aangetoond op waterorganismen en ecosystemen, maar van veel medicijnen zijn de effecten nog niet duidelijk. Het is dus nodig dat in de toekomst hier meer onderzoek naar gedaan wordt. De conclusie van het experiment met de Daphnia magna is dat bij de stof ibuprofen de hartslagfrequentie ten opzichte van de nulmeting bij de eerste concentratie lager wordt, maar bij de andere concentraties juist toeneemt. Voor de stof diclofenac geldt dat de hartslagfrequentie eerst hoger wordt naarmate de concentratie ook hoger wordt, maar bij de hoogste concentratie diclofenac juist weer afneemt. De hypothese was dus niet volledig juist. Dit kan mede komen doordat er tijdens de proef stress was bij de watervlooien, wat is aangetoond in een controleproef. De gemiddelde hartslagfrequentie tijdens de controleproef aan het einde van de proef was namelijk 14,2% hoger dan de gemiddelde hartslagfrequentie tijdens de controleproef aan het begin van de proef.

42

Einddiscussie Aangezien de andere proeven langer duurden dan verwacht, was er geen tijd meer om naar de combinatietoxiciteit te kijken. In een volgend onderzoek zou dus wel gekeken kunnen worden naar de combinatietoxiciteit. Omdat er veel verschillende medicijnresten in het oppervlaktewater zitten, kunnen er dus andere effecten ontstaan bij waterorganismen. Door in een experiment verschillende medicijnen te mengen en te kijken naar de effecten op waterorganismen, kan er een betere schatting komen van effecten van de medicijnen in de natuur. In een ander vervolgonderzoek zou kunnen worden onderzocht of er meer hartproblemen en maag-darmproblemen optreden bij waterorganismen wanneer ze diclofenac binnen krijgen, dan wanneer ze ibuprofen binnen krijgen. Uit een recent onderzoek is namelijk gebleken dat dit wel het geval is bij mensen (Köhler, 2018). Hiernaast zou er ook een gedragsstudie kunnen worden gedaan als vervolgstudie. Er kan gekeken worden naar de effecten op het gedrag van organismen en de effecten op het ecosysteem. Ook zou er in het vervolg zelf kunnen worden onderzocht welke medicijnresten in het oppervlaktewater voorkomen. Er kan dan ook gekeken worden in welke concentratie ze voorkomen. Hiervoor zouden watermonsters gemaakt moeten worden met behulp van een deskundige. Tenslotte zou er in een vervolgonderzoek met hogere en lagere concentraties gewerkt kunnen worden. De effecten worden hierdoor duidelijker. In het onderzoek in dit verslag is er soms maar weinig verschil in hartslagfrequentie, waardoor er moeilijk een conclusie kon worden getrokken. Wanneer je het verschil tussen de concentraties medicijnen groter maakt, worden de effecten waarschijnlijk ook duidelijker.

Maatregelen om het oppervlaktewater schoon te houden Uit de conclusie is gekomen dat er per jaar ongeveer 140 ton aan medicijn(rest)en in het oppervlaktewater terecht komt. Op dit moment zijn er al een aantal maatregelen genomen om het oppervlaktewater schoon te houden. Ten eerste zijn er vergunningen gegeven aan bedrijven waarin staat wat ze wel en wat ze niet mogen lozen op het oppervlaktewater. Dit wordt ook regelmatig gecontroleerd. Ten tweede wordt het afvalwater eerst gezuiverd in awzi’s, voordat het in het oppervlaktewater terecht komt. Tenslotte wordt het boezemwater, het overtollig water dat in een polderboezem verzameld wordt om geloosd te worden (Sterkenburg, 1988), doorgespoeld. Het water wordt ververst en krijgt hierdoor meer zuurstof (Hoogheemraadschap van Rijnland , 2016).

43

Om in de toekomst te voorkomen dat er meer medicijnen in het oppervlaktewater terechtkomen, wordt er gedacht dat, naast het o.a. plaatsen van meer specifieke zuiveringsinstallaties voor medicijnen, het de beste oplossing is om “overige” medicijnen in woonwijken aan huis op te halen. Het ophalen van de medicijnen is namelijk goedkoper en de meeste medicijnen komen ook uit de woonwijken vandaan. De oorzaak van de medicijnresten in het oppervlaktewater ligt dus voor een deel bij de woonwijken, aangezien hier de medicijnen door het toilet worden gespoeld. Bovendien kan er ook campagne gevoerd worden om de gevolgen van het doorspoelen van medicijn(rest)en duidelijk te maken. En men er bewust van te maken dat het beter is om de medicijnen bij de apotheek in te leveren in plaats van het door het toilet te spoelen. Er kunnen echter nog veel meer maatregelen worden genomen om het water nog schoner te houden. Om medicijnresten tegen te houden, zouden er bijvoorbeeld meer specifieke zuiveringsinstallaties voor medicijnen moeten komen in ziekenhuizen en verpleeghuizen. Daarnaast zouden farmaceutische bedrijven meer kunnen letten op de afbreekbaarheid van stoffen, zodat de stoffen makkelijk afgebroken kunnen worden. Als laatste zou er een vierde stap in awzi’s moeten komen. Bij deze stap moeten de microverontreinigingen uit het water worden gehaald. Dit zou bijvoorbeeld kunnen door ozon door het water heen te laten bubbelen of algen en micro-organismen te gebruiken, die het water zuiveren door stoffen op te nemen (Kasteren, 2016). Ook zou er gebruik kunnen worden gemaakt van oxidatie. Bij oxidatie maak je schadelijke moleculen inactief door ze te binden aan zuurstofatomen (Eos Wetenschap, 2018). Een goedkopere oplossing is het gebruiken van zwammen om medicijnresten te filteren (Burger, 2018) of om poederkool toe te voegen aan actief slib, waardoor adsorptie aan het actieve poederkool plaatsvindt (Royal Haskoning DHV, 2018) (Donk, 2017). Maar totdat dit de realiteit is, kan men zelf bijdragen aan het verminderen van geneesmiddelen in het oppervlaktewater, door hun overige medicijnen bij de apotheek of gemeente in te leveren en het niet meer door het toilet te spoelen.

