无声的副作用：药物作为日益令人担忧的污染物

《Annual Review of Environment and Resources》：Silent Side Effects: Pharmaceuticals as Contaminants of Emerging Concern

　　本文综述了药物活性成分（APIs）的环境排放、生态及健康影响及管理措施。APIs通过制造、使用、处置等途径进入环境，导致水生生物生殖异常、土壤微生物群落变化及抗生素耐药性（AMR）选择。解决需跨部门合作，采用绿色化学、智能监测及废物管理优化等可持续方法。

　　随着全球对药物使用需求的不断增长，活性药物成分（APIs）在环境中的排放已成为一个日益严重的问题。这些药物不仅在人类医疗中扮演着重要角色，也在畜牧业、宠物护理和水产养殖等领域广泛应用。APIs通过多种途径进入自然环境，包括制造过程、消费与排泄、以及不当处置。这些排放行为导致了全球范围内广泛检测到药物残留，影响了生态系统的健康以及人类的潜在健康风险。因此，研究APIs的环境排放路径、其对生态和人类健康的潜在影响，以及可行的解决方案，变得尤为重要。

APIs的环境排放主要源于其在整个产品生命周期中的不同阶段。从制造到使用，再到废弃处理，每个环节都可能成为药物进入环境的来源。制造过程中，大量的工业废水和废弃物被产生，而这些排放物往往未能被完全处理或去除。例如，在印度和中国等制药工业密集的地区，抗生素和抗抑郁药物等类别的APIs在排放的废水和暴露的水体中被检测到极高浓度。这些发现表明，制造环节是APIs进入环境的重要路径之一，尤其在缺乏高效处理技术的地区更为显著。

在使用阶段，无论是人类还是动物，APIs都会通过代谢和排泄进入环境。人类药物在体内被代谢后，其代谢产物和原药成分可能通过尿液和粪便进入污水处理系统，最终流入自然水体。在动物使用方面，兽药不仅通过粪便直接排放，还可能通过农业肥料和灌溉用水进入土壤和水体。例如，在水产养殖中，大量抗生素被用于预防和治疗疾病，导致养殖水体中抗生素浓度升高。这些药物可能通过食物链进入水生生物体内，进一步影响生态系统的健康。

此外，APIs的不当处置也是环境排放的重要来源。许多国家和地区缺乏完善的药物回收和处理机制，导致过期或未使用的药物被随意丢弃，进入下水道或填埋场。这些排放物可能通过雨水径流进入地表水体，或通过填埋场渗滤液污染地下水。这种行为不仅增加了环境中的药物浓度，也加剧了对生态和人类健康的潜在威胁。特别是在发展中国家，由于缺乏相关法规和基础设施，药物的不当处置问题更为突出。

APIs在环境中的广泛存在引发了对其生态和健康影响的深入研究。研究表明，APIs的生物活性使其在环境中可能对非目标生物产生显著影响。例如，某些药物成分，如雌激素类药物，已被发现对鱼类造成雌性化效应，进而影响其繁殖能力。此外，某些抗生素类药物可能在水体中形成抗药性基因库，导致抗药性微生物的传播，对人类健康构成威胁。这种情况被称为抗微生物耐药性（AMR），其影响范围广泛，可能引发全球性的公共卫生危机。

在生态系统中，APIs的积累可能通过食物链影响更高层级的生物。例如，某些药物在水体中被检测到后，可能被底栖生物吸收，再通过捕食关系进入鱼类、鸟类等顶级消费者体内。这种生物累积效应可能进一步影响生态系统的结构和功能。同时，APIs的混合效应也是一个值得关注的问题。由于环境中往往同时存在多种药物和其他污染物，其相互作用可能产生复杂的毒性效应，这使得风险评估更加困难。

尽管已有大量研究揭示了APIs对生态和人类健康的潜在影响，但目前的环境风险评估（ERA）体系仍存在不足。许多现存的药物未经过严格的环境评估，导致其在市场上的使用可能带来不可预见的生态和健康后果。此外，环境风险评估通常集中在新药的开发阶段，而忽视了对已上市药物的回顾性评估。因此，建立更全面的环境风险评估机制，不仅需要在新药审批过程中进行严格的审查，还应考虑对已有药物的环境影响进行评估，并采取相应的管理措施。

为应对这一挑战，多方面的解决方案正在被探索和实施。在制药行业，推动绿色化学和可持续药物开发是减少环境排放的重要手段。绿色化学强调在药物设计和生产过程中减少有害物质的使用和排放，提高资源利用效率，并确保药物在使用后能够快速降解，减少对环境的长期影响。同时，利用人工智能等先进技术进行药物筛选和环境影响预测，有助于在研发阶段就识别出可能对环境造成负担的药物成分。

在政策层面，加强环境监管和制定更严格的法规是控制APIs排放的关键。例如，欧盟已经将环境风险评估纳入新药的市场授权流程，并对某些药物进行持续监测。然而，全球范围内的政策执行仍不均衡，尤其是在发展中国家，环境法规和监管能力相对较弱。因此，国际社会需要加强合作，推动环境法规的全球统一，并支持发展中国家建立完善的药物管理机制。

在医疗和公共卫生领域，通过优化药物使用和推广生态导向的处方实践，可以有效减少APIs的环境排放。例如，医生可以优先选择对环境影响较小的药物，避免使用对生态和健康风险较高的药物。此外，推广药物回收计划和加强公众教育，有助于减少药物的不当处置行为。通过提高公众对药物污染问题的认识，可以鼓励人们将过期或未使用的药物交还药店，减少其进入环境的可能性。

在废水处理方面，采用先进的处理技术是减少APIs排放的重要措施。例如，臭氧氧化、活性炭吸附和紫外线照射等方法已被证明能够有效去除水中的药物残留。此外，建设更完善的污水处理设施，特别是在发展中国家，有助于减少药物排放对环境的影响。同时，利用自然处理系统，如人工湿地和稳定塘，不仅能有效去除药物污染物，还能提供生态效益，如增强生物多样性、减少能源消耗等。

农业和水产养殖领域的药物管理也是减少APIs排放的重要环节。通过限制抗生素的使用，优化药物投喂策略，以及改进农业废弃物的处理方式，可以有效减少药物进入环境的路径。例如，在水产养殖中，采用封闭式系统和预处理技术，能够减少药物排放对水体的污染。同时，农业废弃物的处理，如堆肥和焚烧，可以降低药物残留对土壤和地下水的影响。

此外，加强环境监测和数据共享对于理解APIs的排放趋势和影响范围至关重要。建立全球性的监测网络，不仅有助于识别高风险区域，还能为政策制定和管理措施提供科学依据。特别是在发展中国家，由于缺乏监测资源，环境中的药物污染情况往往被低估。因此，国际社会应加强对这些地区的支持，帮助其建立和维护环境监测体系。

综合来看，APIs在环境中的排放问题涉及多个领域，需要跨行业的合作和综合性的解决方案。通过推动绿色化学、加强环境法规、优化药物使用、改进废水处理技术以及建立全球监测体系，可以有效减少APIs对生态和人类健康的潜在影响。未来，随着科学研究的深入和技术的进步，针对APIs污染的管理措施将更加精准和高效，为实现可持续发展提供有力支持。