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拿什麼拯救你, 被藥劑污染的水體

  • 發佈時間:2015-11-27 01:31:02  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  無處不在的藥物污染物在飲用水、地下水、城市廢棄物的滲濾液中都被檢測到。科學研究表明,長時間暴露于低濃度的多種藥物化合物之中,植物、動物、自然分佈的細菌以及人類的健康可能受到影響。

  最近,美國地質勘測局在地表水樣品中發現了幾十種不同的藥物,並正在化驗來自美國24個州以及波多黎各的38條河流的樣品,檢驗的範圍包括約200種藥物以及代謝産物(即藥物進入體內被排出後的形態)。

  實際上,科學家們已經在經過處理的飲用水中發現了阿片類(一種止痛藥)藥物、安非他命以及其他藥物;在地下水中發現了能改變自然細菌種群的抗生素;在填埋處理的城市廢棄物的滲濾液中發現了非處方藥和處方藥。科學家發現,環境中殘留的抗抑鬱藥、糖尿病藥物以及其他精神類或激素類藥物,已經影響到了魚類和鳥類的行為以及生殖系統。

  美國地質勘測局的研究人員從上個世紀90年代就開始關注藥物,他們認為,長時間暴露于低濃度的多種藥物化合物之中,植物、動物、自然分佈的細菌以及人類的健康可能受到影響。

  那麼,這些化合物從哪來?它們是否對人類以及我們賴以生存的自然造成傷害?對這些環境之中無處不在的藥物我們又該做什麼?

  來源

  90%藥物由體內代謝排出

  研究表明,環境中90%的藥物是從體內代謝排出的。“其中,由於細菌耐藥性的提高,抗生素的排放引起了人們的特別關注。” 安娜·佐爾澤特(Anna Zorzet)説道,她是ReAct Europe項目的協調員,這個項目致力於提高人們對抗生素耐藥性的關注並加強相關宣傳,由瑞典的烏普薩拉大學主持。人和牲畜抗生素使用量的增加導致了抗生素的效果越來越差,因為細菌也逐漸進化得以耐受被頻繁使用的抗生素,而排放到環境中的抗生素同樣也會助長這種問題。

  丹·考德威爾(Dan Caldwell)認為,剩下的10%的藥物來自於廢棄藥品以及制藥廠排出的廢水。考德威爾是強生公司的毒理學研究員。而不管是藥品填埋過程中産生的徑流還是直接從工廠排放的廢水,這些廢棄物最終大多數都會進入水體中。

  雖然世界上大多數的城市污水都進入污水處理廠處理,但是污水處理廠的處理工藝以及自來水廠處理工藝在設計的時候都沒有專門考慮去除藥物。在美國,飲用水水質標準並沒有針對藥物含量作出規定。現在,大約有10種藥物被列入美國環境保護署的污染物候選名單中,並且環境保護署真正考慮可行的管理措施。

  監測

  精度高達萬億分之一

  世界範圍內,藥物的使用量在增加,所以環境中能檢測到更多的藥物也並不奇怪。但是使用量的增加並不是檢出量上升的唯一原因。因為就在近幾年,更精密的環境監測方法出現了,這就導致針對微量污染物以及新興污染物(包括藥物)的測量精度也大有提升。

  “分析化學的飛速進展,讓人類能夠探測的精度從百萬分之一升級到十億分之一再到萬億分之一。” 考德威爾説道。

  美國地質勘測局的水文學家達納·科爾平(Dana Kolpin)已經從事環境中的藥物研究長達15年。“在最早的時候,科學家只能做19種藥物的檢測而且需要一升水的樣品。”他説,“但是現在,我們用15毫升的樣品,就能夠做110種藥物的檢測,而且靈敏度比以前更高。”

  麥吉爾大學化學工程系副教授維維亞娜·亞爾赫(Viviane Yargeau)和同事們已經在加拿大飲用水中檢測出了“毒品”,其中包括安非他命、甲基苯丙胺、可卡因以及處方阿片類藥物,其濃度為幾納克每升水級,也就是一萬億分之一。亞爾赫説這樣的濃度確實很小,但這些特定的化合物對野生動植物以及其他生物的影響還不得而知。

  “毒品確實存在的事實不應該引起恐慌。”考德威爾説,在不同的水體中都能發現該濃度級的藥物。

  但是越來越多的科學研究發現如此微小的濃度仍舊有負面影響。比如威斯康辛大學的研究者最近發現,類似環境濃度的糖尿病藥二甲雙胍能夠使雄性的黑頭呆魚産生雌雄同體的性腺。英國的科學家們發現,與環境樣品中濃度相同的抗抑鬱藥氟西汀在實驗中可以改變椋鳥的行為。同樣,瑞典科學家也發現,當魚暴露于類似環境濃度的精神類藥物去甲羥基安定中,也出現了類似的結果。

