我们的河流和湖泊含有大量农药和药物

从杀虫剂到咖啡因，影响生物体的化学物质正在流入美国的河流和溪流。这是美国地质调查局 (USGS) 和美国环保署的两项互补研究得出的结论，两项研究均于今日发表在《环境科学与技术》杂志上。

这不仅关系到我们环境中的生物，还可能影响人类健康——河流和溪流供应了全国大部分的饮用水。先前的研究表明，水处理设施可以去除部分污染物，但并非全部。

“大量研究表明，这些污染物即使剂量很低，如我们在这里看到的，也能够引起生物效应，”美国地质调查局水文学家、两项研究的合著者保罗·M·布拉德利 (Paul M. Bradley) 说道。布拉德利表示，这些影响非常广泛；“从溪流环境的角度来看，你谈论的是整个食物网。从微生物一直到大型鱼类和哺乳动物。”

布拉德利和他的同事从 35 条水道中采集了水样，其中包括三个远离人类居住地的地点作为对照。其余样本来自农村和城市环境。研究人员从每个地点采集了足够的水进行两次单独的测试。第一次测试寻找 719 种选定的化合物的存在。

在这 719 种化合物中，检测到了略多于一半（即 406 种）的化合物，这表明人造化学物质正在进入更广泛的环境。排名前十的化学物质包括八种农药和两种药物——咖啡因和二甲双胍（一种用于治疗 2 型糖尿病的药物）。值得注意的是，这些化学物质都不是单独存在的，而是以某种稀释的汤的形式存在，化学物质相互混合。

第二个测试更加有趣。他们没有寻找特定化学物质的存在，而是使用生物测定法来测试水样，以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以通过测试咖啡因来检测一杯咖啡中是否存在咖啡因，或者他们可以喝咖啡，看看它是否会让他们感到紧张。生物测定类似于喝咖啡，但在细胞层面上。它有其局限性——毕竟咖啡因不是唯一一种能让人紧张的药物——但它也有好处。如果你不知道咖啡中含有咖啡因，你不一定会想到要测试它。但如果你知道咖啡会让你感到紧张，你可能会去寻找原因。

在这种情况下，他们测试了水样是否影响雌激素受体（女性性激素）、雄激素受体（男性性激素）和糖皮质激素受体（类固醇中常见的抗炎化合物）。他们发现水样影响了这三种受体，这并不完全令人惊讶。但当他们试图将生物活性与可能引发受体反应的化学物质联系起来时，他们在雄激素和糖皮质激素化合物方面遇到了困难。根据他们对水中存在的 406 种化学物质的了解，雄激素和糖皮质激素受体不应该有如此强烈的反应。回到咖啡因的例子，这就像喝了一杯脱咖啡因的咖啡，然后像喝了一杯加了一杯浓缩咖啡的咖啡一样颤抖。这没有道理，但显然有什么东西让你发抖。

“可能存在一些我们没有分析过的化学物质与受体相互作用，”布拉德利说。“也可能是这种组合产生了一种我们不知道的综合反应。或者其中的一些化学物质确实与这种受体相互作用，只是我们没有意识到——之前没有人直接测试过它们的这种活性，所以我们不知道它们与这种受体结合。可能是这三种情况。”

其对环境和健康的长期影响尚不清楚，但认为其影响为零则是愚蠢的。

“需要记住的是，这些化合物之所以可以在市场上买到，是因为它们被专门设计用于产生生物效应。它们的商业可行性基于它们已证实的生物效应，”布拉德利说。“也许更有用的问题是，‘你为什么认为它们对环境没有影响？’”

检测出的许多化学物质都是药物。尽管药物研究正在逐渐远离动物模型，但它们测试人类药物疗效的首要方法之一是在鱼身上测试化合物。这意味着没有理由认为我们河流和溪流中的水生生物不会受到我们排放到水中的化学物质的影响。“我们并没有一些人认为的那么不同，”布拉德利说。

这项研究（以及类似的研究）的目的并不是停止所有化学研究。相反，这是了解我们向世界排放的东西的第一步——而且规模巨大。他们测试的 719 种化合物只是目前正在生产的 85,000 种制造化学品中的一小部分。而且这个名单还在不断增加。

同时，研究人员发现，化学物质的最高浓度与距离污水处理设施的距离之间存在很强的相关性——河流或溪流距离污水处理设施越近，水中的化学物质就越多。避孕药、糖尿病药物和其他治疗药物不会只留在我们体内。如果是这样，我们就不必多次服用。相反，化学物质会从我们的身体排出，最终与我们的废物一起被冲下马桶，最终进入水处理厂。如何在水处理过程中减少它们又是另一项研究。“我们是在靠近源头 [我们的家和建筑物] 的地方处理废物，而不是收集起来然后一起处理？”布拉德利说。

有多少化学物质最终进入我们的水道以及我们如何防止它的问题将是一个持续存在并带来严重后果的问题。

“我们是否采用绿色化学？”布拉德利说。“我们是否应该改变分子设计方式，不再最大化其生物活性和储存寿命，而是制造出降解速度更快、针对性更强、对非目标生物体伤害较小的化合物？”

这些是研究结果提出的问题。我们将如何回答，还有待观察。

注意：早期版本的水样采集地图加载不正确。我们已更新地图以反映正确的位置，并对此错误表示歉意。