44

Verantwoording Tijdens het maken van dit profielwerkstuk hebben wij hulp gehad van een aantal mensen en wij zouden deze graag willen bedanken. Allereerst willen wij mevrouw Van der Vlugt bedanken. Zij heeft ons profielwerkstuk begeleid en ons erg geholpen. Wanneer we vragen hadden of ergens tegenaan liepen, was ze bereid om ons te helpen. Mevrouw Van der Vlugt heeft met ons meegedacht en een aantal verbeterpunten gegeven, om het profielwerkstuk naar een hoger niveau te tillen. Naast mevrouw Van der Vlugt, willen wij ook graag mevrouw De Vries bedanken. Zij heeft ons geholpen met ons experiment. Ze heeft ons geholpen door de benodigdheden voor de proef te verzamelen, maar ook heeft ze ons geholpen met het maken van de oplossingen, aangezien het scalpel erg scherp is en mevrouw De Vries hier al wat ervaring mee heeft. Bovendien willen wij meneer Sheoratan bedanken. Aangezien het erg belangrijk was dat de concentraties van de proef correct waren, was het belangrijk dat de berekeningen voor het verdunnen van de medicijnen juist waren. Wij hebben samen met meneer Sheoratan de berekeningen gemaakt en wij willen hem hiervoor bedanken. Ook willen wij mevrouw Marlinde Hoek van Hoogheemraadschap van Rijnland bedanken. Zij heeft ons een tabel gestuurd waarin de gemeten concentraties van medicijnresten bij de stinksloot vanaf de spoorbrug bij lozing van de awzi in Leiden weergegeven waren. Door te kijken wat de gemeten concentraties bij de verschillende geneesmiddelen waren, kon op deze manier de concentraties voor de proef bepaald worden. Mevrouw Marlinde Hoek heeft ons ook geholpen door ons in contact te brengen met mevrouw Nancy Lakeman. Mevrouw Lakeman werkt bij een awzi en was bereid om ons een rondleiding te geven, zodat we zelf de weg naar het oppervlaktewater die medicijnresten afleggen, konden zien. Deze rondleiding vonden wij erg interessant en we willen mevrouw Nancy Lakeman dus erg bedanken. Bij het maken van de grafieken hebben we de hulp gehad van meneer Lambers en mevrouw De Jong. Omdat wij niet wisten hoe de spreiding in een grafiek aangegeven kan worden in excel, waren meneer Lambers en mevrouw De Jong bereid om ons hiermee te helpen. Wij willen hen dus ook bedanken. De samenwerking ging goed. Er waren weinig onenigheden en hadden meestal hetzelfde idee van wat we wilden doen. Doordat we de proef al voor de zomervakantie hadden uitgevoerd, was er weinig tijdsdruk. Door omstandigheden was de afronding van het profielwerkstuk niet geheel volgens plan. Uiteindelijk is het wel gelukt om het op tijd in te leveren door tijdverlenging, aangezien de papieren versie na de vakantie ingeleverd mocht worden. Hierdoor konden we het nog op onze ouders werk uitprinten.

45

Bibliografie Aart, d. (2017). Statistiek: Spreidingsbreedte en kwartielen. Opgehaald van https://www.dr-

aart.nl/Statistiek-spreidingsbreedte-en-kwartielen.html Apotheek . (2018). Claritromycine. Opgehaald van

https://www.apotheek.nl/medicijnen/claritromycine?product=claritromycine#belangrijk-om-te-weten-over-claritromycine

Apotheek. (2017, september 29). Diclofenac. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/diclofenac?product=diclofenac#wat-doet-diclofenac-en-waarbij-gebruik-ik-het

Apotheek. (2018, oktober 5). Azitromycine . Opgehaald van https://www.farmacotherapeutischkompas.nl/bladeren/preparaatteksten/a/azitromycine__oraal_#eigenschappen

Apotheek. (2018). Azitromycine in het oog. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/azitromycine-in-het-oog#wat-doet-azitromycine-in-het-oog-en-waarbij-gebruik-ik-het

Apotheek. (2018). Carbamazepine. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/carbamazepine?product=carbamazepine#belangrijk-om-te-weten-over-carbamazepine

Apotheek. (2018). Claritromycine. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/claritromycine?product=claritromycine#belangrijk-om-te-weten-over-claritromycine

Apotheek. (2018). Erythrocine. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/erytromycine-om-in-te-nemen?product=erythrocine#belangrijk-om-te-weten-over-erytromycine-om-in-te-nemen

apotheek. (2018, juni 1). ibuprofen. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/ibuprofen?product=ibuprofen#wat-doet-ibuprofen-en-waarbij-gebruik-ik-het

Apotheek. (2018). Metoprolol. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/metoprolol?product=metoprolol#belangrijk-om-te-weten-over-metoprolol

Apotheek. (2018). Trimethoprim met sulfamethoxazol. Opgehaald van https://www.apotheek.nl/medicijnen/trimethoprim-met-sulfamethoxazol#belangrijk-om-te-weten-over-trimethoprim-met-sulfamethoxazol

Approved MEB. (2008, december). Bijsluiter diclofenac. Opgehaald van https://www.exmedica.nl/bijsluiter/diclofenac/h17256

articlesask. (2010). Hemodynamische factoren invloed op de bloeddruk. Opgeroepen op mei 10, 2018, van http://kennis.articlesask.com/4health/4healtheducation/1004240965.html

Bouwman, M. (2014). Nectar. Groningen: Noordhoff Uitgevers bv. Brander, P. B. (1972). Veterinary applied pharmacology & therapeutics . Burger, R. (2018, januari 11). Medicijnen en medicijnresten in ons kraanwater. Opgehaald

van https://www.krnwtr.nl/medicijnresten-in-ons-drinkwater/ BWM. (2015). Antibioticaresistentie. Zutphen: Tesink. Cooper, C. (2012). Run, Swim, Throw, Cheat: The Science Behind Drugs in Sport. UK:

Clays I.td.

