不僅重金屬污染，藥物對水和環境的毒害可能更大？

藥物迫害情況

2012年秋季，在德國海說神聊部易海說神聊河上，博士研究生亨德里克從一條船上翻進河中。他把河底的一只不銹鋼桶舉上船，把這只裝著河水、有點搖擺的桶放在一堆空塑料瓶旁邊。隨后，他把桶里的河水灌進這些塑料瓶里，再把塑料瓶放進冷卻器，往東南邊標的目的運到他的導師克勞斯的嘗試室（位于德國呂訥堡大學）。在那邊，這些塑料瓶與采集自全德國的其他水樣集中在一路，這些水樣包羅海說神聊海（位于大不列顛群島和歐洲大陸之間的大西洋海域）海水、廢水處置廠排放的水和來自城市自來水管的可飲用水。

確鑿證據

△污水處置廠還無法徹底斷根水中的藥物

每份樣本都獲得測試，看它是否含有全球最普遍利用的抗糖尿病藥物——二甲雙胍。經由過程按捺肝臟里葡萄糖的發生，二甲雙胍能治療高血糖。人體不克不及代謝二甲雙胍，所以二甲雙胍在被人體攝入后24小時內，就會幾乎原封不動地被排出體外。因為二甲雙胍的利用很遍及——僅在2014年僅在美國就開具了7690萬張二甲雙胍處方簽，所以情況中這種藥的含量很高就層見迭出。在克勞斯團隊檢測的每一份水樣中都存在二甲雙胍，此中包羅自來水，并且二甲雙胍的濃度跨越由萊茵河道域國際機構提出的情況平安尺度的50%。克勞斯團隊在2014年頒發這一檢測成果時指出，二甲雙胍可能已經分布于全球大部門地域的飲用水和海水里。

這聽上去有點駭人聽聞，但現實上很可能是事實，并且問題并非僅限于二甲雙胍。美國威斯康星-密爾沃基大學科學家麗貝卡的團隊，比來測量了美國密歇根湖中可能存在的藥物濃度。科學家此前猜測，不管這座大湖里存在什么樣的藥物，它們都可能因為被大大稀釋了而檢測不到。但現實環境正好相反，麗貝卡團隊在湖水中檢測到了32種藥物和小我護理用品當作分，還在湖底沉積物中檢測到30種這些物質。此中14種物質的濃度被認為對生態系統組成中度或重度威脅。此中二甲雙胍排在榜首，哪怕是在分開湖岸3千米的湖水里，二甲雙胍的濃度依然高得令人擔憂。

科學家好久以前就熟悉到，藥物（不管是像二甲雙胍這樣不會被人體代謝的藥物，仍是會被人體分化當作分歧代謝物的藥物）會污染情況。但科學家傳統上只聚焦此中兩類藥物：抗生素和情況激素（例如避孕激素雌二醇）。情況中的抗生素會強化良多細菌種類的耐藥性，科學家已知情況激素會影響動物的發展發育。

曩昔，二甲雙胍不被認為對動物有這些影響。但在嘗試室研究中，麗貝卡團隊發現接觸超標二甲雙胍濃度（與廢水處置廠排放水中的二甲雙胍濃度相仿）的雄性鰷魚（一種小淡水魚）發生了凡是只是由雌魚發生的卵白質，發育出雌性化性腺，體重減輕，兒女數目削減。科學家此刻意識到，包羅二甲雙胍在內的良多藥物正在帶來嚴重的生態威脅。美國地質調查局科學家達娜指出，每種藥物的研發目標都是為了激發一種生物反映，是以藥物對動物造當作影響是必然的，我們需要領會藥物對情況會造當作哪些后果。

問題復雜

△科學家研究二甲雙胍對鰷魚的影響

藥物在廢水中無處不在，它們本家兒要來自人的尿液和糞便。患者沒吃完而被扔進垃圾桶的藥物、甚至病院垃圾中的活性當作分，城市進入水體，麗貝卡指出，經由過程根基的過濾過程，廢水處置廠會斷根水中的一些藥物，但很多藥物依然會通順無阻被排放出去。例如，二甲雙胍能抵御常見的污水處置（好比紫外光照射）而連結不變。從這一點上講，要想添加手藝舉措措施來過濾這些化合物的話，會因為當作本太高而行不通。

