药物污染
药物污染(英语:Drug pollution,也可写为pharmaceutical pollution)是药品及其代谢产物随著废水抵达水生环境(即地下水、河流、湖泊和海洋),而对生态环境造成的污染。因此药物污染主要是种水污染。
位于纽约州米尔布鲁克村的卡里生态系统研究所中的一位科学家说:“当今世界各地的水域都发现有药物污染存在。”[1] “原因包括基础设施老化、生活污水溢流和农业径流。纵然把废水导入污水处理厂,它们也没有能力把其中的药物完全去除。”[1]
来源及其影响
发生污染最单纯的原因是药物经过身体清除作用,由尿液排出。由过期或不需要的药物被冲入马桶所造成的污染规模较小,但也很重要,尤其是由医院所产生者(规模远大于居家住宅所能产生)。也包括因为药物分子太小,现有污水处理厂的设备无法将之过滤掉。如果为去除这类小分子,而在现有污水处理厂中把设备提升为高级氧化处理的级别,成本会很高昂。在美国的五大湖中已发现抗抑郁药之类药物的踪迹。纽约州立大学布法罗分校的研究人员在当地鱼的大脑中发现高剂量抗抑郁药踪迹。研究也发现鱼类受抗抑郁药影响之后,其规避天敌捕食风险的能力降低。[2][3]
其他污染来源有农业径流(因使用牲畜用抗生素的缘故)和制药过程中所产生者。药物污染与水污染性别影响有关联。这种污染(连同工业污染)被怀疑是造成鱼类大量死亡、两栖动物大量死亡和两栖动物异常形态的因素。
供水系统污染
在1990年代初期,由于在环境中发现有药物的存在,而引发大规模的科学研究、新法规出炉以及公众关注。[4]同样在1990年代,人们发现合成一公斤活性药物化合物所产生的废物数量高达药物重量的50到100倍,[5]而这些废物最终会进入环境之中。在1990年代后期,人们在废水中发现有雌激素。而研究的结论是这会导致鱼类的雌性化,这是另一引起人们更加关注环境中药物的原因。[6]提起环境中存在药物的评论和信息至少在1980年代就已出现。[7]大多数药物污染会对目标人群造成轻微的不良影响。[4]而低浓度的药物污染会对淡水生态系统造成负面影响。[8]
环境中的药物
在美国、西班牙、德国和英国的地下水、地表水、饮用水或自来水中存在的药物超过101种。而在泰国、加拿大、澳大利亚、印度、中国、韩国、日本、瑞典、波兰、义大利、荷兰、法国和巴西的相同水域中则发现有30到100种不同的药物。[8]
在河流中
在2022年对世界所做最全面的河流药物污染研究发现,这种污染威胁到“超过四分之一受研究地点的环境和/或是人类健康”。这项研究调查针对104个国家中的258条河流,设有1,052个采样点,有4.7亿人受到污染的影响。研究发现“污染最严重的地点发生在低收入和中等收入国家之内,同时与薄弱的废水和废物管理基础设施,以及薄弱的制药过程地区有关联”,同时列出最常检测出的药物残留项目。[9][10]
药物及其作用
- 口服避孕药排泄进入淡水生态系统,会导致鱼类和两栖动物的雌性化。[8]
- 抗精神病药大约在70年前就已上市,而直到2007年才有环境中存在这种药物的报导。这类药物用于治疗各式精神疾病,如抑郁、思觉失调症、自闭症、注意力不足过动症和双相情绪障碍症。抗精神病药物一旦被患者排泄,通常会进入污水处理厂,而污水处理厂无法去除这类药物及其代谢产物的分子。在饮用水、所有水体和医院污水中都可发现类药物。这类药物一旦到达水生环境,就会透过食物网进行生物浓缩性和生物积累。 [11]
- 精神科药物,如氟西汀(商品名百忧解)、舍曲林、西酞普兰、氯丙嗪和奥沙西泮(商品名舒宁)的药物污染会改变鱼的行为并导致鱼的激素紊乱。这些药物污染会导致无脊椎动物产生生殖毒性和导致激素紊乱,并改变它们的行为。[8]
- 世界各地在患者的化学疗法期间都会使用抗肿瘤药物。这类药物会污染水道,并对水生环境中的微生物产生“突变、细胞停滞和生态毒理 的影响”。由于抗肿瘤药物不易察觉及处理,废水处理过程无法将它们去除。受抗肿瘤药物污染的水体对水生环境,甚至是人类健康会造成严重后果。[12]这类药物中如环磷酰胺、5-氟尿嘧啶、阿霉素、顺铂和丝裂霉素C等会引起水生生物的遗传毒性。[8]