  雖然監管者強調,現在沒有證據表明這種藥品濃度水準會對人類的健康産生急性影響,但是包括科爾平和亞爾赫在內的科學家指出,在低濃度下監測藥物對理解其可能導致的長期影響非常重要。

  “這種具體到單個藥物影響的資訊可以幫助我們確定應該從環境中去除哪些藥物。” 亞爾赫説,同時還應該開展更多的研究來幫助管理者提高監測和治理水準,她解釋道:“如果我們什麼都不做,事情可能會變得更糟。”

  缺失

  企業環境風險評估資訊不完整

  然而,要想評估藥物對環境的影響並不容易。

  如果美國以及歐洲的管理者要想弄清某種特定藥物可能對環境以及人類健康造成怎樣的影響,他們需要製造商所提供的資料。“在美國,這些資料都是制藥商在藥物註冊過程中需要向食品與藥品管理局提交的。” 瑞納·布魯姆(Raanan Bloom)如此解釋道,他是美國食品與藥品管理局藥物評估與研究中心的高級毒理學研究員。

  這種環境評估需要提供藥物在多種濃度水準下的生態毒性以及其對不同水生生物的影響。然後這些資訊會和製造商預期的生産、銷售及使用量結合起來,以評估潛在的環境影響。

  一個由瑞典和英國科學家所組成的研究組發現,在2011年和2012年藥物企業所提供的環境風險評估中,有83%存在數據缺失或者資訊不完整。瑞典環境戰略研究基金會最近發佈的一項報告,強烈譴責了藥物製造商向歐盟所提供的環境風險評估資訊。這項報告同時譴責了風險評估中要求某些資訊保密的聲明,並且呼籲這些資訊應當向公眾公開。這項報告建議應該把類似的化合物放在一起評估,而不是像現在這樣每種化合物做單獨的評估。另外,該報告還建議將藥物對抗生素耐藥性的影響也添加到評估之中。

  如今,美國食品與藥品管理局高度重視藥物的分類,這些藥物被分為激素相關藥物、抗生素、以及那些被叫做“高劑量”藥品,也就是經常使用的藥品。在4月,美國食品與藥品管理局提出了一系列的指導方針,此方針對制藥商在申請激素類新藥時是否需要提交環境影響評估做出了規定。

  行動

  聯合出手不容遲疑

  事實上,人們已經採取了行動:沒有用過的和不需要的藥品正在被回收。在歐洲,回收計劃是以法律的形式規定的,並且由藥房執行具體的回收行動,回收來的藥物大部分都會被焚燒處理。在美國的多個州內,美國禁毒署實施了一年兩次的藥品回收計劃,自2010年以來禁毒署已經回收了超過480萬磅處方藥。

  對制藥廠的管理是另一種控制環境中藥物的途徑。制藥廠可以形成一個污染“熱點”。比如説在印度海德巴拉附近主要從事仿製藥生産的地方,研究人員發現污水處理廠中集中抗生素的濃度,按照佐爾澤特的話來説,已經和治療中使用的藥物濃度相近了。

  為了減少排放,制藥界正在制定和推動一項名為“生態藥品管理”的業界準則。考德威爾解釋説,這一準則的目的是與世界各地的制藥商和供應商一起制定一個“毒理學上的藥物零排放”標準。

  考德威爾以及食品與藥品管理局都提到,制藥商也正在改進工藝來減少環境影響,不僅僅是最終排放上,還採用了“綠色化學”方案,其中包括:採用更有效率的藥物生産方式;在設計藥物之初,便考慮到增加藥物的生物可降解性,或是設計出具有同樣的藥效但是最終排放到環境中的副産物更少的藥物。

  與此同時,污水處理廠也在嘗試提高處理污水中藥物的能力。比如説,可以使用臭氧或是微生物來協助處理污水。但是世衛組織的報告提醒説,“先進的高成本的水處理技術並不能在任何時候都完全去除所有的藥物,使得水中的濃度低於可以檢測出來的濃度”。

  稿件來源:環球科學(《科學美國人》中文版,微信號:huanqiukexue)

  撰文:伊麗莎白·格羅斯曼(Elizabeth Grossman)

  翻譯:蘇晗

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