46

Dijk, L. v. (2010). De balans tussen verkrijgbaarheid en veiligheid. Opgehaald van https://www.nivel.nl/sites/default/files/bestanden/Rapport-balans-verkrijgbaarheid-medicijnen-en-veiligheid.pdf

Dokteronline. (2016, juni 6). Medicijnen weggooien. Opgeroepen op september 14, 2018, van https://www.dokteronline.com/nl/blog/medicijnen-weggooien

Donk, P. d. (2017). Medicijnresten en zoetwaterecologie. Opgeroepen op september 9, 2018, van Nederlands Instituut voor Ecologie (NIOO-KNAW): https://pure.knaw.nl/ws/files/6130277/VanDonk2_Diligentia.pdf

Eos Wetenschap. (2018, maart 22). De staat van het water. Opgeroepen op september 14, 2018, van https://www.eoswetenschap.eu/natuur-milieu/de-staat-van-het-water

EUPATI. (2016, november 9). Pharmacokinetics. Opgeroepen op oktober 5, 2018, van EUPATI: https://www.eupati.eu/de/glossary/arzneimittelverteilung/

Extract Sample Manager. (2017, december 15). Producten Diensten Catalogus . Opgehaald van http://www.aquon.nl/downloads/131/producten-en-dienstencatalogus-2018.aspx

Gbemudu, A. (2017). COX-2 INHIBITOR MEDICATIONS. Opgehaald van https://www.rxlist.com/cox-2_inhibitors/drugs-condition.htm

Hartstichting. (2018). Bètablokkers. Opgehaald van https://www.hartstichting.nl/hart-en-vaatziekten/behandelingen/medicijnen/betablokkers

Hbov. (2008, september 23). De werking van nieren. Opgehaald van https://mens-en-gezondheid.infonu.nl/ziekten/24989-de-werking-van-nieren.html

Het KNP. (2012, mei 9). De nieuwe milieuvervuiling: medicijnen en hormonen. Opgeroepen op mei 11, 2018, van http://www.hetknp.org/de-nieuwe-milieuvervuiling-medicijnen-en-hormonen/

Het KNP. (2012, mei 9). De nieuwe milieuvervuiling: medicijnen en hormonen. Opgehaald van http://www.hetknp.org/de-nieuwe-milieuvervuiling-medicijnen-en-hormonen/

Hoek, J. P. (2013, januari 23). Geneesmiddelen in de watercyclus. Opgehaald van https://www.ntvg.nl/artikelen/geneesmiddelen-de-watercyclus/artikelinfo

Hoek, J. P. (2013). Geneesmiddelen in de watercyclus. Opgehaald van https://www.ntvg.nl/system/files/publications/a5687.pdf

Hoogheemraadschap van Rijnland . (2016). Monitoren van de waterkwaliteit. Opgehaald van https://www.rijnland.net/over-rijnland/wat-doet-rijnland/schoon-en-gezond-water/monitoren-van-de-waterkwaliteit

Institute of environmental sciences. (2016, oktober 31). Leven in het Lab #1 De watervlo. Opgehaald van https://levendlab.com/2016/10/31/beestjes-in-de-sloot-1-de-watervlo/

Kahn, C. M. (2010). The Merck Veterinary Manual. UK: Elsevier Health Sciences . Kasteren, J. v. (2016, november 26). Met ozon bubbel je slaappil uit het water. NRC. Köhler, W. (2018, september 5). Pijnstiller diclofenac moet uit vrije verkoop wegens

bijwerkingen. Opgehaald van https://www.msn.com/nl-nl/gezondheid/medisch/‘pijnstiller-diclofenac-moet-uit-vrije-verkoop-wegens-bijwerkingen’/ar-BBMTZgF?li=AAazPsO&ocid=spartandhp

Lakeman, N. (2018). rondleiding awzi. Lange, L. d. (2018, januari 19). De lotgevallen van geneesmiddelen in het lichaam. Leiden,

Zuid-Holland, Nederland: Liesbeth de Lange. Opgehaald van https://mail-ll.stichtingfiorettiteylingen.nl/owa/attachment.ashx?attach=1&id=RgAAAAA3MZT%2blIeLTaPZkp%2bRqBJ8BwD7eAWy2%2fqtQZclHWl52YCUAAAAPHqOAAD7eAWy2%2fqtQZclHWl52YCUAADqfyUnAAAJ&attid0=BAAAAAAA&attcnt=1

Lange, W. R. (2009). De risico’s van geneesmiddelen in het aquatisch milieu. Opgeroepen op mei 10, 2018, van http://library.wur.nl/WebQuery/wurpubs/fulltext/3629

47

Mehmood, Y. (2015, februari). structure of diclofenac. Opgehaald van https://www.researchgate.net/figure/Figure-no-1-chemical-structure-of-Diclofenac-sodium_fig1_272815658

national academic. (2016, november 29). diclofenac, ibuprofen, paracetemol en aspirine: de verschillen. Opgehaald van https://www.nationalacademic.nl/nieuws/diclofenac-ibuprofen-paracetamol-en-aspirine-wat-zijn-de-verschillen

Naturetoday. (2016, februari 3). Medicijnresten verstoren waterleven steeds meer. Opgehaald van https://www.naturetoday.com/intl/nl/nature-reports/message/?msg=22507