- 抗生素受到广泛生产和使用,用来治疗细菌和真菌造成的疾病。由于抗生素只会被部分代谢,未被代谢的抗生素会被释入环境中。在污泥、饮用水、废水、地表水、土壤、地下水和沉积物中均可发现它们的踪迹。抗生素残留不易受到生物降解,它们可在环境中长期存活。有人呼吁紧急推动把环境中的抗生素根除,因为它们可能导致具有抗生素抗药性的细菌和基因的生成,这两者会对生态系统和人类健康构成巨大威胁。[13]过度使用抗生素,然后排泄到水道,会让抗生素抗药性问题变得更为严重,并逐渐影响到人群,而导致更多的死亡案例。[8]抗生素会减少藻类、水生植物和环境中细菌的生长。[8]
预防做法
由于目前的政策还不完备,药物污染仍是个全球性问题。大多数政策做法仍然是单行、昂贵而且属于被动式的。[8]在制定法规时,使用生物标记做药物污染的风险评估极有帮助。生物标记可帮助解释非目标生物体是否暴露于药物污染,以及这类药物如存在生物体中,其毒性水准。[4]
防止药物污染的主要做法是利用焚烧的方式处理。燃烧可几乎完全化学降解药物的活性分子。燃烧时必须防止气化的重金属或戴奥辛外泄,产生的灰烬中如果重金属含量过多,尚需经过特别处理后方可运送作掩埋。[14]
现在许多城市都有在药房、杂货店和警察单位等地设立收集点的做法,人们可将不需要的药物带去那里抛弃,而非将它们冲入自家马桶(而进入外部水道)或扔进垃圾桶(而被运入外部的垃圾掩埋场,药物在那里可能会因为融入渗滤液而污染到当地的土壤及地下水)。
预防药物污染的另一方面是设立环境保护法及规定,但这样有执法成本、执法腐败和疏忽的问题,而且如果成功执法,经营成本会有增加的可能。支持及反对这种做法的游说一直存在。[15][16]
制造过程污染
在2009年,一个印度药品制造业密集的地区曾发生一件极端的药物制造过程污染的例子。[17][18]并非所有的制药过程都会造成这种问题。在环境保护法及规定认真执行的地方,工厂的废水一定得净化到安全水准才能排出。[18]但在开发中国家,如果市场奖励“另辟蹊径”,无论是由于贪污(透过贿赂检查员或监管机构)或提出合理推诿,而让保护机制受到规避。这个问题是每个人的问题,因为处在监管良好地方的消费者是设立于监管不严地区中工厂的最大客户,对于消费者而言,这是外部性所造成的问题。
参见
参考文献
- ^ 1.0 1.1 HealthDay News journalists, Antihistamines Adding to Drug Pollution in Streams, U.S. News, [2013-11-27], (原始内容存档于2013-12-02).
- ^ Antidepressants are finding their way into fish brains. The Economist. [2018-03-18]. (原始内容存档于2018-03-17) (英语).
- ^ Martin, Jake M.; Saaristo, Minna; Bertram, Michael G.; Lewis, Phoebe J.; Coggan, Timothy L.; Clarke, Bradley O.; Wong, Bob B.M. The psychoactive pollutant fluoxetine compromises antipredator behaviour in fish. Environmental Pollution. March 2017, 222: 592–599. ISSN 0269-7491. PMID 28063712. doi:10.1016/j.envpol.2016.10.010.
- ^ 4.0 4.1 4.2 Ankley, Gerald T.; Brooks, Bryan W.; Huggett, Duane B.; Sumpter, and John P. Repeating History: Pharmaceuticals in the Environment. Environmental Science & Technology. December 2007, 41 (24): 8211–8217 [2021-04-13]. Bibcode:2007EnST...41.8211A. ISSN 0013-936X. PMID 18200843. doi:10.1021/es072658j . (原始内容存档于2021-04-14) (英语).
