藥物是如何進入我們的水中的?

從製造的那一刻起,藥品就會污染我們的水生生態系統,甚至自來水。

目前,水中的殘留量很低,但隨著我們藥物使用量的不斷增加,這個問題必然會變得更大。

那麼,可以採取什麼措施來遏止這些藥物殘留的影響呢?

城市水系統污染的主要來源之一是我們……或者更準確地說,是我們身上的物質。

「我認為人們沒有意識到,他們吃下的藥物會離開身體,並隨廢水一起排出體外,而廢水卻沒有得到清潔,」瑞典自然保護協會化學品高級政策官員艾琳·恩達爾(Elin Engdahl)說。

事實上,我們服用的許多藥物並沒有結束它們在我們體內的生命。但為什麼?

藥品就是為了抵抗而製造的。首先,在包裝上,以確保當它們到達我們手中時,它們同樣有效。然後,它們也需要在我們的體內進行抵抗,這樣它們才不會被吞下去後直接分解,有時間發揮作用。

「這意味著它們將以相當持久的物質的形式進入環境,」瑞典環境藥物知識中心主任 Stefan Berggren 解釋道。

「它們有可能不會溶解在環境中,而是被不同的物種或不同的細菌吸收,」他補充道。

根據藥物的不同,我們吞嚥的藥物中 30% 到 90% 的活性化合物沒有被我們的身體完全吸收並最終回歸大自然。

對於局部治療(例如我們塗在皮膚上的止痛藥膏)來說,情況更糟。 「它基本上會被沖洗掉,只有 5% 到 6% 進入您的身體,」伯格倫解釋道。

衝入下水道或廁所的藥物也會原封不動地進入水中,造成污染。

在更廣泛的層面上,醫院和製藥廠產生的水也含有各種藥物化合物。

然後這些藥物殘留物通過我們的水系統輸送到廢水處理廠。

然而,有些藥物的化學成分複雜,難以透過活性污泥等傳統處理製程消除。

截至目前,大多數廢水處理廠缺乏完全去除藥物殘留的能力。

「不同的化合物、不同的物質具有不同的化學和物理特性,這會影響去除效率,」Anna Maria Sundin 解釋道,她在瑞典從事水處理試點項目,尋找有效的解決方案來去除藥物殘留。

為什麼這對我們的生態系統構成威脅?

雖然這些藥物殘留物從處理廠出來時的含量通常較低,但它們仍然可能對水生生物有毒,並可能對人類有毒。

世界各地的研究表明,藥物殘留會破壞生物體的正常功能,損害生長和發育,並幹擾繁殖和行為。

有些藥物,例如荷爾蒙和抗憂鬱藥,可能對水生生物產生特別深遠的影響。這可能導致人口減少並破壞生態系統的自然平衡。

例如,口服避孕藥已導致魚類和兩棲類的女性化,這是雄性在睪丸中培育雌性卵細胞和生殖管的時間。

這種「雙性」突變會損害它們的生殖能力,從而對人口層面產生影響。

「如果魚不能繁殖,它們就會死去,然後我們就沒有魚了。這將影響整個生物多樣性,」恩達爾說。

自來水中有藥物殘留嗎?

但受影響的不僅是生態系統。 「我們的飲用水中也含有這些藥物,特別是如果我們從地表水中取水,」恩達爾解釋。

「由於地表水確實受到污染,我們有大量的藥物混合物,」她補充道。

2016 年的一項研究在幾個歐洲國家的水生環境中檢測到了 100 多種不同的藥物物質。在德國和西班牙,自來水中檢出了30多種不同的藥物。

雖然尚未完全了解其對人類健康的直接影響,並且需要進行更多研究,但透過飲用飲用水而長時間接觸即使是低濃度的藥物也會引起擔憂。

恩達爾警告說,兒童可能面臨的風險最大。

「例如,如果影響發育中兒童的荷爾蒙系統,就會影響生殖器官。它還會影響大腦發育,」她解釋道。

這如何導致抗生素抗藥性?

無論是在環境中還是在我們的水系統中,都很難確定實際的污染水平,因為許多廢水處理廠沒有檢測設備。

然而,儘管缺乏準確的監測和長期的研究,這種污染勢必會變得更加嚴重。

「我們需要淨化廢水,因為我們需要藥物,所以我們不會停止使用藥物,」恩達爾說。

幾十年來藥品消費量一直在成長對治療與年齡相關的慢性疾病的藥物的需求不斷增長,以及臨床實踐的變化推動了這一趨勢。

同時,2020年至2030年間,農業中抗生素的使用量預計將增加8%根據今年稍早發表的一項新研究。

這尤其令人擔憂,因為它是抗菌素抗藥性的主要原因。

當抗生素和其他給動物服用的藥物最終進入糞便或透過農田徑流釋放時,它們就有滲入地下並污染水的風險。

一旦進入水中,長期接觸抗生素的細菌就會產生抗藥性。

然後,環境成為這些抗性生物體的儲存庫,它們可以在那裡發育和傳播。

歐洲疾病預防與控制中心 (ECDC) 估計歐洲每年有 33,000 人因抗生素抗藥性直接死亡

然而,這不僅僅是由水中的細菌引起的。隨著時間的推移,抗生素抗藥性通常透過基因變化自然發生。這些抗藥性生物體存在於人、動物、食物、植物和環境(水、土壤和空氣)。

清潔廢水並不能完全解決問題,許多專家強調需要在廢水進入環境之前解決問題。

「抗生素抗藥性是我們將面臨的最大的醫療保健問題之一,」恩達爾說。

「當抗生素不再起作用時,將會有很多人死亡。因此,我們需要停止向環境中釋放抗生素,」她補充道。

那麼……解決方案是什麼?

強化廢水處理

先進的廢水處理技術,例如在桑丁工作的烏普薩拉工廠進行測試的技術,正在開發和探索中。

其中包括額外的過濾步驟,例如活性碳過濾。在這種情況下,污染物被吸引並吸收到碳顆粒的表面。與臭氧氧化結合,一種使用臭氧的高級氧化工藝,可以有效去除大多數藥物化合物。

在歐洲層面,歐盟委員會建議所有主要廢水處理廠(為超過 10 萬人收集水或在敏感區域排放水的廢水處理廠)安裝第四個清潔步驟來清潔這些藥品。

這被稱為四級處理,針對抗生素、殺蟲劑、激素、非法藥物和微塑膠等新興污染物。

然而,僅僅對水進行處理可能還不夠。

從根本解決問題

「你必須研究藥品的整個生命週期,」伯格倫說。

「你需要從一開始就致力於開發綠色藥物[...],並開發更環保的處方。你還需要在廢水處理廠和收集方面開展工作,」伯格倫說。

作為個人,我們可以透過負責任地使用藥物並尊重劑量和治療計劃來為減少藥物對環境的影響做出貢獻。

過度處方、使用非處方藥自行用藥以及對症狀的誤診可能會增加環境中的藥物數量。

醫療保健專業人員和獸醫減少農業中抗生素的使用也很重要。

同樣,農民在儲存和使用經過藥物處理的牲畜糞便和泥漿時需要採取安全措施。

醫療保健專業人員和藥劑師也可以在教育患者正確使用、儲存和處置藥物方面發揮重要作用。

製藥業還可以透過開發更環保的藥物和生產流程來幫助降低殘留量。

但解決藥品污染需要的不僅是孤立的解決方案。醫療保健提供者、個人、製藥公司和監管機構需要共同努力,促進負責任的藥物使用、改善生產實踐、加強廢水處理並促進環保藥物的開發。