Nieuwenhuis, M. (2016, oktober 7). RIVM: medicijnen maken het water ziek. Opgeroepen op juni 2, 2018, van AD: https://www.ad.nl/binnenland/rivm-medicijnen-maken-het-water8-ziek~a89fa38e/

NKFK. (2017). Werkingsprincipe geneesmiddel. Opgeroepen op oktober 5, 2018, van Nederlands Kenniscentrum Farmacotherapie bij Kinderen: http://nkfk.nl/geneesmiddelen-en-kinderen/hoe-werkt-een-geneesmiddel/

Nursing. (2008, februari 11). Bestaat er een lijst met de meest voorkomende medicijnen in de ouderenzorg? Opgehaald van https://www.nursing.nl/bestaat-er-een-lijst-met-de-meest-voorkomende-medicijnen-in-de-ouderenzorg-tvvfaq100068w/

NVKG. (2014). Geneesmiddelen bij ouderen. Opgehaald van https://www.nvkg.nl/publiek/ziektebeelden/geneesmiddelen-bij-ouderen

pharmgkb. (2014, september 5). ibuprofen Pathway, Pharmacokinetics. Opgehaald van https://www.pharmgkb.org/pathway/PA166041114

PHARMGKB. (2018). diclofenac . Opgehaald van https://www.pharmgkb.org/chemical/PA449293

Princen, M. (2018). Neurotransmitters. Opgehaald van http://www.brainmatters.nl/terms/neurotransmitters/

RIVM. (2016, november 1). Geneesmiddelen en waterkwaliteit. Opgeroepen op juni 2, 2018, van https://www.rivm.nl/dsresource?objectid=672f3e07-d21e-4877-809b-3cc3c01df5f5&type=org&disposition=inline

Royal Haskoning DHV. (2018). Poederkool-technologie haalt meer medicijnresten uit oppervlaktewater. Opgehaald van https://www.royalhaskoningdhv.com/nl-nl/nederland/projecten/poederkool-technologie-haalt-meer-medicijnresten-uit-oppervlaktewater/6910

RVG. (2018, mei 11). Bijsluiter ibuprofen. Opgehaald van https://db.cbg-meb.nl/Bijsluiters/h23735.pdf

Snijdelaar, M. (2006, oktober). Problematiek rond diergeneesmiddelen in oppervlaktewater. Opgeroepen op mei 11, 2018, van http://edepot.wur.nl/143827

Sterkenburg, p. (1988). Van Dale . Utrecht: Van Dale Lexicografie. university of Twente. (2017). twee suntheses van ibuprofen. Opgehaald van

https://olo.utwente.nl/assessment/726/problem/6 Waterschap Roer en Overmaas. (2012, november 9). Van plas tot plas. Opgehaald van

https://www.youtube.com/watch?v=Z2w2vvI3Nnc WUR. (2017). De onderwaterwereld . Opgehaald van

https://www.wur.nl/upload_mm/3/8/f/ab823c03-b174-4063-8db9-8246bb9f937b_Handleiding%20Experiment%20Onderwaterwereld_Watervlooien_leerling.pdf

Zorginstituut Nederland. (2018, oktober 5). Farmacotherapeutisch Kompas. Opgehaald van https://www.farmacotherapeutischkompas.nl/

48

zorginstituut Nederland. (2018, oktober 5). ibuprofen. Opgehaald van https://www.farmacotherapeutischkompas.nl/bladeren/preparaatteksten/i/ibuprofen#eigenschappen

49

Bijlagen Bijlage 1: Werking en omzetting van medicijnen die het meest in het oppervlaktewater voorkomen Azythromycine Dit geneesmiddel behoort tot de groep van azaliden, wat een subgroep is van macrolide- antibioticum. Het zorgt ervoor dat de groei van verschillende soorten bacteriën wordt geremd. Het wordt dus voorgeschreven wanneer er sprake is van een infectie met bacteriën. Het kan hierbij gaan om huidinfecties, sommige genitale infecties, luchtweginfecties en bij een ontstoken oog, die in het kopje hierboven zijn genoemd. Het geneesmiddel is afgeleid van het geneesmiddel erythromycine. De molecuulformule is C38H72N2O12 en de structuurformule is in figuur 20 weergegeven (Apotheek, 2018). De omzetting in het lichaam: in de lever wordt het niet of in tot nauwelijks actieve metabolieten omgezet. Het wordt voornamelijk via de ontlasting uitgescheiden en in mindere mate in de urine, maar dus voornamelijk onveranderd en in sommige metabolieten (Zorginstituut Nederland, 2018). Figuur 20: Structuurformule van azythromycine. → Clarithromycine Dit geneesmiddel is ook een macrolide-antibioticum. Dit middel remt dus ook de groei van bacteriën. Het wordt aan patiënten voorgeschreven die luchtweginfecties hebben. Hierbij gaat het om infecties van de keel, longen, bijholtes en de ontsteking van de amandelen. Ook wordt het voorgeschreven bij legionella (veteranenziekte), cystische fibrose (taaislijmziekte), huidinfecties en darm- en maagzweren. Het geneesmiddel kan op twee verschillende manieren worden ingenomen. Dit kan in de vorm van een tablet en in de vorm van een drank. De tablet moet met een half glas water worden ingenomen. De drank moet voor gebruik eerst geschud worden en daarna moet de hoeveelheid met een maatlepel of doseerpipet afgemeten worden. De molecuulformule is C38H69NO13 en de structuurformule is in figuur 21 weergegeven (Apotheek, 2018). De omzetting in het lichaam: de stof wordt voor een deel onveranderd uitgescheiden en voor een deel omgezet in de lever in o.a. de werkzame stof hydroxymetaboliet. Het wordt 70-8% via de ontlasting uitgescheiden en 20-30% onveranderd via de urine (Zorginstituut Nederland, 2018). Figuur 21: Structuurformule van clarithromycine.