- ^ Kümmerer, Klaus. Pharmaceuticals in the Environment. Annual Review of Environment and Resources. 2010-11-21, 35 (1): 57–75 [2021-04-13]. ISSN 1543-5938. doi:10.1146/annurev-environ-052809-161223 . (原始内容存档于2021-04-14) (英语).
- ^ Larsson, D. G. Joakim. Pollution from drug manufacturing: review and perspectives. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2014-11-19, 369 (1656): 20130571. ISSN 0962-8436. PMC 4213584 . PMID 25405961. doi:10.1098/rstb.2013.0571 .
- ^ Murray-Smith, Richard J; Coombe, Vyvyan T; Grönlund, Marie Haag; Waern, Fredrik; Baird, James A. Managing emissions of active pharmaceutical ingredients from manufacturing facilities: An environmental quality standard approach. Integrated Environmental Assessment and Management. 2012-01-13, 8 (2): 320–330. ISSN 1551-3777. PMID 22057894. doi:10.1002/ieam.1268.
- ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 Pharmaceutical Residues in Freshwater Hazards and Policy Responses (报告). Paris: OECD Studies on Water, OECD Publishing. 2019-11-13 [2021-07-23]. doi:10.1787/c936f42d-en. (原始内容存档于2021-01-27).
- ^ "Pharmaceuticals in rivers threaten world health - study". BBC News. 2022-02-15. Retrieved 2022-03-10.
- ^ Wilkinson, John L.; Boxall, Alistair B. A.; et al. (2022-02-14). "Pharmaceutical pollution of the world's rivers". Proceedings of the National Academy of Sciences. 119 (8). doi:10.1073/pnas.2113947119. ISSN 0027-8424. PMID 35165193.
- ^ Escudero, J.; Muñoz, J.L.; Morera-Herreras, T.; Hernandez, R.; Medrano, J.; Domingo-Echaburu, S.; Barceló, D.; Orive, G.; Lertxundi, U. Antipsychotics as environmental pollutants: An underrated threat?. Science of the Total Environment. May 2021, 769: 144634. Bibcode:2021ScTEn.769n4634E. ISSN 0048-9697. PMID 33485196. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.144634.
- ^ Yadav, Ankush; Rene, Eldon R.; Mandal, Mrinal Kanti; Dubey, Kashyap Kumar. Threat and sustainable technological solution for antineoplastic drugs pollution: Review on a persisting global issue. Chemosphere. January 2021, 263: 128285. Bibcode:2021Chmsp.263l8285Y. ISSN 0045-6535. PMID 33297229. doi:10.1016/j.chemosphere.2020.128285.
- ^ Wang, Jianlong; Zhuan, Run; Chu, Libing. The occurrence, distribution and degradation of antibiotics by ionizing radiation: An overview. Science of the Total Environment. January 2019, 646: 1385–1397. Bibcode:2019ScTEn.646.1385W. ISSN 0048-9697. PMID 30235624. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.07.415.
- ^ safe disposal and Management of unused, unwanted contraceptives (PDF). United Nations Population Fund (UNFPA). 2013 [2022-09-07]. (原始内容存档 (PDF)于2022-10-17).
- ^ Gilbert, Natasha, Drug-pollution law all washed up: EU initiative to clean up waterways faces tough opposition, Nature News, 2012-11-21, 491 (7425): 503–504, PMID 23172189, doi:10.1038/491503a .
- ^ Editorial board, Water wars: environmental protections must not wait until a population is about to disappear, Nature, 2012-11-21, 491 (7425): 496, PMID 23189323, doi:10.1038/491496a .
- ^ Drug traces in Patancheru wells. The Times of India. 2009-02-17 [2022-09-07]. (原始内容存档于2022-09-23).
- ^ 18.0 18.1 Mason, Margie, World's Highest Drug Pollution Levels Found In Indian Stream, Huffington Post, 2009-01-26 [2013-11-27], (原始内容存档于2015-10-12).
外部链接
- Contaminants of Emerging Concern including Pharmaceuticals and Personal Care Products (页面存档备份,存于互联网档案馆) - US Environmental Protection Agency