Estimation of illicit drug use in Reykjavik by wastewater-based epidemiology

Arndís Sue Ching Löve

Rannsóknarafurð: RitgerðirDoktorsritgerð

Útdráttur

Mælingar á fíkniefnum og lyfseðilsskyldum lyfjum í frárennslisvatni hafa undanfarin ár verið notaðar til þess að meta notkun efnanna. Aðferðafræðin byggir á þeirri kenningu að hægt sé að líta á frárennslisvatn sem samansafn þvagsýna frá heilu samfélagi. Áreiðanlegar niðurstöður eru fengnar á mjög fljótvirkan hátt án þess að inngripum sé beitt. Aðal markmið þessarar rannsóknar var að setja upp og gilda greiningaraðferð fyrir fíkniefni og lyfseðilsskyld lyf í frárennsli frá Reykjavík. Fastfasa súluskiljun (SPE) var notuð við úrhlutun fíkniefna og lyfja í frárennslisvatni frá Reykjavík með ásættanlegum heimtum. Háþrýstivökvagreinir tengdur tvöföldum massaskynjara (UPLC-MS/MS) var notaður við greiningu efnanna. Frárennslissýnum var safnað í Reykjavík á ellefu tímapunktum frá febrúar 2017 til júní 2020. Algeng fíkniefni sem notuð eru á Íslandi voru valin til greiningar ásamt lyfseðilsskyldum lyfjum með þekkta misnotkun. Notkun efnanna var metin í mg/dag/1000 íbúa. Langtímaþróun í fíkniefnanotkun í Reykjavik var metin með mælingum á frárennslisvatni. Notkun kókaíns hækkaði verulega frá 2017 til 2019 en hafði minnkað umtalsvert í júní 2020 á tímum kórónuveirunnar. Notkun bæði amfetamíns og metamfetamíns sýndu merki aukningar frá 2017 til 2020, en notkun amfetamíns var mun meiri en metamfetamíns. Notkun 3,4 methylene-dioxymethamphetamine (MDMA) var stöðug frá 2017 til 2020. Notkun kannabis var stöðug frá 2017 til 2019 en sýndi merki aukningar á tímum kórónuveirunnar árið 2020. Aukning í notkun kókaíns og MDMA sást einnig um helgar þegar borið var saman við aðra vikudaga og einnig á tónlistarhátíð sem haldin var í Reykjavík. Niðurstöður byggðar á mælingum á frárennslisvatni voru bornar saman við aðra vísa að fíkniefnanotkun, fjölda mála vegna fíkniefnaaksturs og gögn um haldlagt magn fíkniefna. Afkastamikil sýnameðhöndlunaraðferð var þróuð þar sem minna rúmmál frárennslissýna var úrhlutað samanborið við aðrar hefðbundnari aðferðir. Þessi aðferð var þróuð bæði fyrir fíkniefni og lyfseðilsskyld lyf. Mikill tímasparnaður felst í því að úrhluta minna rúmmál af sýni, samanborið við aðrar eldri aðferðir og fást þá niðurstöður á mun skemmri tíma. Frárennslisýni frá fjórum höfuðborgum á Norðurlöndum (Osló, Stokkhólmur, Reykjavík og Þórshöfn) voru úrhlutuð með þessari aðferð. Gögn frá Helsinki voru einnig fengin og þróun í notkun örvandi fíkniefna var metin milli borganna. Niðurstöður sýndu að amfetamínmagn í frárennsli var mest í Reykjavík og Stokkhólmi. Magn metamfetamíns í frárennsli var hæst í Helsinki og magn MDMA var mest í Osló. Magn kókaíns í frárennsli var sambærilegt í Osló, Stokkhólmi og Reykjavík en mun lægra í Helsinki. Augljós aukning í magni MDMA og kókaíns sást um helgar sem bendir til að notkun efnanna til afþreyingar sé vinsæl á Norðurlöndum. Þróun í notkun fíkniefna og lyfja var metin með mælingum á frárennsli með góðum árangri ásamt samanburði við önnur lönd. Niðurstöður byggðar á mælingum á frárennslisvatni voru almennt sambærilegar gögnum yfir fíkniefnaakstur og haldlagningar. Hægt er að ná fram heildstæðari mynd af notkun fíkniefna í Reykjavík með því að sameina niðurstöður sem byggðar eru á mælingum á frárennsli og önnur gögn. Þetta getur veitt hagsmunaaðilum eins og lögregluyfirvöldum og heilbrigðisstarfsmönnum mikilvægar upplýsingar sem nota má í baráttunni gegn fíkniefnavandanum.