50

Sulfamethoxazol Sulfamethoxazol is een antibioticum en helpt bij infecties die veroorzaakt zijn door bacteriën. Vaak komt het middel in combinatie met trimethoprim voor; co-trimoxazol. Doordat het een combinatie is, bestrijdt het meer soorten bacteriën dan dat sulfamethoxazol en trimethoprim afzonderlijk doen. Het middel doodt de bacteriën, waardoor de klachten verminderen. Sulfamethoxazol wordt voorgeschreven aan patiënten met bronchitis, middenoorontstekingen, brucellose (infectie overgedragen door besmette dieren), blaasontsteking en longontsteking. Maar ook werkt de combinatie bij prostaatontstekingen, maagdarminfecties, zoals acute diarree en bij de ziekte van Whipple, geslachtsziekten, zoals gonorroe, infecties bij mensen met cystische fibrose (CF) en bij de ziekte van Wegener (een ontsteking van de bloedvaten). De molecuulformule van sulfamethoxazol is C10H11N3O3S en de structuurformule is in figuur 22 te zien (Apotheek, 2018). Figuur 22: Structuurformule van sulfamethoxazol. → De omzetting in het lichaam: de stof wordt in de lever gemetaboliseerd. Het wordt op zijn minst omgezet in de stoffen N4-acetyl-, N4-hydroxy-, 5-methylhydroxy-, N4-acetyl-5- methylhydroxy-sulfamethoxazol. De stof wordt door de nieren uitgescheiden. Ongeveer 20% van de stof wordt onveranderd via de urine uitgescheiden (Zorginstituut Nederland, 2018). Carbamazepine Het medicijn is een anti-epilepticum en wordt dus voornamelijk bij iemand met epilepsie voorgeschreven. Maar ook wordt het medicijn bij zenuwpijn, diabetes insipidus, manie en alcoholontwenning voorgeschreven. De molecuulformule is C15H12N2O en de structuurformule is in figuur 23 weergegeven (Apotheek, 2018).

← Figuur 23: Structuurformule van carbamazepine. De omzetting in het lichaam: de stof wordt voornamelijk in de lever tot metabolieten omgezet. Het gaat hier vooral om het carbamazepine-10,11-epoxide. Ook wordt het in nog een aantal andere (minder belangrijke) metabolieten omgezet. De stof wordt voornamelijk als metaboliet uitgescheiden. Het gaat hierbij om ongeveer 70% met de

urine en ongeveer 30% via de ontlasting (Zorginstituut Nederland, 2018).

51

Erytromycine Dit middel behoort tot macrolide-antibiotica. Een macrolide-antibioticum helpt bij infecties die veroorzaakt zijn door bacteriën (Zorginstituut Nederland, 2018). Het zorgt ervoor dat de groei van bacteriën wordt geremd. Het wordt gebruikt wanneer er sprake is van luchtweginfecties (zoals longontsteking, keelontsteking en acute bronchitis), huidinfecties (zoals acne, wondroos en steenpuisten), de geslachtsziekte chlamydia en melkklierontsteking. Ook wordt erytromycine bij bepaalde maagklachten gebruikt. Er zijn verschillende vormen waarin dit middel voorkomt. Het middel komt in meerdere vormen voor. Zo kan erytromycine in twee vormen als tablet voorkomen: erytromycine-stearaat en erytromycine-ethylsuccinaat. Bovendien kan erytromycine in de vorm van poeder voorkomen, wat in infusievloeistof kan worden gedaan, zodat het met een infuus kan worden binnengebracht. Maar ook kan het middel als vloeistof ingenomen worden. De molecuulformule van erytromycine is C37H67NO13 en de structuurformule is in figuur 24 weergegeven (Apotheek, 2018).

← Figuur 24: Structuurformule van erytromycine. De omzetting in het lichaam: het medicijn valt in het bovenste gedeelte van de dunne darm uiteen. Daarna wordt het door de dunne darm geabsorbeerd. Hierna gaat het via de poortader naar de lever toe. Wanneer het naar de gal gaat, wordt het voornamelijk onveranderd via de gal verwijderd. Hiernaast kan de stof ook worden

gemetaboliseerd door middel van de N-demethylatie tot inactieve metabolieten. Hierna gaat de stof naar de nieren, waarna het wordt uitgescheiden. Ongeveer 2-5% van de totale stof die wordt ingenomen, wordt onveranderd uitgescheiden door de nieren (Zorginstituut Nederland, 2018).

52

Metoprolol Metoprolol is een bètablokker. In het lichaam worden drie stresshormonen gemaakt: cortisol, adrenaline en noradrenaline. Deze stresshormonen werken via bèta-receptoren. Bètablokkers blokkeren deze receptoren, waardoor de stresshormonen hun werking niet meer kunnen doen. Hierdoor wordt de hartslag verlaagt, de pompkracht wordt minder en er wordt minder bloed door het lichaam heen gepompt. Hierdoor heeft het hart minder zuurstof nodig om te blijven functioneren. Het middel wordt voorgeschreven wanneer iemand last heeft van een hoge bloeddruk, hartritmestoornis, hartfalen, angina pectoris (hartkramp), te snelle schildklierwerking of een hartinfarct (Hartstichting, 2018). De molecuulformule is C15H25NO3 en de structuurformule is in figuur 25 weergegeven (Apotheek, 2018).

Figuur 25: Structuurformule van metoprolol. De omzetting in het lichaam: de stof wordt door de lever omgezet in inactieve metabolieten. Hierna wordt het bijna volledig door de nieren uitgescheiden. 5% van de stof die wordt ingenomen, wordt onveranderd weer uitgescheiden (Zorginstituut Nederland, 2018).

