从下水道中回收毒品

通过患者身体的普通药物最终会进入环境，但其中许多药物对野生动物和人类健康构成的威胁仍有待确定。甚至有可能回收其中一些拯救生命的化合物，这样它们就可以重复使用。

在过去的二十年里，越来越多的药物随着被冲下下水道的废物进入污水系统，这引起了人们的关注。大多数来自服药患者的尿液和粪便。即使这些化合物已经通过了他们的身体和水处理厂，它们仍然可以在河流和湖泊中找到，甚至可能在我们的土壤中找到。包括胆固醇药物、受体阻滞剂、抗癫痫药、消炎药和抗生素在内的药物以及非法物质都在下水道和附近的水道中被发现。

荷兰内梅亨大学(Radboud University)环境科学家、PREMIER项目协调员拉加斯(Ad Ragas)教授说，很多人认为污水处理厂是用来净化水的，但这些污水处理厂是用来去除氮和磷酸盐的，而不是用来去除药物的。“这些药物最终会与其他微污染物一起进入环境。”

在世界各地的水生环境中已鉴定出600多种药用物质。另一些则进入了陆地生态系统。这些化合物中至少有一些已知会对生物体产生不良影响。

一个臭名昭著的例子发生在上世纪末的印度秃鹫身上。直到20世纪80年代末，数以千万计的秃鹫盘旋在天空，等待死去的尸体，但在20世纪90年代，秃鹫的数量神秘地急剧下降，有些数量下降了99%以上。科学家们一开始很困惑，但后来在2004年发现，这些鸟是被双氯芬酸杀死的，双氯芬酸是一种印度牲畜常用的药物。它是一种廉价的抗炎药，在奶牛中使用，但在秃鹫中引起肾衰竭和死亡。

拉加斯说，这一事件引发了很多关于药物对野生动物和环境影响的讨论。2006年，印度禁止兽医使用双氯芬酸。但15年过去了，对毒品及其副产品进入环境的担忧在全球范围内日益加剧——而且有充分的理由。

每年，人类和动物的药物使用量都在增加，然而，关于有记载的药物扩散对人类健康和地球生态的影响，仍然存在许多问题。

2013年，欧洲议会和欧盟理事会将包括一些抗生素在内的一些药物列入了欧盟水体中应该仔细监测的物质观察名单。这是第一个包括对脆弱生态系统构成潜在威胁的具有无可争议的药用价值物质的文件。

诊断扫描

医院是活性药物成分的主要来源，研究发现，许多来自医院的化学物质并没有被污水处理厂完全去除。特别值得关注的是碘造影剂(ICMs)——在诊断扫描(如CT或MRI)之前，经常将放射成像染料注射到患者的血液中，以使软组织从背景中脱颖而出。

ICMs在体内不会降解(95%以上的ICMs未被代谢)，而是被冲出并进入污水系统。研究人员认为，它们是造成废水中持久性化学物质负担的主要原因。人们在河流、湖泊、地下水甚至饮用水中发现了ICM的副产品——通常浓度较高。它们也存在于土壤中，对农业用地受到污染的人类和野生动物都构成潜在风险。有机卤素是造影剂的副产物之一。如果任由这些化学物质高浓度积累，它们会对土壤和水中产生毒性作用。

来自意大利米兰理工大学土木与环境工程系的Alberto Guadagnini教授说:“我们仍然不知道这些物质在地下水系统中高浓度积累的风险有多大。”

关于洲际弹道导弹的流行程度以及如何安全清除它们的数据并不完整。随着人口老龄化，慢性和复杂的合并症的数量预计会增加，因此在全球范围内进行的诊断成像测试的数量可能会增加。据目前估计，全球正在使用的临床CT扫描仪数量超过45000台。仅在一家意大利医院——米兰的圣拉斐尔医院——每年就进行3万次这样的诊断测试。

回收

Guadagnini教授希望通过最近启动的为期四年的REMEDI项目来填补一些知识空白，该项目旨在研究从水和土壤中捕获和去除x射线造影剂的新技术。

瓜达尼尼教授说，去除它们只是挑战的一部分，我们还想回收它们。碘和钡(用于造影剂)是有价值的化合物。它们被工业再次利用比在环境中积累要好得多。”

Guadagnini教授的团队正专注于氧化铁的研究，氧化铁已被证实能够与造反差剂结合。然而，氧化铁不能直接添加到湖泊和河流中作为ICM陷阱，因为它们会增加水的酸度。相反，研究人员将尝试使用这些化合物在ICMs到达天然水体之前拦截它们。

他说:“一个关键的想法是，通过设计一些模拟河底沉积物的多孔材料来捕获不同的介质，这是过滤河水使其可饮用的系统的一部分。”这种坚固的基质将被设计用来捕获对比介质。一旦它们被捕获，我们就可以回收它们，并探索这些不同介质介质被重复利用的潜力。”

即使采取了这些措施，仍有一定比例的ICMs会流入水道，从而流入地下水。这种不可避免的浸出会对自然水体造成多严重的问题，是REMEDI研究人员急于量化的问题。项目的平行流程试图评估和量化相关的风险。

尽管该项目仍处于早期阶段，但公众对药物污染的讨论越来越多，瓜达尼尼教授受到了鼓舞。他说，人们开始认为这是一个需要解决的问题。“他们之所以担心，是因为对环境风险的认识仍然不完整，而且这个问题在工业领域也越来越受关注，因为回收这些化合物并再次使用它们会产生经济影响。”

风险

自2006年以来，一种新的药品只有在附有环境风险评估的情况下才能在欧盟获得批准，环境风险评估是一种量化化合物潜在环境风险的档案。这些可以形成一个重要的动力，促使医院决定如何最好地减轻他们给病人的药物和其他化合物的风险。例如，它可能会决定收集病人的尿液，而不是将其冲下厕所。

但这些风险评估的成本很高(一项评估的成本约为50万欧元)，尽管这只是将新药推向市场的总成本的一小部分，但它增加了生产新疗法的总成本。这项立法也只适用于新药。

拉加斯说，我们估计2006年之前市场上已经有1,000至1,800种药物。“像扑热息痛这样的药物(欧洲人在2016年消耗了48400吨)从未对其环境影响进行过系统评估。”

创建回顾性风险评估档案是PREMIER的主要目标。该项目的研究人员正在使用计算机模型对药物的毒性和对水生生态系统造成不利影响的可能性做出智能和负担得起的预测。

拉格斯教授说:“通过开发巧妙的程序，我们希望避免对所有药物进行测试。”“如果我们知道一种分子及其特征——例如，它在水中的降解和溶解程度——我们就可以建立模型来预测它(从环境中)消失的速度。”

“从我们的模型中，我们希望能够说，‘这50种化学物质最有可能是最危险的’。”然后我们可以对这些化学物质进行更昂贵的测试，并得出结论。”

Ragas教授和他的团队希望确定一种药物对物种的影响是如何不同的。拉加斯教授说，以鱼为例。“如果已知一种药物可以靶向人体内的神经元分子，我们就会利用基因数据库来研究这种靶点是否也存在于鱼类中。”如果人类体内编码目标分子的基因也存在于鱼类体内，我们就会知道鱼类可能对同样的化学物质敏感。”

Ragas教授希望这些信息能让人们更容易地评估新旧药物对环境造成的风险，从而采取措施控制那些最有害的药物。

他说:“我们需要在药物对人类健康的益处和对环境的后果之间找到一个平衡。”“我最大的希望是，我们可以推动整个药物使用和药物开发领域朝着一个方向发展，即人们可以从药物对健康的积极影响中受益，而不会对环境造成任何危害。”