1. Increased use of sanitizers and disinfectants during the COVID-19 pandemic: identification of antimicrobial chemicals and considerations for aquatic environmental contamination
- Author
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Marteinson, Sarah C., Lawrence, Michael J., Taranu, Zofia E., Kosziwka, Kerri, Taylor, Jessica J., Green, Alexandria, Winegardner, Amanda K., Rytwinski, Trina, Reid, Jessica L., Dubetz, Cory, Leblanc, Judith, Galus, Michal D., and Cooke, Steven J.
- Subjects
Infection control -- Environmental aspects ,Disinfection and disinfectants -- Usage -- Environmental aspects ,Environmental issues - Abstract
In response to the coronavirus (COVID-19) pandemic, there has been an increased need for personal and environmental decontamination to aid in curbing transmission of the SARS-CoV-2 virus. Products used for this purpose include sanitizers for hands and disinfectants for surfaces. The active chemical ingredients used in these products, termed antimicrobials, can enter waste streams after application and may be emerging as more prominent environmental contaminants. Even prior to COVID-19, there was recognized need to examine their implications for aquatic biota, which is now made more pressing due to their exaggerated use in response to the pandemic. Our objectives were to identify current antimicrobial active ingredients, quantify their increased use, and determine which may be candidates for further consideration as possible aquatic contaminants. By consulting multiple sources of publicly available information in Canada, we identified current-use antimicrobials from the lists of sanitizers and surface disinfectants approved for use against SARS-CoV-2 by Health Canada and the drug registration database. To estimate the use of sanitizers and disinfectants, we evaluated import quantities and grocery store retail sales of related compounds and products (Statistics Canada) and both lines of evidence supported increased use trends. The list of identified antimicrobials was refined to include only candidates with potential to reach aquatic ecosystems, and information on their environmental concentrations and toxicity to aquatic biota was reviewed. Candidate antimicrobials (n = 32) fell into four main categories: quaternary ammonium compounds (QACs), phenols, acids, and salts. Benzalkonium chloride, a QAC, was the most prominent active ingredient used in both nonalcohol-based hand sanitizers and surface disinfectants. Four QACs followed in prevalence and the next most used antimicrobial was triclosan (hand sanitizers only), an established and regulated environmental contaminant. Little information was found on environmental concentrations of other candidates, suggesting that the majority would fall into the category of emerging contaminants if they enter aquatic systems. Several were classified as acutely or chronically toxic to aquatic biota (Globally Harmonized System), and thus we recommend empirical research begin focusing on environmental monitoring of all candidate antimicrobials as a critical next step, with detection method development first where needed. Keywords: biocide, pharmaceutical and personal care products, PPCP, pandemic, SARS-CoV-2, Canada, COVID-19, antimicrobial En reponse a la pandemie de coronavirus (COVID-19), un besoin accru de decontamination personnelle et environnementale s'est manifeste pour aider a freiner la transmission du virus SRAS-CoV-2. Les produits utilises a cette fin comprennent des assainisseurs pour les mains et des desinfectants pour les surfaces. Les ingredients chimiques actifs utilises dans ces produits, appeles antimicrobiens, peuvent entrer dans les systemes des eaux usees apres leur application et peuvent devenir des contaminants environnementaux plus importants. Avant meme l'avenement de la COVID-19, on reconnaissait qu'il etait necessaire d'examiner leurs implications pour le biote aquatique, ce qui est aujourd'hui rendu plus urgent en raison de leur utilisation exageree en reponse a la pandemie. Nos objectifs consistaient a identifier les ingredients actifs antimicrobiens actuels, a quantifier leur utilisation accrue et a determiner ceux qui pourraient etre consideres comme des contaminants aquatiques potentiels. En consultant de multiples sources d'information publiquement accessibles au Canada, nous avons pu identifieer les antimicrobiens utilises actuellement a partir des listes d'assainisseurs et de desinfectants de surface dont l'utilisation contre le SRAS-CoV-2 a ete approuvee par Sante Canada, et de la base de donnees sur les produits pharmaceutiques. Pour estimer l'utilisation des assainisseurs et des desinfectants, nous avons evalue les quantites importees et les ventes au detail dans les epiceries de composes et de produits connexes (Statistique Canada) et les deux sources de donnees ont confirme les tendances a l'augmentation de l'utilisation. La liste des antimicrobiens identifies a ete affinee pour n'inclure que les candidats susceptibles d'atteindre les ecosystemes aquatiques, et les informations sur leurs concentrations environnementales et leur toxicite pour le biote aquatique ont ete examinees. Les antimicrobiens candidats (n = 32) se repartissent en quatre grandes categories: les composes d'ammonium quaternaire (CAQ), les phenols, les acides et les sels. Le chlorure de benzalkonium, un CAQ, etait l'ingredient actif le plus utilise dans les desinfectants non alcoolises pour les mains et les desinfectants de surface. Quatre CAQ suivaient en prevalence et l'antimicrobien le plus utilise ensuite etait le triclosan (uniquement dans les desinfectants pour les mains), un contaminant environnemental avere et reglemente. Peu d'informations sur les concentrations environnementales des autres candidats etaient accessibles, ce qui suggere que la majorite d'entre eux entreraient dans la categorie des contaminants emergents s'ils penetrent dans les systemes aquatiques. Plusieurs d'entre eux ont ete classes comme presentant une toxicite aigue ou chronique pour le biote aquatique (Systeme general harmonise de classification et d'etiquetage des produits chimiques, SGH). Les auteurs recommandent donc que la recherche empirique commence a se concentrer sur la surveillance environnementale de tous les candidats antimicrobiens comme prochaine etape critique, en commencant par le developpement de methodes de detection si necessaire. Le texte integral de l'article en francais est disponible parmi les documents supplementaires. Mots-cles : biocide, produits pharmaceutiques et de soins personnels, PPSP, pandemie, SRAS-CoV-2, Canada, COVID-19, antimicrobien, 1. Introduction The use of sanitizing and disinfecting products dramatically increased during the COVID-19 pandemic (da Silva et al. 2021; Dhama et al. 2021), and more information on the impacts [...]
- Published
- 2023
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