53

Bijlage 2: Materialen die in de proef gebruikt zijn ● Watervlooien van de soort Daphnia magna ● 4 Maatkolven van één L ● Spuitfles gevuld met kraanwater ● Pincet ● Stift ● Bekerglas van 100 mL ● Bekerglas van 10 mL ● Volpipet van één mL ● Pipetteerballon ● Trechter ● Ibuprofen 200 mg ● Diclofenac kalium 12,5 mg ● Scalpel ● Plastic druppelaars ● Prepareerschalen ● Microscoop ● Objectglaasje ● Papieren doekjes ● Teller ● Telefoon (voor stopwatch en om foto’s te maken) ● Pen ● Papier ● Rekenmachine

54

Bijlage 3: De stoffen in een diclofenac tablet en een ibuprofen capsule Capsule van ibuprofen:

- Ibuprofen 400 mg Focus, filmomhulde tabletten bevat per tablet 400 mg ibuprofen - Ibuprofen 600 mg Focus, filmomhulde tabletten bevat per tablet 600 mg ibuprofen - De andere bestanddelen zijn maïszetmeel, lactose, microkristallijne cellulose,

croscarmellosennatrium, magnesiumstearaat, colloïdaal siliciumdioxide, hydropropylmethylcellulose, glyceryltriacetaat, en de kleurstoffen titaandioxide (E 171) en erytrosine (E 127) De tabletten zijn omhuld, dat wil zeggen voorzien van een beschermend laagje (RVG, 2018).

Tablet van diclofenac:

- De werkzame stof in dit middel is diclofenacnatrium. Diclofenac Na CF 25 mg/ml bevat 75 mg diclofenacnatrium per 3 ml.

- De andere stoffen in dit middel zijn propyleenglycol (E1520), benzylalcohol (E1519), acetylcysteïne, mannitol (E421), natriumhydroxide, stikstof (head space) (E 941) en water voor injectie (Approved MEB, 2008).

55

Bijlage 4: Resultaten watermonsters van een sloot in Leiden.

56

Bijlage 5: Resultaten In tabel 6 is de informatie over de controleproef te zien. Het gaat hier om de controleproef die vóór de proef is uitgevoerd. De watervlooien bevonden zich alleen in water, dus de concentratie ibuprofen en diclofenac is 0,0 μg/L.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 3000 73 77 150

2 0 3000 96 98 194

3 0 2500 94 109 203

4 0 2750 95 102 197

5 0 3250 99 92 191

6 0 2750 127 124 251

7 0 3000 126 117 243

8 0 2500 77 73 150

9 0 2625 71 72 143

10 0 3750 99 104 203

11 0 2500 115 116 231

12 0 3500 122 116 238

13 0 2750 119 117 236

14 0 2500 132 119 251

15 0 2500 122 121 243

16 2 3250 105 100 205

17 2 2750 109 92 201

18 3 3500 102 101 203

19 3 4000 40 38 78

20 5 3250 120 114 234

Tabel 6: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 0,0 μg/L ibuprofen en diclofenac. Ook is het gemiddeld aantal hartslagen van alle watervlooien uit tabel 6 berekend. Hieruit kwam dat het gemiddeld aantal hartslagen per minuut 202,25 was.

57

Nadat de controleproef was uitgevoerd, is de proef met het medicijn ibuprofen uitgevoerd. In tabel 7 zijn de gegevens van de watervlooien weergegeven die gebruikt zijn in de proef met een concentratie van 2,0 μg/L ibuprofen.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 2750 93 94 187

2 0 2750 48 42 90

3 0 2250 105 106 211

4 2 2750 48 47 95

5 2 3500 52 52 104

6 2 3250 54 54 108

7 2 3750 58 54 112

8 2 2875 106 96 202

9 3 2750 116 105 221

10 4 3000 80 79 159

Tabel 7: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 2,0 μg/L ibuprofen. Ook bij dit onderdeel is het gemiddeld aantal hartslagen van alle watervlooien uit tabel … berekend. Hieruit kwam dat het gemiddeld aantal hartslagen per minuut 148,9 was. Nadat het onderdeel met een concentratie van 2,0 μg/L is uitgevoerd, zijn de gegevens van de watervlooien in een concentratie van 8,0 μg/L ibuprofen verzameld. Deze zijn in tabel 8 te zien.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 2500 47 41 88

2 0 2500 57 57 114

3 0 2250 39 39 78

4 0 2250 124 122 246

5 0 2500 70 70 140

6 0 3000 134 132 266

7 0 2250 116 112 228

58

8 0 2500 120 118 238

9 3 3250 108 118 226

10 3 3250 22 22 44

Tabel 8: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 8,0 μg/L ibuprofen. Hierna is het gemiddeld aantal hartslagen per minuut van alle watervlooien berekend. Hieruit kwam dat het gemiddeld aantal hartslagen per minuut 166,8 was. Nadat het onderdeel met een concentratie van 8,0 μg/L is uitgevoerd, is het onderdeel met de laatste concentratie ibuprofen gedaan. In tabel 9 zijn de gegevens van de watervlooien in een concentratie van 14,0 μg/L ibuprofen weergegeven.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 2250 96 99 195

2 0 2500 112 109 221

3 0 2250 128 115 243

4 0 2625 121 121 242

5 0 2500 122 118 240

6 2 2500 97 93 190

7 2 3000 134 129 263

8 3 3250 125 111 236

9 3 2750 128 122 250

10 3 3250 125 121 246

Tabel 9: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 14,0 μg/L ibuprofen. Ook bij het laatste onderdeel van de proef met ibuprofen is het gemiddeld aantal hartslagen per minuut berekend. Het bleek dat dit 232,6 hartslagen per minuut was. Nadat de proef met de concentraties ibuprofen was afgerond, is de proef met de stof diclofenac uitgevoerd. In tabel 10 is de informatie van de proef met de concentratie van 0,1 μg/L diclofenac weergegeven.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 2250 102 104 206

