虽然如今绝大多数工厂已经不再向河流、湖泊中排放油料、溶剂或其他化学物质，然而美国地质调查局（USGS）与美国环保署（EPA）近日联合在《环境科学与技术》杂志上刊发报告称，从杀虫剂到咖啡因、药物等影响生物体的各种化学物质正在美国各地水道中积聚。而事实上，研究人员只对8.5万种已知化学物质中的一小部分进行了测试。
在美国，河流和湖泊是大部分饮用水的初始来源，融入水中的各种化学物质不仅对环境产生影响，同时也对人类健康造成威胁。此前研究已经显示，污水处理厂可以去除某些化学物质，但无法去除所有污染物。研究报告作者、美国地质调查局水文学家保罗·布拉德利（Paul M. Bradley）表示：“大量研究证明，即使低剂量的化学污染实际上也能引发生物学效应。”
图：对美国各地河流进行测试显示，河水中含有大量药物、杀虫剂以及咖啡因等
布拉德利说，这种影响范围非常广。以溪流环境为例，这可能涉及到整个食物网，从微生物到更大的鱼类和哺乳动物等。布拉德利及其同事从38条水道中采集样本，包括3条远离人类聚居地的水道作为对比，其他样本均来自城乡混合环境。科学家们表示，他们在这些水道中发现数百种所谓的“新污染物”，它们正对生态环境和公共健康造成威胁。
研究人员从每个位置获取到足够的水，并进行2次独立测试。第一种测试包括观察719种化学物质，有的水道中只发现4种这类化学物质，而污染最严重的水体样本中发现了406种，这意味着人类制造的化学物质正进入更广泛的环境中。布拉德利表示，杀虫剂和药物占了这些水道中所发现“新污染物”的半数。在10大化学物质中，包括8种杀虫剂和2种药物（咖啡因，二甲双胍，治疗糖尿病的药物）。值得注意的是，样本中不存在独立的化学物质，而是各种化学物质互相渗透。
第二种测试更加有趣，研究人员并未寻找特定的化学物质，而是利用生物鉴定方法测试样本，即寻找化学物质对生物体的影响。以咖啡因为例，对咖啡因敏感的人可通过喝咖啡进行测试，看他们是否感到紧张不安。生物鉴定方法类似于喝咖啡，只是在细胞水平上进行。它有自己的局限性，因为咖啡因毕竟不是唯一让人感到紧张的过敏物质。如果你不知道咖啡中含有咖啡因，你就没有必要喝掉或测试它。但是如果你知道咖啡会让你紧张，你可能需要找到原因。
图：美国河流中的化学物质污染触目惊心
在这种情况下，他们进行测试，看水体样本是否会侵蚀雌性激素受体、雄性激素受体以及糖皮质激素受体等。研究人员发现，这些样本都会对这三种受体产生影响，这无需令人感到惊讶。但当他们尝试将生物活性与触发受体反应的化学物质联系起来时，他们发现雄性激素与糖皮质激素受体反应截然不同。
基于对水中406种化学物质的理解，雄性激素和糖皮质激素受体不应该产生如此强烈的反应。再次以咖啡因为例，这就像你喝脱咖啡因咖啡依然会感到紧张，就像喝掉意大利浓咖啡那样。尽管没有意义，但它依然会让你产生感觉。布拉德利说：“这可能是因为我们没有分析出来的化学物质与受体产生交互作用，或是这些化学物质相结合后创造了我们还不知道的反应，也有可能有些化学物质与受体产生反应，只是我们没有意识到。以前还没有人进行这种直接测试，为此我们不知道它们是否与这种受体绑定，或与三种受体都有关系。”
长期的环境和健康影响还不清楚，但认为没有影响绝对是愚蠢的。布拉德利说：“最重要的是记住这些化学物质被广泛使用，因为它们是特别为生物学效应设计的。它们的商业可行性是基于它们证明生物学效应而来的。或许更有用的问题是：为何你认为对环境没有影响？”
被检测到的许多化学物质都是药物。因此我们没有任何理由认为，河流湖泊中的水生生物不会受到人类排入水中的化学物质影响。这项研究的目标不是阻止所有化学研究，而是开始着手处理我们排放的化学物质。而测试的719种化学物质仅是当前已知8.5万种化学物质中的一小部分。
