药物污染了河流和湖泊，科学家正在寻找解决方法
看了标题可能会略有不安，但这是事实。这并不是来自小报或者博客上的消息，而是从科学论文中得出的结论。科学家们发现，环境中残留的抗抑郁剂、糖尿病药物以及其他精神类或者激素类相关药物，已经影响到了鱼类和鸟类的行为以及生殖系统。科学家们在经过处理的饮用水中发现了阿片类（一种止痛药）药物、安非他命以及其他药物；在地下水中发现了能改变自然细菌种群的抗生素，；以及在城市废弃物的渗滤液中发现了非处方药和处方药。科学家们一直在寻找这些药物污染物，而这些仅仅是部分最近的研究，实际上它们已经无处不在了。
事实上，很难指出有多少药物在使用以及有多少药物能够在环境中检测出来。但是根据美国疾病控制与预防中心的资料显示，在美国每年医疗保健供应商会预定或者提供数以百万计的药品。在2002年，美国总审计局（he U.S. General Accountability Office）估计，仅动物就使用了超过1300万磅的制药原材料。根据一项分析显示，美国食品与药品管理部门自1938年成立以来已经批准了大约1500种药品。最近美国地质勘测局（U.S. Geological Survey，简称USGS）在地表水样品中发现了几十种不同的药物，并正在化验来自24个州以及波多黎各的38条河流的样品，检验的范围包括约200种药物以及代谢产物（即药物进入体内被排出后的形态）。
健康管理相关部门，包括美国环境保护署，美国食品与药品管理局以及世卫组织，均表示目前为止的迹象表明，环境中（通常是在水体中）所检测出的单一药物不会对人类的健康造成伤害。但是许多其他的科学家，包括欧盟以及其他组织认为，因为环境中存在的是不同药物化合物的混合体，这有可能会有潜在的危害。另外，，如美国地质勘测局等研究人员从上个世纪90年代就开始关注药物，他们认为，长时间、低浓度的暴露于被检测出的多种药物化合物之中，可能会对植物、动物、自然分布的细菌以及人类的健康产生影响。
这些化合物从哪里来？我们如何才能知道它们是否对人类以及我们赖以生存的自然造成伤害？以及对这些环境之中无处不在的药物我们又该做什么？
这到底是怎么回事？
环境中90%的药物是从体内代谢排出的。其中，由于细菌抗药性的提高，抗生素的排放引起了人们的特别关注。。Anna Zorzet说道，她是ReAct Europe项目的协调员，这个项目致力于提高对抗生素抗性的关注并加强相关宣传，由瑞典的乌普萨拉大学主持。近期在人和牲畜上抗生素使用量的增加导致了抗生素的效果越来越差，因为细菌也逐渐进化得以适应抗生素的频繁使用，这或是由药物排放到环境中引起的。
Dan Caldwell告诉我们，剩下的10%的药物来自于废弃药品以及制药厂。Caldwell是强生公司环境、健康、安全与可持续的毒理学研究员。而不管是通过废气、药品填埋过程中的产生的径流还是直接从工厂排放，这些废弃物大多数都会进入水体中。
虽然世界上大多数的城市污水都进入污水处理厂处理，但是污水处理厂的处理工艺以及自来水厂处理工艺都没有专门针对药物的去除进行设计。在2011年，世卫组织估计，根据不同的工艺，传统的水处理设施对于药物化合物的处理率可能低于20%，也可能高于90%，或者介于这二者之间。
在美国，处理工艺的设计中不考虑药物的去除并不奇怪，因为在饮用水水质标准中并没有针对药物的去除要求。现在大约有10种药物被列入美国环境保护署的候选污染物名单种，会考虑可能的管理措施。但是现在，没有一种药物纳入管理，这意味着在饮用水中，药物的安全浓度并没有参考标准。这也让一些地方水厂为难，因为当他们在当地的系统中发现了药物存在时，他们并不知道这到底意味着什么、也并不知道该采取什么措施。
精密监测
世界范围内，药物的使用量在增加，所以环境中能检测到更多的药物也并不奇怪。但是使用量的增加并不是检出量上升的唯一原因。还因为近几年，出现了更精密的环境监测方法，能够检测痕量污染物以及新兴污染物（包括药物），而且检测的精度也大有提升。