59

2 0 2625 114 117 231

3 0 2250 122 124 246

4 0 2375 105 103 208

5 0 3250 127 120 247

6 0 3000 101 98 199

7 2 3500 116 112 228

8 2 3125 124 122 246

9 3 2875 58 59 117

10 4 2750 103 115 218

Tabel 10: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 0,1 μg/L diclofenac. Ook bij het onderdeel met de stof diclofenac is het gemiddeld aantal hartslagen per minuut berekend. Hieruit bleek dat het gemiddeld aantal hartslagen 235,2 per minuut is. Hierna is het onderdeel met een concentratie van 0,4 μg/L diclofenac uitgevoerd. In tabel 11 zijn de resultaten te zien die van deze proef verzameld zijn.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 2500 121 116 237

2 0 2500 116 121 237

3 0 2625 81 86 167

4 0 2875 131 127 258

5 0 3125 86 82 168

6 0 3250 134 130 264

7 2 2750 71 70 141

8 2 3000 106 103 209

9 3 2750 107 112 219

10 3 2750 129 122 251

Tabel 11: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 0,4 μg/L diclofenac. Ook bij het onderdeel met de stof diclofenac is het gemiddeld aantal hartslagen per minuut berekend. Hieruit bleek dat het gemiddeld aantal hartslagen 215,1 per minuut was.

60

Nadat het onderdeel met 0,4 μg/L was uitgevoerd, is de proef met een concentratie van 0,7 μg/L ibuprofen gedaan. In tabel 12 staan de resultaten hiervan weergegeven.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 2500 99 97 196

2 0 3250 98 94 192

3 0 3250 70 74 144

4 0 3000 130 128 258

5 0 3125 113 109 222

6 0 3000 129 124 253

7 2 3000 109 108 217

8 3 2750 102 103 205

9 3 2750 129 127 256

10 3 3250 139 130 269

Tabel 12: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 0,7 μg/L diclofenac. Ook bij het laatste onderdeel van de proef met diclofenac is het gemiddeld aantal hartslagen van alle watervlooien berekend. Er is berekend dat de hartslagfrequentie 221,2 slagen per minuut was. Nadat de proeven met medicijnresten waren afgerond, is er nog een extra controleproef gedaan. De gegevens hiervan zijn in tabel 13 weergegeven. Ook deze watervlooien bevonden zich in het water, waardoor de concentratie 0,0 μg/L ibuprofen en diclofenac was.

Nummer van watervlo

Aantal eieren Grootte van de watervlo in μm

1e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

2e meting: Aantal hartslagen per 30 seconden

Gemiddeld aantal hartslagen per minuut

1 0 2500 120 112 232

2 0 2750 103 95 198

3 0 2750 111 115 226

4 0 3000 109 114 223

5 2 2750 116 118 234

6 2 3000 124 126 250

61

7 3 2500 121 118 239

8 3 2750 121 119 240

9 3 2625 128 126 254

10 3 3000 111 103 214

Tabel 13: Aantal eieren, grootte en aantal hartslagen per watervlo per minuut bij een concentratie van 0,0 μg/L ibuprofen en diclofenac. Ook bij dit allerlaatst onderdeel is de gemiddelde hartslagfrequentie berekend. Het bleek dat dit 231 hartslagen per minuut was.

62

Bijlage 6: Logboek

Datum Plaats Wat Wie Tijd (min) Opm.