与此同时，研究人员发现，化学物质浓度越高与污水处理厂的距离越近，河流或湖泊水中的化学物质越多。节育、治疗糖尿病以及其他疾病的药物不止停留在我们的身体中。如果那样，我们就不必多次服用药物。相反，化学物质会从我们的身体中排放出来，被水从厕所中冲走，最终流入污水处理厂。
找出如何在污水处理过程中减少化学物质是另一个研究课题。布拉德利说：“我们是否应在接近源头（比如家庭或建筑）的地方处理污水，而不是将它们收集起来统一处理？”至于水道中到底有多少种化学物质，我们该如何预防它们继续排放，并产生严重后果，这都需要严肃考虑。布拉德利说：“我们需要绿色化学吗？我们需要改变分子设计以抑制它们的最大生物活性和存储寿命，让这些化学物质更快分解以便于不会危害到生命吗？”
宾夕法尼亚州斯特劳德水研究中心科学家约翰·杰克逊（John Jackson）表示，布拉德利等人的研究可以解释，为何许多工厂停止向水中排放有毒物质后，许多水道依然无法恢复健康状态。他说：“我们拥有的水道数据显示，这些水道健康状况比40或50年前好得多。但与此同时，这也可以帮助解释，为何有些水体污染改造没有任何成效。”
布拉德利说，污染源并非秘密。污水处理厂没有过滤掉人类排泄物中的药物，导致它们进入生态系统中。与此同时，杀虫剂和除草剂经常直接从农田和草坪中排出，几乎不受任何限制。布拉德利表示：“许多化学物质的排放都未受到管制，我们不一定要以这种方式生活，而是采用更多绿色化学，比如可以设计无法在环境中长期积累的化学物质。”
4月初，哈德逊河保护者组织、哥伦比亚大学、康内尔大学、美国环保署以及纽约大学的科学家联合从哈德逊河采集到样本，测量暴雨期间有多少药物污染被冲入河中，以便找准污染源头。在对样本进行检测中，研究人员发现了抗抑郁剂、降压药、解充血药以及其他药物。几十年来，各种药物不断被排入河流和饮用水源中，但直到近年来测试方式改变，科学家们才能确认它们。这些药物污染对人类的影响还不清楚，但却对野生动植物造成重要影响。
图：研究人员从哈德逊河不同地点采集水体样本，分析药物污染的严重程度
此前有研究显示，新泽西州沃尔基尔河中的雄性鱼类发育出雌性生殖特征，很有可能是水中激素药物污染所致。哈德逊河保护者组织水质主管丹·夏普利（Dan Shapley）说：“世界上存在着大量化学物质，我们只是还不清楚它们的影响。我们用了多年时间才理解温室气体对地球温度的影响，以及水中营养物质增加导致珊瑚受损。而我们刚刚开始了解药物污染的影响。”
大多数药物影响被认为来自人类排泄物，常见药物未被人体吸收后排出体外。此外，也有人不恰当地处理过期药物，只是简单地将其倒入下水道。而污水处理厂无法将这些药物过滤掉，导致它们重新被排入水源中。药物污染的其他来源还包括流经街头或农场的污水，里面可能含有动物排泄物。研究人员希望最新测试能帮他们找到污染源。通过测量药物，科学家可以区分这些污染到底来自动物、未处理的人类污水还是污水处理厂。找到污染源有助于解决污染问题。
问题并不仅仅限于哈德逊河，全球科学家都已经发现，鱼类、鸟类、水獭以及其他哺乳动物体内都含有大量非处方药物和处方药成分。2年前，美国地质调查局的研究人员发现，North Jersey地区两个保护区中，两条河流中出现雌化现象。这项发现让环保人士深表担忧，他们称这个问题越来越普遍，将有越来越多的鱼受到类似污染。
夏普利说，新泽西州有10万多人的饮用水来自哈德逊河。由于没有任何新泽西社区直接从哈德逊河取水，为此人类暴露在药物污染环境最有可能的方式就是吃鱼所致。我们已经对河中细菌和其他病原体对健康的影响研究了数十年，但对药物污染的研究刚刚起步。纽约皇后学院环境微生物专家乔治·奥木兰（Gregory O'Mullan）说：“不像其他污染，我们已经研究了数十年，药物污染的人为特征更明显。”
本文来源：网易科技报道
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