藥物從污水處置廠和垃圾填埋地進入溪流、河道、湖泊、海水甚至飲用水。然而，今朝美國情況庇護局（簡稱環保局）底子不節制飲用水中的任何一種人類藥物。環保局的一張名單上列出了可能造當作水污染、但今朝尚未被列為調控對象的物質，此中包羅8種激素和1種抗生素。二甲雙胍不在這張名單上。美國一些生態學家對此感應擔憂，他們認為眼下法令對生態系統的庇護不敷，不合錯誤水中藥物進行嚴酷劃定就是一大例證。

很多生態學家認為，這種近況該當改變。美國公眾用藥量正在增添，將來5年的藥物銷量估計會以每年5%的速度增加，是以越來越多的藥物可能進入情況。與早在很多國度被禁止利用而仍殘留在情況中的污染物（此中包羅多氯聯苯和滴滴涕）一樣，藥物在情況中能殘留數年甚至數十年。藥物的研發目標就是要連結很長的有用期，包羅從出產、出廠到病院和藥店時代的保質期，甚至在人體內的感化期。不幸的是，恰是藥物的不變性阻止了很多藥物在情況中的降解。

曩昔30年來，瑞典優密歐大學科學家一向在提取湖底同樣部位沉積的湖芯（湖底沉積物），檢測遍及發賣的抗抑郁藥物去甲羥基安靖（舒寧）的含量。他們按照湖芯樣本發現，跟著近年來開具的舒寧處方簽越來越多，對應湖芯層中的舒寧含量也越來越高。但不雅察分歧期間提取的湖芯樣本，他們發現統一年份的舒寧含量（例如，在30年前提取的湖芯中的舒寧含量與此刻提取的湖芯中代表30年前湖芯層的舒寧含量）從未變過。這證實舒寧完全不隨時候而降解。

更糟的是，情況中的藥物難以被檢測。好在檢測方式正在改良。美國地質調查局的早期檢測方式需要1升水，可能檢測到15～20種化合物，而最新檢測方式只需20毫升樣本，就能檢測到跨越100種藥物。但只檢測單一一種化合物是不敷的。現代情況中包含很大一系列藥物、殺蟲劑、工業副產物及其他化合物的夾雜物，這是一種極其復雜的“雞從頭至尾酒”，調查起來天然也極其復雜。

并且，有的物質即使降解，又會發生此外風險。在這種復雜的化合物夾雜內，一些藥物不僅彼此感化，并且也與細菌感化，與最根基的情況當作分（例如水）感化。化學和生物反映會造當作一系列轉化產品，即具有新特點的新化合物。例如，一些細菌分化二甲雙胍，生當作一種被稱為胍基甲酰胺的代謝物。它具有生物活性，并且在情況中連結不變。與此近似，抗抑郁藥郁復伸降解當作另一種抗抑郁當作分——去甲文拉法辛。這些代謝物的毒性有時辰比本來的化合物更大。科學家指出，降解造當作化合物種類大大增添，由此造當作的情況問題也高度復雜化。

△藥物及其他污染物已經危及水生健康情況

連鎖效應

在很高的含量下，藥物化合物對野生生物來說是致命的。但更常見環境是，藥物對生物體的行為和發育來說有不很較著、但很主要的影響。在科學家測試的情況藥物中，凡是用于治療抑郁的選擇性血清素再接收按捺劑（簡稱SSRI）越來越受到存眷。這些化合物是精力藥物，它們會影響人的認知、情感和行為。這些藥物進入水體，就可能影響水生生物的行為。

幾年前，科學家檢測了一種常用SSRI——舍曲林對魚類的影響。在這之前，在美國、加拿大及其他處所的水樣和魚組織中檢測到了舍曲林。科學家標的目的裝有良多鱸魚幼魚的水箱中打針分歧劑量的舍曲林：每升120納克（廢水中的舍曲林濃度）、每升89毫克和每升300毫克。即便獵物密度高，舍曲林濃度低，僅僅8天后，仍然發現魚進食量削減了。科學家猜測，食量削減也會造當作動物行為改變，舍曲林對人體的這一副感化已被證實。若是舍曲林簡直會造當作野活潑物食量下降，就可能危及魚的滋生和壽命。固然滅亡率往往更受存眷，但舍曲林之類的藥物對魚的潛在影響可能會是持久性的，這同樣值得存眷。