06-03-2018 School Onderwerp Irene & Eline

40 Onderwerp bedenken

08-03-2018 Thuis Inlezen op het onderwerp

Irene & Eline

80 Mail sturen naar mevrouw Van der Vlugt & deelvragen

28-03-2018 School Overleg Irene & Eline

25 Overleg met mevrouw Van der Vlugt

04-04-2018 Thuis Bronnen Irene & Eline

120 Bronnen zoeken

09-04-2018 School Bronnen en PVA Irene & Eline

50 Bronnen zoeken en plan van aanpak maken

13-04-2018 School Bronnen ordenen Irene & Eline

50 Bronnen ordenen

10-05-2018 Thuis Bronnen verwerken

Eline 240 Bronnen verwerken

11-05-2018 Thuis Bronnen verwerken

Irene 130 Bronnen verwerken

11-05-2018 Thuis Bronnen verwerken

Eline 100 Bronnen verwerken

13-05-2018 Thuis Bronnen verwerken

Eline 120 Bronnen verwerken

14-05-2018 School Bronnen verwerken

Irene & Eline

50 Bronnen verwerken

21-05-2018 Thuis Bronnen verwerken

Irene 90 Bronnen verwerken

24-05-2018 School Overleg Eline & Irene

20 Overleg met mevrouw Van der Vlugt

01-06-2018 Thuis Bronnen verwerken

Irene 70 Bronnen verwerken

02-06-2018 Thuis Bronnen verwerken

Eline 120 Bronnen verwerken

63

09-06-2018 Thuis Bronnen verwerken

Irene & Eline

300 Uitgewerkt hoe de stoffen in het lichaam worden omgezet en tabellen verwerkt

10-06-2018 Thuis Alle bronnen gebruiken om er één verhaal van te maken

Eline 150 Er één lopend geheel van maken

12-06-2018 Thuis Opzet proef bedenken

Irene & Eline

90 Opzet proef bedenken

13-06-2018 Thuis Opzet proef Irene & Eline

45 Opzet proef

15-06-2018 School Gesprekje Vlugt Irene & Eline

40 Gesprekje over proef

15-06-2018 Thuis Verder werken aan verslag

Irene 220 Uitwerken medicijnen en proef

15-06-2018 Thuis Medicijnen uitwerken

Eline 120 Medicijnen voor de proef uitwerken

16-06-2018 Thuis Drive bestand in word opmaken → mailen naar Vlugt

Eline 20 Drive bestand in word opmaken → mailen naar Vlugt

18-06-2018 School Verder uitwerken medicijnen

Irene & Eline

50 Samenstelling medicijnen

06-07-2018 School Proef uitvoeren ibuprofen

Irene & Eline

420 Proef ibuprofen uitvoeren

09-07-2018 AWZI Rondleiding AWZI + diclofenac halen + berekening proef

Irene & Eline

150 Rondleiding AWZI

10-07-2018 School Concentratie diclofenac maken

Irene & Eline

90 Concentratie diclofenac maken

64

12-07-2018 School Proef uitvoeren diclofenac

Irene & Eline

300 Proef diclofenac uitvoeren

17-07-2018 Thuis Materiaal & Methode en resultaten

Eline 90 Materiaal & Methode en resultaten

13-08-2018 Thuis Methode en resultaten invoeren

Irene 120 Methode en resultaten invoeren

15-08-2018 Thuis Rondleiding waterzuivering en nieuwe bronnen verwerken

Irene 160 Rondleiding waterzuivering en nieuwe bronnen verwerken

24-08-2018 Thuis Materiaal en Methode afmaken

Eline 200 Materiaal en Methode afmaken

25-08-2018 Thuis Deelvragen uitwerken en resultaten

Irene & Eline

120 Deelvragen uitwerken en resultaten

28-08-2018 School Planning en verwerking bronnen

Irene & Eline

60 Planning en verwerken bronnen

29-08-2018 School Bronnen verwerken

Irene & Eline

80 Bronnen verwerken

29-08-2018 School Gesprek met Vlugt Irene & Eline

50 Gesprek met Vlugt

30-08-2018 School Grafieken Eline & Irene

50 Grafieken

31-08-2018 School Hulp bij grafieken van mevrouw De Jong

Eline & Irene

30 Hulp bij grafieken van mevrouw De Jong

31-08-2018 Thuis Deelvraag effecten

Eline & Irene

90 Deelvraag effecten

65

31-08-2018 Thuis Grafiek grootte watervlo

Irene 40 Grafiek grootte watervlo

01-09-2018 Thuis Bronnen verwerken

Eline 40 Bronnen verwerken

03-09-2018 School Effecten en discussie

Eline & Irene

50 Effecten en discussie

04-09-2018 Thuis Effecten Irene 100 Effecten

05-09-2018 Thuis Boek verwerken Irene 40 Boek verwerken

07-09-2018 Thuis Discussie, opmerkingen verwerken

Eline & Irene

80 Discussie, opmerkingen verwerken

09-09-2018 Thuis Verwerken bronnen en aanvullen verslag

Irene 140 Verwerken bronnen en aanvullen verslag

11-09-2018 School Opbouw Eline & Irene

50 Opbouw

11-09-2018 School Bronnen verwerken en verantwoording

Eline 150 Bronnen verwerken en verantwoording

12-09-2018 Thuis Deelvragen verder uitwerken

Eline 120 Deelvragen verder uitwerken

13-09-2018 School Bronnen verwerken en gesprek Vlugt

Eline & Irene

150 Bronnen verwerken en gesprek Vlugt

14-09-2018 Thuis Afronden en verbeterpunten Vlugt verwerken

Eline & Irene

250 Afronden en verbeterpunten Vlugt verwerken

66

17-09-2018 Thuis Materiaal & Methode verbeteren

Eline 75 Materiaal & Methode verbeteren

18-09-2018 School Verder werken Irene & Eline

50 Verder werken

18-09-2018 Thuis Deelvraag proef verder verbeteren

Eline 60 Deelvraag proef verder verbeteren

21-09-2018 Thuis Resultaten verwerken

Irene & Eline

100 Resultaten verwerken

25-09-2018 Thuis Resultaten verwerken en conclusie

Eline & Irene

160 Resultaten verwerken en conclusie

27-09-201 School Opmerkingen verwerken

Eline & Irene

50 Opmerkingen verwerken

28-09-2018 Thuis Opmerkingen verwerken

Eline & Irene

210 Opmerkingen verwerken

29-09-2018 Thuis Resultaten & Conclusie af

Eline 150 Resultaten & Conclusie af

29-09-2018 Thuis Grafieken Irene 60 Grafieken

30-09-2018 Thuis Nalezen Irene 60 Nalezen

01-10-2018 Thuis & school

Nalezen & opmerkingen verwerken

Irene 100 Nalezen & opmerkingen verwerken

02-10-2018 School Opmerkingen Eline & Irene

50 Opmerkingen

67

02-10-2018 Thuis Opmerkingen Irene 60 Opmerkingen

02-10-2018 Thuis Nalezen & opmerkingen

Eline 150 Nalezen & opmerkingen

03-10-2018 Thuis Opmerkingen Irene & Eline

120 Opmerkingen

03-10-2018 Thuis Spelling & opmerkingen

Irene 120 Spelling & opmerkingen

04-10-2018 Thuis Samenvatting en inleiding

Irene & Eline

80 Samenvatting en inleiding

04-10-2018 Thuis Spelling & opmerkingen

Irene 120 Spelling & opmerkingen

05-10-2018 Thuis Afronding Eline & Irene

210 Afronding

10-10-2018 School Gesprek Van der Vlugt + aanpassingen doen

Eline & Irene

50 Gesprek Van der Vlugt + aanpassingen doen

15-10-2018 School Gesprek Van der Vlugt

Eline & Irene

35 Gesprek Van der Vlugt

16-10-2018 School Opmerkingen Eline & Irene

50 Opmerkingen

18-10-2018 School Opmerkingen Eline & Irene

50 Opmerkingen

18-10-2018 Thuis Opmerkingen Eline & Irene

150 Opmerkingen

19-10-2018 Thuis Bronnen en figuren

Eline & Irene

250 Bronnen & figuren

68

20-10-2018 Thuis Bronnen & figuren Eline & Irene

100 Bronnen & figuren

21-10-2018 Thuis Bronnen & figuren Eline & Irene

220 Bronnen & figuren

Totaal Irene: 6575 minuten Totaal Eline: 6775 minuten