“分析化学的进步已能检测得到百万分之一到十亿分之一到万亿分之一”Caldwell说道。美国地质勘测局的水文学家Dana Kolpin，已经从事环境中的药物研究长达15年，他解释说，在最早的时候，科学家只能做19种药物的检测而且需要一升水的样品。但是现在，他说“我们使用15毫升的样品，就能够做110种药物的检测，而且灵敏度比以前更高”。
麦吉尔大学化学工程系副教授Viviane Yargeau和同事们已经在加拿大饮用水中检测出了“毒品”，包括安非他命、甲基苯丙胺、可卡因以及处方阿片类药物，其浓度为几纳克每升水级，也就是一万分之一。Yargeau说这样的浓度确实很小，但这些特定的化合物对野生动植物以及其他生物的影响还不得而知。
“事实上他们确实存在，但是不必紧张”Caldwell说，在不同的水体中都能发现该浓度级的药物。
但是越来越多的科学研究发现如此微小的浓度仍旧有负面影响。在对照实验中，如此微小的环境浓度也会对生物产生影响。比如威斯康辛大学的研究者最近发现，类似环境浓度的抗糖尿病药二甲双胍能够使雄性的黑头呆鱼产生雌雄同体的性腺。英国的科学家们发现，环境样品中类似浓度的抗抑郁药氟西汀（有多种商品名，如百忧解）在实验中可以改变椋鸟的行为。当鱼暴露于类似环境浓度的去甲羟基安定的时候，瑞典科学家也发现了类似的结果。去甲羟基安定也是一种精神类药物，实验浓度与废水中浓度相近。
尽管管理者强调，没有证据表明在这样的浓度水平下会对人类的健康产生急性影响，强生公司的Caldwell也持有类似的观点。但是一些科学家，包括Kolpin以及Yargean指出，在低浓度下监测药物对理解可能产生的长期影响非常重要。
“我们将浓度的检出限尽可能地降低，因为这对于我们理解其暴露的长期影响比较重要”Kolpin说说道。
即使生物体看起来比较健康，但是当你去观察它们的生物组织和行为的时候，一些化学污染物引起的的更加细微的效应就变得明显。获得尽可能多的这种细微数据可以帮助科学家理解在群体层次上会产生什么样的影响，而不是仅仅在个体水平上。
这种关于单个药物影响的详细信息可以帮助我们确定哪些药物是应该从环境中去除的，Yargeau说。还需要继续开展研究引导管理者提高检测和处理水平，她解释道“如果我们什么都不做，事情可能会变得更糟”。
这个问题到底有多严重？
现在所需要做是更详细、准确地知道环境之中到底有多少药物以及这么多种药物对人体和自然健康到底会造成多大的影响。正如美国自然保护基金委员会在2009年白皮书中所指出的，在这一方面有大量的数据缺失，精确地来说，就是有多少药物被使用、人和牲畜各占多少比例、以及环境存在的中所有药物的清单。许多研究都显示药物的存在，但是在美国，还没有数据能给出较为全面的描述。美国地质勘测局以及环境保护署将要开展的新研究会逐步填补这些缺失。
要想评价药物的环境影响，并不容易。需要知道某种特定药物可能对环境以及人类健康造成什么影响的时候，美国以及欧洲的管理者都要依靠制造商所提供的资料。在美国，这些资料都是在药物注册过程中需要向食品与药品管理局所提交的，Raanan Bloom如此解释到，他是美国食品与药品管理局药物评估与研究中心的高级毒理学研究员。
这种环境评估，在欧洲叫做环境风险评估，需要提供药物在多种浓度水平下的毒性以及其对不同水生生物的影响。然后这些信息会和制造商的生产、销售以及药物使用结合起来，以评估潜在的环境影响。
一个由瑞典和英国科学家所组成的研究组发现，在2011年和2012年所生成的内皮素受体抗结剂中，有83%存在数据缺失或者信息不完整。瑞典环境战略研究基金会（Swedish Foundation for Strategic Environmental Research）最近发布的一项报告强烈谴责了药物制造商向欧盟所提供的环境风险评估信息。这项报告同时谴责了为保证评估信息机密性的行为（这同样发生在美国食品与药品管理局），报告呼吁这些信息应当向公众公开。为了加快对问题的认识以及预防潜在的问题，这项报告也建议应该把类似的化合物放在一起评估而不是像想在这样单一化合物做单一评估。该报告也考虑了环境中药物对抗生素抗性的影响。