其他一些研究，表白了藥物污染物對生態的影響有何等普遍。從2001到2003年，加拿大科學家每年炎天標的目的位于加拿大安粗略省西海說神聊部的一個嘗試湖中投入少量決雌醇。這是一種被用于很多避孕藥的合當作雌激素。接著，他們測量這種激素對一系列水生生物的影響，此中包羅水藻、微生物、浮游生物、鰷魚、鱒魚及其他魚。這一嘗試一向持續到2005年。在此過程中，因為生育掉敗，湖中黑頭呆魚幾乎滅盡。依靠鰷魚為食的鱒魚和啞口魚，也因鰷魚削減而減少。鰷魚的獵物——浮游生物和蟲豸的數目則增添了。很較著，人工合當作激素不僅對一個物種有直接影響，并且對位于分歧營養級的多個物種有直接或間接影響。采用尺度的生態學評估手段，大量連鎖效應都難以展望。

藥物也會在食物鏈內部層層攀升過程中聚積，從而讓較高層捕食者接觸更高的藥物濃度。科學家發現，固然舒寧對豆娘（一種蜻蜓目蟲豸）沒有影響，但會在豆娘體內聚積。若是鱸魚吞下豆娘的蛹，會保留來自蛹中的46%的舒寧。鱸魚吃下的豆娘蛹越多，聚積在鱸魚體內的舒寧數目也就越多。在另一項嘗試中，在接觸舒寧后，凡是害羞、慣于當作群的鱸魚變得較著斗膽了，進食速度更快，更頻仍離開魚群。科學家說，這是很較著的行為改變。

科學家猜測，舒寧降低了鱸魚以當作群體例追求平安（避免被捕食）的傾標的目的。攝入舒寧后，鱸魚很可能會認為情況不再那么不平安。有趣的是，當四周沒有捕食者時，這一影響對鱸魚來說是正面的：它們捕獵更有用率。但對野生狀況下的鱸魚測試舒寧的影響卻很堅苦。固然測量一種化合物對一個物種而言是否致命是輕易的，可是想測量一種化合物是否有利于一個物種保存卻不輕易，而有利于保存同樣會引起生態系統的較著改變。

藥物的流動

1制藥廠不僅出產藥物和標的目的市場供給藥物，并且會有藥物直接滲漏到情況中。

2在垃圾填埋地四周進食時，野活潑物攝入藥物。

3很多藥物從進入人體到被分泌出人體，幾乎一當作不變。

4用于人體的藥物及其代謝產品顛末污水處置廠和垃圾處置舉措措施，常被用來澆灌或施肥于農用地盤。

5吃下被止痛獸藥雙氯滅痛污染的動物尸身后，禿鷲因腎衰滅亡。

6抗抑郁藥物氟西汀污染蠟蟲，歐掠鳥吃下這些蠟蟲后食量削減，行為改變，如成天進食，而非只在日出和日落時分進食。

7藥物效應在食物鏈中可能被放大。掠食者體內聚積的藥量比發現于情況中的藥量還高。

8吃了被抗抑郁劑舒寧污染的豆娘蛹之后，鱸魚膽量變大了，進食速度加速，頻仍分開魚群。

用于人和動物的大量藥物中，很多最終都進入情況。經由過程藥企自己，或經由過程人和動物，這些藥物會造當作情況污染。跟著這些化合物進入陸地和水生情況，它們會影響野活潑物的健康。這些動物包羅蟲豸、魚、鳥類等等。

影響嚴重

對情況中藥物影響的大大都研究都集中于水生物種。然而，當鳥和蟲豸等陸地生物在喝了被污染的水，在澆灑了人或動物糞便的郊野上覓食，或者在被藥物處置過的牲畜皮膚長進食時，同樣會接觸藥物。例如，20宿世紀90年月，大量禿鷲在印度和巴基斯坦地域墜亡。科學家開初覺得這是一種傳染或情況毒素所致。成果兩者都不是。2004年，科學家終于確定了元兇——抗炎藥物雙氯芬酸。本地有人用這種藥治療一些牲畜的跛足和發燒，禿鷲在吃了這些牲畜的尸身后呈現急性腎衰竭。科學家說，該地域的禿鷲對雙氯芬酸出格敏感，使印度禿鷲種群滅盡95%這起案例長短居心行為造當作嚴重后果的典型事務。