Wastewater-based epidemiology (WBE) has in recent years emerged as a reliable way to estimate the use of illicit drugs and pharmaceuticals at a community level. This methodology is based on the hypothesis that wastewater can be considered a pooled urine sample of a total population. This is a non-intrusive tool which provides objective results in near real-time. The primary aim of this project was to adapt and validate a reliable analytical method for illicit drugs and pharmaceuticals in wastewater from Reykjavik. A solid phase extraction (SPE) method was adapted for the analysis of illicit drugs and pharmaceuticals in wastewater samples from Reykjavik with satisfactory recoveries. Ultra-performance liquid chromatography coupled to a tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) was used for the analysis of samples. Wastewater samples were collected in Reykjavik at eleven timepoints from February 2017 to June 2020. The estimated use of the analytes of interest was expressed as mg/day/1000 inhabitants. Temporal trends in illicit drug use in Reykjavik were successfully assessed using WBE. The results showed that cocaine use had increased extensively from 2017 to 2019 but had decreased considerably in June 2020 during the COVID-19 pandemic. Amphetamine and methamphetamine both showed signs of increased use between 2017 and 2020, but amphetamine use remained significantly higher. MDMA use was estimated to be stable from 2017 to 2020. Estimated cannabis use by WBE was stable from 2017 to 2019 but showed signs of an increase in 2020 during the pandemic. Trends between weekdays and during special events were also observed showing a significant increase in cocaine and MDMA use during weekends and a music festival held in Reykjavik. Further, a comparison was made with other indicators of drug use based on seizure data and driving under the influence cases. A high-throughput SPE micro-extraction method combined with large volume injection and post-loop mixing was developed for both illicit drugs and pharmaceuticals. By extracting smaller volumes of samples compared to other conventional methods, the time per sample was lowered considerably allowing for faster reporting of results. Samples from four Nordic capitals (Oslo, Stockholm, Reykjavik, and Torshavn) were analysed using SPE micro-extraction where spatial trends were successfully estimated alongside data obtained from Helsinki. The results showed high amphetamine loads in Reykjavik and Stockholm. Methamphetamine loads were highest in Helsinki and MDMA loads were highest from Oslo. Cocaine loads were similar from Oslo, Stockholm, and Reykjavik, but notably lower from Helsinki. A clear increase was observed in MDMA and cocaine loads during weekends indicating recreational use of the drugs. Both temporal and spatial trends in illicit drug use were successfully estimated by using WBE. Overall, results by WBE were comparable with the other indicators of drug use. By complimenting data by WBE and other methods used to assess the use of drugs, a more comprehensive picture of the community drug abuse can be achieved. This could provide stakeholders such as the law enforcement or health care authorities valuable and useful information in their fight against drug abuse.
Upprunalegt tungumálEnska
Útgefandi
ÚtgáfustaðaÚtgefið - 4 jún. 2021

Önnur efnisorð

  • Illicit drugs
  • Pharmaceuticals
  • Drug abuse
  • Wastewater
  • Analysis
  • Fíkniefni
  • Lyfseðlar
  • Lyfjamisnotkun
  • Frárennsli
  • Efnagreining
  • Doktorsritgerðir

Fingerprint

Sökktu þér í rannsóknarefni „Estimation of illicit drug use in Reykjavik by wastewater-based epidemiology“. Saman myndar þetta einstakt fingrafar.

Vitna í þetta