如今，美国食品与药品管理局高度重视药物的分类，这些药物被分为激素相关药物、抗生素、以及那些被叫做“高剂量”药品，也就是经常使用的药品。在4月，美国食品与药品管理局发布了一项指南，告诉制造商在研发新药过程中，是否必须要提交药物关于激素相关影响的环境评估。Bloom说：“这表明了我们关心具有激素活性的那些药物”。但是不管提交了什么，都不会阻止药物和他们的衍生产物进入地方水体中。
我们能做什么？
现在已经知道了药物已被证实的和可能产生的影响，我们接下来能做什么？
可以对没有用过的和不需要的药品实施回收。在欧洲，回收计划是以法律的形式规定的。大多数的回收点设立在药店，回收的药物大部分进行焚烧处理。在美国，药品执法管理局已经在多个州实行了一年两次的药品回收，从2010年以来，已经回收了超过480万磅处方药。美国的一些州以及地方政府也有药品回收制度。但是对于收集方和其他参与者都存在保障措施方面的挑战：药物的收集方，比如医疗机构，药店，以及执法部门都必须要经过药品执法局的授权，而且要选择合适的处置方式。而这些地方往往并不方便抵达。
对制药厂的管理是另一种控制环境中药物的途径。虽然制药厂对环境中的药物贡献相对较小，但是制药厂可以形成一个污染“热点”。比如说在印度靠近海德巴拉主要从事仿制药生产的地方，研究人员发现污水处理厂中集中抗生素的浓度，按照Zorzet的话来说，已经和可以治疗中的药物浓度相近了。
为了减少排放，行业界正在制定和推动“生态药品管理”。Caldwell解释说，这项管理的目的是与世界各地的制造商以及供应商一起，像Caldwell的同时所写的那样，“制定一个‘毒理学上的药物零排放’的一般标准”。
Caldwell以及食品与药品管理局都提到，制药商也正在改进工艺来减少环境影响，不仅仅是最终排放上，还包括采用绿色化学的手段。包括采用更有效率的药物生产方式以及设计药物，使药物更具有生物可降解性，或者具有同样的药效但是最终排放到环境中的副产物更少的药物。
对于制药界和印度而言，提高整个制药过程的效率还有很长一段路要走。因为传统的制药行业投入了大量原材料以及能源，产出的是体积小得多的药品。一些制药商，包括百时美施贵宝（世界财富500强）、礼来制药、默克公司、辉瑞制药，因为在绿色制药方面的努力已经获得了美国总统绿色化学挑战奖。
与此同时，污水处理厂也在尝试提高处理污水中药物的能力。从使用臭氧处理污水到帮助微生物生长，有多种措施可以尝试。但是2011年世卫组织的报告提醒说，“先进的高成本的水处理技术并不能在任何时候都完全去除所有的药物，使得水中的浓度低于可以检测出来的浓度”。
才刚开始
一切迹象表明，我们才刚开始理解环境中的药物的存在以及问题的重要性，更不用说如何应对。即使科学家们这在探究环境之中到底存在什么药物，制药商正在努力使得药品以及其生产更加环境友好，污水处理的专家们正在寻找更好的方法以去除药物，环境以及公众健康倡导者在说服公司做出改变，研究发现环境中的药物浓度仍是逐年增多。
事实上，Kolpin说，每年都有上百篇相关的文献。尽管现在环境中的药物的浓度非常小，但是这些信息也很重要，其能为未来的浓度提供一个参考。
“今天我们认为是安全的，可能十年之后就会觉得它还是有影响的，而当初并没有意识到重要性”他说，“我们并不是杞人忧天，我们只是从科学的角度指出有些事情需要我们的关注”。
翻译 苏晗 审校 黄安娜
原文链接：http://ensia.com/features/what-t ... drugs-in-our-water/
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