此事發生后，印度、尼泊爾和巴基斯坦禁止把雙氯芬酸用作獸藥。但在2013年，95%的歐洲禿鷲地點地——西班牙核準把雙氯芬酸用作獸藥。動物組織當即呼吁周全禁止把雙氯芬酸作為獸藥利用。歐盟委員會要求歐洲藥品辦理局調查雙氯芬酸的風險。該局2014年12月下結論說，雙氯芬酸對禿鷲及其他食腐動物造當作風險，但歐盟委員會尚未決議是否禁止把雙氯芬酸作為獸藥。

與此同時，很多陸地物種因為不可勝數的其他藥物污染情況而面對危機。大約10%～30%的抗抑郁藥百憂解（氟西汀）被人體原樣排出。與其他很多藥物一樣，百憂解在情況中也很不變。科學家估量了百憂解在糊口于污水中的蚯蚓體內累積的濃度，以及若是鳥兒的食物中有一半是這樣的蚯蚓，那么會有幾多百憂解進入鳥兒體內。成果是，鳥兒攝入的百憂解總量是人體劑量的大約5%。

科學家知道百憂解對人類患者來說可能引起食欲和性欲降低，是以擔憂鳥類也會受到如斯影響。借使倘使這樣，情況中的百憂解對鳥類的生死來說就不是無足輕重的。科學家進行過這樣的嘗試：在4個月中，天天都給捕來的野生椋鳥喂食被打針了低劑量百憂解的蠟蟲。不出所料，這些椋鳥不僅進食量削減，并且成天都在吃工具，而不是在日出和日落時分大量進食（這對越冬的鳥兒來說是最佳進食時候）。若是碰到嚴冬，而鳥兒不在日出和日落時分大量進食的話，它們就很可能會饑餓。

跟著藥物影響野活潑物的例子越來越多，科學家也越來越擔憂情況中的藥物可能對人體造當作的影響。迄今為止，科學家所研究過的影響生態的藥物種類還為數不多，但據估量，共有至少4000種藥物在全球規模的醫藥和農業中利用。一些科學家認為，我們不該該花太多精神辨識情況中的藥物有哪些，而是應該花更多精神阻止藥物進入情況。換句話說，采納預防性行動，而不是坐等負面效應呈現。

一種選擇是，為廢水處置廠配備藥物斷根設備。在瑞典，科學家正在重建一家廢水處置廠，讓它具備臭氧化能力。標的目的水中充入臭氧氣泡，就能去除水中的一些藥物。科學家接下來會監測本地溪流，查看廢水處置廠的進級會如何影響四周的生態系統。

然而，像臭氧化和納米過濾之類的手藝都很昂貴，并且沒有哪一種法子能斷根所有生物活性因子。所以，一些科學家建議采納行動阻止藥物進入水系統，也就是研發能在情況中敏捷降解的藥物。克勞斯在德國一家癌癥研究中間舉辦了一次講座后，有科學家找到了他。這些科學家研發了一種抗癌藥物——異環磷酰胺的衍生制劑。為了增添該藥在消化道的接收，削減藥物對患者的副感化，科學家們替代了已知能用一種糖來不變藥物的分子的一部門。科學家們意識到，這一替代有可能也會讓這種藥物在情況中更輕易降解，于是他們請克勞斯測試它。克勞斯發現，這種衍生藥——葡磷酰胺不僅與原藥一樣能強力抗癌，并且具有生物降解性。葡磷酰胺今朝已進入第3階段臨床測試，測試對象是轉移性胰腺癌。

科學家指出，制藥企業可以或許也應該運用這樣的“綠色”化學手藝，研發能在情況中敏捷降解的藥物。科學家說，做到這一點并不具有內涵堅苦性。但在真正環保的藥物呈現之前，對藥物在情況中的分布及其影響的研究不克不及遏制。科學家估計，再過5年，這方面的研究當作效就會更上一層樓。

作者：劉安立

來歷：《大天然摸索》2017年第07期